Синтезирована новая форма углерода

18.01.2023

Углерод может принимать большое количество разных форм. Самые известные из них - алмаз и графит. Ученые умеют синтезировать и другие виды, например, двухмерный графен и фуллерен. Теперь в список добавился еще один.

Специалисты из Южной Кореи и Китая создали новую разновидность углерода, нагрев фуллерен с нитридом лития. Новый тип углерода похож на шварцит, но все равно отличается.

Так называемый "шварцит" или sp2-гибридный углерод с отрицательной кривизной был предусмотрен теоретически еще в XIX веке. Он, как говорится в исследовании, был и остается мечтой ученых в области углеродных материалов, но с его получением возникли проблемы. Несмотря на то, что этот вид углерода можно синтезировать в порах цеолитов, кристаллических формах двуокиси кремния, этот метод не идеален, поскольку некоторые поры просто оказываются слишком маленькими.

В основе нового материала лежит фулереновый порошок С60, смешанный с нитридом лития, а затем нагретый до умеренных температур под давлением в одну атмосферу. Нитрид лития катализирует разрыв углеродных связей в С60. Новые связи CC образуются с соседними молекулами С60. Процесс передачи электронов запускает формирование нового типа углерода, который ученые назвали "упорядоченный пористый углерод на большом расстоянии" (LOPC).

LOPC состоит из "разорванных клеток С60", соединенных между собой с далекой периодичностью. То есть, каждая из разорванных С60 ячеек все еще сосредоточена на узлах гранецентрированной кубической решетки, но они были в определенной степени "открыты" и образовали связи друг с другом. Это несколько необычная ситуация - все еще существует дальний периодический порядок определенного типа, но не каждая разбитая ячейка С60 идентична своим соседям.

Ученые выясняют свойства нового материала и пока не могут назвать сферы, в которых его можно будет применить, но это может быть, например, сбор, преобразование и хранение энергии, поскольку LOPC является электропроводным. Ученые отмечают, что новый материал характеризуется хорошей масштабируемостью - синтез можно увеличить до килограммов.

<< Назад: Вакцина для пчелы 18.01.2023

>> Вперед: Влияние питания ребенка на его будущий характер 17.01.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Апельсиновые корки для переработки литиевых аккумуляторов 25.08.2020 Повторное использование редких металлов, которые никуда не деваются из отработанных литийсодержащих аккумуляторов, становится все более и более насущным вопросом. Серьезным минусом в переработке б/у батарей остаются крайне вредные техпроцессы, в ходе которых выделяется масса токсичных веществ. Удивительно, но всю вредную химию можно заменить высушенными апельсиновыми корками, что доказали ученые из Сингапура. Традиционный техпроцесс переработки отработанных литиевых батарей предполагает нагрев и плавление при температуре свыше 500 °C. Это требует высочайших энергетических затрат и сопровождается выбросом токсичных газов. В качестве замены ему предложена более чистая технология. Она заключается в измельчении батарей и последующем осаждении металлов в жидкой среде - в подогретой смеси кислот и перекиси водорода. Это называется гидрометаллургия, и она пока находится в стадии экспериментов. В предложенном виде гидрометаллургия тоже не сахар. Особенно в промышленных масштабах, если до такого дойдет. Другое дело, если кислоты заменить чем-то экологически чистым. Чем? Например, апельсиновыми корками, в которых содержатся сахара и кислоты, необходимые для реакции с осаждением металлов. Использовать апельсиновые корки в качестве реагента предложили ученые из Сингапурского технологического университета Наньян. Кожура этих цитрусовых сушилась и затем измельчалась в порошок. На основе порошка была создана смесь для осаждения металлов в сочетании с лимонной кислотой также извлеченной из цитрусовых. Плюс перекись водорода. Ученые извлекли из бывших в употреблении аккумуляторов около 90 % лития, кобальта, никеля и марганца. Это примерно столько же, сколько этих материалов извлекается в процессе традиционной "токсичной" переработки. Только после "цитрусовой" переработки отходы были нетоксичны. Из полученных в процессе переработки б/у-батарей металлов ученые сделали новый аккумулятор, который по характеристикам не уступал обычным новым литийионным аккумуляторам. В настоящее время проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что новые батареи прослужат сопоставимое количество циклов зарядки/разрядки.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025