Das ist Wissenschaft: Mikronkanonen und Nanokerne



Was fällt Ihnen ein, wenn Sie das Wort "Waffe" hören ?! Wahrscheinlich etwas Massives mit großer zerstörerischer Kraft. Aber was ist, wenn Sie die "Mikrokanone" hören? ...

Vor dem Sonnenuntergang 2015 wurde in der renommierten Fachzeitschrift ACSNano ein außergewöhnlicher Artikel veröffentlicht. Ja, nicht nur ein Artikel, sondern eine unglaubliche Geschichte über Mikrogewehre und Mikroballistik!

Weihnachten ist traditionell eine fabelhafte Zeit, in der jeder auf etwas Besonderes und Ungewöhnliches wartet. Anscheinend hat das Autorenteam der Arbeit, auf das weiter unten eingegangen wird, genauso gedacht und beschlossen, ihren Artikel genau vor der katholischen Weihnacht zu veröffentlichen.

Aber lassen Sie uns über alles in Ordnung sprechen. Wissenschaftler aus Spanien, Mexiko und den Vereinigten Staaten haben eine Reihe konischer "Mikrogewehre" hergestellt, die "Nanokerne" mit einem Durchmesser von 1 Mikrometer abfeuern können, was hundertmal kleiner ist als ein menschliches Haar.

Die Mikropulver selbst bestehen aus Graphen und Gold und werden in eine Polymerträgermatrix gegeben (siehe Abbildung unten). Falls gewünscht, können sie freigesetzt und beispielsweise durch Auflösen dieser Polymermatrix in eine Suspension überführt werden. Anstelle von Schießpulver verwenden sie Perfluorkohlenwasserstoffe(Perfluorkohlenwasserstoffe, PFC), die unter dem Einfluss von Ultraschall effektiv in einen dampfförmigen Zustand übergehen. Und dann drückt der gebildete Dampf wie bei einer gewöhnlichen Pistole einen kugelförmigen Kern (in diesem Fall Siliziumdioxid).


(A) Schema zur Erstellung einer Mikrokanone. (B) Das Funktionsprinzip eines Mikrofluids bei Ultraschalleinwirkung: PFC geht in Dampf über und drückt Nanokerne. (C) Mikropistole vor und nach dem Schuss. Die

Skalenmarkierung beträgt 20 Mikrometer. Um die Flugbahn des Nanonukleus zu verfolgen und die Ausbreitung von "Abgasen" zu zeigen, wurden die Kerne und die "Pulverladung" von PFC mit fluoreszierender Farbe getönt. Nach einem Schuss breitet sich fluoreszierender PFC-Dampf über die Oberfläche des Substrats aus, und die Kerne fliegen mit einer recht anständigen Geschwindigkeit von bis zu 40 m / s ab.

Videoaufnahmen können auf der Website des Herausgebers angesehen werden.


Mikrophotographien von "Stelb" mit Mikron-Kanonen-Nanokernen. (A) Draufsicht. (B) Seitenansicht. Maßstabsmarkierung - 20 Mikrometer

Grundsätzlich kann eine solche Waffe nicht nur mit einem Kern, sondern mit mehreren gleichzeitig geladen werden - fast wie eine mikroskopische Schrotflinte.


Mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Bilder: (A) Laden einer anderen Anzahl von Nanokernen, (B) Laden einer Matrix mit einer Mikrokanone vor (links) und nach (rechts) einem "Schuss" mit Ultraschall. 1 Mikron Skalenmarkierung

Und vor allem scheint es so, als könnte eine solche „Spielzeug“ -Arbeit auf die Seiten einer angesehenen Publikation gelangen?! Diese Frage besteht jedoch nicht, wenn wir den Umfang dieses „Produkts“ betrachten - beispielsweise das ursprüngliche System zur Arzneimittelabgabe und Krebsbekämpfung. In der Tat besteht heute eines der Hauptprobleme bei der Behandlung von Krebs darin, das betroffene Gewebe zu zerstören und die Lebenden nicht zu beeinträchtigen. Die Antwort ist die Verwendung solcher Anordnungen von Mikrogewehren oder ihrer Suspensionen. Wie die Autoren festgestellt haben, sind Mikropuns besonders effektiv, wenn sie mit einer magnetischen Spitze ausgestattet sind, mit der die Waffe auf das Ziel gerichtet werden kann.

Der Originalartikel Acoustic Microcannons: Toward Advanced Microballistics wurde in ACSNano (DOI: 10.1021 / acsnano.5b07080 ) veröffentlicht.



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Source: https://habr.com/ru/post/de388805/


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