Сверхвысокое давление новым способом

09.11.2012

Наука, изучающая поведение материалов в экстремальных условиях, сделала большой скачок вперед. Совсем недавно был открыт способ создания сверхвысокого давления без использования ударных волн, превращающих твердые тела в жидкость. Это открытие позволит ученым впервые достичь небывалого уровня высокого статического давления среды - более четырех миллионов атмосфер. При нем могут сформироваться новые соединения с измененными химическими и физическими свойствами, например, металлы, которые стали изоляторами.

Международная группа ученых использовала для получения высокого давления наковальню в сочетании с высокой энергией рентгеновских лучей. Им удалось достичь давления в 640 гигапаскалей. Это на 50% больше давлений, продемонстрированных когда-либо ранее, и на 150% больше, чем было доступно во время типичных экспериментов при высоких давлениях. Достижение такого сверхвысокого давления будет иметь огромные последствия для науки о Земле, космологии, химии, физики и материаловедения. Статическое давление в 640 гигапаскалей - это в шесть миллионов раз больше давления воздуха на поверхности Земли и более чем в полтора раза выше давления в центре Земли. Исследования таких величин может привести к новым открытиям о том, как формировалась Земля.

Новый способ достижения сверхвысоких давлений был разработан совместно учеными из Университета Байройт в Германии, американского Университета в Чикаго и Университета Антверпена в Бельгии. Подробности появились в журнале Nature.

"Мы не останавливаемся на этом, потому что рассчитываем увеличить доступный диапазон давления до терапаскальных величин, или 10 мегабар, - сказал Виталий Прокопенко, автор статьи и ученый из Центра перспективных источников излучения в университете Чикаго. - Это необходимо, чтобы исследовать материалы в специфических условиях, например таких, как на поверхности газовых гигантов, Урана и Нептуна, где давление соответствует величине около семи мегабар".

С конца 1950-х годов ученые использовали алмазные наковальни для создания экстремальных давлений при проверке прочности материалов. Это нужно было для формирования новых свойств материалов, таких как сверхпроводимость, и для попытки воспроизвести высокое давление на различных планетах. Ученые пытались достичь давления внутреннего ядра Земли, которое составляет от 320 до 360 ГПа.

Давление было устроено путем добавления вторичной микронаковальни (10-20 мкм в диаметре) между двумя наковальнями, сделанными из монокристаллических алмазов ювелирного качества - около одной четверти карата каждый. А вторичная наковальня сделана из сверхтвердого нанокристаллического алмаза.

"Шары нанокристаллического алмаза имеют очень высокий предел текучести, менее сжимаемые и менее хрупкие, чем монокристаллические алмазы. И именно они дают нам возможность резко расширить диапазон достижимого давления", - объяснила Наталья Дубровинская, соавтор статьи.

<< Назад: Золото красное и зеленое 09.11.2012

>> Вперед: Передовые SSD-накопители от Intel 08.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Разработана новая форма лабораторного мяса 14.03.2024 Ученые Университета Макмастера представили новую форму лабораторного мяса, используя инновационный метод, призванный стать альтернативой традиционным продуктам животного происхождения с высокой степенью подобия в текстуре и вкусе. Рави Сельваганапати и Алиреза Шахин-Шамсабади из школы биоинженерии Университета разработали метод создания мяса путем формирования тонких листьев культивированных клеток мышц и жира, выращиваемых в лабораторных условиях. Эти листья живых клеток, сравнимые по толщине с обычной бумагой, сначала выращиваются в пробирках, а затем концентрируются на пластинах для роста, снимаясь и складываясь в стопки. Процесс слияния клеток происходит перед их отмиранием. Благодаря этой технологии, сборка листьев позволяет формировать куски мяса различной толщины и насыщать их жиром в необходимых пропорциях, что отличает этот метод от других альтернатив. Ученым удалось создать образец мяса из доступных линий мышиных клеток, а также приготовить его для дегустации. Они утверждают, что по внешнему виду и вкусу это мясо ничем не отличается от обычного. Исследование Университета Макмастера открывает новые горизонты в области производства пищевых продуктов, предлагая перспективный подход к созданию лабораторного мяса, которое может стать эффективной альтернативой традиционным источникам белка.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025