В первый момент времени можно подумать, что кто-то помочился в чашку Петри, но потом всё встаёт на свои места. Это реакция оксида хрома (VI) CrO₃ с этиловым спиртом.

Тёмно-красные кристаллы оксида шестивалентного хрома CrO₃ – это сильнейший окислитель. Хром, у которого кислород отобрал шесть электронов, очень хочет их вернуть обратно, поэтому этанол, как на гифке (да и ацетон, и многие другие органические вещества), самовоспламеняется и может даже взрываться при контакте с ним.

Но у этого красивого взаимодействия есть обратная сторона. Оксид хрома (VI) очень ядовит и является канцерогененом, то есть может вызывать рак. Кстати, летальная доза для человека всего 0,08 г/кг.

Работать с ним нужно в спецодежде и средствах индивидуальной защиты. А то, что мы видим на гифке, это очередная иллюстрация глупости и естественного отбора. Они проводят реакцию даже не под тягой…
Но спасибо интернету, что в нём столько... умных, которые могут делать глупости вместо нас.
#химия

К новым рекордам!

Эх, прав был Великий комбинатор, когда говорил, что «овёс нынче дорог». Действительно, всё должно чем-то кормиться и что-то потреблять. Например, нашим гаджетам и компьютерам нужно электричество, чтобы мы могли читать наш Зоопарк. И хотелось бы немного сэкономить…

Вот учёные из Технического университета Вены в погоне за дешёвой электроэнергией вспомнили про термоэлектрические материалы, которые могут преобразовывать тепло в электричество. Да не просто вспомнили, а создали новый материал с небывалой до сих пор эффективностью.

Генерация электричества в термоэлектриках возможна благодаря эффекту Зеебека: если между двумя концами такого материала существует разница температур, то в нём может возникнуть электрическое напряжение, а следовательно, и электрический ток.

Хороший термоэлектрический материал должен хорошо проводить электричество, но плохо передавать тепло. Это сложная задача, поскольку электропроводность и теплопроводность обычно тесно связаны.

Новый термоэлектрик от австрийцев представляет собой тонкий слой из железа, ванадия, вольфрама и алюминия, нанесённый на кремний. Когда тонкий слой металлов наносится на кремний, происходит нечто удивительное: в кристаллической решётке распределение атомов разных элементов становится совершенно случайным. Два атома железа могут находиться рядом друг с другом, а рядом с ними могут быть ванадий или алюминий. Всё перемешалось.

Эта смесь регулярности и нерегулярности расположения атомов металлов мало влияет на электропроводность, но принципиально меняет теплопроводность. Неравномерности распределения атомов в кристаллической структуре препятствуют переносу тепла из области материала с высокой температурой в области с низкой, что приводит к уменьшению теплопроводности. Это важно, так как электрическая энергия генерируется из-за разности температур.

Количество электрической энергии, которая может генерироваться при данной разности температур, определяется добротностью: чем выше добротность материала, тем лучше его термоэлектрические свойства. Лучшие термоэлектрики на сегодняшний день имеют добротность от 2,5 до 2,8. А термоэлектрик австрийских ученых имеет добротность от 5 до 6! Вот не зря так радуется на фотке один из авторов исследования. Хотя, может он счастлив, что попал в наш Зоопарк?

Так что помни, новый материал настолько эффективен, что его можно использовать для обеспечения энергией датчиков или даже небольших компьютерных процессоров, которые могли бы генерировать свое собственное электричество из-за разницы температур.
Инфа отсюда.
#нано #физика #химия

Натрий вместо лития

Жизнь современного человека уже невозможно представить без гаджетов. И не важно, постите вы свои фоточки в инсту из автозака, играете в PUBG на занятиях или стримите как ваш кот дрыхнет и мявкает, но нашим электронным друзьям нужна энергия. А берут они её из литий-ионных батарей. Но есть одна беда – лития в нашем мире было и так немного, а постоянно растущее количество телефонов, ноутбуков и электромобилей требует всё больше и больше первого из щелочных металлов. Вот если бы его заменить на какой-нибудь более распространённый, а значит и более дешёвый металл?

«Натрий! Вот отличная замена литию,» – утверждают исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL).

Попытки заменить литий более дешёвым натрием предпринимались не раз, но натрий-ионные батареи не могут накапливать столько энергии, как литиевые батареи, и у них есть проблемы с перезарядкой. Ключевой проблемой для материалов с натрием является то, что слой кристаллов натрия накапливается на поверхности катода, останавливая поток ионов натрия и, следовательно, убивая батарею.

Все эти проблемы решила группа американских учёных (довольная физиономия первого автора исследования на фотке), создав слоистый металлоксидный катод (на основе смешанного оксида NaNi₀.₄₅Mn₀.₅ Ti₀.₀₅O₂) и жидкий электролит, представляющий собой раствор с дополнительными ионами натрия, который лучше взаимодействовал с катодом. Такая конструкция катода и состав электролита позволяют ионам натрия беспрепятственно перемещаться, предотвращая накопление неактивных кристаллов на поверхности и обеспечивая непрерывную выработку электроэнергии.

Испытания такой батареи показали, что она способна обеспечить ёмкость аналогичную некоторым ионно-литиевым батареям, и может успешно перезаряжаться, сохраняя более 80% заряда после 1000 циклов.

Так что помни, возможно, в прекрасном нанобудущем, батарейки будут такие же дешёвые, как и пачка соли в ближайшем магазине, а значит и наши гаджеты тоже подешевеют. Скорее бы.
Инфа отсюда.
Статью можно скачать по ссылке.
#химия #физика

Для создания таких дымовых завес на флоте используется хлорид титана (IV) TiCl₄. При контакте с влажным воздухом хлорид титана легко гидролизуется (то есть разлагается водой), в результате чего образуется плотный белый дым, состоящий из капель соляной кислоты HCl и частиц оксихлорида титана TiOCl₂:
TiCl₄ + H₂O = TiOCl₂ + 2HCl.
Дальнейший гидролиз TiOCl₂ приводит к образования устойчивого и неопасного оксида TiO₂, который используется в качестве белого пигмента в красках.
#химия

Такой белый, что холодный

Новая супербелая краска обладает такой отражающей способностью, что может охлаждать поверхность до температуры ниже окружающей среды даже под солнечным светом.

Глобальное потепление, энергосберегающие технологии и пассивное охлаждение – темы вполне себе хайповые, поэтому китайские борцы с кондиционерами из Университета Пердью предложили красить дома белой краской для их охлаждения…

Хотя это звучит нелогично, поверхность можно охладить ниже температуры окружающей среды за счёт отражения солнечного света обратно в небо. Вот китайские поклонники белого цвета и разработали новую, супербелую краску, которая отражает не 80-90 % солнечной энергии, как существующие коммерческие теплоотражающие краски, а 95,5 %!

Испытания окрашенных такой краской поверхностей показали, что они отлично отражают свет и хорошо излучают тепло – во время испытаний в Индиане крашенная супербелой краской поверхность охладилась на 1,7°C ниже, чем температура окружающего полуденного воздуха.

– Какой же секретный состав новой супербелой краски? – затаили дыхания все лакокрасочные предприятия в мире. А секрет прост – это обычная акриловая краска с добавками карбоната кальция. Фантастические свойства у супербелой краски появляются за счёт того, что она содержит частицы разных размеров, которые помогают рассеивать волны различной длины солнечного спектра.

Учёные утверждают, что если использовать их краску, то хозяин типичного дома в США площадью 200 м² сэкономит около 50 долларов в месяц на охлаждении. Это по сравнению с использованием существующих термостойких красок.

Так что помни, карбонат кальция – это известняк, или кальцит, или просто мел. И, как точно заметил Кедр, китайцы придумали побелку мелом.
Инфа отсюда.
Насладиться оригинальной статьёй можно тут.
#эко #химия
_______
Источник: https://t.iss.one/kaa_zoo/3009

Косточка для батарей

Учёные создали эффективные натриевые катоды, имитирующие кости млекопитающих. 

Если вы думает, что король электроники – это iPhone Apple, планшет Samsung или холодильник Бирюса, то это не так. Король электроники – это литий-ионная батарея! Именно они питают всё – от смартфонов до беспилотных автомобилей, но у этих батарей есть серьезные проблемы с перегревом, что может приводить даже к взрыву.

За последнее десятилетие, в целях разработки более безопасных и эффективных решений, ученые работали в поисках дешёвой альтернативы литиевым батареям – аккумуляторам на основе натрия. Но катоды – электроды, которые переносят электроны через батарею – для натриевых батарей, как известно, нестабильны.

Для решения этой проблемы корейские любители натрия обратили внимание на один богатый природный ресурс: человеческое тело! А если быть точнее, то кости млекопитающих.

Оказалось, что кости млекопитающих отличная модель для материала катодов батарей, так как у них двойная текстура: снаружи кости состоят из твердого, в основном негибкого кальция, а внутренняя часть кости – костный мозг – гораздо более губчатая, гибкая и мягкая. То есть кость – это отличный пример мягко-твёрдого композитного материала, который может сгибаться при нагрузке и в то же время структурно выдерживать нагрузку на тело. Такая структурная целостность – это именно то, чего не хватает натриевым батареям.

Вот исследователи и последовали лекалам природы и создали биомиметический катод из полианионного композитного материала Na₃V₂(PO₄)₃ (или NVP) и восстановленного оксида графена. Пористая система из NVP имитировала костный мозг, а роль прочной внешней кости из кальция досталась оксиду графена. На картинке непосредственно сам материал.

Тестирование стабильности нового костеподобного катода показало впечатляющий прирост стабильности и общее продление срока службы батареи. Такая аккумуляторная батарея способна заряжаться на сверхвысокой скорости всего за 3,6 секунды и может сохранять 91% своей ёмкости после 10 000 циклов зарядки. Для сравнения, литиевые батареи обычно служат от 400 до 1200 циклов.

Так что помни, для некоторых костный мозг – в это деликатес, который можно повысасывать из косточки, но для корейских учёных костный мозг стал важным источником вдохновения при создании мягко-твёрдого композитного материала для батарей нового поколения.
Инфа отсюда.
Саму статью можно изучить тут.
#химия
_______
Source: https://t.iss.one/kaa_zoo/3086

Каменная или экстра?

Учёные научились снимать видео с атомарным разрешением в реальном времени, чтобы наблюдать образование кристаллов.

Всем известно, что добыть соль для любимого супчика очень просто – она берётся в магазине. Более продвинувшиеся в понимание картины мира скажут про добычу соли экскаваторами, как в нашем старом посте. И лишь немногие отметят, что формирование кристаллов соли очень непростая штука.

Кристаллическое строение имеет множество знакомых нам вещей: снежинки, крупинки соли и даже алмазы. Кристаллы, по сути, это структуры с регулярным и повторяющимся расположением атомов, ионов или молекул. Растут кристаллы из хаотического моря этих частиц. Процесс, перехода из неупорядоченного состояния в упорядоченное, известен как зародышеобразование. И хотя он изучался на протяжении столетий, непосредственно процессы на атомном уровне до сих пор не подтверждались экспериментально.

Конечно, микроскопы придумали давно, но рост кристалла – это динамический процесс, и наблюдения за его развитием так же важны, как и наблюдения его структуры. К счастью, исследователи химического факультета Токийского университета решили эту проблему с помощью метода электронной микроскопии в реальном времени с атомным разрешением или SMART-EM. Этот метод фиксирует детали химических процессов со скоростью 25 кадров в секунду.

Для начала японские исследователи решили изучить рост кристаллов обычной поваренной соли или хлорида натрия NaCl. Для удержания образцов на месте использовали конические углеродные нанотрубки толщиной в атом. На гифке мы можем наблюдать, как в реальном времени на поверхности нанотрубки происходит формирование кристалла хлорида натрия из молекул. Если внимательно всмотреться в гифку, то можно наблюдать удивительное кино – как из хаотического движения молекул NaCl, формируется кристалл соли.

Так что помни, поваренная соль – это не только важная приправа к любимым блюдам, но и отличная возможность изучить простую модель образования кристалла, так как хлорид натрия образуется только одним образом, в отличие от, например, углерода, который может кристаллизоваться разными способами, что может приводить к образованию графита, угля или алмаза.
Инфа отсюда.
#нано #физика
_______
Источник: https://t.iss.one/kaa_zoo/3149