Вода из нанотрубок
И химики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса решили, что старые мембраны их не устраивают, и создали пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки за счёт низкого трения воды о их гладкие внутренние поверхности оказались очень многообещающей структурой для фильтрации воды и удаления солей.
Затем исследователи измерили транспорт воды и хлорид-ионов через нанопористый материал с нанотрубками с диаметром канала 0,8 нм. Схема на картинке: по синей нанотрубке в разрезе весело перемещаются молекулы воды из одного резервуара в другой.
Эксперименты продемонстрировали механизм усиления потока воды и сильного отталкивания ионов хлора через внутренние каналы углеродных нанотрубок. То есть вода проходит хорошо, а соль и примеси – нет.
Таким образом, эффективность пористого материала с углеродными нанотрубками оказалась вполне сравнима с коммерческими мембранами для опреснения воды.
Так что помни, углеродные нанотрубки – это не только аллотропная наномодификация углерода, но и новый фильтр-опреснитель для детей Африки.
Инфа отсюда.
#нано
Пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки, оказался не менее эффективным в удалении соли из воды, чем коммерческие мембраны для опреснения воды.
Мембранные технологии – крайне важны для человеческого существования. И нет лучшего примера, чем очистка воды. При отсутствии пресной воды, именно мембранные фильтры помогут пополнить запасы пресной воды из морской или солёной воды.И химики из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса решили, что старые мембраны их не устраивают, и создали пористый материал, содержащий углеродные нанотрубки. Углеродные нанотрубки за счёт низкого трения воды о их гладкие внутренние поверхности оказались очень многообещающей структурой для фильтрации воды и удаления солей.
Затем исследователи измерили транспорт воды и хлорид-ионов через нанопористый материал с нанотрубками с диаметром канала 0,8 нм. Схема на картинке: по синей нанотрубке в разрезе весело перемещаются молекулы воды из одного резервуара в другой.
Эксперименты продемонстрировали механизм усиления потока воды и сильного отталкивания ионов хлора через внутренние каналы углеродных нанотрубок. То есть вода проходит хорошо, а соль и примеси – нет.
Таким образом, эффективность пористого материала с углеродными нанотрубками оказалась вполне сравнима с коммерческими мембранами для опреснения воды.
Так что помни, углеродные нанотрубки – это не только аллотропная наномодификация углерода, но и новый фильтр-опреснитель для детей Африки.
Инфа отсюда.
#нано
Графеновая халява
Идея сбора энергии из графена является спорной, поскольку она опровергает известное утверждение великого Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движение атомов, известное как броуновское движение, не может выполнять работу. Но физики из США плевала на старые авторитеты. Они утверждают, что смогли обнаружить, как при комнатной температуре тепловое движение графена вызывает в цепи переменный ток, что ранее казалось невозможным.
Физики воспользовались идей 1950-х годов Леона Бриллюэна о том, что добавление к схеме одного диода и одностороннего электрического затвора, является решением для сбора энергии броуновского движения. Основываясь на этом, американцы создали схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный. Когда диоды расположены напротив друг друга, позволяя току течь в обе стороны, они обеспечивают отдельные пути через схему, создавая импульсный постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе.
Важно, что графен, колеблющийся под действием броуновского движения, и схема имеют одинаковую температуру, и тепло между ними не течет. Потому что при разнице в температурах между графеном и схемой в цепи, вся конструкция, производящая энергию, противоречила бы второму закону термодинамики. А тут, по утверждению авторов, второй закон термодинамики не нарушается, и это не демон Максвелла, который разделяет горячие и холодные электроны.
Так что помни, стохастическая термодинамика и расширенная теорию Найквиста могут помочь получить немного энергии на основе графена для небольших устройств или датчиков ну просто из ничего. Конечно, если надеяться на то, что такая батарейка действительно преобразует тепловые колебания графена, а не ловит паразитные токи, то она вряд ли поместится в чемодан, а весить будет, как вагон чугуния. Но, возможно, в прекрасном нанобудущем и проблему масштабирования решат тоже.
Инфа отсюда.
Насладиться полной статьёй можно тут.
#нано #физика
Физики из Университета Арканзаса разработала схему, способную улавливать тепловое движение графена и преобразовывать его в электрический ток.Графен, конечно, удивительный углеродный материал толщиной всего в один атом. И вот учёные из Университета Арканзаса предположили, что отдельный графеновый лист может колебаться и изгибается таким образом, что при этом будет вырабатываться энергия.
Идея сбора энергии из графена является спорной, поскольку она опровергает известное утверждение великого Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движение атомов, известное как броуновское движение, не может выполнять работу. Но физики из США плевала на старые авторитеты. Они утверждают, что смогли обнаружить, как при комнатной температуре тепловое движение графена вызывает в цепи переменный ток, что ранее казалось невозможным.
Физики воспользовались идей 1950-х годов Леона Бриллюэна о том, что добавление к схеме одного диода и одностороннего электрического затвора, является решением для сбора энергии броуновского движения. Основываясь на этом, американцы создали схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в постоянный. Когда диоды расположены напротив друг друга, позволяя току течь в обе стороны, они обеспечивают отдельные пути через схему, создавая импульсный постоянный ток, который выполняет работу на нагрузочном резисторе.
Важно, что графен, колеблющийся под действием броуновского движения, и схема имеют одинаковую температуру, и тепло между ними не течет. Потому что при разнице в температурах между графеном и схемой в цепи, вся конструкция, производящая энергию, противоречила бы второму закону термодинамики. А тут, по утверждению авторов, второй закон термодинамики не нарушается, и это не демон Максвелла, который разделяет горячие и холодные электроны.
Так что помни, стохастическая термодинамика и расширенная теорию Найквиста могут помочь получить немного энергии на основе графена для небольших устройств или датчиков ну просто из ничего. Конечно, если надеяться на то, что такая батарейка действительно преобразует тепловые колебания графена, а не ловит паразитные токи, то она вряд ли поместится в чемодан, а весить будет, как вагон чугуния. Но, возможно, в прекрасном нанобудущем и проблему масштабирования решат тоже.
Инфа отсюда.
Насладиться полной статьёй можно тут.
#нано #физика
Наковырять графен
Изучив различные способы синтеза нанографена, японские графеноманы придумали метод, который позволяет эффективно удалять водород из углеводородов. Для этого им понадобилась оооочень тонкая игла, с помощью которой они смогли отковыривать водород от молекул. И для этих ковыряльных целей отлично подошла иголка или зонд от атомно-силового микроскопа. Этот наноразмерный зонд может не только изучать отдельные атомы, но и манипулировать ими.
С помощью зонда атомно-силового микроскопа исследователи смогли разорвать связи между водородом и углеродом для получения нанографена. На картинке слева молекула с водородом в центре (верхняя часть картинки атомно-силовая микроскопия молекулы, а снизу структурная формула), а справа она же, но уже без водорода, который отковыряли зондом микроскопа.
Так что помни, получение нанографена нынче, как удаление заноз иголкой из пятой точки: не стоит спешить, нужно точно прицелиться и много за день не наковыряешь.
Инфа отсюда.
#нано
Извлекая водород из молекул углеводородов, можно получать отличный нанографен.Наш старый приятель Графен, который представляет собой листы углеродных молекул толщиной в один атом, уже давно должен был произвести революцию в технологиях будущего. Но всё никак. А проблема в сложности его получения. А если нам нужны структурные единицы графена, называемые нанографеном, то их процесс изготовления ещё более сложен, чем получение обычного графена. Нанографен получают путем избирательного удаления атомов водорода из органических молекул, состоящих из углерода и водорода – этот процесс называется дегидрированием.
Изучив различные способы синтеза нанографена, японские графеноманы придумали метод, который позволяет эффективно удалять водород из углеводородов. Для этого им понадобилась оооочень тонкая игла, с помощью которой они смогли отковыривать водород от молекул. И для этих ковыряльных целей отлично подошла иголка или зонд от атомно-силового микроскопа. Этот наноразмерный зонд может не только изучать отдельные атомы, но и манипулировать ими.
С помощью зонда атомно-силового микроскопа исследователи смогли разорвать связи между водородом и углеродом для получения нанографена. На картинке слева молекула с водородом в центре (верхняя часть картинки атомно-силовая микроскопия молекулы, а снизу структурная формула), а справа она же, но уже без водорода, который отковыряли зондом микроскопа.
Так что помни, получение нанографена нынче, как удаление заноз иголкой из пятой точки: не стоит спешить, нужно точно прицелиться и много за день не наковыряешь.
Инфа отсюда.
#нано
Каждый сам за себя
Важным этапом в получении водорода является использование катализаторов. Для химических реакций, в результате которых из жидких носителей образуется водород, наиболее эффективны катализаторы из драгоценных металлов. Однако у этих катализаторов высокая стоимость, малая распространённость и они подвержены загрязнению. А катализаторы из более дешёвых и распространённых металлов обычно менее эффективны и менее стабильны, что ограничивает их активность и практическое применение в производстве водорода.
Но американские исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли сообщают о разработке и синтезе ультрамалых нанокластеров никеля (∼1,5 нм), нанесенных на изобилующие дефектами нанолисты нитрида бора BN, которые обладают превосходной активностью и селективностью дегидрирования метанола. Использование наночастиц, как катализаторов, очень эффективно, так как именно малые размеры позволяют максимально раскрыть каталитические возможности наноматериалов. Но наночастицы имеют склонность к агрегации и слипанию, что сильно снижает их эффективность.
Для борьбы со слипанием американские учёные осаждали нанокластеры никеля на двумерную подложку из бора и азота, в которой были сделаны специальные ямки для наночастиц никеля. Это позволило кластерам никеля не только равномерно распределиться по подложке, но и предотвратить их комкование. В итоге термические и химические свойства такого катализатора значительно улучшаются, а главное, что катализатор может эффективно ускорять реакцию, в результате которой получается водород из жидкого метанола, как показано на схеме на картинке.
Так что помни, если не дать частицам никеля слипаться, то они не только будут красивые и по отдельности, но и смогут заменить дорогие катализаторы из благородных металлов при получении водорода.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Синтезирован новый наноматериал, который эффективно помогает получать водород из спиртов.
Водород – это не только первый и самый лёгкий элемент таблицы Дмитрия нашего Менделеева, но и источник чистой энергии, который позволяет избежать токсичных выбросов. Однако современные технологии получения, хранения и транспортировки водорода пока не сделали его единоличным энергетическим лидером. Вот исследователи и ищут альтернативные методы, которые были бы надёжными, недорогими и простыми. Важным этапом в получении водорода является использование катализаторов. Для химических реакций, в результате которых из жидких носителей образуется водород, наиболее эффективны катализаторы из драгоценных металлов. Однако у этих катализаторов высокая стоимость, малая распространённость и они подвержены загрязнению. А катализаторы из более дешёвых и распространённых металлов обычно менее эффективны и менее стабильны, что ограничивает их активность и практическое применение в производстве водорода.
Но американские исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли сообщают о разработке и синтезе ультрамалых нанокластеров никеля (∼1,5 нм), нанесенных на изобилующие дефектами нанолисты нитрида бора BN, которые обладают превосходной активностью и селективностью дегидрирования метанола. Использование наночастиц, как катализаторов, очень эффективно, так как именно малые размеры позволяют максимально раскрыть каталитические возможности наноматериалов. Но наночастицы имеют склонность к агрегации и слипанию, что сильно снижает их эффективность.
Для борьбы со слипанием американские учёные осаждали нанокластеры никеля на двумерную подложку из бора и азота, в которой были сделаны специальные ямки для наночастиц никеля. Это позволило кластерам никеля не только равномерно распределиться по подложке, но и предотвратить их комкование. В итоге термические и химические свойства такого катализатора значительно улучшаются, а главное, что катализатор может эффективно ускорять реакцию, в результате которой получается водород из жидкого метанола, как показано на схеме на картинке.
Так что помни, если не дать частицам никеля слипаться, то они не только будут красивые и по отдельности, но и смогут заменить дорогие катализаторы из благородных металлов при получении водорода.
Инфа отсюда.
#нано #химия
2020 подошёл к своему завершению, и мы традиционно подводим итоги года подборкой самых самых постов года. В 2020 Телеграм ввёл статистику каналов, поэтому в этом году посты в топ отбирались по принципу – сколько раз ими поделились Посетители нашего Зоопарка. Кроме самых популярных постов по категориям, добавлены и самые понравившиеся Посетителям гифки. В общем, почитать и посмотреть будет что!
#химия
Высокая кухня в Зоопарке
Гиф
#физика
Металлический H₃O
Гиф
#космос
Космические сталкеры
Гиф
#нано
Кружится, вертится…
Гиф
#био
На кончиках пальцев
Гиф
#техно
Кое-что задаром?
Гиф
#медицина
Живая вода
Гиф
#гуманитарка
Кто тут самый умный?
В честь праздников снова открываем доступ и в наш маленький чатик.
И, конечно, хочется поблагодарить всех, кто в течение этого года был с нами в нашем Зоопарке. Отдельно отметим доблестных Патронов Зоопарка с Patreon: Alexey Buzmakov, Sergey, marina mariva и Valeria Donich.
А теперь праздновать! Всех с наступающим Новым годом!
#химия
Высокая кухня в Зоопарке
Гиф
#физика
Металлический H₃O
Гиф
#космос
Космические сталкеры
Гиф
#нано
Кружится, вертится…
Гиф
#био
На кончиках пальцев
Гиф
#техно
Кое-что задаром?
Гиф
#медицина
Живая вода
Гиф
#гуманитарка
Кто тут самый умный?
В честь праздников снова открываем доступ и в наш маленький чатик.
И, конечно, хочется поблагодарить всех, кто в течение этого года был с нами в нашем Зоопарке. Отдельно отметим доблестных Патронов Зоопарка с Patreon: Alexey Buzmakov, Sergey, marina mariva и Valeria Donich.
А теперь праздновать! Всех с наступающим Новым годом!
Каменная или экстра?
Кристаллическое строение имеет множество знакомых нам вещей: снежинки, крупинки соли и даже алмазы. Кристаллы, по сути, это структуры с регулярным и повторяющимся расположением атомов, ионов или молекул. Растут кристаллы из хаотического моря этих частиц. Процесс, перехода из неупорядоченного состояния в упорядоченное, известен как зародышеобразование. И хотя он изучался на протяжении столетий, непосредственно процессы на атомном уровне до сих пор не подтверждались экспериментально.
Конечно, микроскопы придумали давно, но рост кристалла – это динамический процесс, и наблюдения за его развитием так же важны, как и наблюдения его структуры. К счастью, исследователи химического факультета Токийского университета решили эту проблему с помощью метода электронной микроскопии в реальном времени с атомным разрешением или SMART-EM. Этот метод фиксирует детали химических процессов со скоростью 25 кадров в секунду.
Для начала японские исследователи решили изучить рост кристаллов обычной поваренной соли или хлорида натрия NaCl. Для удержания образцов на месте использовали конические углеродные нанотрубки толщиной в атом. На гифке мы можем наблюдать, как в реальном времени на поверхности нанотрубки происходит формирование кристалла хлорида натрия из молекул. Если внимательно всмотреться в гифку, то можно наблюдать удивительное кино – как из хаотического движения молекул NaCl, формируется кристалл соли.
Так что помни, поваренная соль – это не только важная приправа к любимым блюдам, но и отличная возможность изучить простую модель образования кристалла, так как хлорид натрия образуется только одним образом, в отличие от, например, углерода, который может кристаллизоваться разными способами, что может приводить к образованию графита, угля или алмаза.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Учёные научились снимать видео с атомарным разрешением в реальном времени, чтобы наблюдать образование кристаллов.Всем известно, что добыть соль для любимого супчика очень просто – она берётся в магазине. Более продвинувшиеся в понимание картины мира скажут про добычу соли экскаваторами, как в нашем старом посте. И лишь немногие отметят, что формирование кристаллов соли очень непростая штука.
Кристаллическое строение имеет множество знакомых нам вещей: снежинки, крупинки соли и даже алмазы. Кристаллы, по сути, это структуры с регулярным и повторяющимся расположением атомов, ионов или молекул. Растут кристаллы из хаотического моря этих частиц. Процесс, перехода из неупорядоченного состояния в упорядоченное, известен как зародышеобразование. И хотя он изучался на протяжении столетий, непосредственно процессы на атомном уровне до сих пор не подтверждались экспериментально.
Конечно, микроскопы придумали давно, но рост кристалла – это динамический процесс, и наблюдения за его развитием так же важны, как и наблюдения его структуры. К счастью, исследователи химического факультета Токийского университета решили эту проблему с помощью метода электронной микроскопии в реальном времени с атомным разрешением или SMART-EM. Этот метод фиксирует детали химических процессов со скоростью 25 кадров в секунду.
Для начала японские исследователи решили изучить рост кристаллов обычной поваренной соли или хлорида натрия NaCl. Для удержания образцов на месте использовали конические углеродные нанотрубки толщиной в атом. На гифке мы можем наблюдать, как в реальном времени на поверхности нанотрубки происходит формирование кристалла хлорида натрия из молекул. Если внимательно всмотреться в гифку, то можно наблюдать удивительное кино – как из хаотического движения молекул NaCl, формируется кристалл соли.
Так что помни, поваренная соль – это не только важная приправа к любимым блюдам, но и отличная возможность изучить простую модель образования кристалла, так как хлорид натрия образуется только одним образом, в отличие от, например, углерода, который может кристаллизоваться разными способами, что может приводить к образованию графита, угля или алмаза.
Инфа отсюда.
#нано #физика
А мы крепчаем!
Но славные нанометаллисты из Университета Брауна решили пойти другим путём – настраивать структуру металлических зёрен снизу вверх! Американские исследователи предложили метод разрушения отдельных металлических нанокластеров вместе с образованием твёрдого макроразмерного металла.
Изюминкой технологии является химическая обработка строительных блоков – наночастиц. Металлические наночастицы обычно покрыты органическими молекулами, называемыми лигандами, которые предотвращают образование связей между наночастицами. Учёные нашли способ химически удалить эти лиганды, позволив кластерам слиться вместе при небольшом давлении.
В рамках исследования были сделаны «монеты» сантиметрового масштаба из наночастиц золота, серебра, палладия и других металлов. На картинке золотая «монета». Механические испытания таких металлических монет показали, что они в четыре раза твёрже, чем изделия из металлов природного происхождения.
Изделия таких размеров, как монеты, могут быть полезны для изготовления высококачественных материалов для покрытий, электродов или термоэлектрических генераторов (устройств, преобразующих тепловые потоки в электричество).
Так что помни, молотки и другие методы упрочнения – это нисходящие способы изменения структуры зерна, в которых сложно контролировать размер зерна, получаемого в результате процессов ковки или штамповки. В наше время, контролировать размер металлических зёрен можно с помощью наномагии: стравили лигандики, чуть придавили и вуаля! Крепкий до невозможности нанозернистый металл готов.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Предложена новая технология получения супертвёрдых металлов из наночастиц.В металлургии есть масса способов сделать кусок металла твёрже. Его можно согнуть, скрутить, пропустить между роликами или бить молотком. Эти методы эффективны за счет разрушения зернистой структуры металла – микроскопических кристаллических доменов, которые образуют объёмный брусок металла. При этом более мелкие зёрна делают металлы более твёрдыми.
Но славные нанометаллисты из Университета Брауна решили пойти другим путём – настраивать структуру металлических зёрен снизу вверх! Американские исследователи предложили метод разрушения отдельных металлических нанокластеров вместе с образованием твёрдого макроразмерного металла.
Изюминкой технологии является химическая обработка строительных блоков – наночастиц. Металлические наночастицы обычно покрыты органическими молекулами, называемыми лигандами, которые предотвращают образование связей между наночастицами. Учёные нашли способ химически удалить эти лиганды, позволив кластерам слиться вместе при небольшом давлении.
В рамках исследования были сделаны «монеты» сантиметрового масштаба из наночастиц золота, серебра, палладия и других металлов. На картинке золотая «монета». Механические испытания таких металлических монет показали, что они в четыре раза твёрже, чем изделия из металлов природного происхождения.
Изделия таких размеров, как монеты, могут быть полезны для изготовления высококачественных материалов для покрытий, электродов или термоэлектрических генераторов (устройств, преобразующих тепловые потоки в электричество).
Так что помни, молотки и другие методы упрочнения – это нисходящие способы изменения структуры зерна, в которых сложно контролировать размер зерна, получаемого в результате процессов ковки или штамповки. В наше время, контролировать размер металлических зёрен можно с помощью наномагии: стравили лигандики, чуть придавили и вуаля! Крепкий до невозможности нанозернистый металл готов.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Магия графеновых наносэндвичей
С тех пор ученые искали другие двухмерные материалы, которые можно аналогичным образом превратить в сверхпроводники, что переросло даже в отдельно развивающееся направление – «твистронику». Но, по большому счёту, ни один другой повёрнутый материал не хотел становиться сверхпроводником, кроме исходного двухслойного графена.
И вот день нового материала, становящегося сверхпроводником, при повороте одного слоя на магический угол, настал. И это… трёхслойный графен!
В новой статье от американских твистроников сообщается о наблюдении сверхпроводимости в стопке из трех листов графена. При этом средний слой повёрнут под новым «магическим» углом 1,56° по отношению к внешним слоям. Такая конфигурация создаёт симметрию, которая заставляет электроны в материале объединяться в куперовские пары и двигаться без сопротивления, то есть наступает сверхпроводимость.
Так что помни, наносэндвич из графена может переходить в сверхпроводящее состояние уже при температуре в 3 градуса Кельвина. Не слишком тепло, но это почти в два раза больше, чем температура перехода у двухслойного графена, повёрнутого на магический угол ранее, которая составляла 1,7 К.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Учёные наблюдали сверхпроводимость в сэндвиче из трех листов графена, средний слой которого повёрнут под новым магическим углом.При современном развитии науки, казалось бы, места чуду и магии не осталось. Но это не совсем так. Например, если два листа графена уложить друг над другом под определённым «магическим» углом, то слоистая структура трансформируется в нетрадиционный сверхпроводник, позволяя электрическим токам проходить сквозь эти графеновые листы без сопротивления и потери энергии. Эта чудесная трансформация в двухслойном графене при повороте одного слоя на «магический» угол впервые наблюдалась в 2018 году у физиков из Массачусетского технологического института. Об этом я уже писал тут.
С тех пор ученые искали другие двухмерные материалы, которые можно аналогичным образом превратить в сверхпроводники, что переросло даже в отдельно развивающееся направление – «твистронику». Но, по большому счёту, ни один другой повёрнутый материал не хотел становиться сверхпроводником, кроме исходного двухслойного графена.
И вот день нового материала, становящегося сверхпроводником, при повороте одного слоя на магический угол, настал. И это… трёхслойный графен!
В новой статье от американских твистроников сообщается о наблюдении сверхпроводимости в стопке из трех листов графена. При этом средний слой повёрнут под новым «магическим» углом 1,56° по отношению к внешним слоям. Такая конфигурация создаёт симметрию, которая заставляет электроны в материале объединяться в куперовские пары и двигаться без сопротивления, то есть наступает сверхпроводимость.
Так что помни, наносэндвич из графена может переходить в сверхпроводящее состояние уже при температуре в 3 градуса Кельвина. Не слишком тепло, но это почти в два раза больше, чем температура перехода у двухслойного графена, повёрнутого на магический угол ранее, которая составляла 1,7 К.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Мусорный ветер, дым из трубы…
– Джоулев нагрев! – радостно спешат к нам с хорошими новостями графеноманы из Университета Райса. – Вот наш ответ на стоны Святой Гретты и родных пап графена Кости и Андрея.
Пластик нас окружает повсюду. Это и пакет из продуктового магазина, и волокно из любимого пуховика, и полторашка Охоты. Фактически, пластику потребуются сотни лет, чтобы разложиться на свалках. Для ускорения этого процесса американские ученые превращают ненужные пластиковые отходы в любимца всех нанистов и графенофилов – графен! А всё с помощью «мгновенного джоулева нагрева».
На гифке как раз чудодейственная нано-технология. Мгновенный джоулев нагрев, на самом деле, довольно простой процесс, который заключается в сверхбыстром пропускании большого тока через пластмассовые материалы. Джоулев нагрев широко используется, например, в утюгах. Когда ток проходит через нагревательный элемент в металлическом основании утюга, то он выделяет тепло и нагревает металл. Мгновенный джоулев нагрев просто означает, что вместо накопления тепла с течением времени, через материал проходит большой начальный ток, который вызывает интенсивный выброс тепла (до 3000°С). В случае пластиковых отходов этот мощный тепловой выброс может вызвать химические превращения.
Но вначале весь пластиковый мусор нужно измельчить. Дело в том, что большие куски пластика плохо проводят электричество. Но если его измельчить до размера 1-2 мм, то проводимость будет подходящая, и мгновенный нагрев приводит к тому, что кислород, водород и прочий ненужный мусор улетают, а остаётся отборный углерод, из которого и формируются дорогие глазу настоящего любителя нанокрасоты шестиугольнички графена.
По оценкам ученых, преобразование тонны пластиковых отходов в графен обойдется всего в 124 нерусских доллара.
Так что помни, пластиковый пакет из Пятёрочки разлагается несколько сотен лет, хотя используется он в среднем менее часа. Но так было раньше. Теперь мы из пакетов понаделаем дешёвого графена, а тем самым сократим количество мусора и приблизим наступление прекрасного графенового нанобущего! Жаль только – жить в эту пору прекрасную уж не придется – ни мне, ни тебе…
Инфа отсюда.
#нано #физика
Пластиковый мусор теперь можно переработать в графен.Спросите любого миллениала или представителя поколения снежинок, в чём самая большая проблема нашего тысячелетия? И вам ответят, что это загрязнение окружающей среды и дороговизна получения графена. Да, без решения этих проблем построить прекрасное нанобудущее действительно сложно.
– Джоулев нагрев! – радостно спешат к нам с хорошими новостями графеноманы из Университета Райса. – Вот наш ответ на стоны Святой Гретты и родных пап графена Кости и Андрея.
Пластик нас окружает повсюду. Это и пакет из продуктового магазина, и волокно из любимого пуховика, и полторашка Охоты. Фактически, пластику потребуются сотни лет, чтобы разложиться на свалках. Для ускорения этого процесса американские ученые превращают ненужные пластиковые отходы в любимца всех нанистов и графенофилов – графен! А всё с помощью «мгновенного джоулева нагрева».
На гифке как раз чудодейственная нано-технология. Мгновенный джоулев нагрев, на самом деле, довольно простой процесс, который заключается в сверхбыстром пропускании большого тока через пластмассовые материалы. Джоулев нагрев широко используется, например, в утюгах. Когда ток проходит через нагревательный элемент в металлическом основании утюга, то он выделяет тепло и нагревает металл. Мгновенный джоулев нагрев просто означает, что вместо накопления тепла с течением времени, через материал проходит большой начальный ток, который вызывает интенсивный выброс тепла (до 3000°С). В случае пластиковых отходов этот мощный тепловой выброс может вызвать химические превращения.
Но вначале весь пластиковый мусор нужно измельчить. Дело в том, что большие куски пластика плохо проводят электричество. Но если его измельчить до размера 1-2 мм, то проводимость будет подходящая, и мгновенный нагрев приводит к тому, что кислород, водород и прочий ненужный мусор улетают, а остаётся отборный углерод, из которого и формируются дорогие глазу настоящего любителя нанокрасоты шестиугольнички графена.
По оценкам ученых, преобразование тонны пластиковых отходов в графен обойдется всего в 124 нерусских доллара.
Так что помни, пластиковый пакет из Пятёрочки разлагается несколько сотен лет, хотя используется он в среднем менее часа. Но так было раньше. Теперь мы из пакетов понаделаем дешёвого графена, а тем самым сократим количество мусора и приблизим наступление прекрасного графенового нанобущего! Жаль только – жить в эту пору прекрасную уж не придется – ни мне, ни тебе…
Инфа отсюда.
#нано #физика
Рождение in situ
Начнём с того, что многие сложные вещи состоят из простых. Например,
Машина Голдберга – это сложное устройство выполняющие простые действия. А вот ещё пример, сложносочинённые тексты Оли Бузовой состоят из простых слов. Или что-то попроще – мезокристаллы, которые состоят множества мелких кристаллов одинакового размера и формы.
Анализировать тексты Бузовой сегодня не будем, а о формировании мезокристаллов – можно. Но тут есть сложности, так как процесс роста мезокристалла происходит в масштабах, слишком малых для человеческого глаза, и этот процесс чрезвычайно сложно наблюдать.
Тем не менее, ранее считалось, что формирование мезокристаллов происходит в два этапа. На первом этапе происходит зарождения отдельных кристаллов, а на втором идёт случайная агрегации в мезокристаллы. Но всё оказалось не совсем так.
Для изучения роста мезокристаллов исследователи из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории (PNNL) использовали метод просвечивающей электронной микроскопии in situ, то есть непосредственно «в реакционной смеси». Это позволило в реальном времени увидеть кристаллизацию в нанометровом масштабе. Для изучения было выбрано формирование мезокристалла гематита (Fe₂O₃). Результат на гифке.
Учёные обнаружили, что изолированные частицы гематита зарождаться в растворе на расстоянии примерно двух нанометров от поверхности, к которой они затем прикрепляются, образуя мезокристаллы. И эти процессы связаны между собой напрямую.
Так что помни, in situ бывают разные. И, если просвечивающая микроскопия in situ позволяет изучать формирование сложных кристаллов, то тыканье картошки в кастрюле вилкой, чем не in situ изучение её готовности?!
Инфа отсюда.
#нано #физика #химия
Учёные смогли наблюдать формирования мезокристаллов в режиме реального времени.Так как сегодня хоть и суббота, но рабочая, то перенесём загадку на завтра, а поговорим о чём-то не слишком сложном.
Начнём с того, что многие сложные вещи состоят из простых. Например,
Машина Голдберга – это сложное устройство выполняющие простые действия. А вот ещё пример, сложносочинённые тексты Оли Бузовой состоят из простых слов. Или что-то попроще – мезокристаллы, которые состоят множества мелких кристаллов одинакового размера и формы.
Анализировать тексты Бузовой сегодня не будем, а о формировании мезокристаллов – можно. Но тут есть сложности, так как процесс роста мезокристалла происходит в масштабах, слишком малых для человеческого глаза, и этот процесс чрезвычайно сложно наблюдать.
Тем не менее, ранее считалось, что формирование мезокристаллов происходит в два этапа. На первом этапе происходит зарождения отдельных кристаллов, а на втором идёт случайная агрегации в мезокристаллы. Но всё оказалось не совсем так.
Для изучения роста мезокристаллов исследователи из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории (PNNL) использовали метод просвечивающей электронной микроскопии in situ, то есть непосредственно «в реакционной смеси». Это позволило в реальном времени увидеть кристаллизацию в нанометровом масштабе. Для изучения было выбрано формирование мезокристалла гематита (Fe₂O₃). Результат на гифке.
Учёные обнаружили, что изолированные частицы гематита зарождаться в растворе на расстоянии примерно двух нанометров от поверхности, к которой они затем прикрепляются, образуя мезокристаллы. И эти процессы связаны между собой напрямую.
Так что помни, in situ бывают разные. И, если просвечивающая микроскопия in situ позволяет изучать формирование сложных кристаллов, то тыканье картошки в кастрюле вилкой, чем не in situ изучение её готовности?!
Инфа отсюда.
#нано #физика #химия
Нет серости!
У большинства людей с этим генетическим заболеванием проблемы с различением красных и зелёных оттенков, а очки с красными стёклами могут сделать эти цвета более заметными и более различимыми. Однако такие очки громоздки и дают нечёткое изображение.
– Линзы! – убеждены арабские нанисты из Объединенных Арабских Эмиратов. – Именно линзы решение всех проблем. И, конечно, в модном цвете – розовое золото. И, конечно, с настоящим золотом.
Исследователи из Объединенных Арабских Эмиратов разработали специальные тонированные контактных линзы, содержащие наночастицы золота. Они на картинке.
Чтобы сделать такие контактные линзы, учёные смешали наночастицы золота размером 40 нанометров с полимером гидрогелем, что позволило получить гели розового оттенка, которые фильтруют свет в диапазоне 520-580 нанометров. На этих длинах волн красный и зелёный цвета перекрываются.
Сравнение новых линз с двумя коммерческими парами тонированных очков показало, что золотые нанокомпозитные линзы более избирательны по блокируемым длинам волн, чем очки. Такие линзы будут подходить для людей с красно-зелёной слепотой.
Так что помни, если бананы всё не желтеют, а красный цвет светофора всё не загорается, то тебе, дорогой друг, нужны не розовые очки, а розовые нанозолотые композитные линзы, и мир заиграет новыми красками!
Инфа отсюда.
#нано #медицина
Контактные линзы с наночастицами золото могут помочь людям с дальтонизмом.Осень и ранняя весна – это мир в приглушенных тонах – серое небо, серая трава, серые люди. Но приходит лето и солнце, и мир раскрашивается в яркие цвета, принося нам радость и отпуск. Но для некоторых людей серость будней – постоянна. Нет, у них тоже есть отпуск и наступает лето, но это люди с дальтонизмом, которые не могут видеть определённые цвета.
У большинства людей с этим генетическим заболеванием проблемы с различением красных и зелёных оттенков, а очки с красными стёклами могут сделать эти цвета более заметными и более различимыми. Однако такие очки громоздки и дают нечёткое изображение.
– Линзы! – убеждены арабские нанисты из Объединенных Арабских Эмиратов. – Именно линзы решение всех проблем. И, конечно, в модном цвете – розовое золото. И, конечно, с настоящим золотом.
Исследователи из Объединенных Арабских Эмиратов разработали специальные тонированные контактных линзы, содержащие наночастицы золота. Они на картинке.
Чтобы сделать такие контактные линзы, учёные смешали наночастицы золота размером 40 нанометров с полимером гидрогелем, что позволило получить гели розового оттенка, которые фильтруют свет в диапазоне 520-580 нанометров. На этих длинах волн красный и зелёный цвета перекрываются.
Сравнение новых линз с двумя коммерческими парами тонированных очков показало, что золотые нанокомпозитные линзы более избирательны по блокируемым длинам волн, чем очки. Такие линзы будут подходить для людей с красно-зелёной слепотой.
Так что помни, если бананы всё не желтеют, а красный цвет светофора всё не загорается, то тебе, дорогой друг, нужны не розовые очки, а розовые нанозолотые композитные линзы, и мир заиграет новыми красками!
Инфа отсюда.
#нано #медицина
Магия одного градуса
Если на слой графена, состоящего из углеродных шестиугольников и толщиной в один атом, поместить второй слой и повернуть его относительно нижнего на магический угол около одного градуса, то начинается удивительное.
Когда температура повышается, то в большинстве веществ частицы, из которых они состоят, возбуждаются и начинают активнее двигаться. При этом твёрдые тела плавятся, а жидкости испаряются. Это объясняется термодинамикой – повышение температуры приводит к увеличению энтропии, которая является мерой беспорядка.
Но если повысить температуру в системе из двух листов графена, повёрнутых на магический угол, то электроны как бы замирают и их скорость снижается. А это приводит к возрастанию сопротивления, приближая всю систему к изолятору. Чудеса, да и только!
Так что помни, повышение температуры в магически повёрнутом графене приводит к странным вещам, а всё из-за механизма Померанчука, в котором энтропия неупорядоченных изоспиновых моментов в ферромагнитной фазе стабилизирует фазу относительно изоспин-неполяризованной ферми-жидкой фазы при более высоких температурах.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Поворот слоя графена на один градус "замораживает" электроны.Волшебство нас окружает повсюду. А в нанотехнологиях его не счесть. Например, помните про графен? А про его магический угол? Есть повод вспомнить.
Если на слой графена, состоящего из углеродных шестиугольников и толщиной в один атом, поместить второй слой и повернуть его относительно нижнего на магический угол около одного градуса, то начинается удивительное.
Когда температура повышается, то в большинстве веществ частицы, из которых они состоят, возбуждаются и начинают активнее двигаться. При этом твёрдые тела плавятся, а жидкости испаряются. Это объясняется термодинамикой – повышение температуры приводит к увеличению энтропии, которая является мерой беспорядка.
Но если повысить температуру в системе из двух листов графена, повёрнутых на магический угол, то электроны как бы замирают и их скорость снижается. А это приводит к возрастанию сопротивления, приближая всю систему к изолятору. Чудеса, да и только!
Так что помни, повышение температуры в магически повёрнутом графене приводит к странным вещам, а всё из-за механизма Померанчука, в котором энтропия неупорядоченных изоспиновых моментов в ферромагнитной фазе стабилизирует фазу относительно изоспин-неполяризованной ферми-жидкой фазы при более высоких температурах.
Инфа отсюда.
#нано #физика
Всеядные друзья
Учёные из Бразилии обнаружили бактерию, которая может преобразовывать ионы меди в чистую одноатомную медь. Когда исследователи добавили бактерии в колбу, содержащую сульфат меди (колба слева на картинке), то они стали свидетелями поразительной трансформации: через два дня содержимое колбы стало оранжевым (правая колба)! Тогда они изучили бактерии с помощью просвечивающего электронного микроскопа и обнаружили, что бактерии набиты атомами меди (электронная микроскопия на картинке справа).
Учёные считают, что всему виной белок ферритин, в котором, например, хранится железо в организме человека. Именно он может преобразовывать токсичную ионную медь в менее вредную, незаряженную форму. Однако этого ни разу ранее не наблюдалось в живых клетках. Дело в том, что ионная медь очень токсична для многих живых организмов, поэтому бактерии пытаются изменить её так, чтобы это было менее токсично для них.
Так что помни, бактерии не любят не только бактериофагов и антибиотики, но и ионную медь. И с последней они умеют неплохо бороться.
Инфа отсюда.
Статья тут.
#нано #химия
Ученые обнаружили бактерий, которые превращают отходы от добычи меди в чистую медь.Медь – жизненно важный компонент электроники, солнечных элементов и антимикробных покрытий. Обычно её извлекают из таких руд, как халькопирит. Химический синтез металлической одноатомной меди очень непростое дело, которое требует особых условий и использования токсичных реагентов. Но зачем такие сложности, если есть… бактерии!?
Учёные из Бразилии обнаружили бактерию, которая может преобразовывать ионы меди в чистую одноатомную медь. Когда исследователи добавили бактерии в колбу, содержащую сульфат меди (колба слева на картинке), то они стали свидетелями поразительной трансформации: через два дня содержимое колбы стало оранжевым (правая колба)! Тогда они изучили бактерии с помощью просвечивающего электронного микроскопа и обнаружили, что бактерии набиты атомами меди (электронная микроскопия на картинке справа).
Учёные считают, что всему виной белок ферритин, в котором, например, хранится железо в организме человека. Именно он может преобразовывать токсичную ионную медь в менее вредную, незаряженную форму. Однако этого ни разу ранее не наблюдалось в живых клетках. Дело в том, что ионная медь очень токсична для многих живых организмов, поэтому бактерии пытаются изменить её так, чтобы это было менее токсично для них.
Так что помни, бактерии не любят не только бактериофагов и антибиотики, но и ионную медь. И с последней они умеют неплохо бороться.
Инфа отсюда.
Статья тут.
#нано #химия
Чистая, как слеза младенца
Химики из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили способ упростить удаление токсичных веществ при опреснении. Причём можно удалять не только такие элементы, как ртуть и бор, но и потенциально улавливать ценные металлы, такие как золото.
Американские учёные синтезировали гибкие полимерные мембраны с встроенными наночастицами из пористых ароматических каркасов (на картинке). Причём мембрана может включать в себя несколько разных типов частиц, каждый из которых настроен на поглощение различного металла или ионного соединения, если необходимо удалить несколько загрязняющих веществ за один этап.
Наночастицы, используемые в этих полимерных мембранах – пористые ароматические каркасы – представляют собой трехмерные сети атомов углерода, связанных соединениями, состоящих из нескольких кольцеобразных молекул – ароматические соединения. Внутренняя структура похожа на структуру алмаза, но связь между атомами углерода удлиняется ароматическим линкером, чтобы создать много внутреннего пространства. К ароматическим линкерам могут быть присоединены различные молекулы для захвата определенных химических веществ.
Например, для улавливания ртути присоединяются соединения серы, называемые тиолами, которые прочно связывают ртуть. Добавленные групп метилированной серы позволяют улавливать медь, а группы, содержащие кислород и серу, улавливают железо. Такие наночастицы составляют около 20% веса мембраны, но, поскольку они очень пористые, их объём около 45%.
Расчеты показывают, что килограмм полимерной мембраны сможет удалить практически всю ртуть из 35 000 литров воды, прежде чем потребуется регенерация мембраны.
Эти новые полимерные мембраны очень эффективны при включении в мембранные электродиализные системы, где ионы перемещаются за счёт электрического напряжения.
Так что помни, в прекрасном нанобудущем полимерные наночастицы дадут не только чистую воду всем страждущим – и даже измученным жаждой и голодом детям Уганды, но и позволят насобирать немного ценных металлов. Например, золотишка.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Новая мембрана удаляет почти 100% токсичных металлов из воды.
Всем хочется чистой воды, но чистая вода – это проблема номер один в мире. И тут нам на помощь приходит опреснение или удаление соли. Но в речной и морской воде или сточных водах полно всякой гадости. Например, бор – он токсичен для растений, а тяжелые металлы – такие как мышьяк и ртуть – токсичны для человека. Кроме этого, после процесса опреснения остается токсичный рассол, который сложно утилизировать.Химики из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили способ упростить удаление токсичных веществ при опреснении. Причём можно удалять не только такие элементы, как ртуть и бор, но и потенциально улавливать ценные металлы, такие как золото.
Американские учёные синтезировали гибкие полимерные мембраны с встроенными наночастицами из пористых ароматических каркасов (на картинке). Причём мембрана может включать в себя несколько разных типов частиц, каждый из которых настроен на поглощение различного металла или ионного соединения, если необходимо удалить несколько загрязняющих веществ за один этап.
Наночастицы, используемые в этих полимерных мембранах – пористые ароматические каркасы – представляют собой трехмерные сети атомов углерода, связанных соединениями, состоящих из нескольких кольцеобразных молекул – ароматические соединения. Внутренняя структура похожа на структуру алмаза, но связь между атомами углерода удлиняется ароматическим линкером, чтобы создать много внутреннего пространства. К ароматическим линкерам могут быть присоединены различные молекулы для захвата определенных химических веществ.
Например, для улавливания ртути присоединяются соединения серы, называемые тиолами, которые прочно связывают ртуть. Добавленные групп метилированной серы позволяют улавливать медь, а группы, содержащие кислород и серу, улавливают железо. Такие наночастицы составляют около 20% веса мембраны, но, поскольку они очень пористые, их объём около 45%.
Расчеты показывают, что килограмм полимерной мембраны сможет удалить практически всю ртуть из 35 000 литров воды, прежде чем потребуется регенерация мембраны.
Эти новые полимерные мембраны очень эффективны при включении в мембранные электродиализные системы, где ионы перемещаются за счёт электрического напряжения.
Так что помни, в прекрасном нанобудущем полимерные наночастицы дадут не только чистую воду всем страждущим – и даже измученным жаждой и голодом детям Уганды, но и позволят насобирать немного ценных металлов. Например, золотишка.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Супермелкоскоп
В 2018 году исследователи из Корнелла создали мощный детектор, который в сочетании с процессом, управляемым алгоритмом, и называемым птихография, позволили установить мировой рекорд среди микроскопов. Но тот детектор работал только с ультратонкими образцами толщиной в несколько атомов. Что-нибудь более толстое приводит к тому, что электронный луч многократно рассеиваются в образце так, что понять что-то становилось невозможным.
Теперь та же команда из Корнелла смогла побороть многократное рассеяние и в два раза превзошла свой собственный рекорд с помощью нового электронного микроскопа с детектором матрицы пикселей (EMPAD). Этот микроскоп включает в себя ещё более сложные алгоритмы трехмерной реконструкции.
Итак, на картинке кристалл ортоскандата празеодима (PrScO₃), увеличенный в 100 миллионов раз. Разрешение (а теперь оно составляет менее 20 пикометров или 0,2 Å) настолько точное, что единственное размытие, которое остается на изображении – это тепловое колебание самих атомов.
Птихография работает за счёт сканирования перекрывающихся интерференционных картин рассеяния от образца и поиска изменений в области их перекрытий. Детектор слегка расфокусирован, что размывает электронный луч для получения как можно более широкого диапазона данных. Затем эти данные восстанавливаются с помощью сложных алгоритмов, в результате чего получается сверхточное изображение с точностью до пикометра (одна триллионная метра).
Электронная птихография позволяет рассмотреть атомы с невероятной точностью. И можно подумать, что исследователи могли бы снова побить свой рекорд, используя материал, который состоит из более тяжелых атомов, которые меньше колеблются, или охладив образец. Но даже при нулевой температуре атомы все равно имеют квантовые флуктуации, поэтому принципиального улучшения ждать не стоит.
Так что помни, «ptycho» в переводе с греческого означает «перекрытие», «grapho» переводится, как «пишу», а «электрон», как «янтарь», поэтому электронная птихография – это янтарное пишуперекрытие, которое позволяет рассматривать атомы с разрешением меньше 20 пикометров. Конечно, если оно вам надо.
Инфа отсюда.
#физика #нано
Учёные смогли рассмотреть атомы с рекордным разрешением.Есть вещи стабильные и незыблемые, как скала, число π или В.В. Путин. Но хорошо, что есть вещи, которые могут меняться. Вдвойне хорошо, когда мы можем эти изменения наблюдать воочию. Например, всего три года назад (всего?!) мы восхищались (ну, ладно, я восхищался) как наноэнтузиасты из США установили рекорд разрешающей способности для электронного микроскопа – они смогли рассмотреть атомы с разрешением 0,39 Å! Напомню, что 1Å ангстрем – это одна десятая нанометра или одна десятимиллиардная метра. И вот сегодня новый рекорд!
В 2018 году исследователи из Корнелла создали мощный детектор, который в сочетании с процессом, управляемым алгоритмом, и называемым птихография, позволили установить мировой рекорд среди микроскопов. Но тот детектор работал только с ультратонкими образцами толщиной в несколько атомов. Что-нибудь более толстое приводит к тому, что электронный луч многократно рассеиваются в образце так, что понять что-то становилось невозможным.
Теперь та же команда из Корнелла смогла побороть многократное рассеяние и в два раза превзошла свой собственный рекорд с помощью нового электронного микроскопа с детектором матрицы пикселей (EMPAD). Этот микроскоп включает в себя ещё более сложные алгоритмы трехмерной реконструкции.
Итак, на картинке кристалл ортоскандата празеодима (PrScO₃), увеличенный в 100 миллионов раз. Разрешение (а теперь оно составляет менее 20 пикометров или 0,2 Å) настолько точное, что единственное размытие, которое остается на изображении – это тепловое колебание самих атомов.
Птихография работает за счёт сканирования перекрывающихся интерференционных картин рассеяния от образца и поиска изменений в области их перекрытий. Детектор слегка расфокусирован, что размывает электронный луч для получения как можно более широкого диапазона данных. Затем эти данные восстанавливаются с помощью сложных алгоритмов, в результате чего получается сверхточное изображение с точностью до пикометра (одна триллионная метра).
Электронная птихография позволяет рассмотреть атомы с невероятной точностью. И можно подумать, что исследователи могли бы снова побить свой рекорд, используя материал, который состоит из более тяжелых атомов, которые меньше колеблются, или охладив образец. Но даже при нулевой температуре атомы все равно имеют квантовые флуктуации, поэтому принципиального улучшения ждать не стоит.
Так что помни, «ptycho» в переводе с греческого означает «перекрытие», «grapho» переводится, как «пишу», а «электрон», как «янтарь», поэтому электронная птихография – это янтарное пишуперекрытие, которое позволяет рассматривать атомы с разрешением меньше 20 пикометров. Конечно, если оно вам надо.
Инфа отсюда.
#физика #нано
Углеродный новичок
Углерод углероду рознь. Есть уголь, графит, сажа – известные большинству людей, хотя бы иногда посещавших школу, но есть и наноразмерные формы, самая известная из которых двухмерный лист толщиной в один атом, состоящий из углеродных шестиугольников – графен. Его необычные свойства вдохновили многих наноучёных. Но кроме гексагонально устроенного графена было теоретически предсказано, что атомы углерода могут и по-другому располагаться в плоскости. Однако получить такие двухмерные углеродные наноматериалы не удавалось.
Не удавалось, пока за дело не взялись нанисты из Марбургского университета в Германии и Университета Аалто в Финляндии, которые смогли получить новую углеродную сеть, которая также атомарно тонка, как графен, но состоит из квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, образующих упорядоченную решетку.
Новый материал – а называется он бифениленовая сеть – получается путем сборки углеродсодержащих молекул на чрезвычайно гладкой золотой поверхности. Эти молекулы сначала образуют цепи, которые состоят из связанных шестиугольников, а последующая реакция дегидрофторирования на поверхности интерполимера соединяет эти цепи вместе, образуя квадраты и восьмиугольники. В итоге имеем не такую идеальную сеть из шестиугольников, как у графена, а как на картинке: вверху схематично показано соединение атомов углерода, образующие квадраты, шестиугольники и восьмиугольники, а нижняя часть – это изображение, полученное с помощью микроскопии высокого разрешения.
В отличие от графена и других форм углерода, новая бифениленовая сеть обладает свойствами металла. Узкие полоски сетки проводят ток как металл, в то время как графен является полупроводником. А значит такие полосы отлично проводят ток, и их можно будет использовать в качестве проводов в будущих электронных устройствах на основе углерода. Кроме этого, новая углеродная сеть может стать превосходным анодным материалом в литий-ионных батареях.
Так что помни, бифениленовая сеть – как младший уродливый брат идеального графена, состоит квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, но проводит ток, как металл.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Получена новая аллотропная модификация двумерного углерода.Ничто так не взбодрило и не возбудило весь учёный мир в 21 веке, как углеродные наноматериалы, а особенно графен. Годы идут и к очарованию всемогущество графена начали привыкать. Блеск и мощь короля научных грантов и грантиков, публикаций в Science и Вестнике урюпинского ГУКУ начали как-то тускнеть, а сам графен даже немного забываться. Но настоящие наноинженера знают, что если продолжать ковырять углерод, то там нас ждёт ещё много сюрпризов…
Углерод углероду рознь. Есть уголь, графит, сажа – известные большинству людей, хотя бы иногда посещавших школу, но есть и наноразмерные формы, самая известная из которых двухмерный лист толщиной в один атом, состоящий из углеродных шестиугольников – графен. Его необычные свойства вдохновили многих наноучёных. Но кроме гексагонально устроенного графена было теоретически предсказано, что атомы углерода могут и по-другому располагаться в плоскости. Однако получить такие двухмерные углеродные наноматериалы не удавалось.
Не удавалось, пока за дело не взялись нанисты из Марбургского университета в Германии и Университета Аалто в Финляндии, которые смогли получить новую углеродную сеть, которая также атомарно тонка, как графен, но состоит из квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, образующих упорядоченную решетку.
Новый материал – а называется он бифениленовая сеть – получается путем сборки углеродсодержащих молекул на чрезвычайно гладкой золотой поверхности. Эти молекулы сначала образуют цепи, которые состоят из связанных шестиугольников, а последующая реакция дегидрофторирования на поверхности интерполимера соединяет эти цепи вместе, образуя квадраты и восьмиугольники. В итоге имеем не такую идеальную сеть из шестиугольников, как у графена, а как на картинке: вверху схематично показано соединение атомов углерода, образующие квадраты, шестиугольники и восьмиугольники, а нижняя часть – это изображение, полученное с помощью микроскопии высокого разрешения.
В отличие от графена и других форм углерода, новая бифениленовая сеть обладает свойствами металла. Узкие полоски сетки проводят ток как металл, в то время как графен является полупроводником. А значит такие полосы отлично проводят ток, и их можно будет использовать в качестве проводов в будущих электронных устройствах на основе углерода. Кроме этого, новая углеродная сеть может стать превосходным анодным материалом в литий-ионных батареях.
Так что помни, бифениленовая сеть – как младший уродливый брат идеального графена, состоит квадратов, шестиугольников и восьмиугольников, но проводит ток, как металл.
Инфа отсюда.
#нано #химия
Белки на ощупь
Атомно-силовая микроскопия хорошо работает с твёрдыми объектами, атомы в которых достаточно жёстко закреплены в кристаллической решётке. Но при работе с биологическими молекулами, имеющими множество мелких частей, которые непрерывно двигаются и шевелятся, происходит размытие изображения. А это сильно ограничивает применение атомно-силовой микроскопии в биологии.
Но американские учёные решили дать атомно-силовой микроскопии ещё один шанс и разработали вычислительную технику, которая значительно увеличивает разрешение атомно-силовой микроскопии.
Смысл новой техники довольно прост: много раз получаем изображение колеблющихся атомов, а затем усредняем все полученные во времени изображения. Получаем объекты со сверхразрешением (слева на картинке объект с таким разрешением, а справа его структура). Ну, это я, конечно, сильно упростил, но тем не менее этот метод позволяет выявлять детали белков и других биологических структур в нормальных физиологических условиях на атомарном уровне, что открывает новое окно в клеточной биологии, вирусологии и других микроскопических процессах.
Так что помни, двигаться на ощупь не слишком удобно, если ты не зонд атомно-силового микроскопа, щупающего белки.
Инфа отсюда.
#нано #био #техно
Новый метод микроскопии сверхвысокого разрешения позволяет рассматривать биологические объекты с атомарным разрешением.Как гласит народная мудрость: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. А ещё лучше пощупать!» Именно этим и занимается атомно-силовая микроскопия – метод, когда иголка с остриём в несколько нанометров «ощупывает» поверхность и позволяет получить изображение даже атомов!
Атомно-силовая микроскопия хорошо работает с твёрдыми объектами, атомы в которых достаточно жёстко закреплены в кристаллической решётке. Но при работе с биологическими молекулами, имеющими множество мелких частей, которые непрерывно двигаются и шевелятся, происходит размытие изображения. А это сильно ограничивает применение атомно-силовой микроскопии в биологии.
Но американские учёные решили дать атомно-силовой микроскопии ещё один шанс и разработали вычислительную технику, которая значительно увеличивает разрешение атомно-силовой микроскопии.
Смысл новой техники довольно прост: много раз получаем изображение колеблющихся атомов, а затем усредняем все полученные во времени изображения. Получаем объекты со сверхразрешением (слева на картинке объект с таким разрешением, а справа его структура). Ну, это я, конечно, сильно упростил, но тем не менее этот метод позволяет выявлять детали белков и других биологических структур в нормальных физиологических условиях на атомарном уровне, что открывает новое окно в клеточной биологии, вирусологии и других микроскопических процессах.
Так что помни, двигаться на ощупь не слишком удобно, если ты не зонд атомно-силового микроскопа, щупающего белки.
Инфа отсюда.
#нано #био #техно
Наноброня крепка
Новое исследование инженеров Массачусетского технологического института, Калифорнийского технологического института и Высшей технической школы Цюриха показывает, что материалы с «наноархитектурой» – то есть материалы, разработанные из наноразмерных структур – могут быть перспективным направлением в изготовлении, например, более лёгкой брони.
Используя двухфотонную литографию, метод, в котором используется быстрый и мощный лазер для отверждения микроскопических структур в светочувствительной смоле, исследователи построили повторяющийся углеродный узор, известный как тетракаидекаэдр – конфигурацию решетки, состоящую из микроскопических стоек (смотрим на картинку). Такая наноархитектура материала, придаёт ему уникальные свойства, такие как исключительная лёгкость, высокая механическая жёсткость и упругость.
Команда проверила устойчивость материала, стреляя в него микрочастицами оксида кремния диаметром 14 микрон на сверхзвуковой скорости. Выяснилось, что материал, который тоньше человеческого волоса, не позволяет миниатюрным снарядам разорвать его (на картинке, как раз новый наноархитектурный материал с частицей диоксида кремния посередине).
Исследователи подсчитали, что по сравнению со сталью, кевларом, алюминием и другими ударопрочными материалами сопоставимого веса новый материал более эффективно поглощает удары.
Так что помни, наноархитектурная броня уже есть, теперь осталось для неё сделать нанотанки или ещё каких-нибудь наночеловеков. Но, уверено можно говорить, что для этого понадобится очень много и совсем не наноденег.
Инфа отсюда.
#нано
Материалы с «наноархитектурой» могут стать новым шагом в создании лёгкой брони, защитных покрытий и других ударопрочных материалов.«Броня крепка, и танки наши быстры!» – любят радостно распевать танкисты и все любители военных праздников. Но для брони важна не только крепкость, но и лёгкость. А вот тут на помощь могут прийти нанофилы, мечтающие о нашем прекрасном нанобудущем, где всё и вся будет из нано…
Новое исследование инженеров Массачусетского технологического института, Калифорнийского технологического института и Высшей технической школы Цюриха показывает, что материалы с «наноархитектурой» – то есть материалы, разработанные из наноразмерных структур – могут быть перспективным направлением в изготовлении, например, более лёгкой брони.
Используя двухфотонную литографию, метод, в котором используется быстрый и мощный лазер для отверждения микроскопических структур в светочувствительной смоле, исследователи построили повторяющийся углеродный узор, известный как тетракаидекаэдр – конфигурацию решетки, состоящую из микроскопических стоек (смотрим на картинку). Такая наноархитектура материала, придаёт ему уникальные свойства, такие как исключительная лёгкость, высокая механическая жёсткость и упругость.
Команда проверила устойчивость материала, стреляя в него микрочастицами оксида кремния диаметром 14 микрон на сверхзвуковой скорости. Выяснилось, что материал, который тоньше человеческого волоса, не позволяет миниатюрным снарядам разорвать его (на картинке, как раз новый наноархитектурный материал с частицей диоксида кремния посередине).
Исследователи подсчитали, что по сравнению со сталью, кевларом, алюминием и другими ударопрочными материалами сопоставимого веса новый материал более эффективно поглощает удары.
Так что помни, наноархитектурная броня уже есть, теперь осталось для неё сделать нанотанки или ещё каких-нибудь наночеловеков. Но, уверено можно говорить, что для этого понадобится очень много и совсем не наноденег.
Инфа отсюда.
#нано
Заправка на Марсе?
Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа. По словам американских исследователей астронавты могут сэкономить до половины топлива, необходимого им для обратного путешествия домой, получив его из углекислого газа. Но для этого им понадобится катализатор.
Вот американские учёные и предложили использовать катализатор на основе графеновых квантовых точек! Графеновые квантовые точки – это маленькие кусочки нашего любимого графена размером всего в несколько нанометров. Именно они позволяют преобразовывать углекислый газ в метан (Процесс Сабатье) с невероятной эффективностью. На самом деле там не совсем графен, а графен, к которому приделали (ну, ок, функционализировали) группы –OH или –NH₂. По идее, в склянке на фотке как раз эти графеновые квантовые точки. Почему-то жёлтые.
А причём тут Марс? В оригинальной статье про него ни слова, но согласитесь кого заинтересует простой катализатор? А вот если добавить, что один из продуктов можно использовать для заправки ракет… Или про уменьшение парниковых газов и снижение углеродного следа…
Так что помни, будут ли заправки метана на Марсе или нет, мы не знаем, но квантовые точки графена, функционализированные группами –OH или –NH₂, могут достичь фарадеевской эффективности 70 % для CH₄ при парциальной плотности тока 200 мА/см². Вот и живите теперь с этим.
Инфа отсюда.
#химия #нано
Учёные получили новый катализатор для селективного электровосстановления CO₂ в CH₄.Задача журналистов – привлекать внимание громкими и понятными заголовками. Например, учёные разработали катализатор, который поможет будущим путешественникам на Марс заправляться метаном. Круто? Наверное…
Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа. По словам американских исследователей астронавты могут сэкономить до половины топлива, необходимого им для обратного путешествия домой, получив его из углекислого газа. Но для этого им понадобится катализатор.
Вот американские учёные и предложили использовать катализатор на основе графеновых квантовых точек! Графеновые квантовые точки – это маленькие кусочки нашего любимого графена размером всего в несколько нанометров. Именно они позволяют преобразовывать углекислый газ в метан (Процесс Сабатье) с невероятной эффективностью. На самом деле там не совсем графен, а графен, к которому приделали (ну, ок, функционализировали) группы –OH или –NH₂. По идее, в склянке на фотке как раз эти графеновые квантовые точки. Почему-то жёлтые.
А причём тут Марс? В оригинальной статье про него ни слова, но согласитесь кого заинтересует простой катализатор? А вот если добавить, что один из продуктов можно использовать для заправки ракет… Или про уменьшение парниковых газов и снижение углеродного следа…
Так что помни, будут ли заправки метана на Марсе или нет, мы не знаем, но квантовые точки графена, функционализированные группами –OH или –NH₂, могут достичь фарадеевской эффективности 70 % для CH₄ при парциальной плотности тока 200 мА/см². Вот и живите теперь с этим.
Инфа отсюда.
#химия #нано
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Сегодня смотрим на такое чудо природы, как квантовые точки. Тема хайповенькая, но достаточно узкоспециальная. Квантовые точки – это обычно наноразмерные частицы полупроводников, в которых носители заряда ограничены по всем трём измерениям. Их сверхмалые размеры в несколько нанометров вызывают квантовые эффекты, что проявляется в уникальных люминесцентных свойствах. То есть изменение размера квантовых точек приводит к изменению длины волны излучения, а излучаемый свет чистый и яркий. При этом более крупные частицы излучают более длинные волны: квантовые точки размером 2 нм — голубой свет, 3 нм — зелёный, 6 нм — красный. В случае самых больших квантовых точек энергия излучения пропорциональна ширине запрещенной зоны полупроводника.
Квантовые точки уже используют, например, в телевизорах на квантовых точках – технологии QD-LED или QD-OLED.
#нано #химия #физика
Квантовые точки уже используют, например, в телевизорах на квантовых точках – технологии QD-LED или QD-OLED.
#нано #химия #физика