Триботехническое материаловедение и триботехнология - Денисова В. А.
Материаловедение изобилует
множеством примеров самоорганизации структур. В начале 1991г после открытия
явления сверхпроводимости при температуре больше 33 К поликристаллического С60,
легированного атомами щелочных металлов, стабильные кластеры углеводорода С60,
С120, С76, С84 оказались в центре
исследования.
В 1985г Крото с
сотрудниками сообщили, что в масс-спектрах паров графита, полученных его
испарением под лазерным пучком, имеется ряд интенсивных пиков, отвечающих
кластерам (или многоатомным молекулам) углерода. Наиболее стабильными из них
оказались С60 (структура кластера С60
характерна для самоорганизующихся в пламени органических соединений - сажи) и С70.
Как выяснилось в результате структурного анализа, кластер С60 имел форму
футбольного, С70 -
Шарообразные (или дынеобразные) молекулы имеют
необычную симметрию и уникальные свойства. Все ковалентные связи в этих
молекулах насыщены, и между собой они могут взаимодействовать только слабыми
Ван-дер-Ваальсовыми силами. При этом последних хватает, чтобы построить из
сферических молекул кристаллические структуры (фуллериты).
К каждой такой молекуле можно привить другие атомы и молекулы. Можно поместить
чужеродный атом в центральную полость фуллереновой молекулы как в суперпрочный
контейнер или полимеризовать их, раскрыв внутренние связи, и т.д. Впоследствии
научились выращивать однослойные и многослойные углеродные нанотрубки (рисунок
5.10в). Крайне важно, что свойствами нанотрубок можно управлять, изменяя их
хиральность, т.е. скрученность решетки относительно продольной оси. При этом
можно легко получать проволоку нанометрового диаметра как с металлическим типом
проводимости, так и с заданной запрещенной зоной. Нанотрубки с регулируемым
внутренним диаметром представляют собой основу идеальных молекулярных сит
высокой селективности и газопроницаемости, контейнеров для хранения
газообразного топлива, катализаторов и т. п. Нанотрубки также могут быть
использованы как сенсоры, атомарно острые иголки, элементы экранов дисплеев
сверхвысокого разрешения и т.д.
164 
