Хіміки створили працюючу мікропушку 6110690300-го калібру

Група хіміків з США, Мексики та Іспанії створила мікроскопічну гармату, здатну стріляти мікронними «ядрами» під дією ультразвукових імпульсів. Діаметр зовнішнього отвору конічного мікрооруддя становить п'ять мікрометрів, діаметр використовуваних для стрільби «ядер» - один мікрометр. Дослідження прийнято до публікації в журналі.

Автори роботи використовували для виготовлення гармати методи електрохімічного осадження. Як основу хіміки взяли полікарбонатну мембрану, що містила конічні пори діаметром п'ять мікрометрів. Мембрану помістили в суспензію оксиду графена, після чого використовували як негативний електрод: частинки оксиду графена відновлювалися в порах на мембрані до вуглецю. Потім, точно таким же чином осаджувався тонкий шар золота - в результаті автори отримали заготівлі мікропушок, розташовані в мембрані.

На наступній стадії експерименту хіміки заряджали гармати «ядрами». Для цього вчені синтезували гель, що містить частинки з оксиду кремнію, а також краплі перфторнонана - фторованого вуглеводню. Основою для гелю був звичайний желатин. Залежно від концентрації частинок у гелі, гармати отримували різну кількість корисного навантаження.

Краплі перфторнонана грали роль пороху. Після вивільнення мікропушок з мембрани, вчені опромінювали їх коротким (10 мілісекунд) сфокусованим імпульсом ультразвукового випромінювання, яке призводило до випаровування і різкого розширення фтороліводню в стовбурі гармати. В результаті цього «ядра» вилітали з гармат зі швидкістю вище 40 метрів в секунду - всього в 8 разів менше, ніж у пістолета Макарова.

В одному з експериментів хіміки не розчиняли мембрани, ініціюючи одночасний залп з декількох гармат. «Ядра» при цьому підфарбовували флуоресцентним барвником, що дозволяв визначити, наскільки глибоко вони можуть проникнути крізь різні біологічні тканини. Їхню роль виконував спеціальний гель, з акустичними і механічними властивостями, ідентичними природним об'єктам. Вимірена глибина проникнення склала 17,5 3,7 мікрометрів.

За словами вчених, натхненням для роботи послужила концепція «чарівної кулі» - мікро- або наночастинки, здатної при попаданні в організм спрямовано діяти тільки на уражені тканини. «Ядра» також можуть нести на собі різні лікарські препарати і в прямому сенсі працювати як «чарівні кулі».

Використовуючи дані авторів можна обчислити калібр отриманого «знаряддя». Для гладкоствольної зброї він визначається, як кількість сферичних куль, які можна виплавити з одного англійського фунта свинцю. Використовуючи формулу нескладно оцінити, що це понад півтрильйона ядер, діаметр яких відповідає найвужчій частині стовбура гармати. Опускаючи аспект похибки обчислень (чого, звичайно, робити не можна), п'ятимікрометрове знаряддя володіє 611 060 690 300-м калібром.