Вестник МГТУ. 2016, №1.1.

Воробьев А. Е. Перспективы нанотехнологий освоения… 78 Такие наноструктуры, которые выглядят как природные биологические объекты – морские ежи (рис. 12), довольно легко формируются электрохимическим методом. Основным материалом для их строительства является полистирол. Микросфера полистирола представляет собой основу, на которой оксид цинка образует трехмерную поверхность. В результате получаются полые, сферической формы наноструктуры, с торчащими во все стороны шипами. В настоящее время 10 кг подобных наночастиц продается за 50 $ США. Рис. 12. Наноеж В ходе проведенных нами исследований было установлено несколько довольно существенных аспектов, определяющих эффективность промышленного применения подобных нанотехнологий при разработке активных залежей газогидратов. Во-первых, полученная в составе гидродинамической струи потенциальная энергия рабочего инструмента – наночастицы – обеспечивает ее перемещение по поверхности газогидратов только на весьма короткое расстояние, т. к. зачастую наблюдается ее рикошет (с потерей потенциальной энергией разрушения клатратных связей и изменением траектории перемещения) от поверхности газогидратной залежи. И, следовательно, практически каждая из них осуществляет разрушение довольно небольшого количества ячеек – клатратов (причем в несколько хаотической последовательности). Поэтому, кроме шарообразных наночастиц, в качестве рабочего инструмента, разрушающего наногидратные залежи, более целесообразно применять различные молекулярные шестерни (рис. 13) и соединенные осью колеса. Модели подобных наноустройств были предложены K. E. Drexler и R. Merkle из IMM (Institute for Molecular Manufacturing, Palo Alto) . Рис. 13. Молекулярные шестерни Валами шестеренок в подобной "коробке передач" являются углеродные нанотрубки, а зубцами служат молекулы бензола (рис. 14). При этом характерные частоты вращения шестеренок составляют несколько десятков гигагерц. Рис. 14. Ось наноколес