Когда мы думаем о самых дорогих предметах в мире, наше воображение часто рисует бесценные драгоценности, редкие металлы или, возможно, экстравагантную недвижимость. Однако есть вещество, настолько редкое и дорогостоящее, что оно занимает первое место в списке самых дорогих материалов в мире. Это не алмаз и не произведение искусства — это молекула, известная как эндоэдральные фуллерены на основе азота.
Её цена достигает ошеломляющих 110 миллионов фунтов стерлингов (140 миллионов долларов) за грамм. Этот порошок не только редок, но и чрезвычайно ценен из-за сложного и дорогостоящего процесса его создания.
Молекулярное чудо, стоящее за ценником
В основе эндоэдральных фуллеренов на основе азота лежит структура из 60 атомов углерода, расположенных в сферической клетке. Это образование, часто называемое «бакминстерфуллереном» (bucky-ball), заключает в себе атом азота, в результате чего получается молекула с исключительными физическими и электронными свойствами.
Примечательные качества материала, особенно его длительное время спин-жизни электронов, делают его невероятно ценным для передовых научных приложений. Хотя это может звучать как что-то из научно-фантастического романа, это соединение используется для реальных прорывов в области атомных часов.
Высокая стоимость этого материала связана со сложным процессом, необходимым для получения даже ничтожного количества. Учёные из стартапа Designer Carbon Materials первыми успешно синтезировали это вещество, и их первая продажа 200 мг принесла 110 миллионов фунтов стерлингов (167 миллионов долларов) ещё в 2015 году.
Из-за интенсивной работы, связанной с его производством, Оксфордский университет назвал его «самой дорогой вещью на Земле».
Революция в атомных часах на Земле
Одним из наиболее перспективных применений эндоэдральных фуллеренов на основе азота является разработка миниатюрных атомных часов. Эти часы, которые являются наиболее точными устройствами для измерения времени, традиционно были массивными машинами размером с комнату. Однако с появлением этого нового материала учёные теперь могут создавать гораздо меньшие и более точные версии атомных часов, которые в конечном итоге могут поместиться в смартфонах.
Представьте себе часы, настолько точные, что они могут измерять время с точностью до доли миллиметра. Эти миниатюрные атомные часы могут кардинально изменить использование GPS-систем, сделав их гораздо более точными, чем когда-либо прежде.
Доктор Кириакос Порфиракис, учёный в области наноматериалов, работающий с этими фуллеренами с 2001 года, представляет себе мир, в котором эти крошечные часы могут революционизировать мобильные технологии. Он сказал The Telegraph в 2015 году: «Представьте себе миниатюрный атомный часы, который можно носить в смартфоне. Это следующая революция для мобильных устройств».
Преобразование автономных транспортных средств и GPS-систем
Потенциальные применения этой технологии выходят далеко за рамки персональных устройств. Одной из наиболее захватывающих возможностей является её влияние на индустрию автономных транспортных средств.
Текущие навигационные системы, даже с GPS, не обладают такой точностью. Однако с атомными часами, способными измерять время и местоположение с точностью до 1 мм, мы можем увидеть прорыв в навигации беспилотных транспортных средств.
Как объясняет Люциус Кэри, директор фонда Oxford Technology SEIS: «Этот эндоэдральный фуллерен будет работать на чипе, который можно поместить в мобильный телефон. У этой технологии будет множество применений, но наиболее очевидное — в управлении автономными транспортными средствами».
Внедрение этой технологии в такие устройства, как мобильные телефоны или автомобили, может стать значительным шагом вперёд в плане безопасности, навигации и будущего беспилотных транспортных средств. Способность точно определять местоположение с исключительной точностью может существенно изменить то, как мы взаимодействуем с технологиями в повседневной жизни.
С учётом этих новаторских достижений становится ясно, что эндоэдральные фуллерены на основе азота — это больше, чем просто дорогой порошок — это ключ к открытию новой эры в технологиях.