Российские физики испытали наноштангенциркуль
Углеродные нанотрубки — перспективный род новых материалов, при добавлении которых меняются физические свойства многих известных материалов — металлов, сплавов и полимеров. Впервые структуру нанотрубок в 1991 году увидели в микроскоп японские учёные, позже появились методы их синтеза, и сейчас нанотрубки получают уже в промышленных масштабах.
Свойства нанотрубок зависят от их размеров и количества со=лоёв углерода в них. В промышленном производстве важно выдерживать постоянный размер трубок — иначе свойства, которые они сообщают тем материалам, в которые их добавляют, нельзя гарантировать.
Как объясняют ученые, волны звука или ультразвука могут путешествовать через воду и другие жидкости, но при их столкновении с частицами твердой материи часть из них затухает. То, какие волны поглощаются частицами, зависит от их размера. Измеряя потери при прохождении через раствор, нанотехнологи оценивают размеры наночастиц, имеющих форму шариков.
Оказалось, что подобным образом можно измерять и размер полых цилиндров. Для этого учёные пропускали ультразвуковые волны через раствор наночастиц, проходящий по узким трубкам под давлением и через раствор, находящийся в покое в широком сосуде. Как поясняют физики, проходя через узкие трубы, наночастицы выстраиваются в тонкие нити перпендикулярно направлению движения потока, а в стоячей воде они ориентированы случайным образом. Сравнив данные о погасших ультразвуковых волнах, полученные в двух экспериментах, можно определить реальные размеры нанотрубок. Полученные в экспериментах данные подтвердились, и теперь физики надеются, что их изобретение найдет применение в производстве, что бы определять размер наночастиц, не вынимая их из раствора.
Статья с описанием технологии опубликована в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.