Компьютерра, 2008 № 40 (756) | страница 16

Команде американских ученых, координируемой из Дейтонского университета, удалось создать покрытие, способное удерживаться на различных поверхностях на порядок прочнее, чем лапы геккона. Материал, состоящий из многослойных углеродных нанотрубок, похожих на запутанные виноградные лозы, может найти применение везде, где нужны прочные временные соединения.

Ученых давно интригует способность насекомых и некоторых ящериц непринужденно прогуливаться почти по любым поверхностям, не падая с них. В последние годы строение лап и механизм их сцепления с поверхностью был детально изучен. Чаще всего конечность покрыта ветвящимися волосками с различной структурой, которая обеспечивает большую площадь контакта волосков с гладкой или шероховатой поверхностью, к которой они приклеиваются за счет сил Ван-дер-Ваальса. Однако до сих пор лучшие искусственные образцы, копирующие этот механизм, были в два-три раза хуже природных аналогов (см. "КТ" ##497, 712).

В новом покрытии ученые решили воспользоваться преимуществами нанотехнологий и вырастили на кремниевой подложке лес ветвистых нанотрубок со спиральными "кудрявыми" концами. Прижимаясь к поверхности, нанотрубки касаются ее во многих местах, обеспечивая прочность сцепления по касательной до ста ньютон на квадратный сантиметр. А это значит, что кусочек такого материала размером 4х4 мм может удержать груз весом полтора килограмма. Испытания проводились на стекле, пластике и наждачной бумаге. Однако если покрытие отрывать перпендикулярно поверхности, подобно тому, как геккон переставляет лапы, то потребуется значительно меньше усилий, поскольку трубки будут кудрявиться и их контакты станут рваться один за другим.

Авторы отмечают, что, модифицировав поверхность концов нанотрубок различными полимерами, белками или другими соединениями, легко добиться гораздо более прочного сцепления с поверхностями определенных типов. Но и в нынешнем виде созданный материал сможет найти массу применений в медицине и технике. Например, в космическом вакууме обычные клеи быстро сохнут и теряют прочность из-за испарения ряда компонентов. С сухим волокнистым наноклеем таких проблем не будет.

К сожалению, клейкое углеродное нанопокрытие пока слишком дорого. Также не очень понятно, как на его свойствах скажется пыль. Сейчас ученые продолжают работать над совершенствованием технологии выращивания кудрявых нанотрубок, оптимизацией структуры волокон и масштабированием процесса. ГА