Nanorurki wykorzystuje się m.in. przy budowie płaskich ekranów
Nanonurki to bardzo małe, super wytrzymałe, cienkie rurki, które przewodzą prąd i ciepło. Zalety nanorurek są często wykorzystywane w nanotechnologiach, czyli... praktycznie wszędzie.
Zwykle za nanorurkę uznaje się cząsteczkę o proporcji długości do średnicy większej niż 1 milion. Głównie pod tym pojęciem rozumie się tylko nanorurki węglowe, ale ich rodzajów jest więcej.
Spektakularnym przykładem jest możliwość ich zastosowania w badaniach mózgu, a bardziej przyziemnym, choć nie mniej efektownym (biorąc pod uwagę rozmiary nowoczesnych telewizorów) w budowie płaskich ekranów i diodach LED. Ostatnio okazało się, że nanorurki można łączyć. Jest to pomysł trochę z gatunku fantasy, ale czy wyobrażacie sobie superdługie, supercienkie przewody łączące Księżyc z Ziemią?
Odkrycie nanorurek przypisuje się Japończykowi Sumio Iiimie w 1991. Jednak kuzynem, a w zasadzie patronem całej rodziny tego typu struktur są fullereny, gdyż ich budowa jest podobna do nanorurek w tym sensie, iż są zbudowane z podobnych płaszczyzn węglowych (grafenowych). W przypadku fullerenów formują się one w struktury podobne do piłki, a w przypadku nanorurek... rurki. Ale koncepcja jest ta sama. Fullereny odkrył sir Harold Walter Kroto i otrzymał za to Nagrodę Nobla. Miałem zaszczyt wysłuchać wykładu profesora, a nawet uścisnąć mu dłoń przy okazji kongresu IUPAC MACRO w 2000 roku w Warszawie.
Znane są dwie główne odmiany nanorurek: jednościenne (SWNT) i wielościenne (MWNT). Nanorurki, dzięki specyficznym oddziaływaniom chemicznym mogą się samoorganizować w bardziej złożone struktury.
Obiektywizm i rzetelność naukowa wymagają, abym dodał, iż niektórzy naukowcy dostrzegają jednak również ich wady. Nawet nie chodzi tutaj o niedoskonałości metod syntezy ciągle przecież ulepszane, w których uzyskuje się coraz czystsze i lepiej zorganizowane struktury. Chodzi tu głównie o to, iż pojawiają się głosy o szkodliwości nanorurek. Najwięksi sceptycy doszukują się analogii do azbestu. Badania trwają, ale nie jest to dobra informacja dla tych jakże obiecujących materiałów.
Niewiele osób natomiast kojarzy, że nanorurki są niezwykle rozpowszechnione wśród związków nieorganicznych. Materiały takie jak azotek boru, krzem, dwutlenek tytanu, związki miedzi potrafią tworzyć struktury nanorurek. Tlenki manganu w bliskiej mi dziedzinie badań materiałów do nowoczesnych baterii są badane pod tym właśnie kątem.
Bardzo ciekawą koncepcją jest też próba wykorzystania nanorurkowej w pewnym sensie helisy DNA. Np. nanorurki wykonane prawie całkowicie z DNA mogą pomagać w skomplikowanych terapiach genowych. Innym zastosowaniem w dziedzinie biologii jest wykorzystywanie nanorurek do zastosowań w sztucznych mięśniach. Naukowcy znaleźli również sposób, aby przy pomocy nanorurek węglowych... gotować - i tym samym likwidować - nowotwory.
dr Marek Marcinek
Autor jest absolwentem Politechniki Warszawskiej i Szkoły Głównej Handlowej. Pracował na Uniwersytetach w Niemczech, Francji i Kanadzie, a ostatnie lata spędził w Lawrence Berkeley National Laboratory w Stanach Zjednoczonych.
Zobacz także:
