Полупроводниковая технология на службе аккумуляторов
Технология нанесения покрытия, основанная на атомно-слоевом осаждении, которую обычно применяют в полупроводниковой промышленности, может иметь революционный эффект на производство и производительность твердотельных батарей. Ученые из Аргоннской национальной лаборатории США успешно адаптировали этот метод для использования с серосодержащими твердыми электролитами, открывая новые возможности для повышения эффективности аккумуляторов.
Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, представляет первую демонстрацию атомно-слоевого осаждения на порошковой форме серосодержащих твердых электролитов. Электролиты играют важную роль в передаче ионов между электродами батареи, преобразуя химическую энергию в электричество. Аргиродиты, класс твердотельных электролитов, содержащих серу, были основным объектом исследования.
Аргиродиты обладают рядом преимуществ перед другими твердотельными электролитами. Они обладают более высокой ионной проводимостью, что позволяет им более эффективно передавать ионы через батарею. Это может значительно ускорить процесс зарядки электромобилей и сделать его более удобным для потребителей. Кроме того, аргиродиты легче и дешевле перерабатывать в гранулы, которые используются в производстве батарей.
Однако, при производстве возникают сложности, связанные с реакцией аргиродитов с воздухом и электродными материалами, такими как металлический литий. Эти реакции могут привести к образованию химических соединений, которые негативно влияют на качество границы раздела электролита и электрода. Они также могут замедлить транспорт ионов лития, снизить производительность батареи и вызвать образование дендритов - структур, которые делают батареи менее безопасными и долговечными.
Для решения этих проблем исследователи из Аргоннской национальной лаборатории стремятся разработать новый метод точного определения химического состава поверхности аргиродита. Это позволит им более эффективно контролировать процесс производства и улучшить качество батарей. Результаты этого исследования могут иметь значительное влияние на развитие твердотельных батарей и их применение в различных областях, включая электромобили и энергетическое хранение.
Источник:
Закари Д. Худ и др., Многофункциональные покрытия на порошках твердых электролитов на основе сульфидов с повышенной технологичностью, стабильностью и характеристиками для твердотельных батарей (Zachary D. Hood et al, Multifunctional Coatings on Sulfide‐Based Solid Electrolyte Powders with Enhanced Processability, Stability, and Performance for Solid‐State Batteries), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202300673
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Технология нанесения покрытия, основанная на атомно-слоевом осаждении, которую обычно применяют в полупроводниковой промышленности, может иметь революционный эффект на производство и производительность твердотельных батарей. Ученые из Аргоннской национальной лаборатории США успешно адаптировали этот метод для использования с серосодержащими твердыми электролитами, открывая новые возможности для повышения эффективности аккумуляторов.
Исследование, опубликованное в журнале Advanced Materials, представляет первую демонстрацию атомно-слоевого осаждения на порошковой форме серосодержащих твердых электролитов. Электролиты играют важную роль в передаче ионов между электродами батареи, преобразуя химическую энергию в электричество. Аргиродиты, класс твердотельных электролитов, содержащих серу, были основным объектом исследования.
Аргиродиты обладают рядом преимуществ перед другими твердотельными электролитами. Они обладают более высокой ионной проводимостью, что позволяет им более эффективно передавать ионы через батарею. Это может значительно ускорить процесс зарядки электромобилей и сделать его более удобным для потребителей. Кроме того, аргиродиты легче и дешевле перерабатывать в гранулы, которые используются в производстве батарей.
Однако, при производстве возникают сложности, связанные с реакцией аргиродитов с воздухом и электродными материалами, такими как металлический литий. Эти реакции могут привести к образованию химических соединений, которые негативно влияют на качество границы раздела электролита и электрода. Они также могут замедлить транспорт ионов лития, снизить производительность батареи и вызвать образование дендритов - структур, которые делают батареи менее безопасными и долговечными.
Для решения этих проблем исследователи из Аргоннской национальной лаборатории стремятся разработать новый метод точного определения химического состава поверхности аргиродита. Это позволит им более эффективно контролировать процесс производства и улучшить качество батарей. Результаты этого исследования могут иметь значительное влияние на развитие твердотельных батарей и их применение в различных областях, включая электромобили и энергетическое хранение.
Источник:
Закари Д. Худ и др., Многофункциональные покрытия на порошках твердых электролитов на основе сульфидов с повышенной технологичностью, стабильностью и характеристиками для твердотельных батарей (Zachary D. Hood et al, Multifunctional Coatings on Sulfide‐Based Solid Electrolyte Powders with Enhanced Processability, Stability, and Performance for Solid‐State Batteries), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202300673
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Создание новых экологичных пластмасс при помощи ИИ
Пластмассы являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и поэтому важно найти способы сделать их более экологичными и эффективными. Химики по всему миру работают над этим вопросом, и одним из перспективных решений является использование биомассы и отходов в процессе создания полимеров.
Одним из примеров таких ингредиентов являются стебли кукурузы, водоросли и даже мусор. Они содержат дополнительные химические связи, которые могут придать полимерам новые свойства и большую гибкость. Добавление этих ингредиентов в список компонентов позволяет создавать пластмассы с различными характеристиками, такими как эластичность, термостойкость и герметичность.
Однако, поиск оптимальных сочетаний компонентов может быть сложной задачей. В этом помогает инструмент машинного обучения NREL PolyID: Polymer Inverse Design. С помощью искусственного интеллекта, PolyID предсказывает свойства материалов на основе их молекулярной структуры. Это позволяет компаниям проверять миллионы возможных конструкций полимеров и составлять короткий список наиболее подходящих кандидатов для конкретного применения.
Алгоритм, лежащий в основе PolyID, основан на современной разработке, известной как "теория группового вклада". Он устанавливает связи между расположением различных элементов, таких как кислород, водород, углерод и другие, и свойствами материала. Это позволяет предсказывать различные характеристики полимеров, что помогает ученым создавать новые материалы с желаемыми физическими свойствами.
Благодаря растущей библиотеке связей между молекулярными структурами полимеров и их известными свойствами, PolyID "учится" предсказывать, каким образом можно создавать новые полимеры для достижения определенных характеристик. С помощью этого инструмента ученые могут работать в обратном направлении, сначала определяя желаемые свойства и затем выбирая потенциальные конструкции полимеров, основываясь на тысячах существующих полимеров в их справочной библиотеке.
Источник:
А. Нолан Уилсон и др., PolyID: искусственный интеллект для обнаружения эффективных и устойчивых полимеров (A. Nolan Wilson et al, PolyID: Artificial Intelligence for Discovering Performance-Advantaged and Sustainable Polymers), Macromolecules (2023). DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00994.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Пластмассы являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и поэтому важно найти способы сделать их более экологичными и эффективными. Химики по всему миру работают над этим вопросом, и одним из перспективных решений является использование биомассы и отходов в процессе создания полимеров.
Одним из примеров таких ингредиентов являются стебли кукурузы, водоросли и даже мусор. Они содержат дополнительные химические связи, которые могут придать полимерам новые свойства и большую гибкость. Добавление этих ингредиентов в список компонентов позволяет создавать пластмассы с различными характеристиками, такими как эластичность, термостойкость и герметичность.
Однако, поиск оптимальных сочетаний компонентов может быть сложной задачей. В этом помогает инструмент машинного обучения NREL PolyID: Polymer Inverse Design. С помощью искусственного интеллекта, PolyID предсказывает свойства материалов на основе их молекулярной структуры. Это позволяет компаниям проверять миллионы возможных конструкций полимеров и составлять короткий список наиболее подходящих кандидатов для конкретного применения.
Алгоритм, лежащий в основе PolyID, основан на современной разработке, известной как "теория группового вклада". Он устанавливает связи между расположением различных элементов, таких как кислород, водород, углерод и другие, и свойствами материала. Это позволяет предсказывать различные характеристики полимеров, что помогает ученым создавать новые материалы с желаемыми физическими свойствами.
Благодаря растущей библиотеке связей между молекулярными структурами полимеров и их известными свойствами, PolyID "учится" предсказывать, каким образом можно создавать новые полимеры для достижения определенных характеристик. С помощью этого инструмента ученые могут работать в обратном направлении, сначала определяя желаемые свойства и затем выбирая потенциальные конструкции полимеров, основываясь на тысячах существующих полимеров в их справочной библиотеке.
Источник:
А. Нолан Уилсон и др., PolyID: искусственный интеллект для обнаружения эффективных и устойчивых полимеров (A. Nolan Wilson et al, PolyID: Artificial Intelligence for Discovering Performance-Advantaged and Sustainable Polymers), Macromolecules (2023). DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00994.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Квазикристалл из ДНК
Квазикристаллы из наночастиц, созданные с использованием ДНК, представляют собой уникальную и перспективную материальную структуру, которая может иметь ряд интересных свойств. В отличие от обычных кристаллов, которые имеют повторяющуюся структуру, квазикристаллы обладают неповторяющимися узорами. Такие материалы могут обладать уникальными свойствами, такими как различное поглощение тепла и света, необычные электронные свойства и особенности поверхности.
Исследователи из Северо-Западного университета, Мичиганского университета и Центра совместных исследований биоматериалов в Сан-Себастьяне, Испания, впервые создали квазикристалл, собранный с помощью ДНК. Это открытие открывает новые возможности в дизайне наноматериалов и нанотехнологий.
Инженеры, занимающиеся наноразмерной сборкой, рассматривают наночастицы как своего рода "дизайнерский атом", который позволяет им получить больший контроль над созданием синтетических материалов. Одной из главных задач является сборка частиц в желаемые структуры с нужными свойствами. Команда исследователей использовала ДНК в качестве дизайнерского клея, чтобы собрать наночастицы в квазикристаллическую структуру.
Существование квазикристаллов было загадкой на протяжении десятилетий, и открытие этих материалов было удостоено Нобелевской премии. Группа ученых, возглавляемая профессором Чадом Миркином из Северо-Западного университета, известна своим использованием ДНК для создания коллоидных кристаллов из наночастиц. В то же время, профессор Луис Лиз-Марзан из Испанского центра совместных исследований в области биоматериалов специализируется на производстве наночастиц, которые могут образовывать квазикристаллы в правильных условиях.
Команда исследователей сфокусировалась на бипирамидальных формах, которые представляют собой две пирамиды, склеенные своими основаниями. Они экспериментировали с разным количеством сторон и изменением формы путем сжатия и растяжения. Эти исследования помогли им лучше понять процессы сборки и структуру квазикристаллов.
Источник:
Вэньцзе Чжоу и др., Коллоидные квазикристаллы, созданные с помощью ДНК (Wenjie Zhou et al, Colloidal quasicrystals engineered with DNA), Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01706-x
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Квазикристаллы из наночастиц, созданные с использованием ДНК, представляют собой уникальную и перспективную материальную структуру, которая может иметь ряд интересных свойств. В отличие от обычных кристаллов, которые имеют повторяющуюся структуру, квазикристаллы обладают неповторяющимися узорами. Такие материалы могут обладать уникальными свойствами, такими как различное поглощение тепла и света, необычные электронные свойства и особенности поверхности.
Исследователи из Северо-Западного университета, Мичиганского университета и Центра совместных исследований биоматериалов в Сан-Себастьяне, Испания, впервые создали квазикристалл, собранный с помощью ДНК. Это открытие открывает новые возможности в дизайне наноматериалов и нанотехнологий.
Инженеры, занимающиеся наноразмерной сборкой, рассматривают наночастицы как своего рода "дизайнерский атом", который позволяет им получить больший контроль над созданием синтетических материалов. Одной из главных задач является сборка частиц в желаемые структуры с нужными свойствами. Команда исследователей использовала ДНК в качестве дизайнерского клея, чтобы собрать наночастицы в квазикристаллическую структуру.
Существование квазикристаллов было загадкой на протяжении десятилетий, и открытие этих материалов было удостоено Нобелевской премии. Группа ученых, возглавляемая профессором Чадом Миркином из Северо-Западного университета, известна своим использованием ДНК для создания коллоидных кристаллов из наночастиц. В то же время, профессор Луис Лиз-Марзан из Испанского центра совместных исследований в области биоматериалов специализируется на производстве наночастиц, которые могут образовывать квазикристаллы в правильных условиях.
Команда исследователей сфокусировалась на бипирамидальных формах, которые представляют собой две пирамиды, склеенные своими основаниями. Они экспериментировали с разным количеством сторон и изменением формы путем сжатия и растяжения. Эти исследования помогли им лучше понять процессы сборки и структуру квазикристаллов.
Источник:
Вэньцзе Чжоу и др., Коллоидные квазикристаллы, созданные с помощью ДНК (Wenjie Zhou et al, Colloidal quasicrystals engineered with DNA), Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01706-x
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Твердотельный тепловой транзистор
Команда исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала первый стабильный и полностью твердотельный тепловой транзистор, который использует электрическое поле для контроля движения тепла внутри полупроводникового устройства.
Это достижение может иметь огромное значение для современных информационных технологий, поскольку чипы становятся все меньше, а количество транзисторов на них продолжает расти. Это приводит к увеличению выделения тепла, что негативно сказывается на производительности и надежности чипов.
Теперь ученые предлагают новый принцип проектирования, который позволяет управлять движением тепла с помощью включения и выключения электрического поля, подобно тому, как это делается с электрическими транзисторами уже много десятилетий. Электрические транзисторы являются основными строительными блоками современной электроники, и их использование для управления теплом открывает новые возможности в области компьютерных чипов.
Одно из потенциальных применений этой новой технологии - это улучшение производительности компьютерных систем. Путем точного контроля теплового движения, ученые могут предотвратить перегрев чипов и улучшить их работу. Это особенно важно для задач, требующих высокой производительности, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и большие вычисления.
Кроме того, данное исследование может пролить свет на то, как тепло регулируется в человеческом теле. Точный контроль прохождения тепла через материалы был давней мечтой для физиков и инженеров. Этот новый принцип проектирования может помочь в понимании и разработке новых методов регулирования температуры в биомедицинских приложениях, таких как охлаждение тканей или регулирование температуры внутри органов.
Источник:
Ман Ли и др., Молекулярный тепловой переключатель с электрическим управлением (Man Li et al, Electrically gated molecular thermal switch), Science (2023). DOI: 10.1126/science.abo4297
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Команда исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала первый стабильный и полностью твердотельный тепловой транзистор, который использует электрическое поле для контроля движения тепла внутри полупроводникового устройства.
Это достижение может иметь огромное значение для современных информационных технологий, поскольку чипы становятся все меньше, а количество транзисторов на них продолжает расти. Это приводит к увеличению выделения тепла, что негативно сказывается на производительности и надежности чипов.
Теперь ученые предлагают новый принцип проектирования, который позволяет управлять движением тепла с помощью включения и выключения электрического поля, подобно тому, как это делается с электрическими транзисторами уже много десятилетий. Электрические транзисторы являются основными строительными блоками современной электроники, и их использование для управления теплом открывает новые возможности в области компьютерных чипов.
Одно из потенциальных применений этой новой технологии - это улучшение производительности компьютерных систем. Путем точного контроля теплового движения, ученые могут предотвратить перегрев чипов и улучшить их работу. Это особенно важно для задач, требующих высокой производительности, таких как искусственный интеллект, машинное обучение и большие вычисления.
Кроме того, данное исследование может пролить свет на то, как тепло регулируется в человеческом теле. Точный контроль прохождения тепла через материалы был давней мечтой для физиков и инженеров. Этот новый принцип проектирования может помочь в понимании и разработке новых методов регулирования температуры в биомедицинских приложениях, таких как охлаждение тканей или регулирование температуры внутри органов.
Источник:
Ман Ли и др., Молекулярный тепловой переключатель с электрическим управлением (Man Li et al, Electrically gated molecular thermal switch), Science (2023). DOI: 10.1126/science.abo4297
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Новый метод терагерцовой дефектоскопии
Дефектоскопия - одно из важнейших направлений в инженерном деле и в технических науках. Любой дефект в любой системе, будь то просто конструкция или сложный микропроцессор, либо сразу отправляет изделие в ящик с надписью "брак", либо приводит к поломке в самый неподходящий момент. Не говоря уже о критических отказах, который могут привести к страшным последствиям.
Недавние исследования привели к созданию нового уникального терагерцового датчика, который может обнаруживать скрытые дефекты и структуры в материалах. Этот датчик разработан исследователями из Инженерной школы Самуэля Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Калифорнийского института наносистем.
Традиционные системы терагерцовой визуализации используют терагерцовые волны, которые способны проникать через визуально непрозрачные материалы. Они широко применяются в промышленном контроле качества, системах досмотра, биомедицине и оборонной отрасли. Однако существующие системы имеют ограниченную пропускную способность, громоздки и требуют растрового сканирования для получения изображений скрытых объектов.
Новый терагерцовый датчик, разработанный исследователями, может быстро обнаруживать скрытые дефекты или объекты в целевом объеме образца с помощью однопиксельного спектроскопического терагерцового детектора.
Вместо традиционных методов поточечного сканирования и формирования цифрового изображения этот датчик исследует объем исследуемого образца, освещенного терагерцовым излучением, за один снимок , без формирования или цифровой обработки изображения образца.
Новый датчик состоит из серии дифракционных слоев, автоматически оптимизированных с использованием алгоритмов глубокого обучения. После обучения эти слои преобразуются в физический прототип с использованием подходов аддитивного производства, таких как 3D-печать. Это позволяет системе выполнять полностью оптическую обработку без обременительной необходимости растрового сканирования или захвата/обработки цифровых изображений.
Под руководством доктора Айдогана Озджана и доктора Моны Джаррахи, этот датчик служит полностью оптическим процессором, способным искать и классифицировать неожиданные источники волн, вызываемых дифракцией на скрытых дефектах. Это открывает новые возможности для более эффективной искусственного интеллекта в терагерцовой визуализации и зондировании.
Статья, описывающая этот датчик, была опубликована в журнале Nature Communications. Этот сдвиг в технологии терагерцовой визуализации и зондирования позволит улучшить контроль качества в промышленности, обеспечить более точные диагностики в медицине и повысить эффективность систем безопасности и обороны.
Источник:
Цзинси Ли и др., Быстрое обнаружение скрытых объектов и дефектов с помощью однопиксельного дифракционного терагерцового датчика (Jingxi Li et al, Rapid sensing of hidden objects and defects using a single-pixel diffractive terahertz sensor), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42554-2
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Дефектоскопия - одно из важнейших направлений в инженерном деле и в технических науках. Любой дефект в любой системе, будь то просто конструкция или сложный микропроцессор, либо сразу отправляет изделие в ящик с надписью "брак", либо приводит к поломке в самый неподходящий момент. Не говоря уже о критических отказах, который могут привести к страшным последствиям.
Недавние исследования привели к созданию нового уникального терагерцового датчика, который может обнаруживать скрытые дефекты и структуры в материалах. Этот датчик разработан исследователями из Инженерной школы Самуэля Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Калифорнийского института наносистем.
Традиционные системы терагерцовой визуализации используют терагерцовые волны, которые способны проникать через визуально непрозрачные материалы. Они широко применяются в промышленном контроле качества, системах досмотра, биомедицине и оборонной отрасли. Однако существующие системы имеют ограниченную пропускную способность, громоздки и требуют растрового сканирования для получения изображений скрытых объектов.
Новый терагерцовый датчик, разработанный исследователями, может быстро обнаруживать скрытые дефекты или объекты в целевом объеме образца с помощью однопиксельного спектроскопического терагерцового детектора.
Вместо традиционных методов поточечного сканирования и формирования цифрового изображения этот датчик исследует объем исследуемого образца, освещенного терагерцовым излучением, за один снимок , без формирования или цифровой обработки изображения образца.
Новый датчик состоит из серии дифракционных слоев, автоматически оптимизированных с использованием алгоритмов глубокого обучения. После обучения эти слои преобразуются в физический прототип с использованием подходов аддитивного производства, таких как 3D-печать. Это позволяет системе выполнять полностью оптическую обработку без обременительной необходимости растрового сканирования или захвата/обработки цифровых изображений.
Под руководством доктора Айдогана Озджана и доктора Моны Джаррахи, этот датчик служит полностью оптическим процессором, способным искать и классифицировать неожиданные источники волн, вызываемых дифракцией на скрытых дефектах. Это открывает новые возможности для более эффективной искусственного интеллекта в терагерцовой визуализации и зондировании.
Статья, описывающая этот датчик, была опубликована в журнале Nature Communications. Этот сдвиг в технологии терагерцовой визуализации и зондирования позволит улучшить контроль качества в промышленности, обеспечить более точные диагностики в медицине и повысить эффективность систем безопасности и обороны.
Источник:
Цзинси Ли и др., Быстрое обнаружение скрытых объектов и дефектов с помощью однопиксельного дифракционного терагерцового датчика (Jingxi Li et al, Rapid sensing of hidden objects and defects using a single-pixel diffractive terahertz sensor), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42554-2
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Наноприбор для исследования физического вакуума
Когда мы говорим о пустом пространстве, обычно представляем его пустотой, где ничего нет и ничего не происходит. Однако, если мы углубимся в квантовый мир, где квантовые эффекты становятся важными, мы обнаружим, что то, что казалось пустым, на самом деле заполнено бурлящей электромагнитной активности. Виртуальные фотоны появляются и исчезают, создавая поле вакуумных флуктуаций. Это называется физическим вакуумом.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, привлекло внимание научного сообщества. Исследователям из Института промышленных наук Токийского университета удалось создать наноразмерную гибридную систему, которая позволяет взаимодействовать с этими квантовыми флуктуациями. Они использовали квантовые точечные контакты, чтобы связать одиночный кольцевой резонатор на кристалле с двумерной электронной системой.
Квантовый точечный контакт представляет собой структуру, соединяющую резонатор с двумерными электронами. Резонатор, который представляет собой наноразмерную квадратную металлическую петлю с крошечным зазором, реагирует на определенные резонансные частоты терагерцового излучения. Ранее для подобных измерений требовались массивы резонаторов, но благодаря новому подходу команда смогла обнаружить сверхсильную связь, используя только один терагерцовый резонатор с разъемным кольцом.
Возможность определения квантового состояния с помощью простой структуры с одним резонатором делает обработку квантовой информации более осуществимой в будущем. Кроме того, использование электрического, а не оптического зондирования с помощью электронов открывает новые перспективы для более эффективных методов изучения и взаимодействия с квантовыми флуктуациями.
Это исследование подтверждает, что пустота не такая пустая, как мы думали раньше. Внутри нашего видимого мира существует невидимый, но активный квантовый мир, который может играть важную роль в будущих технологиях и научных открытиях.
Источник:
Казуюки Курояма и др., Электрическое обнаружение сверхсильного когерентного взаимодействия между терагерцовыми полями и электронами с использованием квантовых точечных контактов (Kazuyuki Kuroyama et al, Electrical Detection of Ultrastrong Coherent Interaction between Terahertz Fields and Electrons Using Quantum Point Contacts), Nano Letters (2023). DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02272
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Когда мы говорим о пустом пространстве, обычно представляем его пустотой, где ничего нет и ничего не происходит. Однако, если мы углубимся в квантовый мир, где квантовые эффекты становятся важными, мы обнаружим, что то, что казалось пустым, на самом деле заполнено бурлящей электромагнитной активности. Виртуальные фотоны появляются и исчезают, создавая поле вакуумных флуктуаций. Это называется физическим вакуумом.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nano Letters, привлекло внимание научного сообщества. Исследователям из Института промышленных наук Токийского университета удалось создать наноразмерную гибридную систему, которая позволяет взаимодействовать с этими квантовыми флуктуациями. Они использовали квантовые точечные контакты, чтобы связать одиночный кольцевой резонатор на кристалле с двумерной электронной системой.
Квантовый точечный контакт представляет собой структуру, соединяющую резонатор с двумерными электронами. Резонатор, который представляет собой наноразмерную квадратную металлическую петлю с крошечным зазором, реагирует на определенные резонансные частоты терагерцового излучения. Ранее для подобных измерений требовались массивы резонаторов, но благодаря новому подходу команда смогла обнаружить сверхсильную связь, используя только один терагерцовый резонатор с разъемным кольцом.
Возможность определения квантового состояния с помощью простой структуры с одним резонатором делает обработку квантовой информации более осуществимой в будущем. Кроме того, использование электрического, а не оптического зондирования с помощью электронов открывает новые перспективы для более эффективных методов изучения и взаимодействия с квантовыми флуктуациями.
Это исследование подтверждает, что пустота не такая пустая, как мы думали раньше. Внутри нашего видимого мира существует невидимый, но активный квантовый мир, который может играть важную роль в будущих технологиях и научных открытиях.
Источник:
Казуюки Курояма и др., Электрическое обнаружение сверхсильного когерентного взаимодействия между терагерцовыми полями и электронами с использованием квантовых точечных контактов (Kazuyuki Kuroyama et al, Electrical Detection of Ultrastrong Coherent Interaction between Terahertz Fields and Electrons Using Quantum Point Contacts), Nano Letters (2023). DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c02272
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Протонная проницаемость графена: переход к энергетическим технологиям будущего
Учёные из Национального института исследования графена при Манчестерском университете сделали захватывающее открытие, которое может иметь огромное значение для развития возобновляемой энергетики. В своем исследовании они обнаружили, что свет можно использовать для ускорения транспорта протонов через графен.
Графен - это уникальный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, который обладает выдающимися электрическими и тепловыми проводимостями. Ранее считалось, что графен непроницаем для протонов, но новое исследование показало, что при освещении светом происходит возбуждение электронов в графене. Эти возбужденные электроны взаимодействуют с протонами, ускоряя их транспорт через материал.
Это открытие имеет огромный потенциал для развития новых технологий возобновляемой энергетики, особенно в области производства водорода. Транспорт протонов является ключевым шагом в процессе создания водородных топливных элементов и солнечного расщепления воды. Благодаря использованию света для ускорения транспорта протонов через графен, мы можем ожидать разработки более эффективных и экологически чистых технологий в этой области.
Доктор Марсело Лосада-Идальго, ведущий исследователь этого проекта, подчеркнул важность понимания связи между электронными и ионными транспортными свойствами на молекулярном уровне. Это позволит разработать новые стратегии для ускорения процессов, необходимых для многих технологий возобновляемой энергетики, включая производство и использование водорода.
Таким образом, открытие ученых из Манчестера может привести к революционным изменениям в области производства водорода и других технологий возобновляемой энергетики. Это открывает новые перспективы для создания более эффективных и устойчивых источников энергии, что является критическим шагом в борьбе с изменением климата и обеспечении устойчивого будущего для нашей планеты.
Источник:
С. Хуанг и др., Управляемое воротами подавление светового транспорта протонов через графеновые электроды (S. Huang et al, Gate-controlled suppression of light-driven proton transport through graphene electrodes), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42617-4
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Национального института исследования графена при Манчестерском университете сделали захватывающее открытие, которое может иметь огромное значение для развития возобновляемой энергетики. В своем исследовании они обнаружили, что свет можно использовать для ускорения транспорта протонов через графен.
Графен - это уникальный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, который обладает выдающимися электрическими и тепловыми проводимостями. Ранее считалось, что графен непроницаем для протонов, но новое исследование показало, что при освещении светом происходит возбуждение электронов в графене. Эти возбужденные электроны взаимодействуют с протонами, ускоряя их транспорт через материал.
Это открытие имеет огромный потенциал для развития новых технологий возобновляемой энергетики, особенно в области производства водорода. Транспорт протонов является ключевым шагом в процессе создания водородных топливных элементов и солнечного расщепления воды. Благодаря использованию света для ускорения транспорта протонов через графен, мы можем ожидать разработки более эффективных и экологически чистых технологий в этой области.
Доктор Марсело Лосада-Идальго, ведущий исследователь этого проекта, подчеркнул важность понимания связи между электронными и ионными транспортными свойствами на молекулярном уровне. Это позволит разработать новые стратегии для ускорения процессов, необходимых для многих технологий возобновляемой энергетики, включая производство и использование водорода.
Таким образом, открытие ученых из Манчестера может привести к революционным изменениям в области производства водорода и других технологий возобновляемой энергетики. Это открывает новые перспективы для создания более эффективных и устойчивых источников энергии, что является критическим шагом в борьбе с изменением климата и обеспечении устойчивого будущего для нашей планеты.
Источник:
С. Хуанг и др., Управляемое воротами подавление светового транспорта протонов через графеновые электроды (S. Huang et al, Gate-controlled suppression of light-driven proton transport through graphene electrodes), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42617-4
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Допустить ошибку чтобы исправить ошибку: новый метод исправления ошибок 3D-печати микроструктур
В современном мире технологий стремление к уменьшению размеров стало одним из главных трендов. От микромасштабных медицинских устройств до миниатюрных оптических компонентов, все больше усилий прикладывается для создания более мелких и сложных структур. В этом процессе 3D-печать двухфотонной полимеризации (TPP) играет важную роль, позволяя достичь значительных успехов в различных областях.
Однако в области микрооптики даже незначительные ошибки в нанометровом диапазоне могут иметь серьезные последствия. Поэтому важно уметь понимать и компенсировать систематические ошибки, возникающие в процессе печати. Исследование, опубликованное в Журнале оптических микросистем, посвящено решению этой проблемы путем исправления ошибок наклона и кривизны при печати TPP.
Традиционный метод исправления ошибок включает использование дорогостоящих инструментов метрологии поверхности, таких как конфокальные микроскопы или сканирующие электронные микроскопы. Но эти методы могут быть непомерно дорогими для многих лабораторий. В связи с этим исследователи из Университета прикладных наук Бонн-Рейн-Зиг в Германии предложили упрощенную оптическую установку для измерения ошибок наклона и кривизны, которую они успешно протестировали.
Идея заключалась в том, чтобы напечатать оптическую структуру без компенсации ошибок и затем наблюдать, как эти недостатки влияют на изображение структуры при освещении лазером. Затем с помощью компьютерного алгоритма исследователи восстановили ошибки, что позволило компенсировать их в последующих отпечатках. Подобный метод уже применяется для проверки размеров небольших структур в полупроводниковом производстве.
Одним из ключевых преимуществ нового метода является его доступность. В отличие от дорогостоящих инструментов метрологии поверхности, упрощенная оптическая установка может быть доступной для многих лабораторий и исследовательских учреждений. Это открывает новые возможности для более широкого применения 3D-печати в микрооптике и других областях.
Источник:
Элиас Эллинген и др., Скаттерометрия Фурье для компенсации отклонений наклона и кривизны трехмерных принтеров с двухфотонной полимеризацией (Elias Ellingen et al, Fourier scatterometry for compensation of tilt and curvature deviations of two-photon polymerization three-dimensional printers), Journal of Optical Microsystems (2023). DOI: 10.1117/1.JOM.3.4.043501
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В современном мире технологий стремление к уменьшению размеров стало одним из главных трендов. От микромасштабных медицинских устройств до миниатюрных оптических компонентов, все больше усилий прикладывается для создания более мелких и сложных структур. В этом процессе 3D-печать двухфотонной полимеризации (TPP) играет важную роль, позволяя достичь значительных успехов в различных областях.
Однако в области микрооптики даже незначительные ошибки в нанометровом диапазоне могут иметь серьезные последствия. Поэтому важно уметь понимать и компенсировать систематические ошибки, возникающие в процессе печати. Исследование, опубликованное в Журнале оптических микросистем, посвящено решению этой проблемы путем исправления ошибок наклона и кривизны при печати TPP.
Традиционный метод исправления ошибок включает использование дорогостоящих инструментов метрологии поверхности, таких как конфокальные микроскопы или сканирующие электронные микроскопы. Но эти методы могут быть непомерно дорогими для многих лабораторий. В связи с этим исследователи из Университета прикладных наук Бонн-Рейн-Зиг в Германии предложили упрощенную оптическую установку для измерения ошибок наклона и кривизны, которую они успешно протестировали.
Идея заключалась в том, чтобы напечатать оптическую структуру без компенсации ошибок и затем наблюдать, как эти недостатки влияют на изображение структуры при освещении лазером. Затем с помощью компьютерного алгоритма исследователи восстановили ошибки, что позволило компенсировать их в последующих отпечатках. Подобный метод уже применяется для проверки размеров небольших структур в полупроводниковом производстве.
Одним из ключевых преимуществ нового метода является его доступность. В отличие от дорогостоящих инструментов метрологии поверхности, упрощенная оптическая установка может быть доступной для многих лабораторий и исследовательских учреждений. Это открывает новые возможности для более широкого применения 3D-печати в микрооптике и других областях.
Источник:
Элиас Эллинген и др., Скаттерометрия Фурье для компенсации отклонений наклона и кривизны трехмерных принтеров с двухфотонной полимеризацией (Elias Ellingen et al, Fourier scatterometry for compensation of tilt and curvature deviations of two-photon polymerization three-dimensional printers), Journal of Optical Microsystems (2023). DOI: 10.1117/1.JOM.3.4.043501
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Возврат к целлофану? Новая технология создания экологичных 3D-упаковок на основе целлюлозы
В ходе пилотного исследования, проведенного Центром технических исследований VTT в Финляндии, были достигнуты революционные результаты в создании высокорастяжимых формуемых полотен на основе целлюлозы, используемых для производства жестких пластиковых упаковок. Эти результаты открывают новые перспективы для производства экологически чистых 3D-упаковочных решений, которые ранее были недостижимы.
Исследователи VTT планируют представить свои результаты на выставке The Greener Manufacturing Show 2023 в Кельне, Германия, которая пройдет 8–9 ноября. Они смогли значительно увеличить растяжимость материала, используя технологию вспенивания. В результате, новые формуемые полотна на основе целлюлозы обладают растяжимостью до 30%, что значительно превышает показатели типичных коммерческих картонных упаковок (3% - 6%) и даже лучших формованных картонных упаковок (10% - 18%).
Это технологическое достижение открывает новые возможности для брендов, которые стремятся предложить более экологичные продукты своим потребителям. Например, пищевым компаниям, производящим мясное ассорти, теперь доступно увеличение размера картонной упаковки с 75 граммов до 200–250 граммов. Путем регулирования процесса формирования и размеров лотков, даже более крупные картонные упаковки становятся возможными.
Ярмо Коуко, руководитель исследовательской группы VTT, подчеркивает, что полипропиленовая пленка, один из наиболее широко используемых полимеров в мире, обладает растяжимостью до 300%. Однако новое изобретение VTT предлагает жизнеспособную и устойчивую альтернативу на рынке упаковочных материалов.
В настоящее время в мире проводится множество научных исследований, направленных на решение проблемы использования пластика. Однако часто эти исследования ограничиваются только теоретическими разработками. Поэтому результаты пилотного исследования VTT вызывают особый интерес и гордость, так как они демонстрируют коммерческий потенциал новой жесткой упаковки на основе целлюлозы.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В ходе пилотного исследования, проведенного Центром технических исследований VTT в Финляндии, были достигнуты революционные результаты в создании высокорастяжимых формуемых полотен на основе целлюлозы, используемых для производства жестких пластиковых упаковок. Эти результаты открывают новые перспективы для производства экологически чистых 3D-упаковочных решений, которые ранее были недостижимы.
Исследователи VTT планируют представить свои результаты на выставке The Greener Manufacturing Show 2023 в Кельне, Германия, которая пройдет 8–9 ноября. Они смогли значительно увеличить растяжимость материала, используя технологию вспенивания. В результате, новые формуемые полотна на основе целлюлозы обладают растяжимостью до 30%, что значительно превышает показатели типичных коммерческих картонных упаковок (3% - 6%) и даже лучших формованных картонных упаковок (10% - 18%).
Это технологическое достижение открывает новые возможности для брендов, которые стремятся предложить более экологичные продукты своим потребителям. Например, пищевым компаниям, производящим мясное ассорти, теперь доступно увеличение размера картонной упаковки с 75 граммов до 200–250 граммов. Путем регулирования процесса формирования и размеров лотков, даже более крупные картонные упаковки становятся возможными.
Ярмо Коуко, руководитель исследовательской группы VTT, подчеркивает, что полипропиленовая пленка, один из наиболее широко используемых полимеров в мире, обладает растяжимостью до 300%. Однако новое изобретение VTT предлагает жизнеспособную и устойчивую альтернативу на рынке упаковочных материалов.
В настоящее время в мире проводится множество научных исследований, направленных на решение проблемы использования пластика. Однако часто эти исследования ограничиваются только теоретическими разработками. Поэтому результаты пилотного исследования VTT вызывают особый интерес и гордость, так как они демонстрируют коммерческий потенциал новой жесткой упаковки на основе целлюлозы.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
- Зачем археологам изучать искусство?
- Нужны ли руки Венере Милосской?
- Как молоток может стать шедевром?
- Почему нет разницы между палеолитической статуэткой и картинами Уорхола?
- Чем Рубенс похож на письменный стол?
Уже завтра узнаем из лекции "Как археологи изучают искусство?".
11 ноября 2023 года в 12:00 приходите на “Открытую лабораторную” проверить научную грамотность, а после Лабы вас ждет лекция!
Спикер: Александр Бутягин — археолог, заведующий сектором античной археологии Государственного Эрмитажа.
Регистрация по ссылке, мероприятие бесплатное: https://openlaba2023.timepad.ru/event/26…
Локация: Точка кипения Международный банковский институт
Адрес: Санкт-Петербург, ул. Малая Садовая, д. 6
Другие места проведения акции: https://vk.com/@openlaba_spb-2023
- Нужны ли руки Венере Милосской?
- Как молоток может стать шедевром?
- Почему нет разницы между палеолитической статуэткой и картинами Уорхола?
- Чем Рубенс похож на письменный стол?
Уже завтра узнаем из лекции "Как археологи изучают искусство?".
11 ноября 2023 года в 12:00 приходите на “Открытую лабораторную” проверить научную грамотность, а после Лабы вас ждет лекция!
Спикер: Александр Бутягин — археолог, заведующий сектором античной археологии Государственного Эрмитажа.
Регистрация по ссылке, мероприятие бесплатное: https://openlaba2023.timepad.ru/event/26…
Локация: Точка кипения Международный банковский институт
Адрес: Санкт-Петербург, ул. Малая Садовая, д. 6
Другие места проведения акции: https://vk.com/@openlaba_spb-2023
VK
Посторонним вход разрешен: предъявите научную грамотность!
Санкт-Петербург. Все площадки на карте: https://clck.ru/36MDyX Выбирайте и регистрируйтесь, друзья!
👍2
Медные катушки защищают детекторы нейтрино от магнитных полей
Физики элементарных частиц всегда сталкиваются с трудностями, когда они пытаются изучить поведение нейтрино и других заряженных частиц. Они используют сложные инструменты, чтобы обнаружить очень слабые вспышки света, которые возникают при взаимодействии этих частиц со средой. Однако, эти инструменты, такие как черенковские детекторы, сталкиваются с проблемами, связанными с магнитными полями Земли, которые снижают их эффективность.
Исследователи из Университета Овьедо в Испании, включая Сару Родригес Кабо, предложили интересное решение для этой проблемы. Они предложили разместить проволочные катушки с током вокруг детекторов, чтобы компенсировать влияние магнитных полей и защитить фотоприемники от них. Внешние магнитные поля, включая поле Земли, влияют на движение низкоэнергетических электронов в фотоумножителе. Когда направление поля перпендикулярно оси трубки, это приводит к изменениям в работе анода, который собирает электроны, и, следовательно, снижает эффективность сбора фотонов.
Исследователи провели серию симуляций, чтобы проанализировать влияние различных параметров на компенсацию магнитных полей. Они изучили, как сила и направление магнитного поля, создаваемого катушками, зависят от размера детектора, расстояния между катушками и силы тока. В результате исследования они обнаружили, что с помощью специфической геометрии и расположения проволочных катушек можно справиться с магнитными полями в тех частях детектора, на которые обычно сложно повлиять. Их моделирование показало, что около 99,5% фотоумножителей, которые обычно теряют эффективность менее 1% из-за магнитных полей, могут быть восстановлены с помощью этого метода.
Это открытие имеет большое значение для физиков элементарных частиц, так как позволяет повысить эффективность черенковских детекторов и получить более точную информацию о частицах и их происхождении. Благодаря этому методу, исследователи смогут более точно изучать космические лучи, нейтрино и другие заряженные частицы, расширяя наши знания о фундаментальных свойствах Вселенной.
Источник:
Сара Р. Кабо и др., Моделирование магнитного экранирования для обнаружения частиц (Sara R. Cabo et al, Magnetic shielding simulation for particle detection), The European Physical Journal Plus (2023). DOI: 10.1140/epjp/s13360-023-04520-1
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Физики элементарных частиц всегда сталкиваются с трудностями, когда они пытаются изучить поведение нейтрино и других заряженных частиц. Они используют сложные инструменты, чтобы обнаружить очень слабые вспышки света, которые возникают при взаимодействии этих частиц со средой. Однако, эти инструменты, такие как черенковские детекторы, сталкиваются с проблемами, связанными с магнитными полями Земли, которые снижают их эффективность.
Исследователи из Университета Овьедо в Испании, включая Сару Родригес Кабо, предложили интересное решение для этой проблемы. Они предложили разместить проволочные катушки с током вокруг детекторов, чтобы компенсировать влияние магнитных полей и защитить фотоприемники от них. Внешние магнитные поля, включая поле Земли, влияют на движение низкоэнергетических электронов в фотоумножителе. Когда направление поля перпендикулярно оси трубки, это приводит к изменениям в работе анода, который собирает электроны, и, следовательно, снижает эффективность сбора фотонов.
Исследователи провели серию симуляций, чтобы проанализировать влияние различных параметров на компенсацию магнитных полей. Они изучили, как сила и направление магнитного поля, создаваемого катушками, зависят от размера детектора, расстояния между катушками и силы тока. В результате исследования они обнаружили, что с помощью специфической геометрии и расположения проволочных катушек можно справиться с магнитными полями в тех частях детектора, на которые обычно сложно повлиять. Их моделирование показало, что около 99,5% фотоумножителей, которые обычно теряют эффективность менее 1% из-за магнитных полей, могут быть восстановлены с помощью этого метода.
Это открытие имеет большое значение для физиков элементарных частиц, так как позволяет повысить эффективность черенковских детекторов и получить более точную информацию о частицах и их происхождении. Благодаря этому методу, исследователи смогут более точно изучать космические лучи, нейтрино и другие заряженные частицы, расширяя наши знания о фундаментальных свойствах Вселенной.
Источник:
Сара Р. Кабо и др., Моделирование магнитного экранирования для обнаружения частиц (Sara R. Cabo et al, Magnetic shielding simulation for particle detection), The European Physical Journal Plus (2023). DOI: 10.1140/epjp/s13360-023-04520-1
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Электростатический микропринтер для печати пьезоэлектрических плёнок
Микропринтер, разработанный исследовательской группой Гонконгского университета науки и технологий (HKUST), представляет собой перспективное решение для производства микроэлектромеханических систем (МЭМС) в медицинских устройствах. Он способен печатать пьезоэлектрические пленки в 100 раз быстрее, чем существующие аналоги, что открывает новые возможности для массового производства и снижения затрат.
Одной из ключевых особенностей микропринтера является его способность манипулировать тонкими пленочными узорами с помощью электростатического поля. Это позволяет эффективно контролировать структуру и размеры элементов, таких как наночастицы, пленки и узоры, которые широко применяются в различных областях, включая зондирование, приведение в действие, катализ и сбор энергии.
Спрос на МЭМС продолжает расти, особенно в сферах носимой и имплантируемой электроники, миниатюрных портативных устройств и Интернета вещей. Поэтому разработка новых пьезоэлектрических материалов и методов их массового производства стала приоритетной задачей для многих исследователей.
Ранее, микропроизводство 3D-объектов с адаптированной микроструктурой и функциональностью было сложной задачей. Однако, благодаря новому микропринтеру, разработанному командой HKUST, этот процесс стал значительно более эффективным и быстрым. Используя механизм 3D-микропечати с колючим диском, соединенным с иглой и источником питания, исследователи смогли достичь высокой точности и качества печати.
Новая технология открывает перед инженерами и дизайнерами широкие возможности для создания сложных и функциональных МЭМС с минимальными затратами на производство. Благодаря ускоренному процессу печати, становится возможным создавать большие объемы МЭМС в короткие сроки, что является важным фактором для промышленных предприятий.
Источник:
Сюэму Ли и др., Быстрая и универсальная электростатическая микропечать на дисках для пьезоэлектрических элементов (Xuemu Li et al, Fast and versatile electrostatic disc microprinting for piezoelectric elements), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42159-9
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Микропринтер, разработанный исследовательской группой Гонконгского университета науки и технологий (HKUST), представляет собой перспективное решение для производства микроэлектромеханических систем (МЭМС) в медицинских устройствах. Он способен печатать пьезоэлектрические пленки в 100 раз быстрее, чем существующие аналоги, что открывает новые возможности для массового производства и снижения затрат.
Одной из ключевых особенностей микропринтера является его способность манипулировать тонкими пленочными узорами с помощью электростатического поля. Это позволяет эффективно контролировать структуру и размеры элементов, таких как наночастицы, пленки и узоры, которые широко применяются в различных областях, включая зондирование, приведение в действие, катализ и сбор энергии.
Спрос на МЭМС продолжает расти, особенно в сферах носимой и имплантируемой электроники, миниатюрных портативных устройств и Интернета вещей. Поэтому разработка новых пьезоэлектрических материалов и методов их массового производства стала приоритетной задачей для многих исследователей.
Ранее, микропроизводство 3D-объектов с адаптированной микроструктурой и функциональностью было сложной задачей. Однако, благодаря новому микропринтеру, разработанному командой HKUST, этот процесс стал значительно более эффективным и быстрым. Используя механизм 3D-микропечати с колючим диском, соединенным с иглой и источником питания, исследователи смогли достичь высокой точности и качества печати.
Новая технология открывает перед инженерами и дизайнерами широкие возможности для создания сложных и функциональных МЭМС с минимальными затратами на производство. Благодаря ускоренному процессу печати, становится возможным создавать большие объемы МЭМС в короткие сроки, что является важным фактором для промышленных предприятий.
Источник:
Сюэму Ли и др., Быстрая и универсальная электростатическая микропечать на дисках для пьезоэлектрических элементов (Xuemu Li et al, Fast and versatile electrostatic disc microprinting for piezoelectric elements), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42159-9
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Жидкие металлы в качестве "зелёных" химических катализаторов
Новая технология, предложенная исследователями, может стать революционным решением для "озеленения" химической промышленности. Жидкие металлы могут заменить энергоемкие процессы, используемые в химическом производстве с начала 20-го века. Это открывает новые перспективы для более экологичных и энергоэффективных методов производства.
Химическая промышленность сегодня является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов. Примерно 10-15% общих выбросов парниковых газов приходится на нее, а также более 10% всей мировой энергии используется на химических заводах. Это огромное количество энергии и ресурсов, которые можно существенно сократить с помощью новой технологии.
Исследователи предлагают использовать жидкие металлы вместо традиционных твердых катализаторов. Катализаторы - это вещества, которые ускоряют химические реакции, не участвуя в них. Обычно в химической промышленности используются твердые катализаторы, но они требуют высоких температур и больших энергетических затрат.
В новом процессе используются растворяющиеся в галлии олово и никель в качестве жидких металлов. Эти металлы обладают уникальной подвижностью, что позволяет им мигрировать к поверхности исходных молекул и вступать в реакцию с ними. Например, они могут взаимодействовать с рапсовым маслом, приводя к его фрагментации и повторной сборке в более мелкие органические цепи, такие как пропилен. Пропилен является высокоэнергетическим топливом, которое играет важную роль во многих отраслях промышленности.
Профессор Курош Калантар-Заде, руководитель Школы химической и биомолекулярной инженерии Сиднейского университета, подчеркивает, что этот метод предлагает промышленности уникальную возможность снизить энергопотребление и сделать химические реакции более экологичными. Если эта технология будет успешно внедрена, она может значительно сократить выбросы парниковых газов и уменьшить негативное воздействие химической промышленности на окружающую среду.
Источник:
Динамические конфигурации атомов металлов в жидком состоянии для селективного синтеза пропилена (Dynamic configurations of metallic atoms in the liquid state for selective propylene synthesis), Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01540-x
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Новая технология, предложенная исследователями, может стать революционным решением для "озеленения" химической промышленности. Жидкие металлы могут заменить энергоемкие процессы, используемые в химическом производстве с начала 20-го века. Это открывает новые перспективы для более экологичных и энергоэффективных методов производства.
Химическая промышленность сегодня является одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов. Примерно 10-15% общих выбросов парниковых газов приходится на нее, а также более 10% всей мировой энергии используется на химических заводах. Это огромное количество энергии и ресурсов, которые можно существенно сократить с помощью новой технологии.
Исследователи предлагают использовать жидкие металлы вместо традиционных твердых катализаторов. Катализаторы - это вещества, которые ускоряют химические реакции, не участвуя в них. Обычно в химической промышленности используются твердые катализаторы, но они требуют высоких температур и больших энергетических затрат.
В новом процессе используются растворяющиеся в галлии олово и никель в качестве жидких металлов. Эти металлы обладают уникальной подвижностью, что позволяет им мигрировать к поверхности исходных молекул и вступать в реакцию с ними. Например, они могут взаимодействовать с рапсовым маслом, приводя к его фрагментации и повторной сборке в более мелкие органические цепи, такие как пропилен. Пропилен является высокоэнергетическим топливом, которое играет важную роль во многих отраслях промышленности.
Профессор Курош Калантар-Заде, руководитель Школы химической и биомолекулярной инженерии Сиднейского университета, подчеркивает, что этот метод предлагает промышленности уникальную возможность снизить энергопотребление и сделать химические реакции более экологичными. Если эта технология будет успешно внедрена, она может значительно сократить выбросы парниковых газов и уменьшить негативное воздействие химической промышленности на окружающую среду.
Источник:
Динамические конфигурации атомов металлов в жидком состоянии для селективного синтеза пропилена (Dynamic configurations of metallic atoms in the liquid state for selective propylene synthesis), Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01540-x
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Эффективный сверхбыстрый лазер на кончике пальца
Лазеры с синхронизацией мод представляют собой важные инструменты для исследования и измерения невидимых для глаза явлений в природе. Они позволяют нам раскрыть тайны самых быстрых процессов, происходящих в мире, таких как химические реакции и распространение света в турбулентной среде. Однако, на данный момент эти лазеры являются дорогостоящими и энергоемкими системами, ограниченными лабораторным использованием.
Исследователь Цюши Го представил новый подход к созданию сверхбыстрых лазеров на нанофотонных чипах, который может изменить ситуацию. Его работа сосредоточена на миниатюризации лазеров с синхронизацией мод, чтобы они стали доступными в массовом производстве и могли использоваться на практике. Главная цель Го и его команды заключается не только в уменьшении размеров этих лазеров, но и в обеспечении их высокой производительности.
Одним из ключевых преимуществ сверхбыстрых лазеров с синхронизацией мод является их способность генерировать серию ультракоротких когерентных световых импульсов с фемтосекундными интервалами. Это позволяет получить удивительно короткие интервалы времени, составляющие квадриллионную долю секунды. Благодаря высокой скорости, пиковой интенсивности импульса и широкому спектру, лазеры с синхронизацией мод нашли применение в различных областях, включая оптические атомные часы, биологическую и медицинскую фотонику, а также в компьютерных системах, основанных на использовании света для обработки данных.
Однако, чтобы добиться массового использования сверхбыстрых лазеров с синхронизацией мод, необходимо устранить их высокую стоимость и энергоемкость. Именно этим вызовам посвящена работа Го и его команды. Они стремятся превратить большие лабораторные системы в компактные чипы, которые можно будет производить массово и использовать на практике.
Источник:
Цюши Го и др., Сверхбыстрый лазер с синхронизацией мод в нанофотонном ниобате лития (Qiushi Guo et al, Ultrafast mode-locked laser in nanophotonic lithium niobate), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adj5438
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Лазеры с синхронизацией мод представляют собой важные инструменты для исследования и измерения невидимых для глаза явлений в природе. Они позволяют нам раскрыть тайны самых быстрых процессов, происходящих в мире, таких как химические реакции и распространение света в турбулентной среде. Однако, на данный момент эти лазеры являются дорогостоящими и энергоемкими системами, ограниченными лабораторным использованием.
Исследователь Цюши Го представил новый подход к созданию сверхбыстрых лазеров на нанофотонных чипах, который может изменить ситуацию. Его работа сосредоточена на миниатюризации лазеров с синхронизацией мод, чтобы они стали доступными в массовом производстве и могли использоваться на практике. Главная цель Го и его команды заключается не только в уменьшении размеров этих лазеров, но и в обеспечении их высокой производительности.
Одним из ключевых преимуществ сверхбыстрых лазеров с синхронизацией мод является их способность генерировать серию ультракоротких когерентных световых импульсов с фемтосекундными интервалами. Это позволяет получить удивительно короткие интервалы времени, составляющие квадриллионную долю секунды. Благодаря высокой скорости, пиковой интенсивности импульса и широкому спектру, лазеры с синхронизацией мод нашли применение в различных областях, включая оптические атомные часы, биологическую и медицинскую фотонику, а также в компьютерных системах, основанных на использовании света для обработки данных.
Однако, чтобы добиться массового использования сверхбыстрых лазеров с синхронизацией мод, необходимо устранить их высокую стоимость и энергоемкость. Именно этим вызовам посвящена работа Го и его команды. Они стремятся превратить большие лабораторные системы в компактные чипы, которые можно будет производить массово и использовать на практике.
Источник:
Цюши Го и др., Сверхбыстрый лазер с синхронизацией мод в нанофотонном ниобате лития (Qiushi Guo et al, Ultrafast mode-locked laser in nanophotonic lithium niobate), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adj5438
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Forwarded from Ivan Lutz | Science Geek
НОВОЕ ВИДЕО НА КАНАЛЕ!
Универсальный переводчик из Star Trek. Ещё фантастика или уже реальность? [Будущее]
Хотели бы вы без проблем понимать всех живущих на планете Земля? Чтобы не учить тот или иной язык и не вводить слова в гугл или в яндекс переводчики? Вот прямо сразу же здесь и сейчас понимать языки иностранцев. При этом перевод подпадал бы под их мимику и был их голосом? В этом ролике мы рассмотрим такую возможность и насколько она реальна.
Универсальный переводчик из Star Trek. Ещё фантастика или уже реальность? [Будущее]
Хотели бы вы без проблем понимать всех живущих на планете Земля? Чтобы не учить тот или иной язык и не вводить слова в гугл или в яндекс переводчики? Вот прямо сразу же здесь и сейчас понимать языки иностранцев. При этом перевод подпадал бы под их мимику и был их голосом? В этом ролике мы рассмотрим такую возможность и насколько она реальна.
YouTube
Универсальный переводчик из Star Trek. Ещё фантастика или уже реальность? [Грань]
Хотели бы вы без проблем понимать всех живущих на планете Земля? Чтобы не учить тот или иной язык и не вводить слова в Google или в Яндекс переводчики? Вот прямо сразу же здесь и сейчас понимать языки иностранцев. При этом перевод подпадал бы под их мимику…
👍1
Использование атомных листов для создания новых материалов
Метаматериалы – это уникальные материалы, способные взаимодействовать со светом таким образом, что выходят за рамки возможностей обычных природных материалов. Они состоят из массивов "метаатомов", которые формируют желаемые структуры размером около ста нанометров. Эти структуры позволяют точно контролировать взаимодействие света и материи. Однако, до сегодняшнего дня, размеры метаатомов ограничивали практическое использование метаматериалов, так как они были гораздо больше, чем обычные атомы.
Недавно исследовательская группа под руководством Бо Чжэня из Пенсильванского университета представила новый подход, который позволяет преодолеть эти ограничения. Они разработали метод прямого проектирования атомных структур материала, используя двумерные массивы, сложенные в спиральные образования. Этот подход создает новое взаимодействие света и материи, открывая путь для развития лазеров следующего поколения, визуализации и квантовых технологий.
Исследователи использовали материал, называемый дисульфидом вольфрама (WS2), и скручивали его слои под определенными углами, создавая винтовую симметрию. Это нарушение правил, применимых к таким материалам, позволило создать 3D-нелинейные оптические материалы. Один слой WS2 обладает особой симметрией, позволяющей определенным образом взаимодействовать со светом. При определенных условиях два фотона с заданной частотой могут взаимодействовать с материалом, создавая новый фотон с удвоенной частотой. Этот процесс называется секунд-генерацией гармоник (ГВГ).
Исследователи считают, что их открытие имеет огромный потенциал для различных областей науки и технологий. Новые метаматериалы могут быть использованы в разработке более эффективных лазеров, улучшении визуализации и разработке квантовых технологий. Это открытие открывает новые горизонты для исследований и применения метаматериалов в различных областях науки и технологий.
Источник:
Бумхо Ким и др. Трехмерные нелинейно-оптические материалы из скрученных двумерных интерфейсов Ван-дер-Ваальса (Bumho Kim et al, Three-dimensional nonlinear optical materials from twisted two-dimensional van der Waals interfaces), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01318-6
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Метаматериалы – это уникальные материалы, способные взаимодействовать со светом таким образом, что выходят за рамки возможностей обычных природных материалов. Они состоят из массивов "метаатомов", которые формируют желаемые структуры размером около ста нанометров. Эти структуры позволяют точно контролировать взаимодействие света и материи. Однако, до сегодняшнего дня, размеры метаатомов ограничивали практическое использование метаматериалов, так как они были гораздо больше, чем обычные атомы.
Недавно исследовательская группа под руководством Бо Чжэня из Пенсильванского университета представила новый подход, который позволяет преодолеть эти ограничения. Они разработали метод прямого проектирования атомных структур материала, используя двумерные массивы, сложенные в спиральные образования. Этот подход создает новое взаимодействие света и материи, открывая путь для развития лазеров следующего поколения, визуализации и квантовых технологий.
Исследователи использовали материал, называемый дисульфидом вольфрама (WS2), и скручивали его слои под определенными углами, создавая винтовую симметрию. Это нарушение правил, применимых к таким материалам, позволило создать 3D-нелинейные оптические материалы. Один слой WS2 обладает особой симметрией, позволяющей определенным образом взаимодействовать со светом. При определенных условиях два фотона с заданной частотой могут взаимодействовать с материалом, создавая новый фотон с удвоенной частотой. Этот процесс называется секунд-генерацией гармоник (ГВГ).
Исследователи считают, что их открытие имеет огромный потенциал для различных областей науки и технологий. Новые метаматериалы могут быть использованы в разработке более эффективных лазеров, улучшении визуализации и разработке квантовых технологий. Это открытие открывает новые горизонты для исследований и применения метаматериалов в различных областях науки и технологий.
Источник:
Бумхо Ким и др. Трехмерные нелинейно-оптические материалы из скрученных двумерных интерфейсов Ван-дер-Ваальса (Bumho Kim et al, Three-dimensional nonlinear optical materials from twisted two-dimensional van der Waals interfaces), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01318-6
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Транзистор с углеродными нанотрубками
Новые полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник с углеродными нанотрубками (MOSFET), разработанные исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Тайваньской компании по производству полупроводников, представляют собой важный прорыв в области электроники. Эти транзисторы обладают замечательными характеристиками, и их полярность может быть успешно управляема с помощью стратегии, совместимой с существующими процессами легирования комплементарного металл-оксида-полупроводника (КМОП).
Одним из ключевых преимуществ этих новых транзисторов является использование углеродных нанотрубок в качестве материала канала. Углеродные нанотрубки являются одномерными (1D) низкоразмерными полупроводниками и оказались особенно перспективными для уменьшения длины затворов внутри транзисторов. Однако большинство предыдущих стратегий легирования этих материалов и контроля полярности были несовместимы с крупномасштабным производством электроники.
Согласно новому подходу исследователей, в новых MOSFET-транзисторах используется локализованное легирование твердотельного расширения для управления полярностью устройства и достижения согласования характеристик. Канал транзисторов остается нелегированным, что позволяет получить дополнительные пороговые напряжения, совместимые с металлом, оксидом и полупроводником.
Одним из главных преимуществ этого нового подхода является его совместимость с существующими процессами легирования КМОП, что делает его пригодным для крупномасштабного производства электроники. Это означает, что новые MOSFET-транзисторы с углеродными нанотрубками могут быть внедрены в существующие технологии производства, без необходимости внесения крупных изменений в процесс.
Этот новый прорыв в области электроники может иметь далеко идущие последствия. Уменьшение размера транзисторов без потери производительности и энергоэффективности является важным шагом в развитии более мощных и компактных электронных устройств. Новые MOSFET-транзисторы с углеродными нанотрубками открывают новые возможности для разработки более эффективных и передовых электронных систем, которые могут применяться в различных сферах, включая мобильные устройства, компьютеры и медицинскую технику.
Источник:
Цзычен Чжан и др., Дополнительные полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник с углеродными нанотрубками с локализованным легированием твердотельного расширения (Zichen Zhang et al, Complementary carbon nanotube metal–oxide–semiconductor field-effect transistors with localized solid-state extension doping), Nature Electronics (2023). DOI: 10.1038/s41928-023-01047-2
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Новые полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник с углеродными нанотрубками (MOSFET), разработанные исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Тайваньской компании по производству полупроводников, представляют собой важный прорыв в области электроники. Эти транзисторы обладают замечательными характеристиками, и их полярность может быть успешно управляема с помощью стратегии, совместимой с существующими процессами легирования комплементарного металл-оксида-полупроводника (КМОП).
Одним из ключевых преимуществ этих новых транзисторов является использование углеродных нанотрубок в качестве материала канала. Углеродные нанотрубки являются одномерными (1D) низкоразмерными полупроводниками и оказались особенно перспективными для уменьшения длины затворов внутри транзисторов. Однако большинство предыдущих стратегий легирования этих материалов и контроля полярности были несовместимы с крупномасштабным производством электроники.
Согласно новому подходу исследователей, в новых MOSFET-транзисторах используется локализованное легирование твердотельного расширения для управления полярностью устройства и достижения согласования характеристик. Канал транзисторов остается нелегированным, что позволяет получить дополнительные пороговые напряжения, совместимые с металлом, оксидом и полупроводником.
Одним из главных преимуществ этого нового подхода является его совместимость с существующими процессами легирования КМОП, что делает его пригодным для крупномасштабного производства электроники. Это означает, что новые MOSFET-транзисторы с углеродными нанотрубками могут быть внедрены в существующие технологии производства, без необходимости внесения крупных изменений в процесс.
Этот новый прорыв в области электроники может иметь далеко идущие последствия. Уменьшение размера транзисторов без потери производительности и энергоэффективности является важным шагом в развитии более мощных и компактных электронных устройств. Новые MOSFET-транзисторы с углеродными нанотрубками открывают новые возможности для разработки более эффективных и передовых электронных систем, которые могут применяться в различных сферах, включая мобильные устройства, компьютеры и медицинскую технику.
Источник:
Цзычен Чжан и др., Дополнительные полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник с углеродными нанотрубками с локализованным легированием твердотельного расширения (Zichen Zhang et al, Complementary carbon nanotube metal–oxide–semiconductor field-effect transistors with localized solid-state extension doping), Nature Electronics (2023). DOI: 10.1038/s41928-023-01047-2
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Экологически чистый цемент
Низкоуглеродный цемент, разрабатываемый исследователями ETH, представляет собой потенциальный прорыв в области строительных материалов. Проект Ultra Green Concrete имеет целью сделать низкоуглеродный бетон доступным и эффективным. Бетон является неотъемлемой частью нашей инфраструктуры, однако его производство сопровождается высокими выбросами CO2, что делает его крупным источником загрязнения окружающей среды.
Франко Зунино, старший научный сотрудник Института строительных материалов Цюрихской высшей технической школы, предлагает новый подход к производству бетона - "ультра-зеленый бетон". Он стремится изменить состав цемента, который является основным компонентом бетона. Традиционный цемент производится путем обжига известняка и глины при высоких температурах, что приводит к значительным выбросам CO2. Зунино предлагает использовать комбинацию обожженной глины и известняка, чтобы сократить количество клинкера в цементе, что в свою очередь приведет к снижению выбросов CO2.
Проект LC3, разработанный EPFL с участием Зунино, уже доказал свою эффективность, сократив выбросы CO2 на 40%. Однако проект Zunino UGC Департамента гражданской, экологической и геоматической инженерии ETH стремится еще дальше улучшить экологические характеристики бетона. Он предлагает двойную стратегию, включающую как изменения в составе цемента, так и оптимизацию других компонентов бетона, таких как заполнители и вода.
Новый зеленый бетон, разрабатываемый исследователями ETH, имеет потенциал стать революционным в строительной отрасли. Он не только сократит выбросы CO2, но также может быть более устойчивым и эффективным строительным материалом. Это открывает новые перспективы для экологически ответственного строительства и содействует более устойчивому будущему нашей планеты.
Источник:
Франко Зунино, Двойная стратегия в отношении низкоуглеродистого бетона (Franco Zunino, A two-fold strategy towards low-carbon concrete), RILEM Technical Letters (2023) (2023 г.). DOI: 10.21809/rilemtechlett.2023.179.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Низкоуглеродный цемент, разрабатываемый исследователями ETH, представляет собой потенциальный прорыв в области строительных материалов. Проект Ultra Green Concrete имеет целью сделать низкоуглеродный бетон доступным и эффективным. Бетон является неотъемлемой частью нашей инфраструктуры, однако его производство сопровождается высокими выбросами CO2, что делает его крупным источником загрязнения окружающей среды.
Франко Зунино, старший научный сотрудник Института строительных материалов Цюрихской высшей технической школы, предлагает новый подход к производству бетона - "ультра-зеленый бетон". Он стремится изменить состав цемента, который является основным компонентом бетона. Традиционный цемент производится путем обжига известняка и глины при высоких температурах, что приводит к значительным выбросам CO2. Зунино предлагает использовать комбинацию обожженной глины и известняка, чтобы сократить количество клинкера в цементе, что в свою очередь приведет к снижению выбросов CO2.
Проект LC3, разработанный EPFL с участием Зунино, уже доказал свою эффективность, сократив выбросы CO2 на 40%. Однако проект Zunino UGC Департамента гражданской, экологической и геоматической инженерии ETH стремится еще дальше улучшить экологические характеристики бетона. Он предлагает двойную стратегию, включающую как изменения в составе цемента, так и оптимизацию других компонентов бетона, таких как заполнители и вода.
Новый зеленый бетон, разрабатываемый исследователями ETH, имеет потенциал стать революционным в строительной отрасли. Он не только сократит выбросы CO2, но также может быть более устойчивым и эффективным строительным материалом. Это открывает новые перспективы для экологически ответственного строительства и содействует более устойчивому будущему нашей планеты.
Источник:
Франко Зунино, Двойная стратегия в отношении низкоуглеродистого бетона (Franco Zunino, A two-fold strategy towards low-carbon concrete), RILEM Technical Letters (2023) (2023 г.). DOI: 10.21809/rilemtechlett.2023.179.
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Катализатор из наночастиц для производства этанола
Топливные элементы на основе этанола представляют собой перспективные источники экологически чистой электроэнергии. Однако их производство сталкивается с проблемой использования дорогостоящих платиновых катализаторов. Недавние исследования, проведенные в Институте ядерной физики Польской академии наук в Кракове, привели к открытию материалов, которые могут катализировать этанол с такой же или даже большей эффективностью, чем платина, но при этом изготовлены из значительно более доступного и дешевого элемента.
При использовании лазерного плавления суспензий наночастиц происходят интересные процессы. Под воздействием лазерных импульсов наночастицы начинают плавиться и слипаться вместе, образуя более сложные химические структуры. Один из последних материалов, полученных с использованием этого метода в Институте ядерной физики Польской академии наук, обладает высокой эффективностью в катализе этанола. Этанол является перспективным источником топлива с множеством преимуществ, таких как возобновляемость, легкость хранения и низкая токсичность. Более того, из единицы массы этанола можно получить значительно больше электроэнергии по сравнению с существующими источниками энергии.
В топливных элементах, работающих на этаноле, электричество генерируется благодаря окислению этанола на катализаторе. Однако современные катализаторы не обеспечивают полное окисление этанола до воды и углекислого газа, что снижает эффективность и приводит к образованию нежелательных побочных продуктов. Эти побочные продукты откладываются на поверхности катализатора и со временем приводят к его деградации.
Использование метода лазерного плавления суспензий наночастиц открывает новые возможности для создания более эффективных и дешевых катализаторов для топливных элементов на этаноле. Благодаря точному воздействию лазерных импульсов, частицы наноматериала плавятся и слипаются в более крупные структуры, которые быстро охлаждаются. Это позволяет создавать материалы с высокой эффективностью в катализе этанола и снижением образования побочных продуктов.
Источник:
Мохаммад Садег Шакери и др., Альтернативное локальное плавление-затвердевание взвешенных наночастиц для формирования гетероструктуры с помощью импульсного лазерного облучения (Mohammad Sadegh Shakeri et al, Alternative Local Melting‐Solidification of Suspended Nanoparticles for Heterostructure Formation Enabled by Pulsed Laser Irradiation), Advanced Functional Materials (2023). DOI: 10.1002/adfm.202304359
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Топливные элементы на основе этанола представляют собой перспективные источники экологически чистой электроэнергии. Однако их производство сталкивается с проблемой использования дорогостоящих платиновых катализаторов. Недавние исследования, проведенные в Институте ядерной физики Польской академии наук в Кракове, привели к открытию материалов, которые могут катализировать этанол с такой же или даже большей эффективностью, чем платина, но при этом изготовлены из значительно более доступного и дешевого элемента.
При использовании лазерного плавления суспензий наночастиц происходят интересные процессы. Под воздействием лазерных импульсов наночастицы начинают плавиться и слипаться вместе, образуя более сложные химические структуры. Один из последних материалов, полученных с использованием этого метода в Институте ядерной физики Польской академии наук, обладает высокой эффективностью в катализе этанола. Этанол является перспективным источником топлива с множеством преимуществ, таких как возобновляемость, легкость хранения и низкая токсичность. Более того, из единицы массы этанола можно получить значительно больше электроэнергии по сравнению с существующими источниками энергии.
В топливных элементах, работающих на этаноле, электричество генерируется благодаря окислению этанола на катализаторе. Однако современные катализаторы не обеспечивают полное окисление этанола до воды и углекислого газа, что снижает эффективность и приводит к образованию нежелательных побочных продуктов. Эти побочные продукты откладываются на поверхности катализатора и со временем приводят к его деградации.
Использование метода лазерного плавления суспензий наночастиц открывает новые возможности для создания более эффективных и дешевых катализаторов для топливных элементов на этаноле. Благодаря точному воздействию лазерных импульсов, частицы наноматериала плавятся и слипаются в более крупные структуры, которые быстро охлаждаются. Это позволяет создавать материалы с высокой эффективностью в катализе этанола и снижением образования побочных продуктов.
Источник:
Мохаммад Садег Шакери и др., Альтернативное локальное плавление-затвердевание взвешенных наночастиц для формирования гетероструктуры с помощью импульсного лазерного облучения (Mohammad Sadegh Shakeri et al, Alternative Local Melting‐Solidification of Suspended Nanoparticles for Heterostructure Formation Enabled by Pulsed Laser Irradiation), Advanced Functional Materials (2023). DOI: 10.1002/adfm.202304359
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Отвод тепла при помощи акустических квазичастиц
Профессора машиностроения Вандербильта Дейу Ли и Джош Колдуэлл вместе со своей исследовательской командой сделали захватывающее открытие, которое позволит внести значительный вклад в области охлаждения смартфонов и другой электроники. Их исследование, опубликованное в журнале Nature, рассказывает о новом канале рассеивания тепла с использованием фононных поляритонов - квазичастиц, которые, по сути, являются акустическими аналогами фотонов.
В твердых телах локальные колебания атомов, которые фактически являются фононами, могут быть основными переносчиками энергии. Исследователи из Университета Вандербильта и Национальной лаборатории Ок-Риджа обнаружили, что поверхностные фононные поляритоны, это уже гибридные квазичастицы, могут значительно повысить теплопроводность в тонких пленках и нанопроволоках полярных кристаллов. Это открытие имеет огромное значение для разработки новых технологий охлаждения, которые будут применяться в широком спектре устройств, от бытовой электроники до эффективного контроля окружающей среды в зданиях.
Исследовательская группа Вандербильта провела эксперименты на нанопроволоках карбида кремния с металлическими пусковыми устройствами поляритонов на концах и без них. Результаты показали явное повышение теплопроводности в наличии поляритонов. Это открытие может привести к разработке новых методов охлаждения, которые будут существенно улучшать производительность электроники и уменьшать риск перегрева.
Фононные поляритоны также представляют собой ключевую область исследований в инфракрасной нанофотонике и имеют множество потенциальных приложений. Они могут быть использованы для разработки новых материалов и устройств с улучшенными свойствами теплопроводности. Это открытие открывает двери для новых технологий охлаждения, которые будут не только эффективными, но и экологически дружественными.
Профессор Ли подчеркнул, что значительные возможности этих поляритонов в передаче тепла могут быть использованы для улучшения жизни людей и борьбы с изменением климата. Это открытие может стать важным шагом в разработке более эффективных и экологически устойчивых систем охлаждения.
Источник:
Чжилян Пан и др., Замечательная теплопроводность, опосредованная неравновесными фононными поляритонами (Zhiliang Pan et al, Remarkable heat conduction mediated by non-equilibrium phonon polaritons), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06598-0
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Профессора машиностроения Вандербильта Дейу Ли и Джош Колдуэлл вместе со своей исследовательской командой сделали захватывающее открытие, которое позволит внести значительный вклад в области охлаждения смартфонов и другой электроники. Их исследование, опубликованное в журнале Nature, рассказывает о новом канале рассеивания тепла с использованием фононных поляритонов - квазичастиц, которые, по сути, являются акустическими аналогами фотонов.
В твердых телах локальные колебания атомов, которые фактически являются фононами, могут быть основными переносчиками энергии. Исследователи из Университета Вандербильта и Национальной лаборатории Ок-Риджа обнаружили, что поверхностные фононные поляритоны, это уже гибридные квазичастицы, могут значительно повысить теплопроводность в тонких пленках и нанопроволоках полярных кристаллов. Это открытие имеет огромное значение для разработки новых технологий охлаждения, которые будут применяться в широком спектре устройств, от бытовой электроники до эффективного контроля окружающей среды в зданиях.
Исследовательская группа Вандербильта провела эксперименты на нанопроволоках карбида кремния с металлическими пусковыми устройствами поляритонов на концах и без них. Результаты показали явное повышение теплопроводности в наличии поляритонов. Это открытие может привести к разработке новых методов охлаждения, которые будут существенно улучшать производительность электроники и уменьшать риск перегрева.
Фононные поляритоны также представляют собой ключевую область исследований в инфракрасной нанофотонике и имеют множество потенциальных приложений. Они могут быть использованы для разработки новых материалов и устройств с улучшенными свойствами теплопроводности. Это открытие открывает двери для новых технологий охлаждения, которые будут не только эффективными, но и экологически дружественными.
Профессор Ли подчеркнул, что значительные возможности этих поляритонов в передаче тепла могут быть использованы для улучшения жизни людей и борьбы с изменением климата. Это открытие может стать важным шагом в разработке более эффективных и экологически устойчивых систем охлаждения.
Источник:
Чжилян Пан и др., Замечательная теплопроводность, опосредованная неравновесными фононными поляритонами (Zhiliang Pan et al, Remarkable heat conduction mediated by non-equilibrium phonon polaritons), Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06598-0
=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🤯1