CC BY
7Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической области
На основании разложения спектров сечения неупругого рассеяния электронов на пики потерь был рассчитан поверхностный параметр отдельных возбуждений и общий (интегральный) поверхностный параметр как сумма площадей всех поверхностноподобных возбуждений, который оказался больше поверхностного параметра, рассчитанного по методике Гергели. В отличие от методики Гергели, когда интенсивность объемного плазмона всегда устанавливается равной интенсивности соответствующей точки спектра, разложение на пики позволяет анализировать спектры сечения неупругого рассеяния электронов как суперпозицию разных процессов потерь энергии электронами. Соответственно, устраняется недостаток методики Гергели, заключающийся в завышенной интенсивности объемного вклада, из-за которой уменьшается вклад поверхностных возбуждений. Разложение спектров всех исследованных образцов на составляющие дало хорошо согласующиеся между собой результаты.
Таким образом, предложенный нами метод определения поверхностного параметра позволяет оценить влияние поверхностных возбуждений более детально, вплоть до расчета вероятности потери энергии электроном на возбуждение межзонных переходов и поверхностных плазмонов. Полученные результаты объяснимо отличаются от результатов, полученных по методу Гергели [6; 7].
Библиографические ссылки
1. Паршин А. С., Александрова Г. А., Долбак А. Е., Пчеляков О. П., Ольшанецкий Б. З., Овчинников С. Г., Кущенков С. А.. Письма ЖТФ. 2008.
2. Паршин А. С., Пчеляков О. П., Долбак А. Е., Ольшанецкий Б. З. Поверхность. Рентгеновские, син-хротронные и нейтронные исследования. 2013.
3. Паршин A. C., Пьяновская Е. П., Пчеляков О. П., Михлин Ю. Л., Никифоров А. И., Тимофеев B. A., Есин М. Ю. ФТП. 2014.
4. Паршин А. С., Кущенков С. А., Александрова Г. А., Овчинников С. Г. ЖТФ. 2011.
5. Gergely G., Menyharda M., Gurban S., Sulyok A., Toth J., Varga D., Tougaard S. Solid State Ionics. 2001.
6. Gergely G. Progress in Surface Science. 2002.
7. Orosz G. T., Gergely G., Gurban S., Menyhard M., Toth J., Varga D., Tougaard S. Vacuum. 2003.
8. Werner W. S. M., Tratnik H., Brenner J., Stori H. Surface Science. 2001.
9. Werner W. S. M., Kover L., Egri S., Toth J., Varga D. Surface Science. 2005.
10. Tougaard S. URL: http:// www.quases.com.
11. Tougaard S., Chorkendorff I. Phys Rev. 1987.
12. Tougaard S. Surface and interface analysis. 1997.
13. Лифшиц В. Г., Луняков Ю. В. Спектры ХПЭЭ поверхностных фаз на кремнии. Владивосток : Даль-наука, 2004. С. 36.
References
1. Parshin A. S., Aleksandrova G. A., Dolbak A. E., Pcheljakov O. P., Ol'shaneckij B. Z., Ovchinnikov S. G., Kushhenkov S. A. Pis'ma ZhTF. 34, 41 (2008).
2. Parshin A. S., Pcheljakov O. P., Dolbak A. E., Ol'shaneckij B. Z. Poverhnost'. Rentgenovskie, sinhro-tronnye i nejtronnye issledovanija, 6, 5 (2013).
3. Parshin A. C., P'janovskaja E. P., Pcheljakov O. P., Mihlin Ju. L., Nikiforov A. I., Timofeev B. A., Ju M. Esin. FTP, 48, 41 (2014).
4. Gergely G., Menyharda M., Gurban S., Sulyok A., Toth J., Varga D., Tougaard S. Solid State Ionics, 141— 142, 47 (2001).
6. Gergely G.. Progress in Surface Science, 71, 31 (2002).
7. Orosz G. T., Gergely G., Gurban S., Menyhard M., Toth J., Varga D., Tougaard S. Vacuum, 71, 147 (2003).
8. Werner W. S. M., Tratnik H., Brenner J., Stori H. Surface Science, 495, 107 (2001).
9. Werner W. S. M., Kover L., Egri S., Toth J., Varga D. Surface Science, 585, 85 (2005).
10. Tougaard S. URL: http:// www.quases.com.
11. Tougaard S., Chorkendorff I. Phys Rev. B, 35, 6570 (1987).
12. Tougaard S. Surface and interface analysis, 25, 137 (1997).
13. Lifshic V. G., Lunjakov Ju. V. Spektry HPJeJe poverhnostnyh faz na kremnii (EELS spectra of surface phases on silicon) (Vladivostok, Dal'nauka, 2004), s. 36.
© Игуменов А. Ю., Паршин А. С., Михлин Ю. Л., Пчеляков О. П., Никифоров А. И., Тимофеев В. А., 2014
УДК 608.3
ТЕМНЕЕ ЧЕРНОГО
Р. В. Карцан, И. Н. Карцан
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected].
Современный мир не стоит на месте, каждый день ученые всего мира делают научные открытия. На первый взгляд данные открытия не кажутся грандиозными и фундаментальными. Но при тщательном рассмотрении и грамотном анализе можно оценить действительный потенциал «незначительных» открытий.
Ключевые слова: изобретение, новый материал, возможности применения.
Решетневскуе чтения. 2014
DARKER THAN BLACK
R. V. Karcan, I. N. Karcan
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected].
The modern world is not standing still, every day scientists make discoveries. At first glance, these findings do not seem great and fundamental. But after careful consideration and competent analysis one can estimate the essential potential of the "minor" discoveries.
Keywords: invention, new material, application possibilities.
В июне 2014 года группе британских ученых удалось создать уникальный материал. Данный материал, ничем не приметный, обладает достаточно специфичным свойством: он поглощает практически весь свет (99,965 %). Большим светопоглощением обладает только один феномен во вселенной - «черная дыра». Если смотреть на этот материал невооруженным глазом, то невозможно понять его структуру, оценить его форму, можно только определить его контур. Открытие данного материала стало возможным благодаря определенному веществу - углеродистым нанотруб-кам, которые были официально открыты группой химиков в далеком 1985 г. Реальное же применение технологии нанотрубок началось недавно.
Рассмотрим, насколько важным может оказаться это открытие, в каких сферах оно может применяться. Как известно, свет имеет электромагнитную природу и ведет себя как электромагнитная волна. В этом и кроется одна из главных целей создания этого материла - поглощение электромагнитных волн. Текущий образец поглощает практически весь диапазон света -от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного. Данная особенность крайне интересна военным. Самолеты, которые будет невозможно обнаружить радаром, объекты, которые невидимы для тепловизоров и приборов ночного видения.
Но использование достоинств данного материала не целиком и полностью ложится на военную промышленность. В подобном материале нуждается также космическая отрасль. Сложность изучения дальнего космоса заключается не только в текущих затруднениях с преодолением расстояния, но и в световом шуме, мешающим изучению галактики с помощью телескопов. В данной отрасли колоссальные искажения вызваны самой аппаратурой, и применение свето-поглощающего материала позволит воссоздать такую ситуацию, где изображение получается только от самих источников наблюдения. Изображение, полученное в ходе испытаний нового материала, было на порядок качественнее прежних, удалось уменьшить искажение от атмосферы, которое всегда накладывается на итоговую картину.
Немаловажным является тот факт, что после небольшой доработки структуры становится возможным создание аналогичного материала в низкочастотном диапазоне. Работы в данном направлении обширны, начиная от реализации простого изолятора неже-
лательных излучений и заканчивая полноценной защитой здоровья человека.
Стоит также учесть, что материал с огромным показателем поглощения света может вывести на новый уровень солнечную энергетику. Сегодняшние технологии используют такие материалы, которые поглощают до 90% излучения, причем в довольно малом спектре. Эффективность солнечных панелей мала, особенно тех, которые расположены не в экваториальных регионах. Но панели с новоизобретенным материалом обеспечат поступление энергии, в разы большее энергии, получаемой от солнца.
Как уже было сказано, такой материал обладает огромным количеством достоинств, но нужно учитывать, что он основан на применении нанотрубок и, следовательно, имеет их недостатки.
Первым недостатком является сам процесс производства нанотрубок - синтез с использованием высоких температур. Хотя с момента открытия нанотрубок температура синтеза значительно уменьшилась, примерно в 2 раза, она остается достаточно высокой, в пределах 600 градусов по шкале Цельсия. Текущие попытки снизить температуру не увенчались успехом. При уменьшении температуры синтез происходит, но получившиеся нанотрубки имеют слишком большой диаметр и дефекты в структуре.
Во-вторых, был проведен ряд экспериментов, в ходе которых сделан вывод, что длинные многостенные нанотрубки повышают шансы заболеть раком. Данный эффект схож с влиянием на человека асбеста: известно, что люди, добывающие и перерабатывающие асбест, имеют вероятность возникновения раковых опухолей в несколько раз больше, чем у обычных людей. Эксперименты с одностенными нанотрубками не показали возникновения такого эффекта, но короткие нанотрубки (длинной примерно 200-500 нм) остаются опасными.
Основным же недостатком является дороговизна синтеза и самого оборудования, вызванная сложностью синтеза и новизной технологии.
В общем, можно утверждать, что данный материал не станет общедоступным, пока не упростится сам процесс и не снизится стоимость синтеза, а также пока не будет уменьшено негативное влияние нанотру-бок на здоровье человека. А до тех пор данный материал будет использоваться исключительно в научных целях.
© Карцан Р. В., Карцан И. Н., 2014
