Nanotrubičkami proti radarům i k lepším harddiskům

Společným jmenovatelem velké části odborné práce geofyzika a vědeckého dobrodruha Günthera Kletetschky je magnetismus. Tentokrát díky jeho vášni spatřil světlo světa nový materiál, který bude moci sloužit například pro zneviditelnění aut či letadel pro radary nebo dokonce jako nové paměťové médium.

Uhlíkové nanotrubičky jsou jednou z forem uhlíku, která se v přírodě vyskytuje pouze ve stopovém množství. K získání dostatečného objemu tohoto unikátního materiálu je třeba využít některý z postupů vynalezených člověkem.

Pro získání relativně dlouhých trubiček (představme si ale délku měřenou maximálně v milimetrech) se využívá technika tzv. nánosu chemickým vypařováním. Důležité je, že tato technologie, během níž vznikají trubičky ve speciální pícce, potřebuje pro své zdárné dokončení páry železa, resp.

jeho oxidu. Tento způsob výroby má zajímavý důsledek. V takto vyrobených trubičkách se vytvářejí v nich stopy železného minerálu, která trubičku v jistém místě ucpává zevnitř. Takové “buřtíky” jsou velmi malé, jejich délka se měří v nanometrech.

Toto malé zrníčko železa vlastně může fungovat také jako neviditelná, oscilující magnetická kompasová střelka.

Magnetická částice, zachycená v uhlíkové trubičce, je pochopitelně ovlivňována svým okolím. Prostředí stejně jako zrníčko a v něm neviditelná samotná střelka, vibruje. (Tato vibrace vlastně nakonec není nic jiného než teplota.) Pohyb střelky tedy ovlivňují vibrace okolních molekul a střelka se tudíž nestáčí podle magnetického pole Země směrem k severnímu magnetickému pólu, ale volně osciluje.

Tedy, alespoň by tomu tak mělo být. Ve skutečnosti však její pohyb drží ve vězení trubička, která je elektricky vodivá. A právě její vodivost ovlivňuje oscilaci magnetické střelky v trubičce tak, že jí jisté typy pohybů zcela zakazuje a nechává ji otočenou pouze v jednom směru.

Tento zvláštní materiál, který vlastně vznikl spíše náhodou, poté vystavovali vědci z kolektivu Günthera Kletetschky různým frekvencím magnetického pole. Měřením tzv. magnetické susceptibility materiálu pak dokázali zjistit, jaká je frekvence oscilací vlastní neviditelné střelky.

Vnější magnetické pole o přesné frekvenci dokáže “vysvobodit” střelku ze “zakletí” trubičky, která ji udržuje v jedné pozici. Tomuto jevu říkáme “tunelový jev” – střelka se díky působení vnějšího magnetického pole dokáže odpoutat od restrikcí, které jí dává okolní trubička z vodivého uhlíku.

Vědci tedy objevili nový druh materiálu, který má vlastnosti, které by v přírodě mít nemohl.

Důležité je, že tento materiál může mít značné množství využítí v technologiích. Jeho asi nejdůležitější makroskopická vlastnost vyplývá z jejich schopnosti interagovat s elektromagnetickým vlněním. Tohoto principu využívá např.

i jeden z nejběžnějších vojenských detekčních přístrojů, radar. “Pakliže bychom si natřeli auto materiálem z těchto nanotrubiček, mohli bychom si jezdit tak rychle, jak bychom chtěli, radar by nás prostě neviděl,” usmívá se Kleteteschka.

Je to dáno tím, že různě velké krystalky interagují s různými frekvencemi. Pokud budeme umět vyrábět krystalky konkrétní velikosti, budeme umět zneviditelnit předměty pro zcela konkrétní vlnovou délku.

Nový materiál otevírá také možnosti zvětšení hustoty digitálního záznamu. Takto nadesignované magnetické částice umožňují průlom takzvané superparamagnetické bariéry, která limituje dnešní technologii ukládání digitálních dat.

Během minulých let se navyšovaní plošné hustoty dat na hardisku zpomalilo ze 40 % za rok na pouhych 10-15 %. Příčina je ve fundamentální fyzice. Abychom nahráli více dat na určitou plochu média, potřebujeme menší plochu na jeden bit záznamu.

Nicméně je obtížné zmenšit magnetická zrníčka pod jednu konkrétní velikost, tak aby si zachovávala stabilní magnetický signál. Nejmenší možná velikost stabilního zrníčka se nazývá “superparamagneticky limit”. No a problém je, že výrobci harddisků dosáhli tohoto limitu. Nově objevený material ukazuje, ze je možné tento limit překonat tím, že se magnetická zrníčka zkombinují s uhlíkatými nanotrubičkami a zrníčka pod superparamagnetickým limitem, co by měla normálně nestabilní záznam, mohou být použita v dosud nevídané hustotě magnetického záznamu a tedy posunout technologii hardisku novým směrem.

Zajímavostí nové studie, která právě vyšla v odborném časopise Scientific Reports, je ještě jedna věc. Jedním ze čtyř spoluautorů článku je Jan Lindauer, který byl v době přípravy výzkumu teprve studentem gymnázia v Karlových Varech.

“Jeho práce se ukázala být natolik přínosná, že se v takto nízkém věku stal přímým spoluautorem odborné studie,” vysvětluje Kletetschka.

PřFUK

Rubriky:  Technika Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Nesmrtelný dvoutakt na závodních okruzích – Výstava motocyklů v Hořicích

Nesmrtelný dvoutakt na závodních...

Městské muzeum ve spolupráci s hořickým historikem motocyklových závodů na okruzích Mgr....
Vlak rychlý jako letadlo

Vlak rychlý jako letadlo

Magneticky levitující vlak je znám pod zkratkou maglev. Provozován je na...
Německo chce lidi donutit ke koupi elektromobilů. Nabíječky budou na každém rohu…

Německo chce lidi donutit ke koupi...

Německo se ze všech sil snaží urychlit přechod na elektromobily. Proto se...
Dezinfekce interiéru: Software policejních Fordů promění auto v saunu

Dezinfekce interiéru: Software...

Po speciálních policejních helmách odhalujících teplotu u člověka...
Bezpečnostní rám z VUT automaticky pozná, zda má pracovník správné ochranné vybavení

Bezpečnostní rám z VUT automaticky...

Přilba, rukavice, bezpečnostní postroj a zaměstnanec po schválení systémem...
Ruské letectvo obdrží modernizované vrtulníky Kamov Ka-52M

Ruské letectvo obdrží...

Ještě v průběhu letošního roku by ruské ministerstvo obrany rádo...
Rána jako z děla! Odborníci pracují na dělostřelecké munici s ramjetovým pohonem

Rána jako z děla! Odborníci pracují...

Americká armáda si brousí zuby na další zajímavé vylepšení jedné ze...
Muskův Starship SN4 je na dobré cestě k prvnímu letu

Muskův Starship SN4 je na dobré...

Představitelé Muskovy americké technologické společnosti SpaceX mají důvod...
Technologie budoucnosti

Technologie budoucnosti

Podle aktuálních údajů poskytuje 5G síť o řád vyšší přenosovou kapacitu,...
Další krok k autonomnímu řízení. Volvo povede LiDAR

Další krok k autonomnímu řízení....

Už za dva roky pojedou nová Volva sama díky integrované senzorické jednotce...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Kuriózní povolání našich předků: Vydělat se dá i sbíráním mravenčích vajíček

Kuriózní povolání našich předků: Vydělat...

Postava v rozervaných šatech, navlečená do silných punčoch i v parném létě a s pytlem...
Způsobuje marihuana schizofrenii?

Způsobuje marihuana schizofrenii?

Závažná psychická porucha, diagnóza, která mění životy...
Revoluce ve vesnickém bydlení: Kubistický dům uprostřed chalup

Revoluce ve vesnickém bydlení:...

Živnostník Adolf Bauer (1879 – 1929) prokáže ohromnou odvahu, když si v letech 1912 – 1914 nechává na zahradě...
Největší omyly historie: Na londýnský mor zemřelo více než 75 milionů lidí

Největší omyly historie: Na londýnský...

Událost označovaná jako Velký londýnský mor zabil v 17....
Minojskou civilizaci pohřbila rozzuřená sopka

Minojskou civilizaci pohřbila...

„Nádherné,“ poznamená Minójec, když si v roce 1800 př. n. l. vybere na trhu šperk pro svoji ženu. Čilý...
Prvorepublikové VIP bydlení: Jak žil první český doktor práv?

Prvorepublikové VIP bydlení: Jak žil...

Roku 1932 vzniká v Praze na Babě projekt pro horních deset tisíc. Bohatí lidé si mohou...
Je náš život jen sen?

Je náš život jen sen?

Napadlo vás někdy, že to, co prožíváme, je pouhým snem a...
Proč dvorský dekret zakazoval dryáčnictví?

Proč dvorský dekret zakazoval...

„Ty dryáčníku!,“ vykřikne paní nakupující na trhu a žene se k jednomu ze stánků. Kolemjdoucí se za...
Kousnutí, které přepůlí buvola: Která zvířata mají nejsilnější stisk čelistí?

Kousnutí, které přepůlí buvola: Která...

Příroda nadělila predátorům mocné zbraně. Jednou z nich jsou čelisti tak silné,...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.