Комнатная сверхпроводимость

Учёные сообщили об открытии материала, который переходит в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре.

Когда в 1911 году была открыта сверхпроводимость, то это явление наблюдалось только при температурах близких к абсолютному нулю (-273,15°C). Но с тех пор исследователи открыли достаточно много соединений, которые обладают сверхпроводимостью и при более высоких температурах. В последние годы ученые ускорили этот прогресс, сосредоточив внимание на богатых водородом материалах при высоком давлении. Примеры таких исследований тут или тут показывают, что сверхпроводники потеплели и приблизились к 0°C, что уже почти комнатная температура. Но почти.

И вот ученые из Университета Рочестера в Нью-Йорке нашли первый сверхпроводник, работающий при комнатной температуре, хотя и довольно прохладной комнате. Материал является сверхпроводящим при температурах немного ниже 15°C.

Исследователи получили сверхпроводник на основе углеродистого гидрида серы, сжав углерод, водород и серу между кончиками двух алмазных наковален (как на картинке) и воздействуя на материал лазерным светом, чтобы инициировать фотохимическую реакцию. При давлении примерно в 2,6 миллиона раз превышающем атмосферное и температуре чуть ниже 15°C электрическое сопротивление в материале исчезло. Это первый случай наблюдения перехода в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре.

Но, конечно, есть ещё много неразрешимых проблем. Во-первых, ученые не смогли определить точный состав материала или расположение его атомов, что затрудняет объяснение того, как он может быть сверхпроводящим при таких относительно высоких температурах. Во-вторых, давление больше двух миллионов атмосфер, необходимое для перехода в сверхпроводимость – сильно сужает области практического применения. Да и количество нового сверхпроводящего материала, создаваемого в алмазной наковальне, измеряется в пиколитрах, а это примерно размер одной частицы для струйной печати. Но это серьёзный прорыв.

Так что помни, для сверхпроводимости теперь температура не проблема. Теперь проблема – давление.
Инфа отсюда.
#физика

Трение – это наш старинный друг. В мире без трения было бы очень неприятно жить. Ходить нельзя, так как без трения мы бы просто падали и не могли бы подняться. Машины бы не ездили. Да даже удержать в руках ваш любимый телефон было бы невозможно – он бы выскользнул из рук и ускакал бы неизвестно куда. В общем, полезная штука трение. И сегодня об ещё одном применении трения – сварке.

На гифке мы можем наблюдать сварку трением. Для этого просто надо начать перемещать одну из соединяемых частей свариваемой детали по другой. Сначала происходит разрушение и удаление оксидных плёнок под действием сил трения. При этом механическая энергия, подводимая к одной из свариваемых деталей, преобразуется в теплоту и происходит разогрев кромок свариваемого металла до пластичного состояния. Тут наиболее пластичные объёмы металла выдавливаются из стыка. Одновременно с этим свариваемые части детали прижимаются под давлением. В конце движение прекращается и происходит образование сварного соединения.
#физика

Напечатай на всём теле!

Группа исследователей напечатала сеть датчиков непосредственно на коже человека.

Уже сейчас умные часы могут измерять пульс и температуру, следить за сердечным ритмом и порадовать нас сообщением от «Лучший бро». Но следующий этап эволюции носимых датчиков – это гибкие устройства, которые обеспечивают гораздо более точные биометрические измерения и удобство для нас.

Многочисленные научные группы уже разработали гибкие печатные платы для использования в носимых датчиках, но печать непосредственно на коже затруднена из-за процесса нанесения металлических компонентов датчика на кожу. Этот процесс, называемый спеканием, обычно требует температуры около 300°C для связывания металлических частиц сенсора вместе. Понятно, что для нашей кожи – это многовато и горячевато.

И доблестные печатники мягких плат из Харбинского политехнического университета не покладая рук трудились над снижением этой температуры. Сначала они предложили новый слой, сопутствующий спеканию, но снижающий температуру процесса. Учёные добавили наночастицы к этой смеси, и частицы серебра стали спекаться при более низкой температуре, примерно 100°C. Для кожи это ещё много, но позволяет печатать датчики на одежде и бумаге. Дальше исследователи изменили формулу вспомогательного слоя и смогли печатать свои платы при комнатной температуре и на коже!

Слой для спекания при комнатной температуре состоит из пасты из поливинилового спирта – основного ингредиента сменных масок для лица – и карбоната кальция, который содержится в яичной скорлупе. Этот слой уменьшает шероховатость печатной поверхности и позволяет создавать ультратонкий слой металлических рисунков, которые могут сгибаться и складываться, сохраняя при этом электромеханические возможности. После печати датчика исследователи использовали фен, установленный на холодный воздух, для удаления воды, которая используется в качестве растворителя в чернилах. Результат на картинке.

Такие датчики способны точно и непрерывно регистрировать температуру, влажность, уровень кислорода в крови и сигналы сердечной деятельности. Исследователи также связали датчики на теле в сеть с возможностью беспроводной передачи, чтобы отслеживать комбинацию сигналов по мере их получения.

Так что помни, новые носимые на коже датчики не только не обжигают кожу при нанесении, но и достаточно долговечные, так как не смываются холодной водой, хотя горячий душ легко их удаляет.
Инфа отсюда.
#физика #техно

Метанол или метиловый спирт CH₃OH опасен не только тем, что если его хлебнуть, то можно ослепнуть или даже «поздороваться» с Менделеевым или Хокингом, а ещё и тем, что он горит невидимым пламенем. Но с помощью тепловизора, как на гифке, его отлично видно.

Температура воспламенения метанола всего 13°С, а при сгорании образуются углекислый газ и вода:
2CH₃OH + 3O₂ = 2CO₂ + 4H₂O.

И, конечно, опасность невидимого пламени метанола мы недавно наблюдали тут.
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (32%) выбрало ответ Бумага. И это неправильный ответ, так как на картинке был результат перекристаллизации кофеина.

А отрыв Посетителей немного сократился:
Зоопарк—Посетители 2:5

На гифке космический аппарат NASA OSIRIS-REx отбирает пробу с поверхности астероида Бенну. Сейчас этот астероид диаметром около 500 метров находится на расстоянии более 320 миллионов километров от Земли.

На прошлой неделе космический аппарат OSIRIS-REx смог его коснуться, отобрать пробу астероидного грунта с поверхности и отлететь на безопасное растояние. Для такого отбора пробы с астероида потребовалось десять лет планирования этой миссии.

И да, на гифке вначале анимация космического аппарата, а потом видео непосредственно с камеры аппарата во время отбора пробы.
#космос #техно

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 нагрелась на 1,7°C ниже, чем температура окружающего полуденного воздуха, то есть она холоднее почти на два градуса!

– 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

Сегодня делаем зеркало из нитрата серебра и раствора аммиака. И разбираемся, как такие чудеса происходят.
На гифке – реакция серебряного зеркала: окислительно-восстановительная реакция образования металлического серебра на поверхности стекла.

Вначале к раствору нитрата серебра AgNO₃ добавляют раствор гидроксида аммония NH₄OH, что приводит к выпадению чёрно-коричневого осадка оксида серебра Ag₂O, который мы видим в начале гифки:
AgNO₃ + NH₄OH = Ag₂O↓ + H₂O + NH₄NO₃.

Далее получившийся оксид серебра растворяется в растворе аммиака с образованием комплексной соли гидроксид диамминсеребра [Ag(NН₃)₂]ОН:
Ag₂O + 4 NH₄ОH ⇄ 2[Ag(NН₃)₂]ОН + 3Н₂О.
Затем к гидроксиду диамминсеребра надо добавить восстановитель, например, альдегид R–CH=O. В результате реакции выделяется чистое коллоидное серебро Ag:
R–CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → 2Ag↓ + R-COON­H₄ + 3NH₃ + H₂O.
И если стекло, на которое мы выливаем реакционную смесь, чистое (на грязном серебро не «зацепится» и выпадет рыхлым осадком), то образуется серебряное зеркало.
#химия

Майские фильтры

Более 2000 лет назад в древнем городе Тикаль на севере Гватемалы майя использовали цеолиты для очистки воды.

Проблема чистой воды сопровождает человечество на протяжении всей его истории. И, как утверждают антропологи из Университета Цинциннати, им удалось обнаружить старейший пример очистки воды в Западном полушарии.

Просуществовавший более тысячелетия город Тикаль был впечатляющим мегаполисом. На протяжении большей части своей истории, примерно с 400 г. до н.э. до 900 г. н.э., Тикаль был домом для десятков тысяч жителей. И одним из важнейших факторов жизни в городе была чистая питьевая вода.

Большое количество людей и сезонные засухи, характерные для этого региона, приводили к тому, что питьевая вода Тикаля была подвержена загрязнению множеством микробов и токсичных минералов, например, таких как киноварь.

Для удаления этих загрязнений майя в Тикале, по-видимому, оснастили один из своих самых больших резервуаров – вместимостью 58 миллионов литров воды – сложной системой фильтрации (на картинке). Важной частью этой системы фильтрации была смесь цеолитов с кварцевым песком, закреплённая тканым петатом (тканым тростниковым или пальмовым волокном).

Цеолиты – это нетоксичные, пористые, кристаллические алюмосиликаты. Они обладают отличными адсорбирующими свойствами, потому что их трёхмерные микрокристаллические поры создают естественные молекулярные сита. Именно поэтому цеолиты обладают способностью отфильтровывать микробов, азотистые соединения и другие диспергированные нерастворимые и растворимые неорганические и органические токсины из питьевой воды.

По оценкам антропологов система очистки воды могла функционировать уже 2185 лет назад.

Так что помни, киоски на стенах жилых домов по автоматическому розливу кристально чистой воды в тару потребителя стали неотъемлемой частью современной цивилизации во всех городах и весях всего несколько лет назад, а майя уже 2000 лет тому назад фильтровали воду с помощью молекулярных сит – цеолитов.
Инфа отсюда.
#археология

Рост кристаллов – всегда удивительный и прекрасный процесс. Особенно, когда это красная кровяная соль или гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆].

Своё название – «красная кровяная соль» – это соединение получило благодаря тому, что оно получается окислением «жёлтой кровяной соли». Но, так как цвет кристаллов красный, то гексацианоферрат(III) калия стал «красной кровяной солью».
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (32%) выбрало ответ Металл-органические каркасные структуры. И это неправильный ответ, так как на картинке электронная микроскопия (увеличение в 10 тысяч раз) губчатого керамического катализатора. Такие катализаторы могут сильно помочь при переработке отработанного масла для жарки и сельскохозяйственных отходов в биодизельное топливо, а также при превращения пищевых отходов и пластикового мусора в ценные химические продукты. Подробнее можно почитать тут.
#катализ

Вторую неделю подряд Администрация празднует победу, а счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 3:5

В науке, как в жизни: суетишься как-то, носишься непонятно за чем и как, а что-то действительно важное и нужное происходит совсем рядом. И без тебя...

Для тех кто не понял, то это не шмель, закрытый в реакционной колбе, а магнитная мешалка.
#химия