Неземна краса нанотехнологій

Відео: Океан! Неземна краса + шикарна музика!

Суспільство дослідження матеріалів (Materials Research Society) з 2005 року двічі на рік проводить вельми оригінальний конкурс під назвою «Наука як мистецтво», повідомляє 3D News.

На цей конкурс дослідники з усього світу надсилають фотографії мікро- та наноструктур в самому прямому сенсі неземної краси. Сьогодні ми розповімо про найбільш ефектних з них, які посіли свого часу перші або другі місця.

Відео: Неземна Краса: прев`ю майстер-класу

Мал. 1 «Кульбаба в наносвіту». Автор: Chee Huei Lee, Мічиганський технологічний університет, США Створена вона в такий спосіб. На кремнієвій підкладці за допомогою хімічного осадження з газової фази (осадження на поверхню підкладки тонкої плівки речовини, що є продуктом реакції або розкладання парів одного або декількох речовин) синтезовані нанотрубки нітриду бору діаметром близько 50 нм. Після цього масиви трубок сфотографовані в декількох масштабах растрових електронним мікроскопом (РЕМ). Чуть-чуть фотошопа, щоб скласти композицію і розфарбувати картину в приємні для ока кольори - і нано-кульбаба готовий.

Мал. 2 «Наноцветок». Автор: PaiChun Wei, Національний університет Тайваню. Інший нітрид (рис. 2) - нітрид індію, синтезований на кристалі сульфіду цинку за допомогою молекулярно-променевої епітаксії ( «наростання» в умовах надвисокого вакууму одного кристала на поверхні іншого), утворює структуру, також схожу на квітку. Правда, вже не на кульбаба, а скоріше на троянду. Ширина «пелюсток» - кілька сотень нанометрів, товщина - пара десятків.

Ще трохи ботаніки. Оксид цинку, також обложений з газу, але вже без хімічної реакції (фізичне осадження з газової фази), може утворювати красиві структури, схожі на фантастичні квіти (Рис.3).

А ось і рідні соняшники (Рис.4)! Правда, родом вони не з України і не з російського півдня, а зовсім навіть з Китаю. І виросли вони не самі, а були синтезовані в ході реакції кремнію з киснем, де в якості каталізаторів виступали розплавлені галій і золото. В середині «квітки» нановолокна оксиду кремнію (товщиною близько 10 нм, між іншим) упаковані щільно, а по краях - набагато більш пухко, за рахунок чого і утворюються «пелюстки».

Іноді, щоб зловити вдалий кадр, потрібно вчасно включити уяву. У чорно-білому вигляді - а саме такі кадри видає електронний мікроскоп - дізнатися в наноструктурі оксиду цинку ведмедика Тедді (Рис.5) явно було не так уже й просто. Після розфарбовування картинки, звичайно, зовсім інша справа. І правда ж - ведмідь.

А в Іллінойському університеті примудрилися виявити мініатюрного Санта-Клауса на поверхні одного з синтезованих гідрофобних композитів. (Рис. 6).

Дехто вважає за краще не підглядати у природи, а творити наноіскусство самостійно. Зображає Ісуса Христа репродукція картини Вільяма Блейка «Старий днями» має розміри 500 500 мікрон. Вона «намальована» на пористому кремнії за допомогою сфокусованого пучка гелію і подальшого травлення плавиковою кислотою. (Рис. 7)

Ще в стародавньому світі люди створювали мегалітичні композиції, а вже сьогодні гігантськими спорудами точно не легко здивувати. А ось Стоунхендж з кремнієвих колон заввишки всього в мікрон - зовсім інша справа. Таке не кожен день побачиш. (Рис.8)

Гральні кістки не так монументальні, як Стоунхендж. Але виглядають не менш цікаво. Розмір кожної - 200 мікрон, зроблені вони з нікелю. Якщо збільшити картинку, то стане видно, що кістки порожнисті. (Рис.9)

Вчені також частенько надихаються на створення пейзажів. Наприклад, з масиву нановолокон CoFeB вийшла така апокаліптична картина. (Рис.10)

А цей нічний пейзаж складений з РЕМ-фотографій частинок пилку, покритих оксидом алюмінію. (Рис.11)

Але, звичайно, улюблене напрямок, на яке вчених постійно наштовхує природа - це абстракціонізм. Картини, в пошуках яких художникам доводиться вживати сильнодіючі речовини, що змінюють свідомість, науковці можуть просто побачити на екрані електронного мікроскопа. Наприклад, приголомшливу наноструктуру з оксиду цинку, синтезовану з допомогою методу «пар-рідина-кристал» (вирощування кристала з газу з використанням рідини в якості каталізатора). (Рис.12)

Відео: неземна краса

А таку красу (Рис. 13) можна отримати за допомогою анізотропного травлення кристала алмаза мікроскопічними краплями розплавленого нікелю (на картинці - червоного кольору), отриманими з нанесеною на поверхню алмазу плівки товщиною 100 нанометрів.

Кристали селеніду міді (пластинки) і селеніду індію (голочки) утворюють хитромудру скульптуру на поверхні плівки селеніду міді-індію. (Рис. 14)

Самоорганізуються масиви вуглецевих нанотрубок дійсно дуже схожі на небо з картини Ван Гога «Зоряна ніч». І нагадують фон одного з автопортретів художника. (Рис. 15-16)

Звичайно, дані фотографії - всього лише побічний результат роботи вчених, спосіб трохи розважитися і на короткий час переметнутися від фізиків до ліриків. Однак за всім цим стоїть серйозна наукова діяльність. І від цього дійсно захоплює дух. Адже всі предмети, зображені на фотографіях, не дивлячись на жахливо малі розміри, є справою людських рук.
Олексій Дрожжин