Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 62–293 DOI:10.33920/pro-2-2102-03

Improving the method of grinding substances to a nanostate

Yurenkova L. R., Ph.D. of Engineering Sciences, Associate Professor, MSTU named after N. E. Bauman, Moscow
Voronin I. A., MSTU named after N. E. Bauman, Moscow
Kostyaev N. A., MSTU named after N. E. Bauman, Moscow

At the end of the 20th century, a theory was put forward, suggesting that with the help of universal molecular robots, it would be possible to collect any objects from improvised molecules according to a given program. The process was called "nanotechnology". The term «nano» comes from the Greek word "nanos" (dwarf) and corresponds to one billionth of a unit. Nanotechnology is the most modern and advanced direction of science and technology development. The excavations of archaeologists prove that nanomaterials were widely used in the ancient world, for instance, the Mayan civilization used clay, the structure of which contained nanofragments. In ancient Mesopotamia, weapons and glasses painted with metal nanoparticles were produced. In 2007, the state corporation "Russian Corporation of Nanotechnologies" was officially registered in Russia. For the implementation of processes occurring at the molecular level, it was necessary to develop methods for grinding substances to design new substances with super-efficient properties. Due to the introduction of nanotechnology to science, technology, medicine and other fields, there will be significant changes in people's lives. Recently, the problem of introducing nanotechnology into medicine and pharmacology to obtain effective medicines of superhigh quality is especially urgent. One of the main issues nanotechnologists are facing is the problem of grinding substances to a nanostate. The existing processes of grinding substances often require not only high energy costs and labor intensity, but also do not allow achieving the desired result. The article presents an original method of grinding various substances to the molecular level by grinding the molecules of the substance with the particles of the complex "carbyne-cyclic ion-ligand" during the rotation of the complex under the influence of an external electric field. The conducted laboratory tests confirm the effectiveness of the proposed method.

Получение нанопорошков различных веществ является актуальной проблемой в связи с совершенствованием технологии в различных областях, особенно остро в медицине и фармакологии [1–3]. Необходимость совершенствования процесса размельчения связана также с появлением новых конструкционных материалов: от самых мягких, например стекловаты, до таких, как алмаз и искусственные сверхтвердые, как например, эльбор. Последний материал, используемый в качестве вставок для режущего инструмента, может получить более широкое применение в металлообработке [4–6].

Наноматериалы — это материалы, содержащие структурные элементы, геометрические размеры которых хотя бы в одном измерении не превышают 100 нм, и обладают качественно новыми свойствами, функциональными и эксплуатационными характеристиками.

Нанотехнологии — это производственные технологии для создания наноматериалов сверхвысокого качества.

В процессе исследования проблемы измельчения веществ было принято решение использовать в качестве измельчителя вещество, состоящее из карбина и циклического иона [7–9]. Проведенный анализ литературных источников и исследование свойств этого измельчителя показали, что он способен под воздействием электрического поля при определенных условиях «перетирать» вещества до наносостояния. В качестве циклического аниона использовался анион гексаметафосфата натрия, который при дальнейших экспериментах мог быть заменен азотосодержащими краун-эфирами (например, 1,10‑диаза18‑краун-6; (4, 7, 13, 16‑тетраокса1,10‑диазациклооктадекан) [10].

В состав выбранных компонентов входит углерод. Углерод обладает способностью легко образовывать химические связи разных типов и существует в природе с разнообразным набором физических свойств. Таким образом, вовлекая углерод в контакт с самыми различными веществами, можно надеяться на получение новых веществ, например, на основе углерода получены фуллерен, графит, а также уже широко используемые углеродные нанотрубки [11–13].

Все эти искусственно созданные формы углерода обладают невероятными свойствами прочности и открывают дорогу для их применения в самых различных сферах, включая следующее поколение электроники. Вот почему ученые всячески стараются проводить новые исследования и опыты, чтобы в конечном итоге создать (сконструировать) новые вещества с фантастическими свойствами. Одним из таких веществ может оказаться карбин, еще одна аллотропная форма углерода, которая представляет линейную цепочку из одинарных или тройных атомных связей. Будучи цепочкой толщиной в один атом, а не слоем (как графен) или не в виде полой трубки (как углеродные нанотрубки), карбин можно считать действительно одномерной формой углерода. Ученые долгое время считали, что за счет своей одномерности карбин обладает невероятными механическими и электрическими свойствами. Нанонити или наностержни из карбина, цепочек атомов углерода, могут стать прочнее графена или даже алмаза, если ученые найдут способ их производства. При этом его прочность можно изменять путем присоединения правильных молекул в конце каждой углеродной цепи (рис. 1) [14,15].

For citation:
Yurenkova, Voronin, Kostyaev, Improving the method of grinding substances to a nanostate. Chief Mechanical Engineer. 2021;2.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: