Когда появились нанотехнологии и кто их придумал? Вперед в прошлое!
Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем.
Бывает нечто, о чем говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас.
Из этого поста вы узнаете, что общего между внеземными цивилизациями, квартирой патриарха Кирилла, цивилизацией майя и Анатолием Чубайсом.
Тысячелетие назад жрецы майя вводили в экстаз толпы людей, демонстрируя могущество и божественный характер своей власти при помощи шоу с солнечными и лунными затмениями. Рецепт здесь прост – естественное явление, происходящее без постороннего вмешательства, выдаем за нечто, что подчиняется исключительно нашей воле по причине нашей невероятной крутости. Трепещите перед нами смерды!
С момента своего появления нанотехнологии превратились в новый сакральный символ прогресса. Из-за широкой распространённости подобного отношения к нанотехнологиям в средствах массовой информации и среди сограждан мне захотелось написать серию постов о том, когда на самом деле появились нанотехнологии, кто их создал и всегда ли они так уж невероятно высокотехнологичны как мы привыкли думать?
Однажды в одной из телепередач Вадим Чернобров (широко известный в узких кругах уфолог) рассказывал, как он со своей командой обнаружил на Дальнем Востоке доказательства посещения Земли настоящей инопланетной высокоразвитой цивилизацией. Для тех, кто не знает Черноброва, надо пояснить, что для уфолога он очень скептически настроенный мужик. И к любому заявлению об НЛО относится с высочайшей осторожностью, отвергая многие из свидетельств и списывая многое на хронический алкоголизм обыденные явления. Но тут Чернобров был уверен как никогда - доказательства были железобетонные. А заключались эти доказательства в следующем. По словам Черноброва, в середине 80-х он и его команда взяли образец с места посадки НЛО где-то на Дальнем Востоке и отнесли этот образец официальным ученым в самый что ни есть официальный научный институт. И вот эти самые официальные ученые, посмотрев под мелкоскопом увидели в таинственном образце… наночастицы! Далее Чернобров делает ход конем, напоминая слушателям, что дело происходило в далекие 80-е, когда никаких этих ваших нанотехнологий еще и в помине не было. Шах и мат, скептики.
Возможно я исказил слова Черноброва, я не нашел то самое видео, вдохновившее меня на данный пост. Но это и не так важно, Чернобров повторял этот тезис о нанотехнологиях как довод в пользу посещения Земли внеземной цивилизации постоянно в различных интервью.
Например, на Эхо Москвы:
так называемые «волосы ангела»…металлические волосы из редкоземельных металлов, по толщине примерно раза в 1,5 тоньше человеческого волоса, а по технологии это очень высокоточные изделия, сделанные примерно по нанотехнологиям
Или здесь
Подчеркну, что волоски к нам попали еще в 90-х годах минувшего столетия, когда слова «нанотехнология» не существовало. Да и сейчас нанотехнологических изделий в большом количестве у нас пока нет. Так вот в 90-х годах минувшего столетия благодаря маразинским чобанам в наших руках были нанотехнологичкские изделия. Тогда технологи, которым мы показывали эти волоски, разводили руками и говорили, что им не известна технология, по которой такое можно было сделать
И тут нам простым обывателям как бы возразить то и нечего. Обычно при слове нанотехнологии мы представляем ученых в белых комбинезонах и масках в чистой комнате с огромным убердевайсом, которым делают эти самые нанотехнологии. Ну, вот примерно как на картинке ниже.
При такой картине становится очевидным, что для того чтобы получить хоть одну малюсенькую наночастицу нужно просто немерено бабла. Да и абы кто тебе эту наночастицу не сделает. Даже и не думайте, что ученые Зимбабве в коллаборации с инженерами из Гондураса смогли бы у себя наладить хоть малюсенькую нанотехнологию. Даже носки с наночастицами это огогошеньки какой прогресс, о котором можно с гордостью вещать местному населению в рубрике достижений народного хозяйства. Такое народное представление очень ценно для чиновников и ученых, позволяя заработать на хлеб с черной икрой, а населению прибавляя +100 гордости за свою великую державу.
Несколько примеров вашему вниманию:
МЧС России хочет закупить носки с наночастицами серебра на 3 млн руб;
“Разработанное в России дизельное топливо на 60-градусном морозе не вызывает проблем с запуском двигателей. Ряд компонентов ракетного топлива с использованием наночастиц алюминия увеличивает почти на 20% его плотностью и энергоёмкость”;
Еще раз министерство обороны:
"Всего на выставочном стенде учебного заведения было представлено 17 экспонатов, демонстрирующих современные подходы и технические решения в области … защиты документов с помощью наночастиц”;
А теперь РАН вместе с Минобороны дуэтом:
"На стенде представлены результаты работ института по созданию новых источников СВЧ и терагерцового излучения, технологий наноструктурирования материалов и генерации многофункциональных наночастиц"
Что там министерство обороны, если даже сам патриарх всея Руси не защищен от этих бесовских наночастиц.
Ах, если бы Чернобров только знал, что очередным местом посещения пришельцев будет самый центр Москвы. А точнее скромная келья нашего святейшего патриарха в доме на набережной. Для тех, кто не в курсе, то в 2010 году произошел принеприятнейший инцидент. Квартире патриарха Кирилла был нанесен существенный ущерб из-за строительной пыли, которая попала из соседней квартиры, где делался ремонт. Сотрудники ИОНХа (тоже вполне себе официальные ученые) провели экспертизу, которая показала наличие в этой строительной пыли наночастиц. Об этой экспертизе, в которой эксперты не только восстановили справедливость, но и открыли новый не известный ранее (да и позднее) вид наночастиц я сделаю отдельный пост.
Наличие наночастиц в строительной пыли, вероятно, показалось известному телеведущему Владимиру Соловьеву столь невероятным, что он (вопреки экспертизе), аккуратно поправлял насмешников, отмечая, что термин «нанопыль» неудачный и гораздо точнее было бы употребить термин «мелкодисперсная взвесь». Ну не могут же наночастицы сами по себе зародиться из ничего без специальной научной вундервафли? Иначе на что Чубайс миллионы из бюджета то получает, а?
Или могут?
Всегда ли наночастицы искусственный материал? Можно ли, например, откопать лопатой "нанотехнологии" в сточной канаве за деревянной будкой туалета в селе Малые Соплежуйки?
Можно, если ваша сточная канава выглядит примерно так.
В данном случае это известняковый карьер, близ деревни Горы в Московской области. Говорят, в этом карьере, в том числе, можно найти героя сегодняшнего нашего рассказа - минерал со звучным названием палыгорскит.
По сути, этот минерал является разновидностью глины с составом Mg5(Si4O10)2(OH)2(H2O)4·4(H2O). Вроде бы ничего фантастичного в минерале нет. Глина да глина. Обычная смесюга диоксида алюминия и оксида кремния. Вблизи он выглядит в виде вот такой бесформенной невзрачной хренотени.
Сейчас этот минерал активно используют в составе строительных смесей. Также пишут, что палыгорскит входит в состав некоторых отбеливающих глин, которые используются для очистки жидкостей, главным образом для очистки нефти, растительных масел, жиров, уксуса, вин, фруктовых соков, витаминов, антибиотиков и воды.
Но палыгорскит был бы нам совершенно не интересен, если бы его не использовали древние майя для приготовления синего красителя. Как считалось ранее, голозадые аборигены просто замешивали глину с индиго (синий краситель из растения Indigofera) и жарили смесь на медленном огне.
Indigofera - мать нанотехнологий на территории Мезоамерики
При этом получающаяся у майя краска отличалась поразительной устойчивостью к химическому и физическому воздействию. Как видно на изображении ниже краска за 1500 лет выцвела не намного сильнее, чем выцвели ваши трусы за прошлое лето.
Cacaxtla archeological site, Mexico
Безусловно, эта хитрая инновация вызывала невероятную зависть у Чубайса значительный интерес ученых. Дело в том, что индиго, дающий краске соответствующий цвет, дохнет от одного лишь взгляда на него, повышенной кислотности и биокоррозии.
Вначале 90-х образцы этой краски, полученные из археологических объектов на территории города Паленке и острова Хайна (все образцы относились к позднему классическому периоду, ок. 600—900 гг. н.э.) были исследованы методами электронной микроскопии высокого разрешения и рентгеновского микроанализа. Результаты исследования оказались настолько интересными, что наверняка вызвали бы синхронный космический оргазм у Черноброва, Дэникена и Склярова знойная расхитительница гробниц по имени Мари Кармен Серра Пуче и ее команда опубликовали в одном из наиболее авторитетных научных журналов мира Science.
Вначале ничего необычного мексиканскими гастрабайтерами исследователями не было замечено. Элементный состав образцов ожидаемо был идентичен уже знакомому нам палыгорскиту, лишь присутствовала небольшая примесь железа.
magnesium, silicon, aluminum, and oxygen-but in addition, a prominent peak of iron was seen
Иными словами, мы видим химический состав эквивалентный составу грязи, плавающей в луже вашего двора. Далее просвечивающая микроскопия показала две фазы – аморфную кашу оксида кремния и игольчатые и пластинчатые частицы. Тут уже обратим ваше внимание на то, на что не обращают внимания читателей авторы статьи в Science. Эти самые игольчатые и пластинчатые частицы в составе палыгорскита имеют размер не более 50 нм. Вы можете сами видеть это на микрофотограиях из статьи.
То есть это вполне себе наночастицы, которые присутствуют в исходном природном палыгорските. Авторы статьи даже не упоминают этот занятный факт, потому что для них и для аудитории журнала Science (в частности исследователей, работающих в областях науки, связанных с наноматериалами) это достаточно очевидные вещи. В отличие от Черноброва и Соловьева наличие наноразмерных структур в глине их нисколько не смущает.
Так, читаем в обзоре 2015 года в Foundations of Chemistry:
“clay minerals, which are among the constituents of any soil particle measuring up to a few hundreds of micrometers, are the best examples of the use of a natural nanomaterial since antiquity.”
“минералы глины, которые входят в состав любой частицы почвы размером до нескольких сотен микрометров, являются лучшими примерами использования природного наноматериала с древних времен”.
Так что же тогда поразило исследователей, если не наличие 50-нанометровых частиц глины в матрице оксида кремния?
А заинтересовало их строение этих наночастиц глины. Они увидели, что в кристаллитах межплоскостное расстояние увеличено, по сравнение с исходной глиной. Это привело к формированию сверхрешетки с периодом в 1,4 нм. Такая сверхрешетка присутствовала в 90% игольчатых нанокристаллов. При этом в природном палыгорските такой суперструктуры не наблюдалось совсем. Авторы пишут, что интеркаляция молекул индиго внутрь суперрешетки и привела к их сверхустойчивости в силу изоляции от окружающего мира.
Дальше еще интереснее. Вторая часть материала, которая представляла собой аморфную массу, оказалась тоже не так проста. Сами авторы пишут:
“However, the material is more complex: An irregularly shaped substrate that contained metal particles on the surface was buried in the bulk of the clay (marked B in Fig. 2). The nanometer-sized particles had a welldefined shape and crystalline structure”
В силикатной массе были погребены металлические наночастицы сферической формы. Спектры EELS этих частиц показали, что они состоят из железа, хрома, марганца, титана и ванадия, но большинство частиц имело в своем составе железо и хром. В ранних исследованиях данные примеси игнорировались, так как их содержание было меньше 1% для железа и менее 0,01% для остальных металлов.
Поразительно, что распределение по размеру обнаруженных наночастиц было невероятно узким. Их размер находился в диапазоне от 4.0+-0.6 нм.
The size distribution of oxide nanoparticles was very narrow (a mean value of 4.0 nm and a standard deviation of 0.6 nm).
Стоит понимать, что многие современные химики и физики отдадут вам свое левое яйцо, если вы поможете им получить наночастицы такого размера и с таким распределением по размеру на указанной ими подложке.
Известно, что металлические наночастицы обладают уникальными оптическими свойствами, например, за счет плазмонного резонанса. На основе этого авторы заключают, что цвет уникального красителя индейцев майя может быть частично связан с присутствием металлических наночастиц в его структуре.
Как же индейцы майя могли получать столь высокотехнологичный краситель? Лично я думаю, что для получения высокоструктурированного наноматериала майя использовали технологию акустического трансерфинга биоэнергтических вибраций торсионных полей. Но это лишь мое личное убеждение, основанное на приеме волшебных грибов, связи с космосом богатой фантазии. На самом же деле на Юкатане близ мексиканского города Мерида есть поселение Sacalum, что означает белая земля на языке майя. Там расположен древний карьер типа того, что я показывал вначале.
Жрецы майя бросают девушку в "Сенот" (созданный природой глубокий колодец диаметром в 60 м и с обрывистыми известняковыми берегами, посвященный богу дождя Чаку) в Чичен-Ице, принося её в жертву
Это место могло являться одним из источников «наноглины» для изготовления голубого нанокрасителя майя. Рентгеновский анализ показал, что глина из карьера Sacalum содержит тот самый палыгорскит с примесью оксидов и карбонатов кальция, железа, титана, марганца.
Простое нагревание глины естественно не дало никакого результата и никаких наночастиц железа исследователи не обнаружили. А вот нагревание этой глины при 100С в присутствии индиго (как то делали маразинские чобаны голозадые нанотехнологи в далеком прошлом) привело к получению материала, аналогичного найденному в развалинах майя. Если бы добавили мочу девственницы – наверняка бы получили низкотемпературный сверхпроводник.
Напоследок обратим внимание на фотографию полученных наночастиц и… поймаем Science на серьезной опечатке. Мы видим масштабную шкалу 50 нм. Но в статье указано, что размер частиц около 5 нм. При этом мы можем видеть хорошо различимые грани кристаллической решетки частиц. Очевидно, что размер шкалы на изображении указан не верно, должно быть 5 нм, вместо 50 нм. Это был небольшой офф-топ к вопросу о частоте ошибок в научных статьях и Википедии, что я обсуждал в моем прошлом посту.
Исследователи пришли к выводу, что источником железа был индиго, в которое металл мог случайно попадать в процессе производства пигмента. Таким образом, металлические наночастицы, ответственные за уберсвойства синей краски майя могли появиться именно из-за непреднамеренного использования низких концентраций металла, что и позволило получить наночастицы столь маленькими, а также добиться столь вожделенного узкого распределения их по размеру. В итоге совместное прокаливание индиго с глиной приводило к формированию аморфной кучи синего говна, которое бы современные ученые могли бы пафосно назвать гибридным наноструктурированным красителем с эффектом поверхностного плазмонного резонанса и матричной инкапсуляцией функциональных единиц, обеспечивающей экстраординарные резистивные свойств по отношению к окружающей среде. И конечно же получить под это важное дело скромный грант.
Выводы:
1) Нанотехнологии использовались с тех времен, как человек научился месить глину.
2) Во многих случаях наночастицы и наноматериалы с уникальными свойствами могут быть получены в результате достаточно простых технологических процессов.
3) Понятие век нанотехнологий связан не столько с умением создавать наночастицы и наноматериалы, сколько с появлением возможности их изучать и пониманием влияния размера частиц на их свойства. Такие возможности появились, главным образом, с развитием широкого арсенала методов электронной, атомно-силовой и туннельной микроскопии в конце 20 века.
4) Наночастицы могут быть не только делом рук человеческих, но и иметь естественное происхождение.
5) Наночастицы широко встречаются в окружающей среде от глины и углеродной сажи до строительной пыли в квартире патриарха всея Руси.
6) Следует с юмором осмысленно относиться к попыткам создать ажиотаж вокруг темы нанотехнологий, наночастиц и наноматериалов.
7) Индейцы майя и Чубайс получили свои технологи от инопланетян… или соседа патриарха Кирилла.
Если пост понравится, то в следующих постах я расскажу о других примерах использования нанотехнологий в Древнем мире, а также расскажу о том можно ли увидеть наночастицы невооруженным глазом.
