Бэтмен и Робин
Завсегдатаи нашего Зоопарка, полистав ленту последних научных новостей, могут прийти в ужас: «Куда подевался суперматериал графен? Где новые чудеса?» Спокойно, есть у меня и про нашего любимца новости. Причём, как настоящий супергерой, графен не просто демонстрирует силу и мощь, а спасает мир, преобразуя парниковый углекислый газ в топливо, используя энергию солнечного света.
Растения превращают углекислый газ и воду в кислород и высокоэнергетические сахара, которые они используют в качестве «топлива» для собственного роста. Для этого процесса, называемого фотосинтезом, они используют энергию солнечного света. Вот графенолюбы из Линчёпингского университета в Швеции попытались имитировать этот процесс улавливания углекислого газа из воздуха и превращения его в химические топлива, такие как метан, этанол и метанол.
И кто же пришёл на помощь шведским любителям чистого воздуха? Конечно, он. Бэтмен наномира – Графен!
Графен состоит из одного слоя атомов углерода и является одним из самых тонких материалов. Он эластичный, гибкий, прозрачный для солнечного света и хорошо проводит электричество. Эта комбинация свойств обеспечивает возможность использования графена в таких областях, как электроника и биомедицина. Но один в поле не воин, и одного графена мало для преобразования солнечной энергии во что-то хорошее. Поэтому учёные из Швеции объединили графен с полупроводниковым кубическим карбидом кремния (именно этот помощник графена у нас на картинке). Когда карбид кремния нагревается, кремний испаряется, в то время как атомы углерода остаются и восстанавливаются в виде графенового слоя на поверхности карбида. Таким образом исследователи смогли получить до четырёх слоёв графена друг на друге. Так и получили новый фотоэлектрод из кубического карбида кремния с графеном на поверхности.
Разработанный исследователями фотоэлектрод можно комбинировать с катодами из различных металлов, таких как медь, цинк или висмут. Именно подбор металлического катода в пару к новому фотоэлектроду позволяет получать различные химические соединения, такие как метан, монооксид углерода или муравьиную кислоту из диоксида углерода и воды. И всё это с использованием солнечной энергии.
Так что помни, даже супергероям нужны помощники. И если у Бэтмена есть Робин, у Киркорова – Басков, а у графена есть кубический карбид кремния для преобразования солнечной энергии и углекислого газа в полезные соединения.
Инфа отсюда.
#нано #техно #химия #физика
Завсегдатаи нашего Зоопарка, полистав ленту последних научных новостей, могут прийти в ужас: «Куда подевался суперматериал графен? Где новые чудеса?» Спокойно, есть у меня и про нашего любимца новости. Причём, как настоящий супергерой, графен не просто демонстрирует силу и мощь, а спасает мир, преобразуя парниковый углекислый газ в топливо, используя энергию солнечного света.
Растения превращают углекислый газ и воду в кислород и высокоэнергетические сахара, которые они используют в качестве «топлива» для собственного роста. Для этого процесса, называемого фотосинтезом, они используют энергию солнечного света. Вот графенолюбы из Линчёпингского университета в Швеции попытались имитировать этот процесс улавливания углекислого газа из воздуха и превращения его в химические топлива, такие как метан, этанол и метанол.
И кто же пришёл на помощь шведским любителям чистого воздуха? Конечно, он. Бэтмен наномира – Графен!
Графен состоит из одного слоя атомов углерода и является одним из самых тонких материалов. Он эластичный, гибкий, прозрачный для солнечного света и хорошо проводит электричество. Эта комбинация свойств обеспечивает возможность использования графена в таких областях, как электроника и биомедицина. Но один в поле не воин, и одного графена мало для преобразования солнечной энергии во что-то хорошее. Поэтому учёные из Швеции объединили графен с полупроводниковым кубическим карбидом кремния (именно этот помощник графена у нас на картинке). Когда карбид кремния нагревается, кремний испаряется, в то время как атомы углерода остаются и восстанавливаются в виде графенового слоя на поверхности карбида. Таким образом исследователи смогли получить до четырёх слоёв графена друг на друге. Так и получили новый фотоэлектрод из кубического карбида кремния с графеном на поверхности.
Разработанный исследователями фотоэлектрод можно комбинировать с катодами из различных металлов, таких как медь, цинк или висмут. Именно подбор металлического катода в пару к новому фотоэлектроду позволяет получать различные химические соединения, такие как метан, монооксид углерода или муравьиную кислоту из диоксида углерода и воды. И всё это с использованием солнечной энергии.
Так что помни, даже супергероям нужны помощники. И если у Бэтмена есть Робин, у Киркорова – Басков, а у графена есть кубический карбид кремния для преобразования солнечной энергии и углекислого газа в полезные соединения.
Инфа отсюда.
#нано #техно #химия #физика
Кружится, вертится…
Мы всегда хотим быть лучше других. Поэтому нас привлекают рекорды. Вот есть у нас Царь-пушка – жаль не стреляла, Царь-колокол – жаль не звонил, а теперь у нас создают снайперскую винтовку, способную стрелять на рекордные 7 километров! То есть она будет способна поражать цели за линией горизонта, до которого с высоты обычного человека менее пяти километров.
А у любителей нано свои рекорды. И тут чем меньше – тем лучше. Поэтому сегодня изучаем самый маленький в мире молекулярный двигатель, состоящий всего из 16 атомов!
Новый молекулярный мотор, созданный швейцарскими нанистами, имеет размеры менее одного нанометра – другими словами, он примерно в 100 000 раз меньше диаметра человеческого волоса.
Подобно крупногабаритному двигателю, 16-атомный двигатель состоит из статора и ротора, то есть неподвижной и подвижной части. Ротор – это четырёхатомная молекула ацетилена (она крутится на гифке), которая вращается на статоре – кластере из трёх атомах палладия (голубые атомы). Всё это водружено на сине-красную решётку из девяти атомов палладия (синие) и галлия (красные).
Этот крошечный мотор может питаться как от тепла, так и от электричества. Тепловая энергия вызывает вращательное движение, которое изменяется в случайных направлениях – при комнатной температуре ротор вращается взад и вперед совершенно случайно со скоростью несколько миллионов оборотов в секунду. А вот энергия электричества, генерируемая сканирующим электронным микроскопом, с острия которого небольшой ток течет в двигатель, может вызывать направленное вращение. Энергии одного электрона достаточно, чтобы ротор повернулся на одну шестую оборота. Поэтому, чем больше количество подаваемой энергии, тем выше частота вращения.
Согласно законам классической физики, существует минимальное количество энергии, необходимое для приведения ротора в движение; если подаваемой электрической или тепловой энергии недостаточно, то ротор должен остановиться. Удивительно, но исследователи смогли наблюдать постоянную частоту вращения в одном направлении даже ниже таких пределов, как температура 17 К (-256°С) или приложенное напряжение менее 30 милливольт.
Так что помни, молекулярные двигатели позволят нам изучить рассеяние энергии в процессах квантового туннелирования. Но скоро, в прекрасном нанобудущем, молекулярные нанодвигатели заставят молекулярные наномашины двигаться по наноулицам прекрасных наногородов. Жаль только — жить в эту пору прекрасную… Хотя, кто знает?
Инфа отсюда.
#нано
Мы всегда хотим быть лучше других. Поэтому нас привлекают рекорды. Вот есть у нас Царь-пушка – жаль не стреляла, Царь-колокол – жаль не звонил, а теперь у нас создают снайперскую винтовку, способную стрелять на рекордные 7 километров! То есть она будет способна поражать цели за линией горизонта, до которого с высоты обычного человека менее пяти километров.
А у любителей нано свои рекорды. И тут чем меньше – тем лучше. Поэтому сегодня изучаем самый маленький в мире молекулярный двигатель, состоящий всего из 16 атомов!
Новый молекулярный мотор, созданный швейцарскими нанистами, имеет размеры менее одного нанометра – другими словами, он примерно в 100 000 раз меньше диаметра человеческого волоса.
Подобно крупногабаритному двигателю, 16-атомный двигатель состоит из статора и ротора, то есть неподвижной и подвижной части. Ротор – это четырёхатомная молекула ацетилена (она крутится на гифке), которая вращается на статоре – кластере из трёх атомах палладия (голубые атомы). Всё это водружено на сине-красную решётку из девяти атомов палладия (синие) и галлия (красные).
Этот крошечный мотор может питаться как от тепла, так и от электричества. Тепловая энергия вызывает вращательное движение, которое изменяется в случайных направлениях – при комнатной температуре ротор вращается взад и вперед совершенно случайно со скоростью несколько миллионов оборотов в секунду. А вот энергия электричества, генерируемая сканирующим электронным микроскопом, с острия которого небольшой ток течет в двигатель, может вызывать направленное вращение. Энергии одного электрона достаточно, чтобы ротор повернулся на одну шестую оборота. Поэтому, чем больше количество подаваемой энергии, тем выше частота вращения.
Согласно законам классической физики, существует минимальное количество энергии, необходимое для приведения ротора в движение; если подаваемой электрической или тепловой энергии недостаточно, то ротор должен остановиться. Удивительно, но исследователи смогли наблюдать постоянную частоту вращения в одном направлении даже ниже таких пределов, как температура 17 К (-256°С) или приложенное напряжение менее 30 милливольт.
Так что помни, молекулярные двигатели позволят нам изучить рассеяние энергии в процессах квантового туннелирования. Но скоро, в прекрасном нанобудущем, молекулярные нанодвигатели заставят молекулярные наномашины двигаться по наноулицам прекрасных наногородов. Жаль только — жить в эту пору прекрасную… Хотя, кто знает?
Инфа отсюда.
#нано
Графеновые провода
Но как же быть с проводами, используемыми для соединения транзисторов в компьютерном чипе? У них же должна быть проводимость, как у металла, чтобы подводить электричество и соединять полупроводниковые элементы внутри транзисторов – строительных блоков компьютеров.
Проблема в том, что преобразование двумерного листа графена в полосы нанометрового размера спонтанно превращает их в полупроводники или даже изоляторы. А углеродные нанотрубки, которые являются отличными проводниками, не могут быть получены с высокой точностью и воспроизводимостью в больших количествах.
«Наноленты!» – радостно голосят химики из Беркли. Именно наноленты из графена, которые имеют проводимость, сопоставимую с самим графеном, могут стать новыми нанопроводами.
Специальная топология синтезируемых химически нанолент позволяет этим узким полоскам графена не становится изолятором, а сохранять отличную проводимость. На картинке не чей-то старый зубной протез, а туннельная микроскопия новых проводящих графеновых нанолент. Для получения таких нанопроводов химики сшивали короткие сегменты нанолент, чтобы создать проводящий провод длиной в десятки нанометров и шириной всего лишь в один нанометр.
Так что помни, графен – всё ещё главная надежда на прекрасное углеродное нанобудущее, где и чипы, и транзисторы, да и провода будут из одного углерода.
Инфа отсюда.
#нано
Учёные из Калифорнийского университета в Беркли создали нанопровода из графена.
Транзисторы, основанные на углероде, а не на кремнии, могут потенциально повысить скорость компьютеров и сократить их энергопотребление более чем в тысячу раз. И в этом нам могут помочь такие углеродные наноматериалы, как графен и углеродные нанотрубки. Но как же быть с проводами, используемыми для соединения транзисторов в компьютерном чипе? У них же должна быть проводимость, как у металла, чтобы подводить электричество и соединять полупроводниковые элементы внутри транзисторов – строительных блоков компьютеров.
Проблема в том, что преобразование двумерного листа графена в полосы нанометрового размера спонтанно превращает их в полупроводники или даже изоляторы. А углеродные нанотрубки, которые являются отличными проводниками, не могут быть получены с высокой точностью и воспроизводимостью в больших количествах.
«Наноленты!» – радостно голосят химики из Беркли. Именно наноленты из графена, которые имеют проводимость, сопоставимую с самим графеном, могут стать новыми нанопроводами.
Специальная топология синтезируемых химически нанолент позволяет этим узким полоскам графена не становится изолятором, а сохранять отличную проводимость. На картинке не чей-то старый зубной протез, а туннельная микроскопия новых проводящих графеновых нанолент. Для получения таких нанопроводов химики сшивали короткие сегменты нанолент, чтобы создать проводящий провод длиной в десятки нанометров и шириной всего лишь в один нанометр.
Так что помни, графен – всё ещё главная надежда на прекрасное углеродное нанобудущее, где и чипы, и транзисторы, да и провода будут из одного углерода.
Инфа отсюда.
#нано
Вода из нанотрубок
И химики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса решили, что старые мембраны их не устраивают, и создали пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки за счёт низкого трения воды о их гладкие внутренние поверхности оказались очень многообещающей структурой для фильтрации воды и удаления солей.
Затем исследователи измерили транспорт воды и хлорид-ионов через нанопористый материал с нанотрубками с диаметром канала 0,8 нм. Схема на картинке: по синей нанотрубке в разрезе весело перемещаются молекулы воды из одного резервуара в другой.
Эксперименты продемонстрировали механизм усиления потока воды и сильного отталкивания ионов хлора через внутренние каналы углеродных нанотрубок. То есть вода проходит хорошо, а соль и примеси – нет.
Таким образом, эффективность пористого материала с углеродными нанотрубками оказалась вполне сравнима с коммерческими мембранами для опреснения воды.
Так что помни, углеродные нанотрубки – это не только аллотропная наномодификация углерода, но и новый фильтр-опреснитель для детей Африки.
Инфа отсюда.
#нано
Пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки, оказался не менее эффективным в удалении соли из воды, чем коммерческие мембраны для опреснения воды.
Мембранные технологии – крайне важны для человеческого существования. И нет лучшего примера, чем очистка воды. При отсутствии пресной воды, именно мембранные фильтры помогут пополнить запасы пресной воды из морской или солёной воды.И химики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса решили, что старые мембраны их не устраивают, и создали пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки за счёт низкого трения воды о их гладкие внутренние поверхности оказались очень многообещающей структурой для фильтрации воды и удаления солей.
Затем исследователи измерили транспорт воды и хлорид-ионов через нанопористый материал с нанотрубками с диаметром канала 0,8 нм. Схема на картинке: по синей нанотрубке в разрезе весело перемещаются молекулы воды из одного резервуара в другой.
Эксперименты продемонстрировали механизм усиления потока воды и сильного отталкивания ионов хлора через внутренние каналы углеродных нанотрубок. То есть вода проходит хорошо, а соль и примеси – нет.
Таким образом, эффективность пористого материала с углеродными нанотрубками оказалась вполне сравнима с коммерческими мембранами для опреснения воды.
Так что помни, углеродные нанотрубки – это не только аллотропная наномодификация углерода, но и новый фильтр-опреснитель для детей Африки.
Инфа отсюда.
#нано
Графеновая халява
Идея сбора энергии из графена является спорной, поскольку она опровергает известное утверждение великого Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движение атомов, известное как броуновское движение, не может выполнять работу. Но физики из США плевала на старые авторитеты. Они утверждают, что смогли обнаружить, как при комнатной температуре тепловое движение графена вызывает в цепи переменный ток, что ранее казалось невозможным.
Физики воспользовались идей 1950-х годов Леона Бриллюэна о том, что добавление к схеме одного диода и одностороннего электрического затвора, является решением для сбора энергии броуновского движения. Основываясь на этом, американцы создали схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный. Когда диоды расположены напротив друг друга, позволяя току течь в обе стороны, они обеспечивают отдельные пути через схему, создавая импульсный постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе.
Важно, что графен, колеблющийся под действием броуновского движения, и схема имеют одинаковую температуру, и тепло между ними не течет. Потому что при разнице в температурах между графеном и схемой в цепи, вся конструкция, производящая энергию, противоречила бы второму закону термодинамики. А тут, по утверждению авторов, второй закон термодинамики не нарушается, и это не демон Максвелла, который разделяет горячие и холодные электроны.
Так что помни, стохастическая термодинамика и расширенная теорию Найквиста могут помочь получить немного энергии на основе графена для небольших устройств или датчиков ну просто из ничего. Конечно, если надеяться на то, что такая батарейка действительно преобразует тепловые колебания графена, а не ловит паразитные токи, то она вряд ли поместится в чемодан, а весить будет, как вагон чугуния. Но, возможно, в прекрасном нанобудущем и проблему масштабирования решат тоже.
Инфа отсюда.
Насладиться полной статьёй можно тут.
#нано #физика
Физики из Университета Арканзаса разработала схему, способную улавливать тепловое движение графена и преобразовывать его в электрический ток.Графен, конечно, удивительный углеродный материал толщиной всего в один атом. И вот учёные из Университета Арканзаса предположили, что отдельный графеновый лист может колебаться и изгибается таким образом, что при этом будет вырабатываться энергия.
Идея сбора энергии из графена является спорной, поскольку она опровергает известное утверждение великого Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движение атомов, известное как броуновское движение, не может выполнять работу. Но физики из США плевала на старые авторитеты. Они утверждают, что смогли обнаружить, как при комнатной температуре тепловое движение графена вызывает в цепи переменный ток, что ранее казалось невозможным.
Физики воспользовались идей 1950-х годов Леона Бриллюэна о том, что добавление к схеме одного диода и одностороннего электрического затвора, является решением для сбора энергии броуновского движения. Основываясь на этом, американцы создали схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный. Когда диоды расположены напротив друг друга, позволяя току течь в обе стороны, они обеспечивают отдельные пути через схему, создавая импульсный постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе.
Важно, что графен, колеблющийся под действием броуновского движения, и схема имеют одинаковую температуру, и тепло между ними не течет. Потому что при разнице в температурах между графеном и схемой в цепи, вся конструкция, производящая энергию, противоречила бы второму закону термодинамики. А тут, по утверждению авторов, второй закон термодинамики не нарушается, и это не демон Максвелла, который разделяет горячие и холодные электроны.
Так что помни, стохастическая термодинамика и расширенная теорию Найквиста могут помочь получить немного энергии на основе графена для небольших устройств или датчиков ну просто из ничего. Конечно, если надеяться на то, что такая батарейка действительно преобразует тепловые колебания графена, а не ловит паразитные токи, то она вряд ли поместится в чемодан, а весить будет, как вагон чугуния. Но, возможно, в прекрасном нанобудущем и проблему масштабирования решат тоже.
Инфа отсюда.
Насладиться полной статьёй можно тут.
#нано #физика
Наковырять графен
Изучив различные способы синтеза нанографена, японские графеноманы придумали метод, который позволяет эффективно удалять водород из углеводородов. Для этого им понадобилась оооочень тонкая игла, с помощью которой они смогли отковыривать водород от молекул. И для этих ковыряльных целей отлично подошла иголка или зонд от атомно-силового микроскопа. Этот наноразмерный зонд может не только изучать отдельные атомы, но и манипулировать ими.
С помощью зонда атомно-силового микроскопа исследователи смогли разорвать связи между водородом и углеродом для получения нанографена. На картинке слева молекула с водородом в центре (верхняя часть картинки атомно-силовая микроскопия молекулы, а снизу структурная формула), а справа она же, но уже без водорода, который отковыряли зондом микроскопа.
Так что помни, получение нанографена нынче, как удаление заноз иголкой из пятой точки: не стоит спешить, нужно точно прицелиться и много за день не наковыряешь.
Инфа отсюда.
#нано
Извлекая водород из молекул углеводородов, можно получать отличный нанографен.Наш старый приятель Графен, который представляет собой листы углеродных молекул толщиной в один атом, уже давно должен был произвести революцию в технологиях будущего. Но всё никак. А проблема в сложности его получения. А если нам нужны структурные единицы графена, называемые нанографеном, то их процесс изготовления ещё более сложен, чем получение обычного графена. Нанографен получают путем избирательного удаления атомов водорода из органических молекул, состоящих из углерода и водорода – этот процесс называется дегидрированием.
Изучив различные способы синтеза нанографена, японские графеноманы придумали метод, который позволяет эффективно удалять водород из углеводородов. Для этого им понадобилась оооочень тонкая игла, с помощью которой они смогли отковыривать водород от молекул. И для этих ковыряльных целей отлично подошла иголка или зонд от атомно-силового микроскопа. Этот наноразмерный зонд может не только изучать отдельные атомы, но и манипулировать ими.
С помощью зонда атомно-силового микроскопа исследователи смогли разорвать связи между водородом и углеродом для получения нанографена. На картинке слева молекула с водородом в центре (верхняя часть картинки атомно-силовая микроскопия молекулы, а снизу структурная формула), а справа она же, но уже без водорода, который отковыряли зондом микроскопа.
Так что помни, получение нанографена нынче, как удаление заноз иголкой из пятой точки: не стоит спешить, нужно точно прицелиться и много за день не наковыряешь.
Инфа отсюда.
#нано
Каждый сам за себя
Важным этапом в получении водорода является использование катализаторов. Для химических реакций, в результате которых из жидких носителей образуется водород, наиболее эффективны катализаторы из драгоценных металлов. Однако у этих катализаторов высокая стоимость, малая распространённость и они подвержены загрязнению. А катализаторы из более дешёвых и распространённых металлов обычно менее эффективны и менее стабильны, что ограничивает их активность и практическое применение в производстве водорода.
Но американские исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли сообщают о разработке и синтезе ультрамалых нанокластеров никеля (∼1,5 нм), нанесенных на изобилующие дефектами нанолисты нитрида бора BN, которые обладают превосходной активностью и селективностью дегидрирования метанола. Использование наночастиц, как катализаторов, очень эффективно, так как именно малые размеры позволяют максимально раскрыть каталитические возможности наноматериалов. Но наночастицы имеют склонность к агрегации и слипанию, что сильно снижает их эффективность.
Для борьбы со слипанием американские учёные осаждали нанокластеры никеля на двумерную подложку из бора и азота, в которой были сделаны специальные ямки для наночастиц никеля. Это позволило кластерам никеля не только равномерно распределиться по подложке, но и предотвратить их комкование. В итоге термические и химические свойства такого катализатора значительно улучшаются, а главное, что катализатор может эффективно ускорять реакцию, в результате которой получается водород из жидкого метанола, как показано на схеме на картинке.
Так что помни, если не дать частицам никеля слипаться, то они не только будут красивые и по отдельности, но и смогут заменить дорогие катализаторы из благородных металлов при получении водорода.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Синтезирован новый наноматериал, который эффективно помогает получать водород из спиртов.
Водород – это не только первый и самый лёгкий элемент таблицы Дмитрия нашего Менделеева, но и источник чистой энергии, который позволяет избежать токсичных выбросов. Однако современные технологии получения, хранения и транспортировки водорода пока не сделали его единоличным энергетическим лидером. Вот исследователи и ищут альтернативные методы, которые были бы надёжными, недорогими и простыми. Важным этапом в получении водорода является использование катализаторов. Для химических реакций, в результате которых из жидких носителей образуется водород, наиболее эффективны катализаторы из драгоценных металлов. Однако у этих катализаторов высокая стоимость, малая распространённость и они подвержены загрязнению. А катализаторы из более дешёвых и распространённых металлов обычно менее эффективны и менее стабильны, что ограничивает их активность и практическое применение в производстве водорода.
Но американские исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли сообщают о разработке и синтезе ультрамалых нанокластеров никеля (∼1,5 нм), нанесенных на изобилующие дефектами нанолисты нитрида бора BN, которые обладают превосходной активностью и селективностью дегидрирования метанола. Использование наночастиц, как катализаторов, очень эффективно, так как именно малые размеры позволяют максимально раскрыть каталитические возможности наноматериалов. Но наночастицы имеют склонность к агрегации и слипанию, что сильно снижает их эффективность.
Для борьбы со слипанием американские учёные осаждали нанокластеры никеля на двумерную подложку из бора и азота, в которой были сделаны специальные ямки для наночастиц никеля. Это позволило кластерам никеля не только равномерно распределиться по подложке, но и предотвратить их комкование. В итоге термические и химические свойства такого катализатора значительно улучшаются, а главное, что катализатор может эффективно ускорять реакцию, в результате которой получается водород из жидкого метанола, как показано на схеме на картинке.
Так что помни, если не дать частицам никеля слипаться, то они не только будут красивые и по отдельности, но и смогут заменить дорогие катализаторы из благородных металлов при получении водорода.
Инфа отсюда.
#нано #химия
2020 подошёл к своему завершению, и мы традиционно подводим итоги года подборкой самых самых постов года. В 2020 Телеграм ввёл статистику каналов, поэтому в этом году посты в топ отбирались по принципу – сколько раз ими поделились Посетители нашего Зоопарка. Кроме самых популярных постов по категориям, добавлены и самые понравившиеся Посетителям гифки. В общем, почитать и посмотреть будет что!
#химия
Высокая кухня в Зоопарке
Гиф
#физика
Металлический H₃O
Гиф
#космос
Космические сталкеры
Гиф
#нано
Кружится, вертится…
Гиф
#био
На кончиках пальцев
Гиф
#техно
Кое-что задаром?
Гиф
#медицина
Живая вода
Гиф
#гуманитарка
Кто тут самый умный?
В честь праздников снова открываем доступ и в наш маленький чатик.
И, конечно, хочется поблагодарить всех, кто в течение этого года был с нами в нашем Зоопарке. Отдельно отметим доблестных Патронов Зоопарка с Patreon: Alexey Buzmakov, Sergey, marina mariva и Valeria Donich.
А теперь праздновать! Всех с наступающим Новым годом!
#химия
Высокая кухня в Зоопарке
Гиф
#физика
Металлический H₃O
Гиф
#космос
Космические сталкеры
Гиф
#нано
Кружится, вертится…
Гиф
#био
На кончиках пальцев
Гиф
#техно
Кое-что задаром?
Гиф
#медицина
Живая вода
Гиф
#гуманитарка
Кто тут самый умный?
В честь праздников снова открываем доступ и в наш маленький чатик.
И, конечно, хочется поблагодарить всех, кто в течение этого года был с нами в нашем Зоопарке. Отдельно отметим доблестных Патронов Зоопарка с Patreon: Alexey Buzmakov, Sergey, marina mariva и Valeria Donich.
А теперь праздновать! Всех с наступающим Новым годом!
Каменная или экстра?
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
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
А мы крепчаем!
Но славные нанометаллисты из Университета Брауна решили пойти другим путём – настраивать структуру металлических зёрен снизу вверх! Американские исследователи предложили метод разрушения отдельных металлических нанокластеров вместе с образованием твёрдого макроразмерного металла.
Изюминкой технологии является химическая обработка строительных блоков – наночастиц. Металлические наночастицы обычно покрыты органическими молекулами, называемыми лигандами, которые предотвращают образование связей между наночастицами. Учёные нашли способ химически удалить эти лиганды, позволив кластерам слиться вместе при небольшом давлении.
В рамках исследования были сделаны «монеты» сантиметрового масштаба из наночастиц золота, серебра, палладия и других металлов. На картинке золотая «монета». Механические испытания таких металлических монет показали, что они в четыре раза твёрже, чем изделия из металлов природного происхождения.
Изделия таких размеров, как монеты, могут быть полезны для изготовления высококачественных материалов для покрытий, электродов или термоэлектрических генераторов (устройств, преобразующих тепловые потоки в электричество).
Так что помни, молотки и другие методы упрочнения – это нисходящие способы изменения структуры зерна, в которых сложно контролировать размер зерна, получаемого в результате процессов ковки или штамповки. В наше время, контролировать размер металлических зёрен можно с помощью наномагии: стравили лигандики, чуть придавили и вуаля! Крепкий до невозможности нанозернистый металл готов.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Предложена новая технология получения супертвёрдых металлов из наночастиц.В металлургии есть масса способов сделать кусок металла твёрже. Его можно согнуть, скрутить, пропустить между роликами или бить молотком. Эти методы эффективны за счет разрушения зернистой структуры металла – микроскопических кристаллических доменов, которые образуют объёмный брусок металла. При этом более мелкие зёрна делают металлы более твёрдыми.
Но славные нанометаллисты из Университета Брауна решили пойти другим путём – настраивать структуру металлических зёрен снизу вверх! Американские исследователи предложили метод разрушения отдельных металлических нанокластеров вместе с образованием твёрдого макроразмерного металла.
Изюминкой технологии является химическая обработка строительных блоков – наночастиц. Металлические наночастицы обычно покрыты органическими молекулами, называемыми лигандами, которые предотвращают образование связей между наночастицами. Учёные нашли способ химически удалить эти лиганды, позволив кластерам слиться вместе при небольшом давлении.
В рамках исследования были сделаны «монеты» сантиметрового масштаба из наночастиц золота, серебра, палладия и других металлов. На картинке золотая «монета». Механические испытания таких металлических монет показали, что они в четыре раза твёрже, чем изделия из металлов природного происхождения.
Изделия таких размеров, как монеты, могут быть полезны для изготовления высококачественных материалов для покрытий, электродов или термоэлектрических генераторов (устройств, преобразующих тепловые потоки в электричество).
Так что помни, молотки и другие методы упрочнения – это нисходящие способы изменения структуры зерна, в которых сложно контролировать размер зерна, получаемого в результате процессов ковки или штамповки. В наше время, контролировать размер металлических зёрен можно с помощью наномагии: стравили лигандики, чуть придавили и вуаля! Крепкий до невозможности нанозернистый металл готов.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Магия графеновых наносэндвичей
С тех пор ученые искали другие двухмерные материалы, которые можно аналогичным образом превратить в сверхпроводники, что переросло даже в отдельно развивающееся направление – «твистронику». Но, по большому счёту, ни один другой повёрнутый материал не хотел становиться сверхпроводником, кроме исходного двухслойного графена.
И вот день нового материала, становящегося сверхпроводником, при повороте одного слоя на магический угол, настал. И это… трёхслойный графен!
В новой статье от американских твистроников сообщается о наблюдении сверхпроводимости в стопке из трех листов графена. При этом средний слой повёрнут под новым «магическим» углом 1,56° по отношению к внешним слоям. Такая конфигурация создаёт симметрию, которая заставляет электроны в материале объединяться в куперовские пары и двигаться без сопротивления, то есть наступает сверхпроводимость.
Так что помни, наносэндвич из графена может переходить в сверхпроводящее состояние уже при температуре в 3 градуса Кельвина. Не слишком тепло, но это почти в два раза больше, чем температура перехода у двухслойного графена, повёрнутого на магический угол ранее, которая составляла 1,7 К.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Учёные наблюдали сверхпроводимость в сэндвиче из трех листов графена, средний слой которого повёрнут под новым магическим углом.При современном развитии науки, казалось бы, места чуду и магии не осталось. Но это не совсем так. Например, если два листа графена уложить друг над другом под определённым «магическим» углом, то слоистая структура трансформируется в нетрадиционный сверхпроводник, позволяя электрическим токам проходить сквозь эти графеновые листы без сопротивления и потери энергии. Эта чудесная трансформация в двухслойном графене при повороте одного слоя на «магический» угол впервые наблюдалась в 2018 году у физиков из Массачусетского технологического института. Об этом я уже писал тут.
С тех пор ученые искали другие двухмерные материалы, которые можно аналогичным образом превратить в сверхпроводники, что переросло даже в отдельно развивающееся направление – «твистронику». Но, по большому счёту, ни один другой повёрнутый материал не хотел становиться сверхпроводником, кроме исходного двухслойного графена.
И вот день нового материала, становящегося сверхпроводником, при повороте одного слоя на магический угол, настал. И это… трёхслойный графен!
В новой статье от американских твистроников сообщается о наблюдении сверхпроводимости в стопке из трех листов графена. При этом средний слой повёрнут под новым «магическим» углом 1,56° по отношению к внешним слоям. Такая конфигурация создаёт симметрию, которая заставляет электроны в материале объединяться в куперовские пары и двигаться без сопротивления, то есть наступает сверхпроводимость.
Так что помни, наносэндвич из графена может переходить в сверхпроводящее состояние уже при температуре в 3 градуса Кельвина. Не слишком тепло, но это почти в два раза больше, чем температура перехода у двухслойного графена, повёрнутого на магический угол ранее, которая составляла 1,7 К.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Мусорный ветер, дым из трубы…
– Джоулев нагрев! – радостно спешат к нам с хорошими новостями графеноманы из Университета Райса. – Вот наш ответ на стоны Святой Гретты и родных пап графена Кости и Андрея.
Пластик нас окружает повсюду. Это и пакет из продуктового магазина, и волокно из любимого пуховика, и полторашка Охоты. Фактически, пластику потребуются сотни лет, чтобы разложиться на свалках. Для ускорения этого процесса американские ученые превращают ненужные пластиковые отходы в любимца всех нанистов и графенофилов – графен! А всё с помощью «мгновенного джоулева нагрева».
На гифке как раз чудодейственная нано-технология. Мгновенный джоулев нагрев, на самом деле, довольно простой процесс, который заключается в сверхбыстром пропускании большого тока через пластмассовые материалы. Джоулев нагрев широко используется, например, в утюгах. Когда ток проходит через нагревательный элемент в металлическом основании утюга, то он выделяет тепло и нагревает металл. Мгновенный джоулев нагрев просто означает, что вместо накопления тепла с течением времени, через материал проходит большой начальный ток, который вызывает интенсивный выброс тепла (до 3000°С). В случае пластиковых отходов этот мощный тепловой выброс может вызвать химические превращения.
Но вначале весь пластиковый мусор нужно измельчить. Дело в том, что большие куски пластика плохо проводят электричество. Но если его измельчить до размера 1-2 мм, то проводимость будет подходящая, и мгновенный нагрев приводит к тому, что кислород, водород и прочий ненужный мусор улетают, а остаётся отборный углерод, из которого и формируются дорогие глазу настоящего любителя нанокрасоты шестиугольнички графена.
По оценкам ученых, преобразование тонны пластиковых отходов в графен обойдется всего в 124 нерусских доллара.
Так что помни, пластиковый пакет из Пятёрочки разлагается несколько сотен лет, хотя используется он в среднем менее часа. Но так было раньше. Теперь мы из пакетов понаделаем дешёвого графена, а тем самым сократим количество мусора и приблизим наступление прекрасного графенового нанобущего! Жаль только – жить в эту пору прекрасную уж не придется – ни мне, ни тебе…
Инфа отсюда.
#нано #физика
Пластиковый мусор теперь можно переработать в графен.Спросите любого миллениала или представителя поколения снежинок, в чём самая большая проблема нашего тысячелетия? И вам ответят, что это загрязнение окружающей среды и дороговизна получения графена. Да, без решения этих проблем построить прекрасное нанобудущее действительно сложно.
– Джоулев нагрев! – радостно спешат к нам с хорошими новостями графеноманы из Университета Райса. – Вот наш ответ на стоны Святой Гретты и родных пап графена Кости и Андрея.
Пластик нас окружает повсюду. Это и пакет из продуктового магазина, и волокно из любимого пуховика, и полторашка Охоты. Фактически, пластику потребуются сотни лет, чтобы разложиться на свалках. Для ускорения этого процесса американские ученые превращают ненужные пластиковые отходы в любимца всех нанистов и графенофилов – графен! А всё с помощью «мгновенного джоулева нагрева».
На гифке как раз чудодейственная нано-технология. Мгновенный джоулев нагрев, на самом деле, довольно простой процесс, который заключается в сверхбыстром пропускании большого тока через пластмассовые материалы. Джоулев нагрев широко используется, например, в утюгах. Когда ток проходит через нагревательный элемент в металлическом основании утюга, то он выделяет тепло и нагревает металл. Мгновенный джоулев нагрев просто означает, что вместо накопления тепла с течением времени, через материал проходит большой начальный ток, который вызывает интенсивный выброс тепла (до 3000°С). В случае пластиковых отходов этот мощный тепловой выброс может вызвать химические превращения.
Но вначале весь пластиковый мусор нужно измельчить. Дело в том, что большие куски пластика плохо проводят электричество. Но если его измельчить до размера 1-2 мм, то проводимость будет подходящая, и мгновенный нагрев приводит к тому, что кислород, водород и прочий ненужный мусор улетают, а остаётся отборный углерод, из которого и формируются дорогие глазу настоящего любителя нанокрасоты шестиугольнички графена.
По оценкам ученых, преобразование тонны пластиковых отходов в графен обойдется всего в 124 нерусских доллара.
Так что помни, пластиковый пакет из Пятёрочки разлагается несколько сотен лет, хотя используется он в среднем менее часа. Но так было раньше. Теперь мы из пакетов понаделаем дешёвого графена, а тем самым сократим количество мусора и приблизим наступление прекрасного графенового нанобущего! Жаль только – жить в эту пору прекрасную уж не придется – ни мне, ни тебе…
Инфа отсюда.
#нано #физика