Ученые давно озабочены поиском средств эффективного сбора нефти и других вредных маслянистых веществ с поверхности воды и земли. Но пока основным способом остается банальная механическая сборка, а разнообразные сорбенты и деструкторы нефтепродуктов - от соломы, торфа и пористой глины до специально выведенных бактерий - имеют серьезные недостатки.
Оказывается, нанотехнологии могут помочь и в этом важном деле. Созданный фильтр использует нановолокна из оксида марганца диаметром всего 20 нм. Волокна сплели в нити длиною несколько микрон, а из нитей сваляли напоминающий бумажный лист тонкий и плоский мат. Ученые модифицировали поверхность нановолокон так, чтобы она стала похожа на пупырчатый лист лилии. В результате не смачиваемая водой и хорошо смачиваемая нефтью поверхность стала еще лучше отталкивать воду и притягивать нефть. Дело в том, что оставшиеся между пупырышками пузырьки воздуха помогают отталкивать воду, а капли нефти, наоборот, легко проникают между пупырышками и крепче держатся за волокно.
Таким образом, получился материал с хорошо развитой поверхностью, площадь которой достигает 44 квадратных метров на грамм - прекрасный показатель, который, впрочем, на порядок хуже, нежели у обычного активированного угля. Зато нанобумагу можно просто-напросто отжать, получив пригодную для использования нефть и свежий фильтр, который можно использовать многократно. Это выгодно отличает нанобумагу от многих других сорбентов нефти одноразового использования, утилизация которых представляет отдельную проблему.
Специалисты высоко оценили новую нанобумагу. Однако возможность ее коммерческого использования пока вызывает сомнения из-за цены и экологической небезопасности нановолокон из оксида марганца. Важнее то, что эта работа задает новое перспективное направление исследований, и, возможно, нано-"полотенца" из других материалов быстро найдут широкое применение. ГА
Еще один шаг на пути к практическим квантовым вычислениям сделали ученые из Штутгартского университета при поддержке коллег из США и Японии. Им впервые удалось при комнатной температуре надежно запутать три ядра атомов углерода-13 в решетке алмаза.
Как известно, запутанные квантовые состояния частиц лежат в основе любых квантовых технологий. И чем больше частиц удастся запутать, тем мощнее получится квантовый вычислитель. Однако создать такие квантовые состояния, а потом еще и манипулировать ими очень трудно, поскольку взаимодействие квантовых частиц со своим окружением быстро возвращает все к исходному состоянию.
Рекорд здесь принадлежит системам из ионов кальция, которых удалось запутать сразу восемь, и фотонам, которых пока запутали только пять.
Системе из ядер атомов углерода вроде бы далеко до этих показателей - их удалось запутать лишь три, зато она работает при комнатной температуре и остается запутанной в течение миллисекунд, что уже позволяет выполнить достаточно сложные квантовые расчеты.
Этот метод создания запутанных состояний нельзя считать совершенно новым. Ученые использовали синтетический алмаз с большим процентом атомов изотопа углерода-13. В некоторых узлах кристаллической решетки атомы углерода замещали атомами азота, которые создавали дефекты с одним лишним электроном. Поскольку лишний электрон азота активно взаимодействует с соседними ядрами атомов углерода, облучение его лазером позволяло загнать ядро углерода в нужное квантовое состояние, а затем импульсами магнитного поля на радиочастотах перепутывать квантовые состояния соседних ядер. Эта технология похожа на хорошо известную технику ядерного магнитного резонанса и во многом заимствует ее достижения. В то же время она вынуждена использовать лишние электроны азота в качестве своеобразных посредников, что заметно усложняет метод и мешает запутать большее количество ядер.
Исследователи, однако, не сдаются. Уж больно хорош алмаз в качестве основы для квантовых вычислений. И в ближайших планах научной группы - перепутать пять или даже шесть ядер атомов углерода, обставив по этому показателю фотоны. ГА
Очередной амбициозный проект предложили ученые NASA из Центра космических полетов Годдарда (Goddard Space Flight Center) в Гринбелте, штат Мэриленд. По их оценкам, самую тяжелую деталь современного оптического телескопа - главное зеркало - нетрудно изготовить прямо на Луне из небольшого количества углеродных нанотрубок, эпоксидной смолы и лунной пыли.