Нанотехнологии. Правда и вымысел

Из аналогичного материала и по аналогичной технологии изготовлены витражи во многих католических соборах Италии, Франции, Германии. Эти витражи не только создавали особое состояние, подчеркивающее таинство общения с Господом, но и, как оказалось, выполняли важную антибактериологическую (гигиеническую) роль.

Пресс-служба Технологического института Квинсленда (Австралия) сообщает об удивительных исследованиях профессора Чжу Хуай Юна (Zhu Huai Yong). Установлено, что наночастицы золотой краски, применяемой в убранстве внутренних помещений церквей, при освещении солнечным светом являются катализатором разложения летучих органических веществ (volatile organic chemical, VOC), которые даже в очень небольших количествах чрезвычайно вредны для здоровья людей. Воздух, насыщенный запахами и потом прихожан, испарениями горящих свечей, различными патогенными бактериями, очищается под действием наночастиц золота. Вредные органические соединения распадаются с образованием безопасного углекислого газа и влаги.

При этом оказалось, что воздух в богатых приходах, где больше позолоченных предметов, был значительно чище, чем в обычных домах прихожан. Именно поэтому размещение госпиталей в церквях во время эпидемий оказалось полезным и эффективным средством, так как больные здесь выздоравливали чаще и быстрее.

«Веками люди создавали эти великолепные произведения искусства, даже не задумываясь, что сегодня их цветные витражи назовут «фотокаталитическими очистителями воздуха на основе наноструктурного золота», — отметил руководитель исследовательской группы.

Как утверждается, средневековые мастера, знавшие секрет получения золотого рубина, умерли, а вместе с ними оказался утрачен и этот секрет.

Технология была восстановлена в советское время отечественными химиками и мастерами при изготовлении «рубиновых» звезд Московского Кремля в 1937 году (рис. 42).

Однако кремлевские «рубиновые» звезды уже не содержат в себе «ни серебра, ни злата». Они изготовлены путем введения в обыкновенное стекло селена в комбинации с другими химическими соединениями, получившими название «селенового рубина». Звезды, созданные с применением селенового стекла, много дешевле золотых, но не уступают им по насыщенности и глубине цвета, а медные даже значительно превосходят (http://supercook.ru/glass-history-10.html).

Рис. 42. Кремлевская звезда с селеновыми рубинами: 1 — слой молочно-белого стекла; 2 — слой светло-красного стекла, окрашиваемого в рубиновый цвет; 3 — наночастицы селена (красителя)

Подсвеченные изнутри селеновые рубиновые звезды имеют очень красивую, яркую окраску. Чтобы звезды были красивого красного цвета днем, их сделали из светло-красного стекла и положили на слой молочно-белого стекла.

Селеновые стекла способны окрашиваться в различные оттенки (от желтого до темно-красного цвета) за счет изменения соотношения между количествами красителей. Оказалось, что аналогичные по цвету рубиновые стекла можно получать и при применении меди. При этом технология должна быть более точной и длительной.

При изготовлении (варке) стекла с небольшим количеством меди и олова необходимо, чтобы медь не соединялась с другими компонентами стекла, а находилась в виде мельчайших кристалликов металлической меди, равномерно распределенных по всей стеклянной массе. Частички меди настолько малы, что их присутствие в стекле ничем не обнаруживается.

Если это требование выполняется, то на первом этапе получают бесцветную заготовку, которую затем медленно нагревают до температуры 600–700 °C. При этом стекло начинает светиться красным, как драгоценный рубин.

Оказывается, что хотя стекло еще твердое, в нем уже возможно некоторое перемещение, вследствие которого частицы меди собираются вместе и выстраиваются в особую сетчатую структуру, уже не пропускающую свет, кроме красного спектра. Так получают медные рубины красного цвета.

В зависимости от применяемых металлов (их способности пропускать или поглощать лучи разной длины волны) объясняется окраска всех без исключения стекол.

Данная разработка, несомненно, является выдающимся технологическим достижением отечественных ученых и практиков. Аналогичными принципами руководствовались современные ученые при производстве квантовых точек, окрашивающих вещество в разные цвета.

В настоящее время наиболее значимые достижения прикладной нанотехнологии (рассматривает задачи и способы практического применения нанотехнологий для нужд человечества) находятся в сферах изготовления различных наноматериалов, электроники и медицины.

Все современные достижения практической нанотехнологии подразделяются на три группы: инкрементные, эволюционные и радикальные. Рассмотрим их более подробно.

Инкрементные нанотехнологии