Гексафторид серы SF₆ – бесцветный, нетоксичный и негорючий газ. Также его называют элегаз – то есть электрический газ – за его высокие электроизолирующие и дугогасящие свойства, а также высокое напряжение пробоя.

Гексафторид серы в пять раз тяжелее воздуха, поэтому вытесняет его, и свечки, что и наблюдаем на гифке, тухнут.

Кроме этого, высокая плотность газа приводит к тому, что при его вдыхании голос становится низким и грубым. То есть эффект обратный тому, который возникает при вдыхании гелия, когда голос становится тонким и писклявым.
#химия

Натрий вместо лития

Жизнь современного человека уже невозможно представить без гаджетов. И не важно, постите вы свои фоточки в инсту из автозака, играете в PUBG на занятиях или стримите как ваш кот дрыхнет и мявкает, но нашим электронным друзьям нужна энергия. А берут они её из литий-ионных батарей. Но есть одна беда – лития в нашем мире было и так немного, а постоянно растущее количество телефонов, ноутбуков и электромобилей требует всё больше и больше первого из щелочных металлов. Вот если бы его заменить на какой-нибудь более распространённый, а значит и более дешёвый металл?

«Натрий! Вот отличная замена литию,» – утверждают исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL).

Попытки заменить литий более дешёвым натрием предпринимались не раз, но натрий-ионные батареи не могут накапливать столько энергии, как литиевые батареи, и у них есть проблемы с перезарядкой. Ключевой проблемой для материалов с натрием является то, что слой кристаллов натрия накапливается на поверхности катода, останавливая поток ионов натрия и, следовательно, убивая батарею.

Все эти проблемы решила группа американских учёных (довольная физиономия первого автора исследования на фотке), создав слоистый металлоксидный катод (на основе смешанного оксида NaNi₀.₄₅Mn₀.₅ Ti₀.₀₅O₂) и жидкий электролит, представляющий собой раствор с дополнительными ионами натрия, который лучше взаимодействовал с катодом. Такая конструкция катода и состав электролита позволяют ионам натрия беспрепятственно перемещаться, предотвращая накопление неактивных кристаллов на поверхности и обеспечивая непрерывную выработку электроэнергии.

Испытания такой батареи показали, что она способна обеспечить ёмкость аналогичную некоторым ионно-литиевым батареям, и может успешно перезаряжаться, сохраняя более 80% заряда после 1000 циклов.

Так что помни, возможно, в прекрасном нанобудущем, батарейки будут такие же дешёвые, как и пачка соли в ближайшем магазине, а значит и наши гаджеты тоже подешевеют. Скорее бы.
Инфа отсюда.
Статью можно скачать по ссылке.
#химия #физика

Магнетизм – наша любимая физическая магия. И сегодня ферромагнитное взаимодействие: богатые железом гвозди на время становятся магнитами в присутствии магнитного поля от большого неодимового супермагнита.

Дисковый магнит из неодима установлен так, что его северный полюс направлен вверх, поэтому острый конец каждого гвоздя становится южным полюсом, а шляпка каждого – северным полюсом. Пронизываемые временными индуцированными полями гвозди будут пытаться выровняться в поле неодимового магнита, подобно стрелкам компаса, и будут взаимодействовать друг с другом таким интересным образом.

Именно то, что гвозди сами стали магнитиками, заставляет их отталкиваться друг от друга, а затем можно поднять их один за одним, когда они притягиваются разноимёнными полюсами.
#физика

Одна хорошо, а две лучше!

Продолжая тему электроснабжения, начатую ранее, нельзя не обратиться к солнечной энергетике, которая известна довольно давно, и, вроде, должна была вытеснить все остальные способы получения электроэнергии, но всё пока никак. И вот ещё одна попытка сделать солнечную энергию дешевле и конкурентноспособнее.

Задача любой солнечной панели – поглощать как можно больше солнечной энергии. В настоящее время солнечные панели по всему миру преимущественно устанавливаются с фиксированной ориентацией и могут поглощать свет только с одной стороны.

Существуют два типа солнечных панелей. Одноосевые трекеры (с одной осью вращения), панели которых следуют за солнцем в течение дня, поворачиваясь с востока на запад. И двухосевые трекеры, которые, кроме этого, следят за солнцем в течение года, меняя положение в зависимости от сезона, потому что высота солнца летом выше, а зимой ниже.

Учёные из Национального университета Сингапура проанализировали метеорологические данные NASA и оценили общую энергию, генерируемую различными типами установок солнечных батарей. В результате команда исследователей пришла к выводу, что двухсторонние панели будут производить на 35% больше энергии в сочетании с одноосными трекерами и на 40% больше в сочетании с двухосными трекерами.

По словам учёных преимущество использования двухсторонних солнечных батарей состоит в том, что они также могут поглощать энергию, которая отражается от земли на задней стороне солнечной панели.

Хотя установка двухсторонних панелей очевидно дороже, однако повышенная производительность таких панелей позволит снизить среднюю стоимость электроэнергии на 16%.

Так что помни, возможно, что скоро и у нас солнечная энергетика будет развиваться. Главное, чтобы было кому с этих панелей грязь отскребать летом, а зимой их откапывать из сугробов и снег сметать. А то не взлетит.
Инфа отсюда.
#техно

Раз праздничная пятница, то почему бы не попраздновать с химиками и пивом?! Хотя бы чисто для эстетики.

Как-то мы уже пытались «варить» пиво, а вот и ещё одна попытка получения «пива» химически. Но сегодня нам потребуются нитрат свинца Pb(NO₃)₂, щёлочь NaOH и пероксид водорода H₂O₂ . Смесь этих реактивов позволяет порадовать глаз любителей свежего пива в жаркую летнюю пятницу.

И, безусловно, не намекаю, а утверждаю, что пить такое нельзя, так как в результате реакции образуется ядовитый оксид свинца (IV) PbO₂, да и другие реактивы не сильно полезны для нашего здоровья:
Pb(NO₃)₂ + 2NaOH + H₂O₂ → PbO₂ + 2H₂O + 2NaNO₃.

P.S. И, конечно, всех празднующих - с праздником!
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей (44%) выбрало ответ Перо. Но это неправильный ответ, так как на картинке кристаллы голубого пентагидрата CuSO₄·5H₂O или медного купороса. Съёмка в поляризованном свете и с 200-кратным увеличением.

И счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 18:22

Наступило лето, и пока робко, но люди начинают тянуться к пляжам и песку. Вот и на гифке можно наблюдать, как вода закипает на песке, который остался таким горячим даже после того, как костёр с него убрали. Песок хорошо сохраняет тепло, и, как видим, он совсем не выглядит раскалённым. Поэтому легко получить ожог ног, даже спустя время после того, как костёр затух. Всегда хорошо заливайте водой костёр и песок вокруг него.

Ещё один интересный факт: в средневековье при защите замков и крепостей нередко использовали вместо кипящего масла горячий песок, который был несравненно дешевле, а ослеплял ничуть не хуже.
#физика

Пятый элемент

То, что вещество может быть жидким, твёрдым и газообразным знают даже в начальной школе. Те – кто продвинулся в изучении физики дальше – слышали о четвёртом агрегатном состоянии – плазме. А мы сегодня поговорим о пятом(!) агрегатном состоянии вещества – конденсате Бозе-Эйнштейна, которое смогли получить на борту Международной космической станции (МКС).

«Лаборатория холодного атома» была запущена на МКС в 2018 году для исследования экзотического состояния вещества, известного как конденсат Бозе-Эйнштейна. Это устройство размером с чемодан (на фотке астронавт Кристина Кох разворачивает этот чемоданчик на МКС) охлаждает атомы рубидия и калия в вакуумной камере, используя луч лазера для замедления их движения. Образовавшееся облако атомов удерживается магнитными полями и охлаждается почти до абсолютного нуля -273°С, образуя бозе-эйнштейновский конденсат.

Это сверххолодное состояние вещества было теоретически предсказано Альбертом Эйнштейном на основе работ Шатьендраната Бозе в 1925 году, как пятое состояние вещества. По сути конденсат Бозе-Эйнштейна – это переохлажденный газ, который ведёт себя не как газ, состоящий из отдельных атомов или частицы, а скорее, как единое целое в одном квантовом состоянии.

Впервые конденсат Бозе-Эйнштейна был получен на Земле в 1995 году, но его образованию и изучению мешает гравитация, которая за доли секунды разрушает образовавшиеся облака. На МКС микрогравитация позволяет сохранять их стабильными в течение нескольких секунд, что позволяет изучать их более подробно.

Первые результаты с МКС показывают, что бозе-эйнштейновский конденсат ведёт себя по-разному. Учёные обнаружили, что около половины атомов образуют галообразное облако вокруг основной части конденсата. На земле эти атомы просто упали бы под действием силы тяжести, но в условиях микрогравитации МКС облако осталось подвешенным.

В ближайшем будущем исследователи надеются провести наблюдения столкновения атомов на квантовом уровне и изучить гравитационные волны, отслеживая нарушения в движении атомов.

Так что помни, зная три агрегатных состояния вещества – можно производить впечатление на школьниц и учащихся ПТУ; зная, что такое плазма – на студенток с гуманитарных факультетов; а знание про конденсат Бозе-Эйнштейна сделает тебе популярным среди первокурсниц не только технических специальностей, но даже и физфака.
Инфа отсюда.
#физика

Перманганат калия KMnO₄ и серная кислота H₂SO₄ против бумаги! Хотя… это не совсем так.

В начале к кристаллическому перманганату калия или просто марганцовке добавляем концентрированную серную кислоту, чтобы получить оксид семивалентного марганца Mn₂O₇:
2KMnO₄ + H₂SO₄ = Mn₂O₇ + 2KHSO₄ + H₂O.
А вот полученный оксид семивалентного марганца – очень сильный окислитель и крайне неустойчив при комнатной температуре. Реакция разложения оксида протекает очень бурно и может быть инициирована ударом по оксиду или воздействием окисляемых органических соединений. В нашем случае это бумага, которая, по сути, является органическим веществом целлюлозой. При разложении Mn₂O₇ образуются оксид марганца (IV) MnO₂ и кислород O₂. Кроме этого выделяется озон.
#химия

Бэтмен и Робин

Завсегдатаи нашего Зоопарка, полистав ленту последних научных новостей, могут прийти в ужас: «Куда подевался суперматериал графен? Где новые чудеса?» Спокойно, есть у меня и про нашего любимца новости. Причём, как настоящий супергерой, графен не просто демонстрирует силу и мощь, а спасает мир, преобразуя парниковый углекислый газ в топливо, используя энергию солнечного света.

Растения превращают углекислый газ и воду в кислород и высокоэнергетические сахара, которые они используют в качестве «топлива» для собственного роста. Для этого процесса, называемого фотосинтезом, они используют энергию солнечного света. Вот графенолюбы из Линчёпингского университета в Швеции попытались имитировать этот процесс улавливания углекислого газа из воздуха и превращения его в химические топлива, такие как метан, этанол и метанол.

И кто же пришёл на помощь шведским любителям чистого воздуха? Конечно, он. Бэтмен наномира – Графен!

Графен состоит из одного слоя атомов углерода и является одним из самых тонких материалов. Он эластичный, гибкий, прозрачный для солнечного света и хорошо проводит электричество. Эта комбинация свойств обеспечивает возможность использования графена в таких областях, как электроника и биомедицина. Но один в поле не воин, и одного графена мало для преобразования солнечной энергии во что-то хорошее. Поэтому учёные из Швеции объединили графен с полупроводниковым кубическим карбидом кремния (именно этот помощник графена у нас на картинке). Когда карбид кремния нагревается, кремний испаряется, в то время как атомы углерода остаются и восстанавливаются в виде графенового слоя на поверхности карбида. Таким образом исследователи смогли получить до четырёх слоёв графена друг на друге. Так и получили новый фотоэлектрод из кубического карбида кремния с графеном на поверхности.

Разработанный исследователями фотоэлектрод можно комбинировать с катодами из различных металлов, таких как медь, цинк или висмут. Именно подбор металлического катода в пару к новому фотоэлектроду позволяет получать различные химические соединения, такие как метан, монооксид углерода или муравьиную кислоту из диоксида углерода и воды. И всё это с использованием солнечной энергии.

Так что помни, даже супергероям нужны помощники. И если у Бэтмена есть Робин, у Киркорова – Басков, а у графена есть кубический карбид кремния для преобразования солнечной энергии и углекислого газа в полезные соединения.
Инфа отсюда.
#нано #техно #химия #физика

Доска Гальтона – это устройство, созданное для демонстрации центральной предельной теоремы. В частности, что при достаточном размере выборки биномиальное распределение приближается к нормальному распределению или распределению Гаусса.

Доска Гальтона представляет собой вертикальную доску с чередующимися рядами колышков. Бусинки, падающие сверху, случайным образом отскакивают от этих колышков влево или вправо, когда ударяются о них. В итоге они собираются внизу, где столбики из бусинок формируют кривую в виде колокола. Такой вид кривой и называется нормальным распределением или распределением Гаусса.
#математика

Подведём итоги вчерашней видео-загадки. Большинство посетителей нашего Зоопарка (46%) выбрало ответ Паутина. И это неверный ответ, так как на гифке углеродные нанотрубки, которые вытягиваются в нить. Полёты таких нанотрубок в нашем давнем посте. А подробности съёмки процесса вытягивания нанотрубок в аэрогель под микроскопом можно увидеть тут.

Администрация наносит сокрушительный удар Посетителям, так как только 6% правильно ответили на загадку. А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 19:22