Ученые из политехнического института Ренслеера (Rensselaer Polytechnic Institute) совместно с коллегами из Германии, Голландии и Финляндии установили что нанотрубки могут обрабатывать металлы и другие материалы весьма необычным способом.

Оказалось, что нанотрубки могут обрабатывать нанометровые порции металла технологией холодной обработки, выступая в роли объемного пресса.

Так, если многослойную углеродную нанотрубку, содержащую внутри металл (железо, карбид железа или кобальт), подвергнуть воздействию электронного луча с высокой энергией, то можно вытягивать из металлов наноструны.

Это стало возможным благодаря изменению морфологии нанотрубки из-за воздействия электронного луча. Как только высокоэнергетические электроны выбивают из нанотрубки отдельные атомы углерода, она равномерно сужается, приводя к деформации любое вещество, находящееся внутри.

Как говорят ученые, удивительно, что изменение кристаллической структуры нанотрубки по силе воздействия может обрабатывать такие твердые материалы как кобальт или карбид железа.

Рис. 1. Структураня схема деформации нанотрубки

«Мы отметили высокую мобильность элементов кристаллической структуры многослойной нанотрубки при температуре около 600 °C. Изменение ее морфологии с помощью луча электронов позволило создать нанометровый экструдер, который выдавливает внутренний материал с большим усилием», – комментируют ученые.

Как показали измерения, нано-экструдер работает с усилием около 40 гигапаскалей в осевом направлении нанотрубки. Это очень большая величина для наноразмерного диапазона. К примеру, расчетное давление внутри земного ядра – 350 гигапаскалей.

Рис. 2. Микрофотография выдавливания металлов из нанотрубки

Ученые надеются, что ими будет разработано еще несколько возможных нано-прессов для металлов, и с их помощью получится тщательно изучить кристаллические наноматериалы.

«Процесс деформации нанотрубок от различных воздействий еще не досконально изучен, так что сама возможность исследовать его с атомным разрешением дает много преимуществ кристаллографам и специалистам, занимающихся материаловедением», – говорит один из исследователей.