Страница 8 из 48
Возможно, вскоре девушкам придется задуматься о выборе новых объектов для своих грез. Их извечные "лучшие друзья" - бриллианты - могут совсем обесцениться. Физики из Вашингтонского института Карнеги разработали дешевую технологию выращивания алмазов великолепного качества и практически неограниченных размеров.
Сегодня известно несколько способов получения искусственных алмазов, однако все они требуют использования в технологическом процессе высоких температур и давлений. Это накладывает серьезные ограничения на размеры и чистоту получаемых алмазов. Тем не менее на 20 тонн природных алмазов, добываемых ежегодно, ныне приходится 600 тонн искусственных, применяемых в промышленности.
В одном из методов алмазы выращиваются атом за атомом путем химического осаждения паров углерода из углеводородной плазмы на подложку. Однако вместе с атомами углерода туда попадают и атомы примесей, для удаления которых приходится использовать отжиг при высокой температуре и давлении. Самый большой желтый алмаз, полученный таким способом, весил 34 карата и был около сантиметра в поперечнике.
В новой технологии отжиг идет в водородной плазме при давлении меньше половины атмосферы в микроволновой печи при температуре 2200 градусов Цельсия. Время отжига составляет от долей минуты до нескольких часов. Алмазы при этом получаются с беспрецедентно малым количеством примесей и великолепными оптическими свойствами. Поскольку высокие давления уже не нужны, размеры выращиваемых алмазов ограничены лишь размерами камеры микроволновой печи, а их качество выше, чем у лучших природных алмазов.
Вероятно, новые алмазы найдут применение в мощных лазерах и другой научной аппаратуре. Поскольку наладить дешевое массовое производство таких алмазов не составит труда, им найдется и множество других дел. А вот ювелирам самое время схватиться за голову - отличить природные алмазы от искусственных будет теперь гораздо труднее. ГА
Физикам из Аргоннской национальной лаборатории США впервые удалось показать, что вторичные электроны с поляризованным спином, выбитые рентгеновскими лучами из намагниченного материала, по-разному влияют на скорость химических реакций левых и правых молекул. Этот важный результат может пролить свет на одну из тайн возникновения жизни.
Как известно, многие сложные молекулы обладают свойством хиральности и несовместимы со своим зеркальным отражением. Левые и правые молекулы по-разному вступают в некоторые химические реакции, но при синтезе хиральных молекул каждой разновидности получается поровну. Это сильно затрудняет получение лекарств и других соединений, поскольку все хиральные молекулы в живых организмах левые, а употребление вместо них правых может вызвать сильнейшее отравление.
Известно, что преобладание в выходе химической реакции левых молекул можно получить, облучая реагенты светом с круговой поляризацией. Такой свет редок на Земле, хотя и может возникнуть в межзвездном пространстве, что является доводом сторонников гипотез о внеземном происхождении жизни. Другой возможный механизм преобладания левых молекул состоит во влиянии на реакцию электронов с определенной поляризацией спина. Такие электроны могут возникнуть и на Земле при попадании космических лучей в намагниченное железо или другой магнитный материал. Шансы такого развития событий гораздо выше. И теперь принципиальная возможность этого механизма впервые доказана экспериментально.
Ученые взяли образец пермаллоя (магнитного сплава железа и никеля) со сверхчистой поверхностью и в глубоком вакууме покрыли его тремя молекулярными слоями правого 2-бутанола. Образец облучали рентгеном, выбивая из него электроны, преобладающее направление спина которых определялось направлением намагниченности образца. Меняя намагниченность пермаллоя, ученые надежно установили, что скорость диссоциации бутанола или его вылета с поверхности изменяется на 10% в зависимости от поляризации электронов. Поменяв правый бутанол на левый, экспериментаторы вновь убедились в аналогичной десятипроцентной разнице.
Разумеется, то, что жизнь получилась левой именно так, пока остается гипотезой. В ближайшее время ученые намерены выяснить, будет ли этот эффект наблюдаться и в экспериментах с простейшей аминокислотой - аланином. Еще нужно как следует промерить степень поляризации выбиваемых электронов. И если все получится, можно будет подумать, как этот эффект использовать при синтезе лекарств и других соединений. ГА
К неприятным выводам пришли физики из Национального института стандартов и технологий США, измерившие количество и размер наночастиц, источниками которых являются обычные кухонные приборы вроде газовых плит, моторов кофемолок, нагревателей утюгов и тостеров.
Разработанная аппаратура, способная обнаруживать наночастицы размером 2–64 нм, и специально созданный тестовый стенд позволили провести серию из полутора сотен экспериментов с различной кухонной утварью. То, что в процессе приготовления пищи возникают наночастицы, было известно и раньше, но все измерения производились для частиц размером больше 10 нм. А оказалось, что мелких (2–10 нм) наночастиц образуется на порядок больше, чем крупных. Среди них преобладают частицы размером примерно 5 нм. Их источником являются в основном газовые и электрические плиты.
Дополнительные тесты показали, что большая доля наночастиц производится именно на кухне, и лишь около 5% проникает извне. Это тем более неприятно, что люди, занятые готовкой, порой проводят у плиты продолжительное время. А ведь мелкие наночастицы могут быть опасны для здоровья, вызывая болезни дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Впрочем, связь наночастиц и различных заболеваний еще недостаточно исследована. Во всяком случае, пока ученые разбираются с наночастицами, лучше поменьше греметь кастрюлями и побольше гулять на свежем воздухе. ГА