Попыткам ученых усовершенствовать их, чтобы получить материалы с еще более высокими качествами, посвящен репортаж нашего научно-технического обозревателя Геннадия Минчина.
- Научные сотрудники вашингтонского Института Карнеги уверены, что алмаз - одну из трех известных разновидностей углерода - можно сделать еще тверже, если обработать углерод вместе с азотом в условиях высокого давления и температуры.
Алмаз тверд потому, что атомы в нем расположены друг к другу настолько близко, что уплотнить кристаллическую решетку алмаза практически невозможно. Однако аспирант Института Карнеги Дэвид Титер и его научный руководитель при помощи мощного компьютера установили, что в принципе можно создать новое вещество, состоящее из трех частей углерода и четырех частей азота.
«Если материал обладает высокой несжимаемостью, это значит, что его твердость также высока, - поясняет Дэвид Титер. - До сих пор самым несжимаемым веществом на свете был алмаз, а наш материал, по предварительным расчетам, будет еще на 10 процентов сильнее сопротивляться сжатию. Отсюда мы можем сделать вывод и о его твердости».
Новый материал открывает широкие перспективы создания суперабразивов, сверхизносоустойчивых покрытий и так далее. В основе открытия лежит тот факт, что связи между атомами углерода и азота короче, чем связи между однородными атомами углерода. Поэтому нитриты углерода обладают более высокой твердостью.
А чем привлекла ученых паутина? Группа научных сотрудников Корнеллского университета в штате Нью-Йорк сумела разгадать молекулярную структуру этого высокопрочного природного вещества, сходного с шелком. При толщине в одну десятую человеческого волоса паутина прочнее, чем сталь.
Исследуя паутину, ученые выяснили интересную деталь: вдоль каждого волокна пробегает сложенный гармошкой слой протеиновых кристаллов. Такие же кристаллы, только ориентированные в разные стороны, залегают и в толще волокна.
По мнению Лин Джелински, которая возглавляет биотехнологический центр Корнеллского университета, если удастся искусственно изготовить на основе паутины биологический эквивалент такого известного материала, как кевлар, это откроет путь к производству таких изделий, как пристяжные ремни для автомобилей, теннисные ракетки, корпуса байдарок и так далее, то есть изделий, которые при высокой прочности, свойственной природному волокну, будут одновременно обладать достаточной эластичностью. Очень важно также, что новое вещество будет намного дешевле и экологичнее, чем кевлар.
Лин Джелински надеется, что генетический аппарат, который позволяет пауку вырабатывать паутину, удастся пересадить в организм бактерии или даже растения, чтобы наладить его синтез в широких масштабах.