Ученые Иркутского технического университета опубликовали научное исследование о свойствах углеродных нанотрубок в журнале «Physica E», входящем в самую авторитетную мировую аналитическую и цитатную базу данных журнальных статей - Web of Science. Об этом пресс-службе вуза сообщил один из авторов материала, доцент кафедры квантовой физики и нанотехнологий Физико-технического института ИрГТУ Игорь Петрушенко. Он пояснил, что углеродные нанотрубки, обладающие уникальными физическими, оптическими, механическими и химическими свойствами с момента их открытия в 1991 году привлекают внимание ученых всего мира. Объектом опубликованной статьи стало изучение потенциала ионизации углеродных наноструктур. По словам И. Петрушенко, опубликованных материалов по этой перспективной тематике очень мало, поэтому иркутские исследователи и стали углубленно изучать данную проблему.
«Важной характеристикой нанотрубок является потенциал ионизации - это энергия, которую необходимо затратить, чтобы отделить электрон от атома или молекулы. На сегодняшний день технологии шагнули настолько далеко, что можно выстраивать наноструктуры, практически «атом за атомом». На лидирующие позиции выходят квантово-размерные эффекты. Свойства нанообъектов существенно отличаются от свойств крупных систем макромира. Ученые могут послойно конструировать системы, которые также будут различаться по своим свойствам.Поэтому есть все основания предположить, что структурные, механические и электронные свойства нанотрубок будут варьироваться в зависимости от их линейных размеров.», – объясняет ученый.
По информации И. Петрушенко, для исследования изменений свойств нанотрубок при их послойном удлинении был проведен ряд квантово-химических экспериментов. В частности, чтобы задать структуру объекта, ученым нужно было определить координаты всех атомов, составляющих модель. Затем была поставлена цель произвести расчет оптимальной геометрии как ионизированных, так и неионизированных моделей. Расчеты можно было провести на обычном компьютере, но в этом случае процесс обработки занял бы от недели до месяца. Поэтому исследователи обратились к высоким возможностям суперкомпьютера, который позволил обработать весь объем информации за несколько часов.
Сотрудники ИрГТУ имеют опыт по изучению не только свойств наноструктур, но и по их выделению из отходов различных производств и практическому применению. В 2012 году преподаватели ИрГТУ получили патенты на способ переработки твердых фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия и способ выделения углеродных наночастиц.
«Мы использовали нанотрубки различного размера, постепенно наращивая их длину. Выяснилось, что энергия, которую необходимо затратить для «отрыва» электрона имеет осциллирующие значения. Ее зависимость от длины не линейна, как мы могли бы предположить. Мы попытались дать ответ, почему же так происходит, – рассказывает И. Петрушенко. – Оказалось, что в зависимости от длины нанотрубок изменяется их структура: происходит перегруппировки одинарных и двойных связей. Потенциал ионизации также меняется соответственно этим перестроениям. Кроме того, был обнаружен еще один интересный эффект: у одной части нанотрубок при «отрыве» электрона удлиняются поперечные связи (относительно оси нанотрубки), у других - продольные. В зависимости от распределения высших занятых молекулярных орбиталей происходит изменение длины этих объектов».
И. Петрушенко сообщил, что с момента подачи материала по результатам исследования до его выхода в зарубежном журнале «Physica E» прошло более полугода. Он подчеркнул, что статьи в изданиях международного уровня проходят жесткие критерии отбора. Будущую публикацию рассматривают несколько рецензентов, которые остаются анонимными для авторов. Редакция издания руководствуется этими отзывами. Обычно материал откланяется, если даже один из рецензентов против его публикации.
Сейчас исследователи Технического университета развивают материалы первой статьи, дополняют их новыми результатами экспериментов над нанотрубками из карбида кремния.
СПРАВКА: Web of Science — это наиболее авторитетная в мире аналитическая и цитатная база данных журнальных статей. Она включает в себя библиографические данные, авторские аннотации и списки цитируемой литературы статей из естественнонаучных, технических и медицинских журналов, а также журналов по экономическим, общественным и гуманитарным наукам. 81% из представленных журналов — англоязычные и 19% издаются на других языках.
Поисковая система призвана максимально облегчить процесс поиска информации. Поиск можно осуществлять по теме, названию статьи, имени автора, году публикации, адресуи др. Все результаты поиска, в свою очередь, можно сортировать тематически, по цитируемости и т.п. Web of Science обновляется еженедельно с четверга на пятницу. Сервис также дает исследователям возможность познакомиться с тем, кто цитирует их работы. Web of Science – это 150 тыс. ежедневных пользователей; самый глубокий архив – c 1900 года.
Ирина Афанасьева
