|
Ученые
о шунгите
В конце двадцатого века ученые
отчасти объяснили причины целебного действия шунгита. Как выяснилось,
этот минерал в основном состоит из углерода, значительная часть которого
представлена молекулами сферической формы - фуллеренами.
Фуллерены - особая форма углерода, которая вначале была открыта в научных
лабораториях при попытке моделировать процессы, происходящие в космосе,
а позднее обнаружена в земной коре. О значении открытия говорит тот факт,
что ученые, занятые разработкой этой темы, получили в 1997 году Нобелевскую
премию. Чтобы понять природу чудодействия шунгита, необходимо немного
более подробно рассмотреть свойства фуллеренов. До недавнего времени считалось,
что углерод имеет только три формы существования - алмаз, графит и карбин.
Эти вещества отличаются своим строением.
Каждый атом углерода в структуре алмаза расположен в центре тетраэдра,
вершинами которого служат четыре ближайших атома. Такая структура определяет
свойства алмаза как самого твердого вещества, известного на Земле. Атомы
углерода в кристаллической структуре графита формируют шестиугольные кольца,
образующие, в свою очередь, прочную и стабильную сетку, похожую на пчелиные
соты. Сетки располагаются друг над другом слоями, которые слабо связаны
между собой. Такая структура определяет специфические свойства графита:
низкую твердость и способность легко расслаиваться на мельчайшие чешуйки.
А вот молекула фуллерена представляет сферическую поверхность, которая
образована из шестиугольников и пятиугольников. Природой задана четкая
последовательность этого соединения - каждый шестиугольник граничит с
тремя шестиугольниками и тремя пятиугольниками, а каждый пятиугольник
граничит только с шестиугольниками. Атомы углерода, образующие сферу,
связаны между собой сильной связью.
Благодаря своему шарообразному строению фуллерены оказались идеальной
смазкой. Они катаются, словно шарики размером с молекулу между трущимися
поверхностями. Комбинируя внутри углеродных шаров разные атомы и молекулы,
можно создавать самые фантастические материалы.
Фуллерены можно использовать в медицине, ракетном строительстве, в военных
целях, электронике, оптикоэлектронике, машинном производстве, в производстве
технической продукции, компьютеров и др., и во всех случаях рабочие параметры
оборудования значительно улучшаются, качество повышается, технологии становятся
более эффективными и простыми. Например, американские исследователи разработали
технологию, которая позволяет на любую поверхность нанести тончайшие элементы
солнечных батарей - они представляют собой многослойную полимерную пленку,
содержащую все те же фуллерены. Такие элементы обладают пока примерно
в четыре раза более низким коэффициентом полезного действия, чем традиционные
батареи на основе кремния, но они значительно проще и дешевле в производстве.
Возможно, уже в ближайшем будущем промышленность начнет выпускать солнечные
батареи рулонами - как обои.
А в одном из университетов Швеции в ходе опытов с фуллеренами неожиданно
для самих ученых был получен слоеный материал, напоминающий фольгу, проложенную
тонкими слоями бумаги. Прозрачный и гибкий материал оказался магнитом
и сохранял свои свойства при температуре свыше 200 градусов. Его вполне
возможно использовать для создания компьютерной памяти с помощью записи
лазерным лучом. Благодаря этому достигается очень высокая плотность носителя
информации. Российские ученые Ростовского госуниверситета полагают, что,
возможно, углеродные сверхминиатюрные процессоры можно будет совмещать
с человеческим организмом, например, подключать их к нервной системе,
чтобы заучивать иностранные языки или держать в памяти Большую британскую
энциклопедию.
Большие надежды связаны с применением фуллеренов в медицине. Почти идеальная
сферическая структура молекулы фуллерена и микроскопический размер (диаметр
0,7 нм), позволяют ученым рассчитывать на то, что эти молекулы смогут
создать механическое препятствие для проникновения вирусов в клетки зараженного
организма. Обсуждается также и идея создания противораковых препаратов
на основе водорастворимых соединений фуллеренов с внедренными внутрь радиоактивными
изотопами. Введение такого лекарства в ткань позволит избирательно воздействовать
на пораженные опухолью клетки, препятствуя их дальнейшему размножению.
Пока основное препятствие на пути разработок связано с нерастворимостью
молекул фуллеренов в воде, затрудняющей их прямое введение в организм.
Другое препятствие - высокая цена искусственных изотопов. Стоимость фуллеренов
высшего сорта составляет около 900 долларов США за грамм, более низкого
качества - около 40долларов за грамм в зависимости от степени чистоты
фуллеренов. Эти «недостатки» искусственных фуллеренов искупают фуллерены
природные, которые были обнаружены в земной коре после открытия уникального
вещества в научных лабораториях. Впервые о земном существовании уникального
вещества научный мир узнал после того, как один из бывших советских ученых
исследовал в Аризонском университете (США) образцы карельских шунгитов,
и, к удивлению, обнаружил там углеродные глобулы с фуллеренами. После
этого и начался интенсивный поиск других пород, содержащих фуллерены,
возникли вопросы об их происхождении на Земле.
Позднее земные фуллерены были найдены в Канаде, Австралии и в Мексике
- и в каждой из этих стран они были обнаружены на местах падения метеоритов.
При этом некоторые фуллерены были заполнены: внутри оболочек находились
атомы гелия. Странным оказался тот факт, что фуллерены хранили не гелий-4
- изотоп, который обычно присутствует в земных породах, а редкий для Земли
изотоп гелий-3.
По мнению ученых такие фуллерены могли образоваться только в космических
условиях, в так называемых углеродных звездах или в ближайшем их окружении.
Удалось определить время появления исследованных фуллеренов на Земле.
Кратер от падения канадского метеорита образовался около двух миллиардов
лет назад, в архейскую эру, когда Земля еще была безжизненна, «безвидна»
и «пуста». Другие фуллерены были на границе отложений пермского и триасового
периодов, их возраст оценен в 250 млн. лет. Именно тогда в Землю врезался
гигантский астероид, вызвавший катастрофические разрушения. А что касается
шунгитовых пород, то логично предположить, что именно наличием фуллеренов
в шунгите стали объяснять целебное действие открытых в 1714 г. Марциальных
вод и «Царевненого источника». Возникло предположение, что к молекулам
фуллеренов в шунгитах присоединены органические радикалы, которые позволяют
фуллеренам образовывать водные растворы, над созданием которых пока бьются
ученые.
|
|