Наногубка для водорода

Мы все хотим чего-то несбыточного. Работать мало – получать много, уплетать гамбургеры – и худеть, смотреть видосы Соболева и распаковки Lego – а разбираться в квантовой физике. Но порой, совместить несовместимое можно. Именно этим занимаются нанисты из Северо-Западного университета в Иллинойсе, получая сверхмалый и сверхпористый материал.

Пока цены на нефть во всём мире обвалились, а цена на бензин в РФ продолжает уверенно расти, всё больше людей засматривается на материалы, которые можно использовать для хранения водорода и метана – горючего для автомобилей на топливных элементах. Эти газы наиболее интересны, как экологичная альтернатива бензину и топливам, привычно загрязняющим нашу атмосферу выхлопными газами.

Транспортные средства на водороде и метане требуют сжатия газов под высоким давлением. Например, давление в водородном баке в 300 раз превышает давление в автомобильных шинах. Из-за низкой плотности водорода достижение такого давления дорого, и может быть небезопасным, поскольку газ легко воспламеняется.

Вот инженеры из США и занялись разработкой новых адсорбирующих материалов, которые могут хранить водород и метан при гораздо более низких давлениях.

Ультрапористые MOFы или металл-органические каркасные структуры состоят из ионов или кластеров металлов, соединённые между собой линкерами – органическими молекулами. Это приводит к образованию многомерных, высококристаллических, пористых и каркасных структур, как на картинке (тёмно-синие узлы металлов, соединённые серыми органическими молекулами).

Новый МОF NU-1501 обладает великолепной адсорбционной способностью за счёт фантастической нанопористости в сверхмалом объёме – образец весом в один грамм такого материала (объёмом в шесть драже M&M) имеет площадь поверхности, которой можно покрыть 1,3 футбольных поля! На картинке справа новые MOFы, где металлами являются алюминий и железо, и оптическая микроскопия одиночных кристаллов.

Благодаря таким материалам можно хранить огромное количество водорода и метана в топливных баках транспортных средств при более низких давлениях, что является важным шагом вперёд при разработке современных транспортных средств на топливных элементах.

Так что помни, пористость бывает разная. Например, пористость для хранения водорода – хорошо, а пористость целлюлитной попы – не слишком. Хотя бы чисто этетически.
Инфа отсюда.
#нано #MOF

Хотя до Хэллоуина ещё далеко, но можно начать готовиться и заранее. Особенно, если у вас есть ферромагнитная жидкость и магнит. Напомню, что ферромагнитная жидкость – это коллоидный раствор наночастиц, содержащих железо (так как ferrum – это железо) и его соединения, например, магнетит или смешанный оксид железа Fe₃O₄. Интересно, что ферромагнитная жидкость парамагнетик, а не ферромагнетик, как могло бы следовать из её названия. Дело в том, что ферромагнитная жидкость не сохраняет остаточной намагниченности после исчезновения внешнего магнитного поля.
#нано #химия #физика

Паучье обезболивающее

Пауков многие не любят и даже боятся. Особенно, если это большие и ядовитые паучки, типа тарантулов. Но любители многоногих и опасных пауков из Университета Квинсленда утверждают, что яд тарантула может быть использован в качестве альтернативы опиоидным болеутоляющим для людей.

Хотя опиоиды эффективны для облегчения боли, их применение сопровождается нежелательными побочными эффектами, такими как тошнота и запоры. Но ещё важнее их действие на центральную нервную систему - они приводят к развитию психической и физической зависимости, то есть наркомании.

Новое исследование показало, что мини-белок Huwentoxin-IV в яде китайского тарантула (на картинке) связывается с болевыми рецепторами в организме и может рассматриваться, как потенциальная альтернатива морфию и морфиноподобным лекарствам, таким как фентанил и оксикодон.

Протестировали на мышках, и мини-белок доказал свою эффективность. Потенциально эти результаты могут привести к альтернативному методу лечения боли без побочных эффектов и уменьшить зависимость многих людей от опиоидов при использовании их для облегчения боли.

Так что помни, «потенциальная альтернатива» замены опиоидных анальгетиков – не от хорошей жизни. Заменить их пытаются давно, но проблема та же, что и с «новыми» лекарствами от рака или коронавируса, появляющимися почти каждый день. В реальности их использование, даже если они достаточно эффективны, а не просто попытка похайпить, дело далеко не завтрашнего дня, да и говорить о замене существующих препаратов слишком наивно, что связано или с их стоимостью, или с долгосрочной эффективностью.
Инфа отсюда.
#био #медицина

Подведём итоги вчерашней загадки. Удивительно, но большинство Подписчиков (54%) выбрало абсолютно верный ответ – Олово. Действительно, на картинке кристалл олова, полученный электролизом. Чтобы получить такой необычный кристалл, один электрод располагался по кругу чашки Петри, а другой электрод касался раствора в центре. Соответственно кристалл и вырос изнутри.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 15:18

Электрическая нанотонкость

Мир устроен странно. Пока одни в самоизоляции набирают вес и толстеют, другие потуже затягивают пояса. Вот и наши гаджеты становятся всё тоньше, а значит возникает потребность в сверхтонких источниках питания. И исследователи из Беркли утверждают, что у них есть материалы, которые могут хорошо работать и при ультратонких размерах.

Команде исследователей удалось вырастить на кремнии ультратонкий легированный оксид гафния HfO₂, в котором может возникать сегнетоэлектричество.

Появление сегнетоэлектричества связано с возникновением спонтанной электрической поляризации в кристалле даже при отсутствии внешнего электрического поля, которая может быть переориентирована его приложением. А материалы, в которых возникает сегнетоэлектричество, называют сегнетоэлектриками.

Американские учёные смогли продемонстрировать сегнетоэлектрические эффекты на материале толщиной всего в один нанометр, что эквивалентно размеру всего двух атомарных строительных блоков. Нужно отметить, что раньше исследователи уже изучали сегнетоэлектричество в тонких слоях обычных сигнетоэлектриков. Но в слоях тоньше трёх нанометров сегнетоэлектричество исчезало. А в нанотонком оксиде гафния оно не только не пропало, но и эффект был сильнее, чем у материалов на несколько нанометров толще. В результате такой материал сможет эффективно питать самые маленькие устройства меньшим количеством энергии.

Так что помни, наши электронные «друзья» становятся всё тоньше и тоньше, и места в них всё меньше и меньше. Но с новым сегнетоэлектриком на оксиде гафния не нужно беспокоиться о толщине гаджетов, а надо беспокоиться о себе.
Инфа отсюда.
#физика

Аварии бывают разные. Вот в 1981 году во время гонки «500 миль Индианаполиса» на 58-м круге во время дозаправки у гонщика Рика Мерса возникла проблема. Подача топлива началась раньше, чем топливный шланг был присоединён к болиду. Топливо залило автомобиль Мерса, его механиков, а затем, достигнув двигателя, загорелось.

«Но где же пламя и дым?» – спросит наш внимательный Посетитель. Дело в том, что тогда гоночные болиды заправляли топливом на основе метилового спирта. Метанол горит прозрачным пламенем без дыма, поэтому горящий невидимым пламенем пит-стоп охватила паника и все бросились врассыпную. Рик Мерс загорелся до пояса, выпрыгнул из машины, где охранник, не видя огня, попытался снять шлем Мерса. Но тот был слишком горячим. Рядом размахивал руками горящий заправщик Мерса, которого начали тушить огнетушителями.

Мерс попытался снять шлем, но перчатки помешали, тогда он подбежал к пожарному под струю огнетушителя, но тот в панике его бросил и убежал. Пилот попытался сам потушить пламя, но в этот момент подоспел его отец Билл Мерс и потушил сына.

Это удивительно, но в огне никто серьёзно не пострадал. Всё потому, что температура горения метанола ниже, чем бензина. Рик Мерс и четверо его механиков попали больницу. Гонщику сделали пластическую операцию на лице, где особенно досталось носу, из-за чего он пропустил следующую гонку в Милуоки. Инцидент привёл к перепроектированию топливной форсунки, используемой на Индикар – к ней добавили предохранительный клапан, который открывался только тогда, когда форсунка была подключена к автомобилю.
#химия #техно

Лунная карта

Вы только посмотрите, как похорошела Луна при… Ну, да ладно, она всегда была хорошенькая. А теперь Луну можно рассмотреть во всех её подробностях. Геологических.

Единая геологическая карта Луны объединяет информацию шести региональных лунных карт, созданных в эпоху Аполлона, а также недавние наблюдения с космических аппаратов. Современные данные включают в себя изображения северного и южного лунных полюсов, сделанные автоматической межпланетной станцией NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, и наблюдения экваториальной области с японского искусственного спутника Луны SELENE.

Этот лунный картографический проект был гораздо сложнее, чем простое соединение карт эпохи Аполлона вместе, как частей пазла, и добавление новых данных со спутников. Сложность была связана с тем, что края карт часто не совпадали, а многие объекты на поверхности по краям отдельных карт были идентифицированы как различные типы объектов или объекты разных возрастов.

Эти несоответствия возникли из-за того, что карты эпохи Аполлона создавались отдельными исследовательскими группами, и две разные группы, изучающие одни и те же части Луны, могли по-разному интерпретировать то, что они видели. Например, одна группа могла видеть какие-то пики на поверхности и считали это ошибкой, тогда как другая команда могла посчитать это фрагментом породы, выброшенным во время образования кратера.

Вот американские учёные и примирили эти несоответствия, проанализировав информацию со всех шести карт разных областей Луны, а также использовали данные новых наблюдений с лунных орбитальных аппаратов, что помогло правильно идентифицировать различные поверхностные элементы. Это позволило команде учёных составить самую полную геологическую карту Луны, на которой разные цвета обозначают различные особенности рельефа поверхности, такие как лунные возвышенности (темные тона поверхности) и древние потоки лавы (красные и пурпурные).

Так что помни, новая геологическая карта Луны, конечно, не спасёт нас от коронавируса. Но рано или поздно, наши лица, иссушенные антисептиками и спрятанные за масками из старых пижам с резинками от трусов, всё равно обратиться к небу, а там всё такая же прекрасная и сияющая Луна. Во всём своём геологическом великолепии.
Желающие углубиться могут изучить карту в хайрезе с расшифровкой цветов тут.
Инфа отсюда.
#космос

Зная химию и физику, можно мыть посуду быстро. Для этого нам понадобится горючая жидкость и зажигалка.

Вначале надо покрыть всю поверхность стакана горючим, горящим бесцветным пламенем. Реакция горения быстро нагревает воздух и продукты горения внутри стакана, что приводит к расширению газов и их вытеснению из объёма посуды. После сгорания горючего, газ, оставшийся в стакане, остывает и сжимается, что приводит к разнице в давлениях в стакане и снаружи. Именно за счёт разницы между атмосферным давлением снаружи и пониженным давлением внутри, жидкость под давлением начинает бурно заполнять стакан, пока давление оставшегося газа в стакане не уравновесится с атмосферным.

Остался один вопрос, а что же это жидкость, горящая невидимым пламенем? Подсказка в нашем недавнем посте про аварию на Индикар.

Свои идеи по этому поводу можете прислать в @KAAZoo_bot.
#химия #физика

Первомай шагает по планете! В режиме самоизоляции. Но искоренить дух праздника в нашем человеке нельзя. Поэтому уже традиционно на первомай напоминаю, что не надо использовать для розжига мангалов и костров разные горючие жидкости. Это крайне опасно!
Берегите себя и с праздником весны!

Подводим итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (53%) выбрало ответ Алюмосиликат. И это неправильный ответ. На вчерашней картинке было сверло для стекла с алмазным напылением с 1000-кратным увеличением. На ней хорошо видно, как связующее наполнено алмазами. Да, промышленные алмазы не такие чистые и имеют много примесей, что и сказывается на их цвете.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 16:18

Что же тут происходит? Не иначе как магия… Физическая! А значит надо разбираться что тут и как.

Через катушку соленоида протекает переменный ток (меняющий направление много раз в секунду), вызывающий магнитное поле. Когда ток течет в одном направлении, то металл становится чем-то вроде магнита ориентированного в этом же направлении. Для перехода из немагнитного состояния в магнитное требуется некоторое время. Но если изменять направление тока очень быстро, металл будет ориентирован в «неправильном» направлении, и он попытается перевернуться под действием магнитных сил. Мы как бы сначала толкаем металл вверх, потом вниз, затем опять вверх… Так металл оказывается в ловушке магнитного поля в воздухе.

Катушка переменного тока генерирует не только магнитное поле, но вызывает и ток внутри металла. И тут тот же процесс, что и раньше, но наоборот. Вихревые токи, возникающие в металле, сильно его нагревают вплоть до плавления. По такому принципу работают индукционные печи.
#физика