Сенсоры на основе унт
Молекулярно тонкие, упругие, прочные на сжатие и на излом УНТ как можно лучше подходят на роль зонда для сканирующих атомных силовых и туннельных микроскопов. Ведь они значительно «острее» чем даже острейшие зонды, сформированные с помощью микроэлектронных и наноэлектронных технологий. Радиус закругления острия УНТ может быть меньше 0,5 нм.
УНТ с металлической проводимостью успешно используют также в качестве наноэлектродов. Прикладывая к такому электроду небольшое электрическое напряжение, его можно использовать как нанопинцет: с его помощью притягивать, «подхватывать» и переносить в заданное место отдельные молекулы и даже атомы.
В сканирующих силовых микроскопах используют также возможность «функционализации» УНТ. В этом случае к острию УНТ нанозонда присоединяют химически специфическую молекулу, обладающую свойством молекулярного распознавания и поэтому позволяющую реализовать растровую «химическую» микроскопию.
«Функционализированный» зонд позволяет сравнивать и количественно измерять силу взаимодействия молекулы, присоединенной к его острию, с другими молекулами или атомами на исследуемой поверхности. Такой зонд может «отыскать», например, на молекуле ДНК звено, комплементарное к присоединенному к его острию олигомеру.
Если к острию УНТ нанозонда присоединить группу «
«, то острием такого зонда становится протон с радиусом закругления порядка 1фм (10-15 м). А это дает уникальную возможность «ощущать» и досконально изучать пространственную структуру и силовые поля отдельных атомов и молекул.
Функционализация УНТ позволяет превратить построенные на них резисторы и транзисторы в чувствительные наносенсоры. Принципиальная схема одного из таких сенсоров показана на
рис.
6.21.
Рис.
6.21.
Принципиальная схема наносенсора на основе функционализированного полевого УНТ транзистора
Здесь поверх полупроводниковой УНТ, которая служит каналом полевого транзистора, нанесен промежуточный мономолекулярный слой. Он выполняет роль диэлектрика и одновременно создает благоприятные условия для осаждения (иммобилизации) на поверхность УНТ молекул лиганда, избирательно чувствительных к заданному аналиту.
Если в среде над чувствительным участком сенсора появляются частицы аналита, то некоторые из них присоединяются к иммобилизованным молекулам лиганда. В результате этого зарядовое состояние последних изменяется, что заметно влияет на электрический ток сквозь УНТ. И чем выше концентрация частиц аналита в окружающей среде, тем большее их число присоединяется к молекулам лиганда, и тем более заметны изменения тока стока транзистора.
Такой сенсор был использован, например, для выявления взрывчатых веществ, в частности, нитро-ароматических соединений, входящих в состав тринитротолуола. Лигандом, специфически чувствительным к таким соединениям, были белковые фрагменты, выделенные из пчелиного яда. Сенсор «реагировал» на появление в окружающей среде даже одной молекулы тринитротолуола и оказался намного эффективнее всех других сенсоров, используемых для выявления взрывчатки в аэропортах.
Еще один пример – сенсор на УНТ для диагностики рака молочной железы. В этом случае для функционализации УНТ использовали антитела, специфические к нанорецепторам, обычно присутствующим на поверхности раковых клеток. На
рис.
6.22 показано изображение УНТ с иммобилизованными антителами, полученное с помощью атомного силового микроскопа. Диаметр УНТ здесь порядка 10 нм.
Рис.
6.22.
Изображение антител, иммобилизованных на УНТ транзистора, полученное в атомном силовом микроскопе
Предложено также использовать функционализированные таким образом УНТ как контейнеры для адресной доставки противоракового лекарства в раковые клетки. С этой целью действующее вещество вводят в полость УНТ. Циркулируя в организме человека, такая УНТ, встретив живую раковую клетку, специфически связывается благодаря антителу с соответствующими нанорецепторами на ее поверхности. И тогда действующее вещество начинает постепенно диффундировать из открытой УНТ в раковую клетку, нарушая ее метаболизм и таким образом уничтожая.
Если полупроводниковую УНТ, являющуюся каналом полевого транзистора, покрыть тонким слоем фоточувствительного полимера, то и транзистор становится фоточувствительным. На
рис.
6.23 для примера приведены передаточные характеристики такого фоточувствительного полевого транзистора на УНТ с длиной канала 100 нм при напряжении 0,4 В между истоком и стоком.
Вдоль горизонтали отложен потенциал затвора (относительно истока), вдоль вертикали – электрический ток стока. Кривая 1 показывает зависимость тока сквозь УНТ от потенциала на затворе до нанесения фоточувствительной полимерной пленки. Кривая 2 – это контрольная зависимость при освещении полевого транзистора внешним светом.
Рис.
6.23.
Зависимости электрического тока сквозь УНТ полевого транзистора от потенциала затвора: 1 и 2 – УНТ не покрыта; 3 и 4 – УНТ покрыта пленкой фоточувствительного полимера; 1 и 3 – «темновые» зависимости; 2 и 4 – при освещении
Относительно кривой 1 наблюдается сдвиг приблизительно на 1,2 В вдоль горизонтальной оси. Кривая 4 – это передаточная характеристика того же полевого транзистора при освещении (длина волны 457 нм, интенсивность 60 мкВт/мм2). Видно, что при освещении транзистор полностью открывается.
Интересно, что, если перед нанесением фоточувствительной полимерной пленки нанести на УНТ тонкий (2-3 нм) слой окисла, в котором имеются глубокие ловушки электронов, то полевой транзистор начинает действовать как фотодетектор с памятью. Открытый транзистор остается открытым и после выключения света, и после выключения питания.
Упругие свойства УНТ использовали для создания суперчувствительных весов. Функциональная схема таких весов показана на
рис.
6.24. Один конец УНТ жестко закреплен на электроде Эл1, другой конец – свободен. Возле него формируют второй электрод Эл2. Если на этот электрод подать переменное напряжение с частотой, близкой к частоте собственных упругих колебаний УНТ, то возбуждаются электромеханические колебания, и сквозь УНТ течет переменный электрический ток с частотой этих колебаний 
Рис.
6.24.
Функциональная схема суперчувствительных весов на УНТ
Напряжение на последовательно включенном резисторе 
Разность
Опишем еще одно интересное применение УНТ в сенсорике. Здесь используются малые размеры УНТ и связанная с этим их повышенная способность к холодной эмиссии электронов, о чем шла речь в предыдущей лекции. Это позволило создать миниатюрный аппарат для рентгеновских исследований, функциональная схема которого показана на
рис.
6.25.
Рис.
6.25.
Функциональная схема миниатюрного рентгеновского аппарата
Когда между анодом и катодом Эл приложено высокое напряжение, из шапок УНТ начинается холодная эмиссия электронов. Ускоряясь в электрическом поле анода до энергии порядка 1 кэВ, электроны проходят сквозь сетку и бомбардируют медный антикатод, расположенный на расстоянии порядка 2 мм от сетки.
Проходя сквозь объект исследования, рентгеновский пучок попадает на миниатюрную рентгеновскую видеокамеру, сигналы от которой позволяют формировать увеличенное изображение на мониторе компьютера. Благодаря малым размерам (порядка 10 мм) источника рентгеновских лучей, обведенного на рисунке штриховой линией, мощность, потребляемая при исследовании, в этом случае совсем невелика (порядка 1 Вт).
Браузер: Google Chrome
Пожалуй, именно веб-обозревателю принадлежит титул самой популярной программы для ПК. По иронии судьбы стандартные браузеры Windows оказались слабым местом системы. Продвинутые пользователи давно отказались от них из-за ошибок, медленного развития и сомнительного удобства. Новый браузер Edge, который пришёл на смену Internet Explorer, улучшил ситуацию. Но так и не смог сравняться с лидером рынка — Google Chrome.
Во-первых, Chrome поддерживает огромное количество полезных расширений, которые дополняют его функции. Во-вторых, он кросс-платформенный и синхронизирует данные пользователя с мобильными устройствами. Кроме того, разработчики оперативно внедряют поддержку всех современных технологий. По этим причинам вместо стандартного браузера резонно установить Google Chrome.
SVG-Edit
Если вам нужно быстро создать или отредактировать простой SVG-файл, есть несколько онлайн-редакторов, которые подойдут для этой задачи не хуже Adobe Illustrator. В числе лучших из них — SVG-Edit.
Предназначены для создания и редактирования любых немасштабируемых рисунков и фотографий.
Музыкальный плеер: MusicBee
Если вы всё ещё слушаете музыку, скачанную на жёсткий диск, вам необходим хороший музыкальный плеер. Когда-то лучшим вариантом был Winamp, но после его перепродажи будущее проекта оказалось под вопросом и пользователям пришлось искать замену. Явного фаворита выбрать нелегко. Но если вы ищете быстрый, красивый и функциональный плеер, присмотритесь к MusicBee.
В числе его возможностей — импорт треков из iTunes, воспроизведение подкастов и веб-радио, синхронизация плейлистов с Android, мини-плеер, сменные скины, медиабиблиотека, эквалайзер и плагины для новых функций.
Унты айхал
МЕХ УНТОВ
Самое ценное в унтах – это мех, его качеству нужно уделить особое внимание при выборе данной обуви. Традиционные унты изготавливаются только из камуса северного оленя, изюбря или лося.
Во-первых, камус — это шкура нижней части ног животных от копыта до колена, которая обладает наилучшей износостойкостью. Во-вторых, мех именно этих животных сохраняет тепло, как термос, имея трубчатую структуру ворса. В-третьих, камус обладает особой прочностью, что немаловажно при выборе обуви на несколько лет. Сейчас на рынке появились разные аналоги традиционных унтов, и покупателю, желающему приобрести, как говорится «самую теплую обувь в мире», стоит очень внимательно выбирать.
Например, унты из шкур коня или коровы (их производят в Китае), стоят заметно дешевле, но значительно уступают по теплоте и долгоноскости.
Унты из камуса оленя не могут стоить дешево, потому что для того чтобы сшить одну пару унтов, необходимо добыть двух-трех зверей. Средняя стоимость унтов в Сибири в 2020 году — 20 тысяч рублей, нижний порог 16 тысяч (модели с недорогим орнаментом).
ВЫДЕЛКА МЕХА
Качественная выделка обеспечит долгоноскость вашим унтам. Среди производителей существует несколько способов: ручная и механизированная, а также разными растворами — «молочная выделка» (кефиром, кислым молоком), неорганическими кислотами (серной, соляной) и органическими кислотами (уксусной, муравьиной). Неорганические кислоты со временем разрушают шкуру, особенно при попадании влаги, кефир будет привлекать моль.
Самая качественная и дорогостоящая выделка — механизированная органическими кислотами. Далеко не каждый производитель может себе позволить такую выделку, но именно она дает лучший результат и высокое качество меха.
Непрофессиональным взглядом выделку очень сложно проверить при покупке. Единственное, что можно посоветовать, это приобретать унты у надежных производителей.
Наша фабрика уделяет большое внимание этому вопросу. Мы очень тщательно отбираем камус и выделываем его только в специализированных фабриках по современным технологиям, позволяющим сделать кожу максимально эластичной и прочной.
Выделка, которую мы используем — механизированная, органическая с применением импортных ингридиентов на разных этапах выделки.
Качество меха и в целом качество наших унтов подтверждено сертификатом соответствия ГОСТу.
ПОДКЛАД
Вариантов подклада на рынке много, но основные его задачи: быстро и хорошо сушиться, создавать ноге комфорт и не добавлять лишний вес унтам. Это главное, что нужно знать при покупке. Традиционные северные унты шьют с подкладом из тонких, легких тканей, которые долговечны в носке. Любой житель крайнего севера заверит вас, что в унтах за тепло отвечает исключительно камус и толстая подошва. Поэтому рекомендуем выбирать унты с более долгоноскими и комфорными материалами.
Мы в своем производстве используем три вида подклада на выбор:
1. ХИТ ПРОДАЖ! Шерстяной подклад. Содержит не менее 70% натуральной овечьей шерсти. Сочетание 70-80% шерсти и 20-30% синтетики позволяет сохранить все преимущества натурального волокна и сделать материал более носким. При этом он отлично «дышит» и не создает эффекта «прения». Такой подклад обладает всеми согревающими свойствами натурального меха, сохраняя свои потребительские свойства гораздо дольше, а значит, увеличивает срок службы унтов. Кроме того, шерстяной мех делает унты значительно легче, так как нет дополнительной шкуры, а ноге при этом мягко и она дышит.
2. Шинельное сукно. 100% овечья шерсть. Такой подклад натуральный, позволяет ноге дышать, не вышаркивается и также делает унты значительно легче. Чаще всего унты с таким подкладом носят в Якутии, а в Восточной Сибири он менее всего востребован, так как не обеспечивает ноге должный комфорт.
3. Стриженая овчина — мутон.Безусловно, мутон выглядит благородно, а ноге мягко и комфортно. Тем не менее, унты теряют свою легкость за счет наличия дополнительной шкуры, мех требует большего времени, чтобы просохнуть и со временем вышаркивается.
УДОБНАЯ КОЛОДКА И ПОДБОР
Унты должны быть удобными. Ведь вы хотите носить их в удовольствие, с комфортом. Удобство зависит как от колодок, так и от правильно подобранной под вашу ногу модели. Нашу продукцию мы делаем на специальных унтовых колодках, которые отлили на заводе по спецзаказу. На каждый размер ноги мы шьем несколько вариантов: узкие и широкие унты, с высоким и низким въёмом, с узким и широким голенищем. Но самое главное, продавцы фирменных магазинов «Айхал» знают, как подобрать унты так, чтобы покупатели легко надевали их без молнии, а нога хорошо фиксировалась. В таком случае покупатели говорят «нога спит», «нога как в тапочке».
МНОГОСЛОЙНАЯ ПОДОШВА
Подошва должна быть многослойной с двойным войлоком, и учитывая, что зимы у нас теплее, чем на Крайнем севере, то обязательно должен присутствовать слой новопористой резины. Она защищает войлок от намокания. В отличие от микропора, который использовался раньше, новопор мягкий, легкий и морозоустойчивый, а значит, не лопается при низких температурах. Важно, чтобы у унтов была профилактика (тонкий в 2 мм слой рифленой резины). У унтов «Айхал» профилактика стоит на всех унтах и по всей длине подошвы. Она защищает нитки подошвы от истирания и делает унты нескользящими, а значит безопасными для вас. Роль профилактики очень важна и для увеличения срока службы унтов, так как она легко меняется, так же как набойки на обычных сапогах. Меняя раз в 2-3 года профилактику, вы избегаете износа подошвы (а замена подошвы гораздо дороже и сложнее).
При правильной эксплуатации, грамотно выбранные и подобранные по размеру унты прослужат вам и 5,и 7 лет. А главное, спасут ваши ноги даже от самых лютых морозов!
ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ УНТОВ
