Nanovirágok

Ha legközelebb virággal kedveskedünk szerelmünknek, jusson eszünkbe, hogy a tudósok olyan csöppnyi csokrok előállításán dolgoznak, melyek kisebbek egy emberi hajszál vastagságánál.

Amikor kertészkedésbe fogunk, a vetés vagy ültetés után heteket vagy akár hónapokat kell arra várnunk, hogy valami látszatja is legyen addigi ténykedésünknek. A Cambridge-i Egyetem Nanoscience Centre-ében azonban a nanovirágok - szilikonkarbidból való parányi virágok, melyek ezerszer kisebbek egy emberi hajszál átmérőjénél - szinte folyamatosan "nőnek". A "kertészek" ez esetben nanotechnikusok: Mark Welland és Ghim Wei Ho mikroszkopikus méretű fémrészecskéket alkalmaznak "magként".

"Az efféle szerkezetek előállításához egy apró magrészecske szükséges, melyet aztán 'tápoldattal' látunk el, csakúgy, mint a valódi növények esetében. A mi esetünkben a tápoldat különböző gázok keveréke." - magyarázza Welland. A nanovirágokat persze nem csupán szépségükért termesztik: víztaszítók lévén kiválóan hasznosíthatók a gépjárművek szélvédőjének vízhatlanítására, így kiiktatva az ablaktörlőket.

HoWelland

"Gondoljunk egy hagyományos sütőre: ha egy darab tésztát behelyezünk, és felmelegítjük 300 Fahrenheit fokra, akkor banánformát kapunk; 400 fokon kalácsunk lesz, 500-on pedig virág születik. Vagyis a hőmérséklet segít abban, hogy a lehető legnagyobb pontossággal meghatározzuk, milyen formájú szerkezetet kapunk. Szó szerint csak annyi a dolgunk, hogy odaülünk a számítógép elé, s azt mondjuk: 'ma virágokat szeretnénk látni!' - megnyomjuk a gombot, és már kész is a mutatvány."

Maguk a tudósok sem számítottak ilyen gyönyörű struktúrákra, amikor megkezdték kísérleteiket. Welland szerint tanítványa, Ho ötlete volt eredetileg, hogy gázokkal befolyásolják a növekedést. A merev nanoszálak formálhatók, ez már viszonylag közismert folyamat, "de amikor láttuk ezeknek a különleges virágszerű formáknak a létrejöttét, nagyon meglepődtünk."

Ho egy szkenneres elektronmikroszkóp segítségével le is fényképezte az eredményt, melyet beküldött a Cambridge-i Egyetem műszaki részlege által meghirdetett fotóversenyre. Aligha lepte meg az eredmény: furcsa szépségű nanovirágjai első díjat kaptak. Ahogy a Discover Magazine-ban olvasható cikkből kiderül, a nanovirágoknak fontosabb tulajdonságaik vannak puszta szépségükön túl. A virágok ugyanis taszítják a nedvességet: a vízcseppek úgy peregnek le felületükről, mint a strandlabdáéról. A nanovirágok felhasználhatók olyan felületek esetében, mint az autók szélvédői, de még az olyan épületekben is, melyeknek korábban sokat ártottak az időjárási viszontagságok. (Mivel a nanovirágok kizárólag igen magas hőmérsékleten állíthatók elő, csakis olyan anyagokkal párosíthatók, mint az üveg, a beton vagy a fém.)

Renoir virágcsokrának leáldozott volna?

"Mivel az anyag maga apró szálakból áll össze, melyek összetekerednek a melegítés során, az elkészült virágok olyanok, mint megannyi apró, a föld mélyéről feltörő forrás. A nanotechnológiában rejlő egyedi lehetőségeket kiválóan illusztrálja mindez: az egészen apró részecskék felületének bevonásával teljesen megváltoztathatjuk annak az anyagnak is a tulajdonságait, melyhez kapcsoljuk őket."

A nanoszálak maguk is rendelkeznek néhány különleges tulajdonsággal azontúl, hogy taszítják a vizet. Welland arról számolt be, hogy a leghatékonyabb napelemek előállításában is nagy szerepük van. Ha vízszintes felületre helyezzük őket, mint egy mezőt imitálva, s egy egyedi műanyaggal vonjuk be felületüket, a nanoszálak úgy működnek, mint egy "parányi erdő": magukba engedik a napenergiát, de nem hagyják elszökni.

"Ha besétálunk az erdő mélyére, fokozatosan ránksötétedik, mivel a fény elnyelődik. A szálak geometriája révén elektromos töltésük lesz fény hatására, ami aztán másra használható fel." - mondja a kutató. Tömeges elterjedése esetén az ilyen napelemek akár forradalmi hatással is lehetnek a világ energiafelhasználására, különösen a fejlődő országok gazdaságát tekintve, melyekben bár bőséges a napsütéses órák száma, a hasznosítható elektromosság aránya a költségek miatt csekély. Welland érzékletes példával szemlélteti az új módszerben rejlő lehetőségeket: bizonyos gyógyszereket, melyekre a forró afrikai sivatagban különösen nagy szükség van, csak alacsony hőfokon lehet tárolni. Ha az említett olcsó és hatékony napelemek lehetővé teszik egy hűtő működtetését, biztonságban tarthatjuk ezeket a készítményeket.

Bár a technológia egészen ígéretes, Welland mégis arra figyelmeztet, hogy óvatosan kell bánnunk a nanovirágokban rejlő lehetőségekkel. "Mielőtt publikálnánk egy olyan dolgozatot, melynek az a címe, hogy 'Megoldottuk a világ energiaproblémáit', még igen hosszú út áll előttünk." Ugyanakkor egyetért azzal, hogy a nanotudomány elképesztő sebességgel fejlődik. Becslései szerint a nanotechnológiával előállított növények az évtized végére borulhatnak virágba.

Forrás: http://www.sciencentral.com