Двумерные материалы меняют форму и накапливают энергию

08.09.2021

Группа профессора Питера Баума из университета Констанца изучила двумерные материалы, которые под воздействием лазера меняют форму и свои уникальные свойства.

Если использовать лазерные импульсы, то MXene можно многократно переключать между плоской и волнистой формой: благодаря этому открывается широкий спектр возможных применений.

MXenes - это двумерные листы карбидов или нитридов переходных металлов: она расположены в виде одиночных слоев толщиной в несколько атомов. Такую тонкую структуру можно получить только отшелушивая один материал на много маленьких слоев.

В отличие от большинства других однослойных материалов, MXene можно легко производить в больших количествах благодаря открытию масштабируемого и необратимого метода химического отшелушивания.

Химические и физические свойства MXene можно настроить: они зависят от выбора переходного металла. Поэтому материал можно использовать при зондировании, накоплении энергии, сборе света и даже для достижения антибактериального эффекта.

В новом исследовании авторы улучшили свойства MXene с помощью быстрых световых импульсов, которые они направляли на материал. В результате они выяснили, что лазерная энергия передается на атомную решетку за рекордное время - всего 230 фемтосекунд. Также у исследователей получилось управлять ориентацией нановолн с помощью поляризации лазера: это значит, что материал обладает оптической памятью на наноуровне.

Более того, если на MXene опять направить лазер, то материал снова превратится в плоскость.

<< Назад: Мраморную говядину напечатали на 3D-принтере 08.09.2021

>> Вперед: Хлорпирифос вызывает риск ожирения 07.09.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

Одна и та же еда может восприниматься совершенно по-разному на земле и на борту пассажирского самолета. На первый взгляд причина может показаться очевидной: качество продуктов или особенности приготовления. Однако специалисты утверждают, что значительную роль играют непосредственно условия полета. Шум двигателей, давление в герметичном салоне и даже звуковой фон способны изменять работу механизмов, отвечающих за восприятие вкуса и аромата пищи. Одним из наиболее интересных факторов оказался постоянный шум. Профессор Оксфордского университета Чарльз Спенс исследовал влияние громких звуков на вкусовые ощущения и обнаружил, что в шумной обстановке человек может слабее воспринимать сладость. Поэтому напиток или десерт, которые на земле кажутся достаточно насыщенными, во время полета способны восприниматься более пресными. При этом эффект не одинаков для всех вкусов. Особенно любопытно ведет себя умами - вкус, характерный, например, для помидоров, грибов и пармезана. В условиях полета ...>>

Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода 27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана. Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традици ...>>

Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Коралловые рифы существуют в условиях постоянного взаимодействия множества факторов окружающей среды, поэтому способность переживать один вид стресса еще не гарантирует общей устойчивости организма. Особенно важной эта проблема становится на фоне потепления океана, которое уже приводит к массовому обесцвечиванию кораллов. Исследователи Бостонского университета обнаружили, что симбиоз с теплостойкими водорослями рода Durusdinium действительно помогает кораллам переносить кратковременное повышение температуры, но одновременно может повышать их уязвимость к бактериальным инфекциям. Жизнь кораллов во многом зависит от микроскопических водорослей, которые обитают внутри их тканей. Благодаря фотосинтезу эти симбионты обеспечивают организм-хозяин значительной частью питательных веществ. Однако при чрезмерном нагревании воды нормальное взаимодействие нарушается: водоросли могут покидать ткани коралла, из-за чего он теряет окраску и белеет. Массовое обесцвечивание сегодня считается одной из ...>>

Дроны над стройплощадкой, роботы под ней 26.09.2026

Строительная отрасль постепенно осваивает робототехнику, искусственный интеллект и автономные системы, однако большинство подобных технологий пока выполняет отдельные операции, оставаясь под контролем человека. Европейские специалисты намерены сделать следующий шаг и создать целую автономную строительную систему, в которой наземные роботы и дроны будут самостоятельно координировать свои действия. Проект ориентирован прежде всего на возведение деревянных модульных конструкций и предполагает необычный принцип монтажа - фактически строительство сверху вниз. Британская архитектурная студия Foster + Partners вместе с семью европейскими университетами получила 4 млн фунтов на трехлетнюю разработку такой системы. Финансирование выделено в рамках программы Pathfinder Европейского инновационного совета. Партнерами проекта стали Университет Бристоля, Университет Южной Дании, Мюнхенский технический университет, Университет Пизы, Делфтский технический университет, Бирмингемский университет и Мю ...>>

Аммиак животноводческих помещений - ресурс для сельского хозяйства 25.09.2026

Животноводство сталкивается сразу с несколькими связанными проблемами: выбросами аммиака, необходимостью контролировать воздействие ферм на окружающую среду и высокой потребностью растениеводства в азотных удобрениях. Бельгийская инженерная разработка Circlair предлагает объединить решение этих задач в одной системе. Технология позволяет улавливать аммиак из воздуха животноводческих помещений, перерабатывать его в соединение азота, пригодное для внесения в почву, и тем самым возвращать часть потерянного ресурса обратно в сельскохозяйственный цикл. Основой процесса становится аммиак, выделяющийся в помещениях, где содержится скот. Вместо того чтобы позволять ему поступать непосредственно в атмосферу, система Circlair улавливает это соединение и подвергает его химической обработке. В результате образуется нитрат аммония - азотное соединение, которое используется в растениеводстве в качестве удобрения. Таким образом, вещество, которое первоначально рассматривается как нежелательный выб ...>>

Случайная новость из Архива Солнечная башня, дающая электричество круглосуточно 17.12.2023 Группа ученых из Иорданского технического университета им. Аль-Хусейна и Университета Катара разработала уникальную "солнечную" башню высотой около 200 метров, способную генерировать электроэнергию как днем, так и ночью. Разработка солнечной башни с высокоэффективной системой генерации электроэнергии круглосуточно открывает новые перспективы в области использования возобновляемых источников энергии. Инновационный подход, включающий вертикально ориентированные турбины и систему охлаждения воздуха, представляет собой потенциальное решение для обеспечения энергетических нужд в пустынных регионах. Однако, необходимо учесть потребление воды для охлаждения и тщательно выбирать места установки. В целом, данная концепция дает надежду на развитие эффективных и устойчивых источников энергии, способных работать круглосуточно и поддерживать баланс между потребностью в энергии и заботой об окружающей среде. Новаторская система, названная TTSS (Twin technology solar system), представляет собой вертикально ориентированные турбины, использующие восходящий и нисходящий потоки воздуха для постоянной генерации электроэнергии без перерывов. Основной элемент системы - гигантский тепличный коллектор диаметром 250 метров, который собирает нагретый воздух и направляет его в центральную трубу диаметром 13,6 метра. Вращающаяся турбина у основания башни преобразует поток воздуха в электроэнергию. Вокруг трубы создается система сегментированных секций, каждая с собственной турбиной и механизмом охлаждения воздуха. Это инновационное решение обеспечивает работу башни не только в светлое время суток, но и в ночные часы, сохраняя разность температур в воздушных массах. Моделирование проекта показало потенциальную генерацию 753 МВт-ч электроэнергии в год. Система представляет собой не только инженерный прорыв, но и ответ на вызовы, связанные с использованием возобновляемых источников энергии в непригодных для сельского хозяйства пустынных районах. Однако, следует отметить потребление воды для охлаждения воздуха туманом, что требует внимательного выбора мест установки. В целом, эта технология представляет собой перспективный шаг в развитии эффективных источников энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026