Кто создал первый работающий метод нанотехнологий и раскрыл секрет древних греков и как увольнение из крупной компании может обернуться выигрышем в деньгах, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».
Рихард Адольф Зигмонди (Жигмонди)
Родился: 1 апреля 1865 года, Вена, Австро-Венгрия
Умер: 23 сентября 1929 года, Гетинген, Германия
Нобелевская премия по химии 1925 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За установление гетерогенной природы коллоидных растворов и за разработанные в этой связи методы, имеющие фундаментальное значение в современной коллоидной химии» (for his demonstration of the heterogenous nature of colloid solutions and for the methods he used, which have since become fundamental in modern colloid chemistry).
Будущий нобелевский лауреат, который, сам того не зная, открыл эру нанотехнологий, родился в одном из самых красивых и благополучных городов Европы в очень благополучной семье врача-стоматолога Адольфа Зигмонди (впрочем, соотечественники-венгры произносили его фамилию иначе — Жигмонди) и его супруги, поэтессы Ирмы фон Закмари. Врач Зигмонди был еще и ученым, автором нескольких научных статей, придумал несколько хирургических стоматологических инструментов и сумел привить минимум двум из своих четырех детей любовь к науке. Старший брат Рихарда, Карл, стал известным математиком.
Наночастицы металлов в медицине — Александр Мажуга / ПостНаука
Правда, Рихард, начавший свое высшее образование в Венском университете, пошел не во врачи, а в химики: еще в юности он развлекался, обустроив дома химическую лабораторию, где сам проводил эксперименты по книжке для юных химиков. Так что, несмотря на медицинский факультет, где благодаря заслугам отца учиться было проще, Рихард Зигмонди стал изучать аналитическую химию и количественный анализ. Затем заинтересовался органикой и перешел сначала в Венский технический университет, а затем в Мюнхенский университет, где и сделал свою диссертацию в 1889 году.
Затем прошло восемь лет ассистентства в Берлине, в Вене и в Граце. В 1897 году он получил очень денежное предложение — работу в компании Schott Glass, в Йене. Уже получившего некоторую известность химика наняли для того, чтобы разработать технологию получения окрашенных стекол.
Знаменитые римские окрашенные стекла очень долгое время ставили в тупик мастеров, пытавшихся их воспроизвести. Взять, например, знаменитую чашу Ликурга, созданную в IV веке: пока этот сосуд освещен отраженным светом, он тускло-зеленый. Однако стоит попасть в него прямому лучу, просвечивающему чашу насквозь, он преображается и становится ярко-красным.
Источник: indicator.ru
Нанотехнологии древних цивилизаций
«Если бы, говорит, был лучше мелкоскоп, который в пять миллионов увеличивает, так вы изволили бы увидать, что на каждой подковинке мастерово имя выставлено: какой русский мастер ту подковку делал».
(Н. Лесков «Левша» -1881год)
Что такое Наночастицы. Химия – просто.
Увеличение в 5 миллионов раз обеспечивают современные электронные и атомно-силовые микроскопы, считающиеся основными инструментами нанотехнологий. Поэтому литературного героя Левшу можно считать первым в истории «нанотехнологом».
Основатель нанотехнологии — американский физик и лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман. Он рассмотрел последствия безграничной миниатюризации с позиций теоретической физики в своем выступлении перед американскими физиками в 1959 году.
Тот факт, что мелкие частицы различных веществ обладают иными свойствами, чем это же вещество с более крупными размерами частиц, был известен давно. Люди занимались нанотехнологиями и не догадывались об этом. Секреты производства передавались из поколения в поколение, однако причины уникальных свойств материалов не исследовались.
Термин «нанотехнологии» получил широкое распространение только в последние годы. Приставка «нано», означающая одну миллиардную часть целого, и термины: «наночастицы», «наноматериалы», «нанотехнологии» распространились в научной литературе сравнительно недавно.
Нанотехнологии включают создание и использование материалов, устройств и технических систем, функционирование которых определяется наноструктурой, то есть ее упорядоченными фрагментами размером от 1 до 100 нм (нанометр — одна миллиардная часть метра — 10 −9 метра).
Как оказалось в ходе исследований учёных, многие из давно используемых человечеством материалов являются именно «нанообъектами».
Примеры древних «наноматериалов» и «нанотехнологий»:
Кремлёвские звёзды
Одним из самых древних примеров нанотехнологий являются цветные стекла, окрашенные наночастицами металлов, технология получения которых была известна еще в Древнем Египте.
Эта технология дожила до наших дней, войдя в основу окраски кремлёвских звезд. Рубиновое стекло в буквальном смысле является золотым, поскольку представляет собой наночастицы золота, «растворённые» в высококачественном стекле.
«Кассиев пурпур»
Широкую гамму цветов, от фиолетового до жёлтого, можно наблюдать в «Кассиевом пурпуре», представляющем собой наночастицы золота, распределенные равномерно в геле оловянной кислоты и названном так по имени гамбургского стекловара Андреаса Кассия (XVII век).
Керамика Деруты
Гончары из итальянской провинции Умбрия в XV – XVI столетиях использовали нанотехнологии в промышленных масштабах. Цветная глазурь на керамике, которой славились мастера города Дерута, своим блеском обязана мельчайшим металлическим гранулам.
Среди образцов керамики Деруты имеются предметы, покрытые радужной или металлической глазурью. Некоторые сверкают золотым блеском, другие переливаются, меняя свой цвет под разными углами. Это происходит благодаря наличию в краске крошечных частичек металла размером от 5*10 -9 до 10 -7 метра — наночастиц.
Дамасская сталь
Исследования в области нанотехнологий позволили выяснить, что при производстве дамасской стали применялись углеродные наноструктуры.
Анализ снимков дамасской стали, растворённой в соляной кислоте, проведенных с помощью электронного микроскопа, показал схожесть структуры стали с современными углеродными нанотрубками.
Чандарская плита
По мнению учёных, чандарская плита, найденная в 1999 году в деревне Чандар Башкирии, была изготовлена с помощью нанотехнологий.
В плите обнаружено сочетание элементов, которых в природе не существует. Первый 14 — сантиметровый серо-зелёный слой плиты — чистый, без кварца (песка) доломит — осадочная порода (жаростойкая и устойчивая к радиации), которой в чистом виде в природе нет. Доломит укреплён вторым слоем толщиной 1,5 — 2 см из материала, похожего на диопсидовое стекло с такой же микроструктурой, как у титановых сплавов высочайшей твёрдости, для изготовления которых сейчас применяют нанотехнологии. На этот слой нанесено изображение «рельефной карты». Третий слой в 1 миллиметр — белый фарфор.
Благодаря идентификации раковин вкраплённых в плиту и принадлежащих моллюскам, вымершим в середине палеогеновой эпохи, удалось установить возраст карты — не менее 50 млн. лет.
Окрашивание волос в Древнем Египте
Исследования захоронений в Древнем Египте показали, что нанотехнологии применяли для окрашивания волос в чёрный цвет. Группа исследователей не только изучила образцы волос из древнеегипетских погребений, но также в серии экспериментов воспроизвела древнюю технологию окрашивания. До этого считалось, что египтяне использовали преимущественно натуральные растительные красители — хну и басму. Однако оказалось, что в чёрный цвет волосы красили пастой из извести, оксида свинца и небольшого количества воды. В процессе окрашивания получались наночастицы галенита (сульфида свинца) размером до 5 нанометров.
Чаша Ликурга (Древний Рим)
Чаша (IV век до н.э.) с изображением царя эдонов Ликурга, которого Дионис поразил безумием, меняет свой цвет в зависимости от того, где находится источник света: снаружи или внутри. Матовая зеленая чаша становится красной, если ее осветить изнутри. Чаша состоит из обычного натриево-известково-кварцевого стекла, в нем есть около 1% золота и серебра, а также 0,5% марганца. Учёные обнаружили с помощью электронного микроскопа и рентгенограмм частицы золота и серебра размером от 50 до 100 нанометров. Именно они «отвечают» за необычную окраску кубка.
Витражи храмов средневековой Европы
Исследования показали, что добавки наночастиц золота и других металлов делали цветным стёкла витражей храмов средневековой Европы.
Учёные полагают, что витражи были не только произведениями искусства, но и фотокаталитическими очистителями воздуха, удаляющими органические загрязнения. Катализаторами служили наночастицы золота.
Это интересно:
Ученые НАСА с помощью телескопа «Спитцер» обнаружили в межзвёздном пространстве фуллерены (наночастицы) — сложные молекулы, составленные из атомов углерода и имеющие форму полой сферы. Космос оказался «забит» наночастицами.
Как оказалось, в Космосе значительно больше сложных органических молекул, чем считалось. Так, в центральной части Млечного Пути были найдены молекулы, аналогичные тем, которые придают вкус малине.
Источник: zhitanska.com
Ученые впервые использовали золото для производства наночастиц
Команда исследователей из Университета Флориды выяснила, как можно использовать золото в кристаллах, выращенных с помощью света, для создания наночастиц. Это открытие может иметь серьезные последствия для промышленности и лечения рака, сможет усилить действие лекарственных препаратов, улучшить работу медицинского оборудования и солнечных батарей.
Наночастицы могут быть «выращены» в кристаллических образованиях с особым использованием света, с помощью процесса, называемого управляемым синтезом плазмонов (плазмон – квазичастица. – Прим.ред.). Раньше ученые использовали в этих целях серебро, имели ограниченный контроль над процессом и из-за этого применение технологии в медицинских целях приходилось ограничивать. Команда Университета Флориды стала первой, кому удалось успешно использовать вместо серебра золото, которое хорошо сработало в организме человека. Золото податливо, не вступает в реакцию с кислородом и хорошо проводит тепло. Эти свойства сделали его идеальным материалом для наночастиц, особенно для тех, что будут размещены в теле.
Поливинилпирролидон или ПВП (это вещество часто встречается в фармацевтических таблетках), используемый в управляемом синтезе плазмонов, позволил ученым лучше контролировать рост кристаллов. ПВП удивил команду своей способностью передавать сгенерированные светом «горячие» электроны на золотую поверхность золота, что позволило выращивать кристаллы. Помимо этого, команда продемонстрировала, что в синтезе может быть использован как свет видимого, так и маломощного диапазона.
В сочетании с наночастицами в солнечных фотоэлектрических устройствах, этот метод также позволяет использовать солнечную энергию для создания наноматериалов или для общего применения в химии.
Источник: futurist.ru