Вестник МГТУ. 2016, №1.1.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/1, 2016 г. стр. 70–81 77 Нанотехнологии в освоении газогидратных ресурсов В настоящее время снижение себестоимости продукции возможно прежде всего на основе использования достижений в области нанотехнологий (рис. 11). Рис. 11. Прогнозируемое удешевление продукции при переходе к нанотехнологиям (сверху вниз) и методам молекулярной и атомной самосборки (снизу вверх) 12 Экспериментально было установлено, что основным структурным элементом газовых гидратов являются элементы, обладающие наноразмерностью и представляющие собой кристаллические ячейки, состоящие из молекул воды, внутри которых и размещены молекулы газа. Структура гидратов подобна структуре льда, но отличается от последней тем, что молекулы газа расположены внутри кристаллических решеток, а не между ними. Очевидно, что для разрушения подобной газогидратной ячейки более эффективным является использование различных наночастиц, соразмеримых с ячейкой. Необходимо отметить, что длины связей в кристаллических решетках газогидратов и углы между ними практически одинаковы и равны 2,76 А и 109,5°. В соответствии с этой идеологией (выработанной автором) первоначально предполагалось подавать и использовать наночастицы практически любой форы, главным фактором являлась бы их масштабная соразмерность с разрушаемыми ячейками клатратов – газовых гидратов [5]. В дальнейшем была установлена явно выраженная зависимость эффективности разрушения газогидратов от формы наночастиц [6]: в частности, от наличия у сферических наночастиц различных шипов (фото 2), размещенных равномерно по всей их поверхности. При перемещении сферической частицы (обладающей шипами) вдоль поверхности ячейки (клатрата) газогидратов происходит периодическое поднятие и опускание острия шипа, что приводит к разрушению кристаллической ячейки и высвобождению молекулы метана. Фото 2. Вариант шипа наночастицы Для эффективного обеспечения процесса разрушения ячейки клатрата, с включенной в нее молекулой метана, важными также представляются оптимальные параметры (их длина, расстояние между ними и др.) и форма (прямолинейная, изогнутая, утолщенная и т.д.) шипов сферической наночастицы. 12 Нанотехнологии в России и мире [Электронный ресурс]. URL: http://www.metodolog.ru/00318/00318.html .