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
Сверхпроводник, управляемый светом
Исследователи из Института структуры и динамики материи Макса Планка (MPSD) в Гамбурге, Германия, продвигают границы оптотехнологии и электронных приложений с помощью нового открытия. В своей последней работе, опубликованной в Nature Communications, они показали, как сверхпроводимость может быть индуцирована в масштабах чипа при помощи лазерного луча. Это открывает возможности для развития новых электронных устройств и технологий.
Исследователи использовали тонкие плёнки фуллерита калия - легированной калием сферической структуры из атомов углерода, называемой фуллереном, и обнаружили, что электрический отклик фотовозбужденного фуллерита калия не является линейным, а зависит от приложенного тока. Это является ключевым свойством сверхпроводимости и подтверждает предыдущие наблюдения, а также предоставляет новые взгляды на физику тонких пленок фуллерита калия. Эти результаты являются значимыми для развития оптического манипулирования материалами с целью создания сверхпроводимости при высоких температурах.
Для проведения исследования ученые использовали нелинейную терагерцовую спектроскопию, чтобы измерить электрические характеристики пленок фуллерита калия с пикосекундной точностью. Они также применили фотопроводящие переключатели с копланарными волноводами и направили через материал сильный импульс электрического тока, вызванный видимым лазерным импульсом. Импульс тока прошел через пленки фуллерита калия со скоростью, близкой к половине скорости света, и был обнаружен другим переключателем в качестве детектора.
Этот эксперимент позволил исследователям получить важную информацию о сверхпроводимости, включая ее электрические признаки. Они также одновременно подвергли пленки фуллерита калия воздействию света среднего инфракрасного диапазона, что добавило новые данные к исследованию.
Эта работа открывает новые перспективы в области оптотехнологии и электроники. Интеграция сверхпроводимости в чипы может привести к разработке более эффективных и быстрых электронных устройств. Кроме того, понимание нелинейного электрического отклика фуллерита калия поможет ученым лучше понять физические особенности этого материала и его потенциал для применения в будущих технологиях.
Источник:
Э. Ван и др., Сверхпроводящий нелинейный транспорт в высокотемпературном K3C60 с оптическим управлением (E. Wang et al, Superconducting nonlinear transport in optically driven high-temperature K3C60), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42989-7
=======================
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!
Исследователи из Института структуры и динамики материи Макса Планка (MPSD) в Гамбурге, Германия, продвигают границы оптотехнологии и электронных приложений с помощью нового открытия. В своей последней работе, опубликованной в Nature Communications, они показали, как сверхпроводимость может быть индуцирована в масштабах чипа при помощи лазерного луча. Это открывает возможности для развития новых электронных устройств и технологий.
Исследователи использовали тонкие плёнки фуллерита калия - легированной калием сферической структуры из атомов углерода, называемой фуллереном, и обнаружили, что электрический отклик фотовозбужденного фуллерита калия не является линейным, а зависит от приложенного тока. Это является ключевым свойством сверхпроводимости и подтверждает предыдущие наблюдения, а также предоставляет новые взгляды на физику тонких пленок фуллерита калия. Эти результаты являются значимыми для развития оптического манипулирования материалами с целью создания сверхпроводимости при высоких температурах.
Для проведения исследования ученые использовали нелинейную терагерцовую спектроскопию, чтобы измерить электрические характеристики пленок фуллерита калия с пикосекундной точностью. Они также применили фотопроводящие переключатели с копланарными волноводами и направили через материал сильный импульс электрического тока, вызванный видимым лазерным импульсом. Импульс тока прошел через пленки фуллерита калия со скоростью, близкой к половине скорости света, и был обнаружен другим переключателем в качестве детектора.
Этот эксперимент позволил исследователям получить важную информацию о сверхпроводимости, включая ее электрические признаки. Они также одновременно подвергли пленки фуллерита калия воздействию света среднего инфракрасного диапазона, что добавило новые данные к исследованию.
Эта работа открывает новые перспективы в области оптотехнологии и электроники. Интеграция сверхпроводимости в чипы может привести к разработке более эффективных и быстрых электронных устройств. Кроме того, понимание нелинейного электрического отклика фуллерита калия поможет ученым лучше понять физические особенности этого материала и его потенциал для применения в будущих технологиях.
Источник:
Э. Ван и др., Сверхпроводящий нелинейный транспорт в высокотемпературном K3C60 с оптическим управлением (E. Wang et al, Superconducting nonlinear transport in optically driven high-temperature K3C60), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42989-7
=======================
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
Экологичные пластмассы из углекислого газа с широким спектром свойств
Новая технология производства полиуретана с использованием CO2, разработанная командой химиков из Льежского университета, предлагает инновационное решение для создания экологически чистых пластмасс. Пластмассы стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни и применяются в самых различных отраслях, таких как строительство, мода, автомобильная промышленность и упаковка пищевых продуктов. Однако, несмотря на их популярность, пластмассы имеют серьезные проблемы с экологической чистотой: их трудно перерабатывать, а их производство оставляет заметный углеродный след.
Исследователи из Льежского университета предложили новый подход, который позволяет использовать CO2 в качестве сырья для производства полиуретановых пластиков. Углекислый газ, который является одним из основных отходов нашего общества, может быть превращен в строительные блоки или мономеры, необходимые для создания новых типов легко перерабатываемых пластмасс. Это не только поможет снизить использование ископаемых ресурсов, но и уменьшит негативное влияние пластмасс на окружающую среду.
Получаемые мономеры достаточно легко могут быть модифицированы, благодаря чему можно получить широкий спектр различных пластиков. Несмотря на то, что получаемая полимерная структура в виде трёхмерной сетки (а не длинных волокон, как у полиэтилена, например) характерна для термореактивных пластиков, которые очень устойчивы и их трудно перерабатывать, новые пластики всё же лишены этого недостатка. Всё благодаря так называемым "динамическим" химическим связям, форму которых можно изменить путем обмена химическими связями в относительно мягких условиях реакции. А это означает, что такие пластики имеют ряд вариантов доступной химической переработки.
Отсюда следует самое большое преимущество новой технологии. Оно заключается в способности изменять диапазон доступных свойств, пластиков при производств, предлагая при этом множество способов переработки материалов по окончании их срока службы. «Эти новые пластмассы можно перерабатывать разными способами: либо просто изменяя их форму путем нагревания, либо смешивая различные типы пластика для создания гибридных материалов с новыми свойствами, либо разбивая их на составляющие мономеры, что идеально подходит для устранения добавки, такие как красители или перерабатываемые композиты», — говорит один из авторов исследования.
Источник:
Томас Хабетс и др., Ковалентные адаптируемые сети посредством динамической химии N,S-ацеталя: на пути к перерабатываемым термореактивным материалам на основе CO2 (Thomas Habets et al, Covalent Adaptable Networks through Dynamic N,S-Acetal Chemistry: Toward Recyclable CO2-Based Thermosets), Journal of the American Chemical Society (2023). DOI: 10.1021/jacs.3c10080
=======================
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 производства полиуретана с использованием CO2, разработанная командой химиков из Льежского университета, предлагает инновационное решение для создания экологически чистых пластмасс. Пластмассы стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни и применяются в самых различных отраслях, таких как строительство, мода, автомобильная промышленность и упаковка пищевых продуктов. Однако, несмотря на их популярность, пластмассы имеют серьезные проблемы с экологической чистотой: их трудно перерабатывать, а их производство оставляет заметный углеродный след.
Исследователи из Льежского университета предложили новый подход, который позволяет использовать CO2 в качестве сырья для производства полиуретановых пластиков. Углекислый газ, который является одним из основных отходов нашего общества, может быть превращен в строительные блоки или мономеры, необходимые для создания новых типов легко перерабатываемых пластмасс. Это не только поможет снизить использование ископаемых ресурсов, но и уменьшит негативное влияние пластмасс на окружающую среду.
Получаемые мономеры достаточно легко могут быть модифицированы, благодаря чему можно получить широкий спектр различных пластиков. Несмотря на то, что получаемая полимерная структура в виде трёхмерной сетки (а не длинных волокон, как у полиэтилена, например) характерна для термореактивных пластиков, которые очень устойчивы и их трудно перерабатывать, новые пластики всё же лишены этого недостатка. Всё благодаря так называемым "динамическим" химическим связям, форму которых можно изменить путем обмена химическими связями в относительно мягких условиях реакции. А это означает, что такие пластики имеют ряд вариантов доступной химической переработки.
Отсюда следует самое большое преимущество новой технологии. Оно заключается в способности изменять диапазон доступных свойств, пластиков при производств, предлагая при этом множество способов переработки материалов по окончании их срока службы. «Эти новые пластмассы можно перерабатывать разными способами: либо просто изменяя их форму путем нагревания, либо смешивая различные типы пластика для создания гибридных материалов с новыми свойствами, либо разбивая их на составляющие мономеры, что идеально подходит для устранения добавки, такие как красители или перерабатываемые композиты», — говорит один из авторов исследования.
Источник:
Томас Хабетс и др., Ковалентные адаптируемые сети посредством динамической химии N,S-ацеталя: на пути к перерабатываемым термореактивным материалам на основе CO2 (Thomas Habets et al, Covalent Adaptable Networks through Dynamic N,S-Acetal Chemistry: Toward Recyclable CO2-Based Thermosets), Journal of the American Chemical Society (2023). DOI: 10.1021/jacs.3c10080
=======================
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
Автономная самообучающаяся лаборатория для рекордно быстрого поиска лучших квантовых точек
В последние годы исследователи активно занимаются разработкой материалов высочайшего качества для использования в электронных и фотонных устройствах на основе технологии квантовых точек. Однако этот процесс может занимать годы целенаправленной лабораторной работы. Теперь ученые представили инновационную систему под названием SmartDope, которая позволяет определить, как синтезировать наилучшие квантовые точки для конкретных применений всего за несколько часов.
SmartDope была разработана для решения сложной задачи улучшения свойств материалов, известных как перовскитные квантовые точки, получаемые при помощи легирования. При легировании определенные примеси добавляются в полупроводниковые нанокристаллы, изменяя их оптические и физико-химические свойства. Такие квантовые точки обладают большим потенциалом для использования в фотоэлектрических и оптоэлектронных устройствах следующего поколения.
Однако, разработка методов синтеза квантовых точек максимального качества, чтобы максимизировать их эффективность в преобразовании ультрафиолетового света в желаемые световые волны видимого или инфракрасного участка спектра, представляет собой сложную задачу.
Эта автономная система представляет собой своего рода "беспилотную" лабораторию. В её основе - химический реактор непрерывного действия, способный очень быстро проводить множество химических реакций с чрезвычайно малыми количествами химикатов для синтеза квантовых точек. Исследователи сообщают SmartDope, какие химические вещества-прекурсоры следует использовать, и ставят перед ней определенную цель.
Для каждого эксперимента SmartDope манипулирует набором переменных, таких как: относительные количества каждого материала-прекурсора; температура, при которой он смешивает эти прекурсоры; и время реакции, даваемое при добавлении новых предшественников. SmartDope также автоматически характеризует оптические свойства квантовых точек, полученных в результате каждого эксперимента.
SmartDope собирает данные о каждом из своих экспериментов. Она использует машинное обучение, чтобы обновить свое понимание химии синтеза легированных квантовых точек для получения информации о том, какой эксперимент проводить следующим.
«Предыдущий рекорд квантового выхода в этом классе легированных квантовых точек составлял 130% — это означает, что квантовая точка излучала 1,3 фотона на каждый поглощенный фотон», — говорит один из авторов исследования. «За один день работы с SmartDope мы определили способ синтеза легированных квантовых точек, который дает квантовый выход 158%. Это значительный прогресс, на поиск которого с использованием традиционных экспериментальных методов потребуются годы. Мы нашли лучшее в своем классе решение за один день».
Новая система имеет огромный потенциал для развития новых материалов и ускорения процесса их создания. SmartDope может быть использована не только для синтеза перовскитных квантовых точек, но и для других материалов, что открывает новые возможности в области электроники и фотоники.
Источник:
Фазель Батени и др., Smart Dope: беспилотная жидкостная лаборатория для ускоренной разработки легированных перовскитных квантовых точек (Fazel Bateni et al, Smart Dope: A Self‐Driving Fluidic Lab for Accelerated Development of Doped Perovskite Quantum Dots), Advanced Energy Materials (2023). DOI: 10.1002/aenm.202302303
=======================
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 последние годы исследователи активно занимаются разработкой материалов высочайшего качества для использования в электронных и фотонных устройствах на основе технологии квантовых точек. Однако этот процесс может занимать годы целенаправленной лабораторной работы. Теперь ученые представили инновационную систему под названием SmartDope, которая позволяет определить, как синтезировать наилучшие квантовые точки для конкретных применений всего за несколько часов.
SmartDope была разработана для решения сложной задачи улучшения свойств материалов, известных как перовскитные квантовые точки, получаемые при помощи легирования. При легировании определенные примеси добавляются в полупроводниковые нанокристаллы, изменяя их оптические и физико-химические свойства. Такие квантовые точки обладают большим потенциалом для использования в фотоэлектрических и оптоэлектронных устройствах следующего поколения.
Однако, разработка методов синтеза квантовых точек максимального качества, чтобы максимизировать их эффективность в преобразовании ультрафиолетового света в желаемые световые волны видимого или инфракрасного участка спектра, представляет собой сложную задачу.
Эта автономная система представляет собой своего рода "беспилотную" лабораторию. В её основе - химический реактор непрерывного действия, способный очень быстро проводить множество химических реакций с чрезвычайно малыми количествами химикатов для синтеза квантовых точек. Исследователи сообщают SmartDope, какие химические вещества-прекурсоры следует использовать, и ставят перед ней определенную цель.
Для каждого эксперимента SmartDope манипулирует набором переменных, таких как: относительные количества каждого материала-прекурсора; температура, при которой он смешивает эти прекурсоры; и время реакции, даваемое при добавлении новых предшественников. SmartDope также автоматически характеризует оптические свойства квантовых точек, полученных в результате каждого эксперимента.
SmartDope собирает данные о каждом из своих экспериментов. Она использует машинное обучение, чтобы обновить свое понимание химии синтеза легированных квантовых точек для получения информации о том, какой эксперимент проводить следующим.
«Предыдущий рекорд квантового выхода в этом классе легированных квантовых точек составлял 130% — это означает, что квантовая точка излучала 1,3 фотона на каждый поглощенный фотон», — говорит один из авторов исследования. «За один день работы с SmartDope мы определили способ синтеза легированных квантовых точек, который дает квантовый выход 158%. Это значительный прогресс, на поиск которого с использованием традиционных экспериментальных методов потребуются годы. Мы нашли лучшее в своем классе решение за один день».
Новая система имеет огромный потенциал для развития новых материалов и ускорения процесса их создания. SmartDope может быть использована не только для синтеза перовскитных квантовых точек, но и для других материалов, что открывает новые возможности в области электроники и фотоники.
Источник:
Фазель Батени и др., Smart Dope: беспилотная жидкостная лаборатория для ускоренной разработки легированных перовскитных квантовых точек (Fazel Bateni et al, Smart Dope: A Self‐Driving Fluidic Lab for Accelerated Development of Doped Perovskite Quantum Dots), Advanced Energy Materials (2023). DOI: 10.1002/aenm.202302303
=======================
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
Новое охлаждающее стекло: революция в энергоэффективности зданий
Исследователи из Университета Мэриленда продолжают удивлять нас своими инновационными разработками. На этот раз они представили новое "охлаждающее стекло", способное снизить температуру в помещении без использования электричества. Это открытие может иметь значительное влияние на улучшение энергоэффективности зданий и снижение выбросов углекислого газа.
Новая технология основана на использовании микропористого стеклянного покрытия, которое было разработано исследовательской группой под руководством профессора Лянбина Ху. Оно способно снизить температуру материала под ним на 3,5°C в полдень и потенциально снизить годовую температуру жилого дома средней этажности на 10%.
Как работает это уникальное покрытие? Во-первых, оно отражает до 99% солнечной радиации, предотвращая поглощение тепла зданиями. Но самое интересное в том, что оно излучает тепло в виде длинноволнового инфракрасного излучения в космическое пространство, где температура близка к абсолютному нулю. Это явление, известное как "радиационное охлаждение", позволяет зданиям использовать пространство в качестве естественного теплоотвода. Они могут сбрасывать большое количество тепла в бесконечное холодное небо за пределами нашей атмосферы, используя так называемое "окно прозрачности атмосферы" электромагнитного спектра.
Однако, несмотря на все преимущества этой новой технологии, ее применение не лишено вызовов. Необходимо провести дополнительные исследования и испытания, чтобы убедиться в ее долгосрочной эффективности и безопасности. Также, важно учесть стоимость производства и установки такого стекла, чтобы оно стало доступным для широкого круга потребителей.
Источник:
Синьпэн Чжао и др., Стекло с радиационным охлаждением, обработанное в растворе (Xinpeng Zhao et al, A solution-processed radiative cooling glass), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi2224
=======================
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!
Исследователи из Университета Мэриленда продолжают удивлять нас своими инновационными разработками. На этот раз они представили новое "охлаждающее стекло", способное снизить температуру в помещении без использования электричества. Это открытие может иметь значительное влияние на улучшение энергоэффективности зданий и снижение выбросов углекислого газа.
Новая технология основана на использовании микропористого стеклянного покрытия, которое было разработано исследовательской группой под руководством профессора Лянбина Ху. Оно способно снизить температуру материала под ним на 3,5°C в полдень и потенциально снизить годовую температуру жилого дома средней этажности на 10%.
Как работает это уникальное покрытие? Во-первых, оно отражает до 99% солнечной радиации, предотвращая поглощение тепла зданиями. Но самое интересное в том, что оно излучает тепло в виде длинноволнового инфракрасного излучения в космическое пространство, где температура близка к абсолютному нулю. Это явление, известное как "радиационное охлаждение", позволяет зданиям использовать пространство в качестве естественного теплоотвода. Они могут сбрасывать большое количество тепла в бесконечное холодное небо за пределами нашей атмосферы, используя так называемое "окно прозрачности атмосферы" электромагнитного спектра.
Однако, несмотря на все преимущества этой новой технологии, ее применение не лишено вызовов. Необходимо провести дополнительные исследования и испытания, чтобы убедиться в ее долгосрочной эффективности и безопасности. Также, важно учесть стоимость производства и установки такого стекла, чтобы оно стало доступным для широкого круга потребителей.
Источник:
Синьпэн Чжао и др., Стекло с радиационным охлаждением, обработанное в растворе (Xinpeng Zhao et al, A solution-processed radiative cooling glass), Science (2023). DOI: 10.1126/science.adi2224
=======================
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
Новые полимерные полупроводники, использующие силу хиральности
Новое исследование, проведенное химиками из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, посвящено разработке полимерных полупроводниковых материалов на основе свойства хиральности. Хиральность - это свойство органических молекул связываться со своими зеркальными отображениями, и наиболее известным примером является двойная спираль ДНК. Хиральные молекулы, такие как белки, эффективно проводят электричество, избирательно транспортируя электроны одного направления спина.
Исследователи уже десятилетия работают над имитацией природной хиральности в синтетических молекулах. Новое исследование, проведенное профессором Ин Дяо, сосредотачивается на нехиральном полимере под названием DPP-T4 и его модификациях. Целью исследования было определить, насколько эффективно можно использовать эти модификации для создания хиральных спиральных структур в полупроводниковых материалах на основе полимеров.
Потенциальные применения данной технологии включают солнечные элементы, которые могут функционировать подобно листьям, компьютеры, использующие квантовые состояния электронов для более эффективных вычислений, а также новые методы визуализации, способные захватывать трехмерную информацию.
Исследователи использовали рассеяние рентгеновских лучей и свое воображение для изучения эффектов модификаций молекулы DPP-T4 на структуру материала. Они обнаружили, что даже небольшие изменения в структуре вызывают серьезные изменения в фазах материала. Это означает, что достижение желаемой хиральности не так просто, как предполагалось.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Central Science, открывает новые пути для разработки полупроводниковых материалов с уникальными свойствами. Хотя дальнейшие исследования и эксперименты необходимы, результаты этого исследования дают надежду на создание более эффективных и инновационных технологий в области электроники и визуализации.
Источник:
Кюнг Сан Парк и др., Тонкие молекулярные изменения в значительной степени модулируют хиральные спиральные сборки ахиральных сопряженных полимеров путем настройки агрегации состояния раствора (Kyung Sun Park et al, Subtle Molecular Changes Largely Modulate Chiral Helical Assemblies of Achiral Conjugated Polymers by Tuning Solution-State Aggregation), ACS Central Science (2023). DOI: 10.1021/accentsci.3c00775
=======================
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!
Новое исследование, проведенное химиками из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, посвящено разработке полимерных полупроводниковых материалов на основе свойства хиральности. Хиральность - это свойство органических молекул связываться со своими зеркальными отображениями, и наиболее известным примером является двойная спираль ДНК. Хиральные молекулы, такие как белки, эффективно проводят электричество, избирательно транспортируя электроны одного направления спина.
Исследователи уже десятилетия работают над имитацией природной хиральности в синтетических молекулах. Новое исследование, проведенное профессором Ин Дяо, сосредотачивается на нехиральном полимере под названием DPP-T4 и его модификациях. Целью исследования было определить, насколько эффективно можно использовать эти модификации для создания хиральных спиральных структур в полупроводниковых материалах на основе полимеров.
Потенциальные применения данной технологии включают солнечные элементы, которые могут функционировать подобно листьям, компьютеры, использующие квантовые состояния электронов для более эффективных вычислений, а также новые методы визуализации, способные захватывать трехмерную информацию.
Исследователи использовали рассеяние рентгеновских лучей и свое воображение для изучения эффектов модификаций молекулы DPP-T4 на структуру материала. Они обнаружили, что даже небольшие изменения в структуре вызывают серьезные изменения в фазах материала. Это означает, что достижение желаемой хиральности не так просто, как предполагалось.
Исследование, опубликованное в журнале ACS Central Science, открывает новые пути для разработки полупроводниковых материалов с уникальными свойствами. Хотя дальнейшие исследования и эксперименты необходимы, результаты этого исследования дают надежду на создание более эффективных и инновационных технологий в области электроники и визуализации.
Источник:
Кюнг Сан Парк и др., Тонкие молекулярные изменения в значительной степени модулируют хиральные спиральные сборки ахиральных сопряженных полимеров путем настройки агрегации состояния раствора (Kyung Sun Park et al, Subtle Molecular Changes Largely Modulate Chiral Helical Assemblies of Achiral Conjugated Polymers by Tuning Solution-State Aggregation), ACS Central Science (2023). DOI: 10.1021/accentsci.3c00775
=======================
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
Инновационные методы борьбы с пластиковыми и текстильными отходами
Ежегодно мир сталкивается с огромным количеством пластиковых и текстильных отходов, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду. Однако, благодаря усилиям ученых, появляются новые экологически чистые материалы, способные изменить ситуацию. Один из таких ученых - член факультета Университета Коннектикута, профессор Чалла Кумар, который разработал две инновационные технологии для создания нетоксичных материалов на основе белков и тканей.
Первая из разработанных технологий представляет собой процесс преобразования природных белков в материалы, подобные пластику. Студент Кумара, доктор философии Анкарао Каллури, провел исследования и выяснил, что на поверхности белков присутствуют "реакторные группы", способные вступать в реакцию с другими веществами. Используя химическую связь, команда Кумара смогла связать молекулы белка вместе, образуя трехмерную структуру, которая позволяет материалу вести себя подобно пластику. Это означает, что новый материал гибок, может менять форму и растягиваться, что делает его универсальным и удобным в использовании.
Вторая технология, разработанная Кумаром и его командой, связана с использованием тканей для создания новых материалов. Большое количество текстильных отходов образуется каждый год, и эта технология предлагает способ их переработки. Используя метод непрерывной настройки, ученые создали процесс, который позволяет превратить текстильные отходы в полимерные материалы. Это открывает новые возможности для использования текстильных отходов и сокращения негативного влияния на окружающую среду.
Инновационные технологии, разработанные Чаллой Кумаром и его командой, представляют собой значительный прорыв в борьбе с пластиковыми и текстильными отходами. Эти материалы отличаются экологической чистотой, гибкостью и прочностью, что делает их идеальными альтернативами для традиционных материалов. Подача предварительных патентов на эти технологии свидетельствует о серьезном намерении команды Кумара внести практический вклад в решение проблемы отходов. Надеемся, что эти инновации найдут широкое применение и помогут снизить негативное воздействие человечества на окружающую среду.
=======================
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!
Ежегодно мир сталкивается с огромным количеством пластиковых и текстильных отходов, которые оказывают негативное влияние на окружающую среду. Однако, благодаря усилиям ученых, появляются новые экологически чистые материалы, способные изменить ситуацию. Один из таких ученых - член факультета Университета Коннектикута, профессор Чалла Кумар, который разработал две инновационные технологии для создания нетоксичных материалов на основе белков и тканей.
Первая из разработанных технологий представляет собой процесс преобразования природных белков в материалы, подобные пластику. Студент Кумара, доктор философии Анкарао Каллури, провел исследования и выяснил, что на поверхности белков присутствуют "реакторные группы", способные вступать в реакцию с другими веществами. Используя химическую связь, команда Кумара смогла связать молекулы белка вместе, образуя трехмерную структуру, которая позволяет материалу вести себя подобно пластику. Это означает, что новый материал гибок, может менять форму и растягиваться, что делает его универсальным и удобным в использовании.
Вторая технология, разработанная Кумаром и его командой, связана с использованием тканей для создания новых материалов. Большое количество текстильных отходов образуется каждый год, и эта технология предлагает способ их переработки. Используя метод непрерывной настройки, ученые создали процесс, который позволяет превратить текстильные отходы в полимерные материалы. Это открывает новые возможности для использования текстильных отходов и сокращения негативного влияния на окружающую среду.
Инновационные технологии, разработанные Чаллой Кумаром и его командой, представляют собой значительный прорыв в борьбе с пластиковыми и текстильными отходами. Эти материалы отличаются экологической чистотой, гибкостью и прочностью, что делает их идеальными альтернативами для традиционных материалов. Подача предварительных патентов на эти технологии свидетельствует о серьезном намерении команды Кумара внести практический вклад в решение проблемы отходов. Надеемся, что эти инновации найдут широкое применение и помогут снизить негативное воздействие человечества на окружающую среду.
=======================
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
Оптический логический вентиль из графена
Исследования в области сетевых вычислений с использованием искусственного интеллекта (ИИ) продолжают привлекать внимание ученых и инженеров по всему миру. В последние годы был достигнут значительный прогресс, но ограничения логических элементов в обычных компьютерных чипах по-прежнему сдерживают развитие этой области. Однако, новое исследование, проведенное группой под руководством Айджина Чжу из Университета электронных технологий Гуйлиня в Китае, представляет обещающую перспективу.
Оптический логический вентиль на основе графена, разработанный этой командой, может решить многие из проблем, с которыми сталкиваются сетевые вычисления. Этот новый дизайн может привести к созданию компьютерных чипов нового поколения, которые потребляют меньше энергии, обеспечивая при этом более высокую скорость и эффективность вычислений. Это открывает двери для использования ИИ в компьютерных сетях для автоматизации задач и улучшения процесса принятия решений, что в свою очередь приведет к повышению производительности, безопасности и функциональности.
Одно из главных преимуществ оптических микрочипов заключается в том, что они используют свет вместо электрического тока для обмена сигналами. Однако существующие конструкции имеют свои недостатки, такие как громоздкость, нестабильность и уязвимость к потере информации. В статье команда Чжу представила альтернативу, основанную на графене, которая может решить эти проблемы.
Их дизайн включает графеновые наноленты Y-образной формы, прикрепленные поверх слоя изоляции. Эта конструкция идеальна для размещения плазмонных волн - коллективных колебаний электронов, возникающих на границе раздела графена и изолирующей среды. Плазмонные волны могут быть запущены световыми волнами во входящих оптических сигналах и генерировать исходящие сигналы после обработки информации логическим вентилем. Благодаря тому, что длины волн поверхностных плазмонов короче, чем у оптических световых волн, исследователи показывают, что их установка может стать гораздо более компактной по сравнению с предыдущими конструкциями оптических логических вентилей.
Оптический логический вентиль на основе графена также может быть включен и выключен с помощью внешнего напряжения, которое управляет уровнями энергии электронов в графене. Это предоставляет дополнительную гибкость и контроль над функционированием устройства.
В целом, исследование команды Чжу представляет обнадеживающий прогресс в области оптических вычислений и сетевых вычислений с использованием ИИ. Этот новый дизайн на основе графена может привести к разработке более эффективных и мощных компьютерных чипов, которые будут играть важную роль в развитии ИИ и автоматизации задач в будущем.
Источник:
Айджун Чжу и др., Сверхкомпактный и высокостабильный оптический численный компаратор на основе графеновых нанолент Y-образной формы (Aijun Zhu et al, An ultra-compact and highly stable optical numerical comparator based on Y-shaped graphene nanoribbons), The European Physical Journal D (2023). DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00748-9
=======================
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!
Исследования в области сетевых вычислений с использованием искусственного интеллекта (ИИ) продолжают привлекать внимание ученых и инженеров по всему миру. В последние годы был достигнут значительный прогресс, но ограничения логических элементов в обычных компьютерных чипах по-прежнему сдерживают развитие этой области. Однако, новое исследование, проведенное группой под руководством Айджина Чжу из Университета электронных технологий Гуйлиня в Китае, представляет обещающую перспективу.
Оптический логический вентиль на основе графена, разработанный этой командой, может решить многие из проблем, с которыми сталкиваются сетевые вычисления. Этот новый дизайн может привести к созданию компьютерных чипов нового поколения, которые потребляют меньше энергии, обеспечивая при этом более высокую скорость и эффективность вычислений. Это открывает двери для использования ИИ в компьютерных сетях для автоматизации задач и улучшения процесса принятия решений, что в свою очередь приведет к повышению производительности, безопасности и функциональности.
Одно из главных преимуществ оптических микрочипов заключается в том, что они используют свет вместо электрического тока для обмена сигналами. Однако существующие конструкции имеют свои недостатки, такие как громоздкость, нестабильность и уязвимость к потере информации. В статье команда Чжу представила альтернативу, основанную на графене, которая может решить эти проблемы.
Их дизайн включает графеновые наноленты Y-образной формы, прикрепленные поверх слоя изоляции. Эта конструкция идеальна для размещения плазмонных волн - коллективных колебаний электронов, возникающих на границе раздела графена и изолирующей среды. Плазмонные волны могут быть запущены световыми волнами во входящих оптических сигналах и генерировать исходящие сигналы после обработки информации логическим вентилем. Благодаря тому, что длины волн поверхностных плазмонов короче, чем у оптических световых волн, исследователи показывают, что их установка может стать гораздо более компактной по сравнению с предыдущими конструкциями оптических логических вентилей.
Оптический логический вентиль на основе графена также может быть включен и выключен с помощью внешнего напряжения, которое управляет уровнями энергии электронов в графене. Это предоставляет дополнительную гибкость и контроль над функционированием устройства.
В целом, исследование команды Чжу представляет обнадеживающий прогресс в области оптических вычислений и сетевых вычислений с использованием ИИ. Этот новый дизайн на основе графена может привести к разработке более эффективных и мощных компьютерных чипов, которые будут играть важную роль в развитии ИИ и автоматизации задач в будущем.
Источник:
Айджун Чжу и др., Сверхкомпактный и высокостабильный оптический численный компаратор на основе графеновых нанолент Y-образной формы (Aijun Zhu et al, An ultra-compact and highly stable optical numerical comparator based on Y-shaped graphene nanoribbons), The European Physical Journal D (2023). DOI: 10.1140/epjd/s10053-023-00748-9
=======================
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
Прогресс в области нейтронной защиты достигнут!
Исследовательская группа под руководством профессора Сун-Ён Квона из Высшей школы полупроводниковых материалов и приборостроения и факультета материаловедения и инженерии UNIST разработала инновационную нейтронную защитную пленку, которая обладает потенциалом революционизировать индустрию нейтронной защиты.
Эта защитная пленка, названная MXene-Carbide, предлагает экономически эффективное решение, применимое к широкому спектру поверхностей материалов. Она не только легкая и гибкая, но также может быть легко нанесена на различные поверхности, подобно процессу рисования.
Нейтроны, которые играют важную роль в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности, могут представлять опасность при утечке. Взаимодействие нейтронов с другими атомами может вызывать неожиданные явления в электронных устройствах и организмах.
Исследовательская группа разработала метод синтеза MXenes, двумерного наноматериала, и родительских фаз MAX. Они также разработали способ разделения карбида бора на мелкие кусочки, которые способны поглощать нейтроны, и поместили их между верхнечелюстными слоями.
В результате этого прорыва была создана гибкая и легкая пленка большой площади. Кроме того, исследователи разработали технику окраски, которая позволяет наносить разработанную смесь на различные поверхности.
Соавтор исследования, Джу Хён Хан, отметил, что контролируя свойства MXene и карбида бора, они смогли улучшить стабильность раствора смеси двух материалов. В результате был создан легкий и гибкий щит с использованием стабилизированной смеси MXene-бора.
Этот прорыв в области нейтронной защиты представляет собой значительный шаг вперед в обеспечении безопасности в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности. Благодаря этой инновационной защитной пленке, наши возможности по защите от нейтронов значительно расширяются, открывая новые горизонты для применения этой технологии в различных отраслях.
Источник:
Джу-Хёнг Хан и др., Прочные двумерные многослойные гибридные пленки MXene-матрица-карбид бора для защиты от нейтронного излучения (Ju-Hyoung Han et al, Robust 2D layered MXene matrix–boron carbide hybrid films for neutron radiation shielding), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42670-z
=======================
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!
Исследовательская группа под руководством профессора Сун-Ён Квона из Высшей школы полупроводниковых материалов и приборостроения и факультета материаловедения и инженерии UNIST разработала инновационную нейтронную защитную пленку, которая обладает потенциалом революционизировать индустрию нейтронной защиты.
Эта защитная пленка, названная MXene-Carbide, предлагает экономически эффективное решение, применимое к широкому спектру поверхностей материалов. Она не только легкая и гибкая, но также может быть легко нанесена на различные поверхности, подобно процессу рисования.
Нейтроны, которые играют важную роль в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности, могут представлять опасность при утечке. Взаимодействие нейтронов с другими атомами может вызывать неожиданные явления в электронных устройствах и организмах.
Исследовательская группа разработала метод синтеза MXenes, двумерного наноматериала, и родительских фаз MAX. Они также разработали способ разделения карбида бора на мелкие кусочки, которые способны поглощать нейтроны, и поместили их между верхнечелюстными слоями.
В результате этого прорыва была создана гибкая и легкая пленка большой площади. Кроме того, исследователи разработали технику окраски, которая позволяет наносить разработанную смесь на различные поверхности.
Соавтор исследования, Джу Хён Хан, отметил, что контролируя свойства MXene и карбида бора, они смогли улучшить стабильность раствора смеси двух материалов. В результате был создан легкий и гибкий щит с использованием стабилизированной смеси MXene-бора.
Этот прорыв в области нейтронной защиты представляет собой значительный шаг вперед в обеспечении безопасности в ядерной энергетике, медицинском оборудовании и аэрокосмической промышленности. Благодаря этой инновационной защитной пленке, наши возможности по защите от нейтронов значительно расширяются, открывая новые горизонты для применения этой технологии в различных отраслях.
Источник:
Джу-Хёнг Хан и др., Прочные двумерные многослойные гибридные пленки MXene-матрица-карбид бора для защиты от нейтронного излучения (Ju-Hyoung Han et al, Robust 2D layered MXene matrix–boron carbide hybrid films for neutron radiation shielding), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42670-z
=======================
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
Прогресс в разработке микросенсоров
Исследователи из Бингемтонского университета и Северо-Восточного университета провели интересное исследование, которое может привести к улучшению крошечных датчиков, используемых в различных устройствах, включая мобильные телефоны, умные часы и биомедицинские устройства. Их работа была опубликована в журнале Small и представляет новую конструкцию микроэлектромеханических систем (МЭМС), которые являются микроскопическими устройствами с движущимися частями, изготавливаемыми с использованием технологий электроники.
Профессор Шахрзад "Шерри" Тауфигян, преподаватель факультета машиностроения Колледжа инженерии и прикладных наук Томаса Дж. Уотсона, вместе с доктором философии Мохаммадом Мусави и Мохаммадом Альзгулом, студентами Беньямина Даваджи, доцента Северо-Восточного университета, работали над этим проектом. За последние годы они разработали устройства площадью 1 квадратный миллиметр, использующие трибоэлектричество, чтобы собирать энергию от трения между двумя микроповерхностями и выдавать сигнал при получении удара.
В текущем исследовании они создали акселерометр МЭМС, который изначально был плоским с четырьмя пружинами по бокам. Это устройство можно представить как подвешенную пластину, которая будет двигаться относительно другой пластины, если ее основание поместить на что-то движущееся. Трение между верхней и нижней пластинами преобразуется в заряды на поверхностях, что позволяет акселерометру работать автономно.
Однако одна партия МЭМС, изготовленная с использованием передовых технологий микропроизводства в наномасштабном комплексе Корнеллского университета, оказалась неправильной. Вместо плоских поверхностей, эти устройства имели куполообразную форму и две сломанные пружины. Это привело к недостаточной производительности и ненадежности.
Исследователи продолжают работать над улучшением производительности и надежности устройств МЭМС. Их целью является создание более эффективных и точных датчиков, которые могут быть использованы в широком спектре приложений, включая мобильные устройства, биомедицинские технологии и другие повседневные устройства. Эти улучшения могут привести к более точному измерению ускорения, вибрации и других параметров, что в свою очередь поможет улучшить функциональность и эффективность многих устройств, с которыми мы взаимодействуем ежедневно.
Источник:
Мохаммад Мусави и др., Событийно-управляемые MEMS-датчики движения с высоким соотношением сигнал/шум (Mohammad Mousavi et al, High Signal‐to‐Noise Ratio Event‐Driven MEMS Motion Sensing), Small (2023). DOI: 10.1002/sml.202304591
=======================
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!
Исследователи из Бингемтонского университета и Северо-Восточного университета провели интересное исследование, которое может привести к улучшению крошечных датчиков, используемых в различных устройствах, включая мобильные телефоны, умные часы и биомедицинские устройства. Их работа была опубликована в журнале Small и представляет новую конструкцию микроэлектромеханических систем (МЭМС), которые являются микроскопическими устройствами с движущимися частями, изготавливаемыми с использованием технологий электроники.
Профессор Шахрзад "Шерри" Тауфигян, преподаватель факультета машиностроения Колледжа инженерии и прикладных наук Томаса Дж. Уотсона, вместе с доктором философии Мохаммадом Мусави и Мохаммадом Альзгулом, студентами Беньямина Даваджи, доцента Северо-Восточного университета, работали над этим проектом. За последние годы они разработали устройства площадью 1 квадратный миллиметр, использующие трибоэлектричество, чтобы собирать энергию от трения между двумя микроповерхностями и выдавать сигнал при получении удара.
В текущем исследовании они создали акселерометр МЭМС, который изначально был плоским с четырьмя пружинами по бокам. Это устройство можно представить как подвешенную пластину, которая будет двигаться относительно другой пластины, если ее основание поместить на что-то движущееся. Трение между верхней и нижней пластинами преобразуется в заряды на поверхностях, что позволяет акселерометру работать автономно.
Однако одна партия МЭМС, изготовленная с использованием передовых технологий микропроизводства в наномасштабном комплексе Корнеллского университета, оказалась неправильной. Вместо плоских поверхностей, эти устройства имели куполообразную форму и две сломанные пружины. Это привело к недостаточной производительности и ненадежности.
Исследователи продолжают работать над улучшением производительности и надежности устройств МЭМС. Их целью является создание более эффективных и точных датчиков, которые могут быть использованы в широком спектре приложений, включая мобильные устройства, биомедицинские технологии и другие повседневные устройства. Эти улучшения могут привести к более точному измерению ускорения, вибрации и других параметров, что в свою очередь поможет улучшить функциональность и эффективность многих устройств, с которыми мы взаимодействуем ежедневно.
Источник:
Мохаммад Мусави и др., Событийно-управляемые MEMS-датчики движения с высоким соотношением сигнал/шум (Mohammad Mousavi et al, High Signal‐to‐Noise Ratio Event‐Driven MEMS Motion Sensing), Small (2023). DOI: 10.1002/sml.202304591
=======================
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
Новый инструмент моделирования обработки зубчатых колес
Зубчатые передачи являются неотъемлемыми компонентами многих инженерных систем, от автомобилей до робототехники. Они играют важную роль в обеспечении передачи механической энергии и движения между различными частями машин. Обычно, для изготовления зубчатых колес применяется механическая обработка, которая является наиболее распространенным методом в промышленности.
Однако, процесс зубонарезания требует тщательной настройки различных параметров, таких как скорость резания и толщина удаления материала за проход. Для достижения оптимальных результатов, операторы и инженеры часто полагаются на метод проб и ошибок или свой предыдущий опыт. Но это занимает время и может быть затратным процессом.
В свете этого, исследователи из Лаборатории точного управления инженерного факультета Университета Ватерлоо разработали новое программное обеспечение под названием ShapePro. Оно представляет собой инновационное решение для моделирования и оптимизации процесса нарезания зубьев, что позволяет сэкономить время и снизить затраты для крупных и средних производств.
ShapePro имитирует процесс зуборезки и прогнозирует сложную геометрию стружки и механику резания. Оно обеспечивает точный анализ, а также автоматическую или ручную оптимизацию параметров обработки зубьев. Программное обеспечение позволяет моделировать процессы обработки зубьев в трех основных методах: формовании, зубофрезеровании и механической заточке.
Одной из важных особенностей ShapePro является его способность повышать производительность. Благодаря прогнозам, которые оно предоставляет, производители могут более эффективно планировать и оптимизировать процессы обработки зубьев. Это позволяет сократить время и затраты, а также повысить качество и точность изготовления зубчатых колес.
Проект ShapePro получил дополнительный импульс, когда местная компания Ontario Drive and Gear, специализирующаяся на производстве зубчатых колес и внедорожников, обратилась к университету с просьбой разработать новый процесс нарезания зубьев. Команда исследователей разработала базовый механизм моделирования, который позволяет имитировать геометрию и физику режущих шестерен.
=======================
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!
Зубчатые передачи являются неотъемлемыми компонентами многих инженерных систем, от автомобилей до робототехники. Они играют важную роль в обеспечении передачи механической энергии и движения между различными частями машин. Обычно, для изготовления зубчатых колес применяется механическая обработка, которая является наиболее распространенным методом в промышленности.
Однако, процесс зубонарезания требует тщательной настройки различных параметров, таких как скорость резания и толщина удаления материала за проход. Для достижения оптимальных результатов, операторы и инженеры часто полагаются на метод проб и ошибок или свой предыдущий опыт. Но это занимает время и может быть затратным процессом.
В свете этого, исследователи из Лаборатории точного управления инженерного факультета Университета Ватерлоо разработали новое программное обеспечение под названием ShapePro. Оно представляет собой инновационное решение для моделирования и оптимизации процесса нарезания зубьев, что позволяет сэкономить время и снизить затраты для крупных и средних производств.
ShapePro имитирует процесс зуборезки и прогнозирует сложную геометрию стружки и механику резания. Оно обеспечивает точный анализ, а также автоматическую или ручную оптимизацию параметров обработки зубьев. Программное обеспечение позволяет моделировать процессы обработки зубьев в трех основных методах: формовании, зубофрезеровании и механической заточке.
Одной из важных особенностей ShapePro является его способность повышать производительность. Благодаря прогнозам, которые оно предоставляет, производители могут более эффективно планировать и оптимизировать процессы обработки зубьев. Это позволяет сократить время и затраты, а также повысить качество и точность изготовления зубчатых колес.
Проект ShapePro получил дополнительный импульс, когда местная компания Ontario Drive and Gear, специализирующаяся на производстве зубчатых колес и внедорожников, обратилась к университету с просьбой разработать новый процесс нарезания зубьев. Команда исследователей разработала базовый механизм моделирования, который позволяет имитировать геометрию и физику режущих шестерен.
=======================
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
Роботизированная рука для квантовых экспериментов. Спасибо хирургам!
Квантовые исследования играют важную роль в науке и технологиях, и вот эта важность дошла до того, что учёным потребовалось изобрести роботизированную руку. Разработанная исследователями из Лабораторий квантовой инженерии и Бристольской лаборатории робототехники (BRL) Бристольского университета, эта уникальная конструкция руки позволяет проводить квантовые эксперименты с невиданной ранее скоростью, детализацией и сложностью.
Проведение квантовых экспериментов требует особой среды, включающей сверхнизкие температуры, взаимодействие на атомном уровне и точно направленные лазерные лучи. Внедрение роботизированных функций в эти эксперименты позволяет ученым исследовать их с более высокой скоростью, контролем и надежностью.
Доктор Джо Смит, старший научный сотрудник Школы электротехники, электроники и машиностроения Бристольского университета, подчеркнул, что роботизированные руки достаточно зрелы для работы в сложных условиях. Эта технология может улучшить все виды экспериментов по квантовому зондированию и, возможно, привести к их применению в клеточной диагностике и других областях.
Поводом для создания роботизированной руки стала хирургия, где роботы уже успешно применяются благодаря своей высокой точности при перемещении по сложным участкам тела. Доктор Кришна Коимбаторе Балрам, соавтор и доцент кафедры фотонной квантовой инженерии в Бристольском университете, выразил надежду, что эта технология поможет квантовым экспериментам выйти за пределы лабораторий и найти новые полезные применения.
Источник:
Джо А. Смит и др., Роботизированное векторное выравнивание поля для квантовых датчиков на основе спина (Joe A. Smith et al, Robotic Vectorial Field Alignment for Spin‐Based Quantum Sensors), Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202304449.
=======================
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!
Квантовые исследования играют важную роль в науке и технологиях, и вот эта важность дошла до того, что учёным потребовалось изобрести роботизированную руку. Разработанная исследователями из Лабораторий квантовой инженерии и Бристольской лаборатории робототехники (BRL) Бристольского университета, эта уникальная конструкция руки позволяет проводить квантовые эксперименты с невиданной ранее скоростью, детализацией и сложностью.
Проведение квантовых экспериментов требует особой среды, включающей сверхнизкие температуры, взаимодействие на атомном уровне и точно направленные лазерные лучи. Внедрение роботизированных функций в эти эксперименты позволяет ученым исследовать их с более высокой скоростью, контролем и надежностью.
Доктор Джо Смит, старший научный сотрудник Школы электротехники, электроники и машиностроения Бристольского университета, подчеркнул, что роботизированные руки достаточно зрелы для работы в сложных условиях. Эта технология может улучшить все виды экспериментов по квантовому зондированию и, возможно, привести к их применению в клеточной диагностике и других областях.
Поводом для создания роботизированной руки стала хирургия, где роботы уже успешно применяются благодаря своей высокой точности при перемещении по сложным участкам тела. Доктор Кришна Коимбаторе Балрам, соавтор и доцент кафедры фотонной квантовой инженерии в Бристольском университете, выразил надежду, что эта технология поможет квантовым экспериментам выйти за пределы лабораторий и найти новые полезные применения.
Источник:
Джо А. Смит и др., Роботизированное векторное выравнивание поля для квантовых датчиков на основе спина (Joe A. Smith et al, Robotic Vectorial Field Alignment for Spin‐Based Quantum Sensors), Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202304449.
=======================
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