Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей нашего Зоопарка (41%) выбрало ответ Бензойная кислота. И это абсолютно верный ответ, так как на картинке именно кристаллы бензойной кислоты при 40-кратном увеличении.

Бензойную кислоту, а также её соли используют при консервировании пищевых продуктов: бензойная кислота – это пищевая добавка E210.

А счёт нашего противостояния становится:
Зоопарк—Посетители 23:26

Такое красивое жёлто-оранжевое пламя даёт натрий и его соли. А главная из таких солей – это безусловно хлорид натрия или обычная поваренная соль. Для проведения такой демонстрации нужно всего немного соли из солонки, изопропиловый спирт и плоскодонная колба с удлинённым горлом или флорентийская колба. А также не забудем длинную зажигалку.
Если же использовать соли других металлов, то можно получить пламя других цветов.
#химия

В темноте...

Одна из важнейших проблем в современном мире, совсем не отсутствие интернета, а чистая питьевая вода. Именно её отсутствие – каждодневная реальность для более чем двух миллиардов людей во всем мире. Отсутствие чистой воды – это болезни, в том числе и смертельные, такие как брюшной тиф и полиомиелит.

Над решением проблемы чистой воды учёные работают уже давно. И есть результаты, но не всё так безоблачно. Термическое опреснение путем испарения является энергоёмким, а такие технологии, как обратный осмос, имеют ряд недостатков, включая высокое потребление энергии и использование химикатов при очистке и дехлорировании мембран. «Солнечный свет – вот решение всех проблем!» – утверждают учёные из Австралии и Китая.

В новом исследовании показано, что устойчивый источник энергии, такой как солнечный свет, был бы особенно полезен там, где нет доступа к электричеству, необходимому для других методов опреснения.

Используя темноту и видимый свет, исследователи могут заставить особый материал поглощать соль из воды с невероятно высокой скоростью. Хотя солнечный свет является важной частью этого процесса, но главной «звездой» тут является материал, который представляет собой наши старые знакомые – MOFы или Металл-органические каркасные структуры – соединения из ионов металлов и органических мостиков, формирующие причудливые наноструктуры с фантастической пористостью. Общая площадь поверхности MOFов является самой большой на единицу измерения среди всех известных материалов. Например, вся площадь футбольного поля может уместиться в одну чайную ложку этого материала. Именно это и делает его таким эффективным при поглощении соли из воды.

Для увеличения адсорбции соли исследователи добавили в поры MOFа ещё один материал – PSP-MIL-53. Этот материал обладает «эффектом дыхания» и повышает эффективность поглощения. Как это работает и что за материалы на картинке.

Тестирования нового адсорбента в солёной воде показало, что он эффективно поглощает соль из воды. За 20 минут килограмм материала даёт 150 литров чистой воды.

Хотя первоначальное поглощение соли происходит в темноте, но четырехминутное воздействие солнечного света заставляет материал высвобождать собранную соль и снова начинать процесс поглощения. И так можно делать в течение многих циклов.

Так что помни, в темноте не только коты охотятся за забытым пакетом или тапочками, но и трудятся светочувствительные материалы с высокой адсорбционной способностью, регенерирующие под воздействием солнечного света. Чтобы в мире было больше чистой воды.
Инфа отсюда.
#химия #физика

Сегодня ещё раз о вихрях, которые образуются под лопастями вертолёта. Некое продолжение этого поста о физике аэродинамики.

Такие интересные вихри под кромкой винтов образуются за счёт воды, которая конденсируется из газа (пара) в жидкость, а иногда даже замерзает, образуя частицы льда. Это происходит в дни с высокой влажностью.

Вихри воздуха от лопастей вращаются с очень высокой скоростью и являются областями очень низкого давления с крайне малым теплообменом с соседними областями. Поэтому за счёт адиабатического расширения происходит падение температуры (уменьшается число упругих соударений молекул газа друг с другом, поэтому их кинетическая энергия и температура уменьшаются). Если температура опускается ниже точки росы, то происходит конденсация водяного пара, что делает видимым вихри на концах лопастей. При падении температуры ниже локальной точки замерзания, внутри вихрей будут образовываться кристаллы льда.
#физика

Синяя воронка

Голубая огненная воронка настолько поразила американских пироманов, что они определили её структуру.

Огненные торнадо – не только завораживающее зрелище, но это и сложная физика. Как видим на гифке, огненный смерч со временем превращается в вращающееся голубое пламя высотой несколько сантиметров. Цвет пламени указывает на то, что горение происходит без сажи, а значит, такое пламя может быть полезно при очистке разливов нефти или для экологически чистого производства электроэнергии.

Исследователи определили, что синий водоворот состоит из четырех разных типов пламени. В принципе, основных классов пламени всего два: смешанное и диффузионное. В диффузионном пламени топливо и окислитель – обычно кислород – изначально разделены, что ограничивает скорость горения. В предварительно смешанном пламени – они вращаются вместе. Заранее приготовленные смеси для пламени бывают трех разных видов. Они могут иметь либо избыток, либо недостаток топлива по сравнению с окислителем, что называется пламенем обогащенной или обедненной смеси. И стехиометрическое пламя – золотой стандарт с правильным количеством топлива для полного сгорания.

Сравнение компьютерного моделирования с экспериментальными наблюдениями позволило учёным определить структуру синего вихря. Его коническая основа – это пламя обогащённой смеси, увенчанное диффузионным пламенем. По бокам слабое пламя обеднённой смеси, которое выглядит как слабый огонь. Там, где встречаются эти три пламени, образуется стехиометрическое пламя, образующее ярко-синее кольцо.

Так что помни, изучение структуры синего вихря – это не только развлечение, но и попытка выяснить, как масштабировать синий вихрь до больших размеров или создать его, не проходя через опасную стадию огненного торнадо.
Инфа отсюда.
Статья в полном доступе тут.
#физика

Уже не раз видели кристаллизацию, но разве можно себе отказать в удовольствии понаблюдать, как растут кристаллы серебра на цинке?!

На гифке таймлапс вытеснения цинком серебра из раствора соли серебра AgNO₃. Так как цинк более активный металл, чем серебро – он находится в ряду напряжений левее (помните этот ряд висел над доской в любом химическом кабинете), – то цинк может вытеснять серебро из его соли. Но наоборот происходить не может. Поэтому мы и наблюдаем появление белых кристаллов серебра на тёмно-сером цинке.
#химия

Подведём итоги вчерашней загадки. Большинство Посетителей нашего Зоопарка (60%) выбрало ответ Сульфид свинца. И это правильный ответ, так как на картинке была сканирующая электронная микроскопия наноструктуры сульфида свинца.

И счёт нашего противостояния теперь:
Зоопарк—Посетители 23:27

При получении сверхпроводников из нитратов иттрия, бария и меди в какой-то момент в смеси образуются нитрат и цитрат аммония, которые разлагаются с выделением таких газов, как кислород, азот и углекислый газ. Эти газы «вспенивают» образовавшуюся смесь из оксидов иттрия, бария и меди. В результате получаем выползающую из чашки Петри чёрно-серую пену из оксидов. И да, температура такая высокая, что стекло не выдержало и лопнуло.

Подробности получения сверхпроводников можно посмотреть в отличном видео от
NileRed тут.
#химия

Больше 100

Учёные из Университета Аалто в Финляндии разработали кремниевый фотодетектор, эффективность которого превышает 130%.

Мы привыкли, что 100% – это максимум возможного. Хорошо, когда телефон заряжен на 100% или заказчик расплатился на 100%. И что может быть лучше 100%? «Только 130%!» – утверждают финские нанисты.

Внешний квантовый выход устройства составляет 100%, когда один входящий фотон генерирует один электрон для внешней цепи. Эффективность 130% означает, что один входящий фотон генерирует примерно 1,3 электрона.

Исследователи выяснили, что причиной исключительно высокой внешней квантовой эффективности является процесс умножения носителей заряда внутри кремниевых наноструктур, который запускается фотонами с высокой энергией. Это явление не наблюдалось ранее в реальных устройствах, поскольку наличие электрических и оптических потерь уменьшало количество генерируемых электронов.

Рекордно высокая производительность электронов достигается при использовании наноструктурированного кремниевого фотодиода, поверхность которого мы видим на картинке. Именно ударная ионизация на таких наноконусах кремния и позволяет получать из одного фотона 1,3 электрона при облучении фотодетектора ультрафиолетовым светом.

На практике это означает, что производительность любого устройства, использующего поглощение света, например, в автомобилях, мобильных телефонах, умных часах и медицинских устройствах, может быть значительно улучшена.

Так что помни, когда в следующий раз ты скажешь: «Я готов на 100%», то вспомни про УФ-датчики, которые могут работать с квантовой эффективностью 130%.
Инфа отсюда.
Полную статью можно скачать тут.
#физика

Для создания таких дымовых завес на флоте используется хлорид титана (IV) TiCl₄. При контакте с влажным воздухом хлорид титана легко гидролизуется (то есть разлагается водой), в результате чего образуется плотный белый дым, состоящий из капель соляной кислоты HCl и частиц оксихлорида титана TiOCl₂:
TiCl₄ + H₂O = TiOCl₂ + 2HCl.
Дальнейший гидролиз TiOCl₂ приводит к образования устойчивого и неопасного оксида TiO₂, который используется в качестве белого пигмента в красках.
#химия

Проспиртованный

Американские учёные создали микроробота, который может самостоятельно ползать благодаря микромышцам, работающим на метаноле.

Главная проблема при создании микророботов – это подвод энергии. Поэтому подавляющее большинство микророботов приводится в движение механизмами с электрическим приводом. Из-за низкой удельной энергии батарей в небольших масштабах (ниже 1,8 мегаджоулей на килограмм), почти все мобильные роботы остаются привязанными к внешним источникам питания через кабели или электромагнитные поля.

Но новый микроробот от учёных из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе не такой. Он несет жидкое топливо самостоятельно – внутри своего тела. И это топливо – метиловый спирт! И называется он Робожук.

Чтобы метанол привёл в движение Робожука, исследователи покрыли проволоку из никель-титанового сплава платиной. Метанол выделяет тепло, окисляясь кислородом на платиновом катализаторе, а никель-титановый сплав при нагревании сжимается, как мышца, и расширяется при остывании. Изменяя доступ топлива в систему, Робожук меняет температуру, и заставляет микромышцы сокращаться и удлиняться. Именно такое поведение микромышц заставляет передние лапы робота перемещаться, как мы видим на гифке.

Робот весит всего 88 миллиграмм и длиной 15 миллиметров, но может двигаться и по наклонным плоскостям, и перетаскивать вес больше своего в 2,6 раза.

Так что помни, Робожук пока очень медленный и им нельзя управлять. Но робоинженеры уже работают над созданием более быстрой и маневренной конструкции, которая будет даже… летать! Ждём Робобабочек.
Инфа отсюда.
Для желающих углубиться статья в открытом доступе здесь.
#техно

Казалось бы, какая связь между мыльными пузырями и металлами? Очень даже прямая. Если вы получите мыльные пузыри одинакового размера, то сможете наблюдать, как они укладываются в гексагональную решётку, которая является аналогом кристаллической структуры некоторых металлов.

Действительно, каждый пузырёк в такой гексагональной укладке – это как атом металла в кристаллической решётке. И тут отлично видно, что если пузырьков где-то не хватает, то образуются пустые места в решётке, и она становится неоднородной. Такие пустоты или дефекты в кристаллической решётке называются дислокациями. Можно наблюдать, как такие дислокации путешествуют по всему плоту пузырьков.
#физика