Как стать автором
Обновить

This is Science: микропушки и наноядра

Время на прочтение 3 мин
Количество просмотров 12K


Что приходит Вам в голову, когда Вы слышите слово «пушка»?! Наверное, что-то массивное с большой разрушительной силой. Но что, если Вы услышите «микро-пушка»?

Перед самым закатом 2015 года в престижном научном журнале ACSNano вышла необыкновенная статья. Да не просто статья, а целая совершенно невероятная история о микропушках и микробаллистике!

По традиции, Рождество – сказочное время, когда все ждут чего-то особенного и необычного. Видимо, коллектив авторов работы, о которой пойдёт речь чуть ниже, подумала точно также и решила опубликовать свою статью аккурат перед католическим Рождеством.

Но давайте обо всём по порядку. Учёные из Испании, Мексики и США изготовили массив конических «микропушек», которые способны стрелять «наноядрами» диаметром 1 микрометра, что в сотню раз меньше человеческого волоса.

Сами микропушки изготовлены из графена и золота и помещены в полимерную матрицу-носитель (см. рисунок ниже). При желании они могут быть освобождены и переведены, например, в суспензию за счёт растворения этой полимерной матрицы. Вместо пороха в них используется перфтороуглерод (perfluorocarbons, PFC), который под воздействием ультразвука эффективно переходит в парообразное состояние. А дальше, как в обычной пушке, образовавшийся пар толкает сферическое ядро (в данном случае из диоксида кремния).


(A) Схема создания микропушки. (B) Принцип работы микропушки при воздействии ультразвука: PFC переходит в пар и выталкивает наноядра. (С) Микропушка до и после выстрела. Масштабная метка – 20 микрон

Для того чтобы отследить траекторию полёта наноядра, а также показать распространение «выхлопных» газов, ядра и «пороховой заряд» из PFC подкрасили флуоресцентной краской. После выстрела над поверхностью подложки стелется пар флуоресцирующего PFC, а ядра улетаю с довольно приличной скоростью – до 40 м/с.

Видео «стрельб» можно посмотреть на сайте издательства.


Микрофотографии «стельб» наноядрами из микропушки. (А) Вид сверху. (B) Вид сбоку. Масштабная метка – 20 микрон

В принципе, такая пушка может быть загружена не только одним ядром, но сразу несколькими – практически, как микроскопический дробовик.


Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа: (A) загрузка разного количества наноядер, (B) матрица с микропушка до (слева) и после (справа) «выстрела» с помощью ультразвука. Масштабная метка — 1 микрон

И напоследок, самое главное, казалось бы, как такая «игрушечная» работа могла попасть на страницы уважаемого издания?! Однако этот вопрос отпадает, если мы взглянем на сферу применения данного «изделия» – оригинальная система доставки лекарств и борьбы с раковыми опухолями, например. Ведь на сегодняшний день одна из основных проблем, связанная с лечением рака, заключается в том, как уничтожить поражённые ткани и не затронуть при этом живые. Ответ – применение таких массивов микропушек или их суспензий. Как отмеают авторы работы микропушки будут особенно эффективны, если их снабдить магнитными наконечником для наводки орудия на цель.

Оригинальная статья «Acoustic Microcannons: Toward Advanced Microballistics» опубликована в ACSNano (DOI: 10.1021/acsnano.5b07080).



Полный список опубликованных статей This is Science на GeekTimes:
This is Science: Простая и дешёвая солнечная энергетика
This is Science: Графен – жизнь или смерть?
This is Science: Вдувай и получай электроэнергию
This is Science: Кремниевая электроника: согни меня полностью!
This is Science: Эластичный дисплей на квантовых точках
This is Science: Поставить трибоэлектричество на службу человечеству
This is Science: 3D оптическая печать переезжает на микроуровень
This is Science: Что внутри нейроморфного чипа?
This is Science: Новости с графеновых полей
This is Science: 3D электронная литография в массы
This is Science: Разряд щелочных батареек или почему батарейка подпрыгивает
This is Science: микропушки и наноядра
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 1
This is Science: носимая электроника и трибоэлектричество. Часть 2


Иногда кратко, а иногда не очень о новостях науки и технологий можно почитать на моём Телеграм-канале — милости просим;)
Теги:
Хабы:
Если эта публикация вас вдохновила и вы хотите поддержать автора — не стесняйтесь нажать на кнопку
+22
Комментарии 11
Комментарии Комментарии 11

Публикации

Истории

Ближайшие события

Московский туристический хакатон
Дата 23 марта – 7 апреля
Место
Москва Онлайн
Геймтон «DatsEdenSpace» от DatsTeam
Дата 5 – 6 апреля
Время 17:00 – 20:00
Место
Онлайн