Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №31/2003

Немного обо всем, или все о немногом

Просто добавь воды

Рис. Генерирование электрического тока в нанотрубке: 1 – монослойная углеродная нанотрубка; 2 – поток воды
Рис. Генерирование электрического тока в нанотрубке:
1 – монослойная углеродная нанотрубка; 2 – поток воды

Для нанотрубок обнаружена еще одна область применения, а именно – с их помощью возможна генерация электрического тока. Делается это с помощью потока полярной жидкости, в частности воды. Такая идея была высказана еще в 2001 г., а теперь вот воплощена на практике.
На стенках монослойных нанотрубок есть весьма лабильные электроны, которые притягиваются к избыточным положительным зарядам + атомов водорода в молекуле воды (рис.). Эти заряды возникают вследствие большей электроотрицательности у атома кислорода, который оттягивает на себя электроны от двух атомов водорода, благодаря чему и создается диполь. Вместе с потоком воды электроны нанотрубок, притянутые атомами водорода, перемещаются вдоль стенок, что и создает электрический ток.
Экспериментальная проверка высказанной идеи осуществлена Аджаем Судом и его учеником Шанкаром Гошем из исследовательского института Рамана (назван так в честь знаменитого индийского физика, лауреата Нобелевской премии) в Бангалоре. Для этого в стеклянной трубке метровой длины расположили хаотично ориентированные нанотрубки и присоединили электроды.
При прокачивании воды действительно возникало электрическое напряжение, которое увеличивалось с нарастанием потока воды: при скорости протекания воды 2 мм/с оно достигало 2,7 мВ. При обращении направления потока воды электрическое напряжение также меняло свой знак. При добавлении к воде соляной кислоты (снижение рН – увеличение количества ионов Н+) напряжение подскакивало!
Теоретики пока не могут объяснить, почему электрическое напряжение при увеличении скорости водяного потока возрастает нелинейно. Исследователь суд полагает, что дело в нарушении ламинарности потока воды вблизи произвольно ориентированных нанотрубок. Статья индийских ученых опубликована в журнале Science.
Однако, как отмечено в журнале New Scientist, где опубликован реферат этой статьи, далеко не все ученые поддерживают идею о возможности использования нанотрубок в качестве электрогенераторов. По крайней мере им не удалось воспроизвести результаты индийских коллег, а воспроизводимость – основное требование науки.
А.Суд тем не менее настроен оптимистично, о чем свидетельствует поданная им заявка на патент, в которой излагается суть открытой им технологии. Когда патент будет получен, он постарается посрамить своих скептических оппонентов.

Материал подготовил И.Э.ЛАЛАЯНЦ
(New Scientist, 2003, № 2379, р. 15)