Наноподшипник - главный элемент

-->

Наноподшипник – главный элемент НЭМС

Сегодня вопросом номер один у исследователей в области нанотехнологий является разработка устройств нанометрового размера – наноэлектромеханических систем (НЭМС). Это устройства, осуществляющие преобразование механической нагрузки в электрический сигнал и обратно и рассматриваются они в качестве основы будущих нанороботов, а также систем обработки, записи и передачи информации. В отличие от современных устройств подобного назначения, описываемые системы включают в себя элементы нанометровых размеров и потому обладают на порядки более высокой информационной емкостью и удельной скоростью обработки информации.

nanopodship.jpg
Nano_podshipnik.jpg
nanopodship1.jpg

Возможные типы наноподшипников

Ведущее место в ряду элементов НЭМС занимает наноподшипник на основе многослойной углеродной нанотрубки. В то время как внутренний слой этой нанотрубки закреплен на неподвижной оси, внешние слои благодаря слабому взаимодействию между слоями могут вращаться относительно этой оси в результате воздействия электрического поля на прикрепленную к ним металлическую пластинку.

Важнейшей при изготовлении наноподшипника считается процедура заострения многослойной углеродной нанотрубки, в результате которой с нанотрубки в области ее наконечника удаляется некоторое количество внешних слоев. Это придает нанотрубке форму телескопической антенны или удочки, внутренние слои которой могут вытягиваться либо фиксироваться, в то время как внешние слои свободно вращаются вокруг своей оси.

С целью реализации указанной процедуры на кремниевую подложку методом электронно-лучевой литографии с помощью резиста на основе полиметилметакрилата наносятся наноэлектроды, состоящие из слоя хрома толщиной 15 нм и слоя золота толщиной 45 нм. Наноэлектроды шириной 300 нм, отстоящие друг от друга на расстояние 350 нм, покрывают изолирующим слоем оксида толщиной 500 нм.

Многослойные нанотрубки, полученные стандартным электродуговым методом, наносят в виде суспензии в этаноле на наноэлектроды, после чего покрывают сверху слоем хрома толщиной 15 нм и слоем золота толщиной 45 нм. Это приводит к образованию наноструктуры, обработка которой методом электрического пробоя в воздухе, позволяет получить желаемую решетку наноподшипников. Описанный метод основан на явлении испарения внешних слоев многослойной нанотрубки при пропускании через нее электрического тока высокого напряжения.

Nanodvigatel.jpg

Схематическое представление конструкции нанодвигателя на основе наноподшипников

При этом величина тока должна быть побрана таким образом, чтобы, с одной стороны, удалить нужное число слоев нанотрубки, а с другой стороны – предотвратить её полное термическое разрушение. Многочисленные эксперименты показывают, что при напряжении 2,5 В оптимальная величина тока через нанотрубку, удовлетворяющая указанным требованиям, составляет около 1 мА.

http://www.kommentator.ru/…t0108-1.html

Даёшь российский наноподшипник! Ну, а если серьёзно, то здесь наглядно видно, как творческая мысль конструкторов техники будущего ищет решения проблемы практического использования нанотехнологий. Пусть это и довольно отдалённое будущее, но думать о нём, приближать его нужно уже теперь…