News & Events

 

Sveikiname kolegę, sėkmės tęsiat mokslininkės kelią!

 

Katsiaryna su kolegomis tobulina aliuminio oksido dangas, kurios sudėtyje turi anglies. Kodėl čia yra svarbi anglis? Ji aliuminio oksidui suteikia tvirtumo, atsparumo rūdijimui, ilgaamžiškumo – ir net padeda išgauti tam tikras norimas spalvas. Tad anglis padeda aliuminio oksidui būti kokybiškesniam ir „pasitarnauti“ įvairiose pramonės srityse, nuo automobilių gamybos iki elektrotechnikos.

 

FTMC laboratorijose kuriamos šios modernios nanomedžiagos yra naudojamos kaip adsorbentai, katalizatoriai, superkondensatoriai ar medžiagos kuro elementų elektrodams medžiagos. Įprastas anglies kiekis tokiose medžiagose yra apie 3 proc.

 

Pasak Centro chemikų, vienas iš metodų, kaip išgauti tokias aliuminio oksido dangas, yra aliuminio anodavimas (tam tikras aliuminio paviršiaus apdorojimas, kai ant to paviršiaus ir susidaro norima danga).

 

„Tai gan greitas ir nebrangus metodas, leidžiantis gaminti valdomų savybių nanostruktūrizuotą aliuminio oksidą elektrochemiškai oksiduojant aliuminį ir jo lydinius įvairių elektrolitų tirpaluose.

 

Naujausi tyrimai parodė, kad įmanoma sukurti tokią aliuminio oksido dangą, kurios sudėtyje būtų iki 5 procentų anglies. Tačiau, norint tai išgauti, reikia aukštos elektros įtampos anodavimo metu – nuo 120 iki 200 V. O tai gali kelti problemų, jeigu šias medžiagas norėtumėte gaminti ne vien laboratorijoje, bet ir jas pritaikyti praktikoje. Taigi, nusprendėm tai modifikuoti ir panaudoti naujus elektrolitus [medžiagą tirpale, kuri sustiprina elektros laidumą – S. B.] – kad išgautume aliuminio oksidą su norimu anglies procentu, bet prie žemesnės įtampos“, – sako Katsiaryna.

 

Anksčiau tokie bandymai vykdavo su skruzdžių rūgštimi – tam užteko 22 V įtampos, o anglies procentas siekė 5 proc, tačiau išgautos dangos buvo per plonos. Tad mokslininkė elektrolitą patobulino: pridėjo amonio heptamolibdato ir natrio metavanadato, kurie paskatino anodavimo procesus bei aliuminio oksido plėvelės susidarymą; taip pat sumažėjo rūdijimas, kuris susidaro „įprastoje“ skruzdžių rūgštyje.

 

Tai padėjo, ir 80 V įtampoje buvo išgauta norima medžiaga, anglies buvo apie 5 procentus. Tačiau pastebėtas vienas trūkumas – dangos struktūra gavosi labai netvarkinga, jos paviršius buvo sutrūkinėjęs.

 

Palyginkime tobulą „gražią“ struktūrą (kairėje) ir tąja, kurią pamatė mūsų chemikė (dešinėje):

 

 

 

Vaizdas, žinoma, nekoks. Bet išeitį K. Charniakova rado: į elektrolitą pridėjo šiek tiek oksalo rūgšties (kuri, jei įdomu, 10 tūkst. kartų stipresnė už acto rūgtį; oksalo rūgšties ir jos druskų turi daugybė augalų, pavyzdžiui, rūgštynės, kiškio kopūstai ar rabarbarai).

 

Tai kur kas pagerino plėvelės paviršių ir jos „nugarinę pusę“, darinio struktūra tapo tvarkinga ir, jei taip galėtume sakyti, „graži“; anglies sudėtyje nesumažėjo, o reikalinga elektrinė įtampa liko tokia pati – 80 V.

 

Kai šis tikslas buvo pasiektas, kilo naujas sumanymas. Pagrindiniai sukurtos plėvelės komponentai – aliuminio oksidas ir anglis. Chemikė nusprendė atskirai patyrinėti tą anglies dalį, konkrečiau, kaip aliuminio oksidas visų procesų metu paveikė anglies daleles. Tad plėvelę Katsiaryna įmerkė į hidrochlorido rūgštį, tikėdamasi, jog aliuminio oksidas ištirps, ir tirpale liks vien modifikuota anglis. Tačiau ištirpo... viskas. Tiksliau, taip bent jau taip pasirodė iš pirmo žvilgsnio, kadangi tirpalas pasidarė visiškai skaidrus.

 

„Buvau visiškai nusivylusi. Pirma mintis, šovusi į galvą: sugadinau daug bandinių, kurių reikėjo laukti keturias savaites, ir – nieko! Tačiau mano kolegė iš Molekulinių darinių fizikos skyriaus, dr. Renata Karpicz, pasakė: ‚Palauk, reikia patikrinti.‘

 

 

 

Tirpalą pašvietus ultravioletinių spindulių lazeriu, pamatėme, kad tai ne grynas tirpalas, o koloidinis. Supratome, jog jame liko anglies nanodalelių! Buvome labai laimingi“, – vieną džiugiausių akimirkų savo darbe FTMC prisimena mokslininkė.

 

Nustatyta, kad šios dalelės gali būti naudingos – jos yra biologiškai suderinamos, taigi teoriškai pritaikomos medicininiams eksperimentaims. Taip pat šios tokios nanodalelės pasižymi savitu švytėjimu, arba fluorescencija (tai reiškinys, kai medžiaga sugeria elektromagnetinę spinduliuotę ir vėliau išspinduliuoja silpnesnę šviesą), kas irgi praverčia laboratorijoje atliekant įvairius tyrimus.