www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua
Русский: Русская версия English: English version
Translate it!
Поиск по сайту

+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

Бесплатная техническая библиотека:
Все статьи А-Я
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Новости науки и техники
Архив статей и поиск
Ваши истории из жизни
На досуге
Случайные статьи
Отзывы о сайте

Справочник:
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому
Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
Конспекты лекций, шпаргалки
Крылатые слова, фразеологизмы
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Моделирование
Нормативная документация по охране труда
Опыты по физике
Опыты по химии
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Радиоэлектроника и электротехника
Строителю, домашнему мастеру
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Чудеса природы
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
Схемы и сервис-мануалы
Книги, журналы, сборники
Справочники
Параметры радиодеталей
Прошивки
Инструкции по эксплуатации
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
Ваши истории
Викторина онлайн
Загадки для взрослых и детей
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика
Форумы
Голосования
Карта сайта

ДИАГРАММА
© 2000-2021

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Новый способ получения аэрографена 03.05.2015

Когда мы говорим о чем-то легком и невесомом, то часто употребляем прилагательное "воздушный". Однако воздух все равно обладает массой, хоть и небольшой - один кубометр воздуха весит немногим более килограмма. Можно ли создать твердый материал, который занимал бы собой, к примеру, кубический метр, но при этом весил бы меньше килограмма? Такую проблему решил еще в начале прошлого века американский химик и инженер Стивен Кистлер, который известен как изобретатель аэрогеля.

Созданная с помощью 3D печати макроструктура аэрографена придает ему уникальные механические свойства, при этом материал не теряет своей "графеновой" природы. Фото: Ryan Chen/LLNLСозданная с помощью 3D печати макроструктура аэрографена придает ему уникальные механические свойства, при этом материал не теряет своей "графеновой" природы

Наверное, у многих первая ассоциация со словом "гель" связана с каким-нибудь косметическим средством или бытовой химией. Хотя на самом деле гель - это вполне химический термин, которым называют систему, состоящую из трехмерной сетки макромолекул, своего рода каркаса, в пустотах которого находится жидкость. За счет этого молекулярного каркаса тот же гель для душа не растекается по ладони, а принимает осязаемую форму. Но назвать такой обычный гель воздушным никак нельзя - жидкость, которая составляет большую его часть, почти в тысячу раз тяжелее воздуха. Вот тут у экспериментаторов и возникла идея, как сделать ультралегкий материал.

Если взять жидкий гель, и каким-то способом убрать из него воду, заменив ее на воздух, то в результате от геля останется только каркас, который будет обеспечивать твердость, но при этом практически не иметь веса. Такой материал и получил название аэрогеля. С момента его изобретения в 1930 году среди химиков началось своего рода соревнование по созданию самого легкого аэрогеля. Долгое время для его получения использовали в основном материал на основе диоксида кремния. Плотность таких кремниевых аэрогелей составляла от десятых до сотых долей грамма на кубический сантиметр. Когда в качестве материала стали использовать углеродные нанотрубки, то плотность аэрогелей удалось уменьшить еще практически на два порядка. Например, аэрографит имел плотность 0,18 мг/см3. На сегодняшний день пальма первенства самого легкого твердого материала принадлежит аэрографену, его плотность всего 0,16 мг/см3. Для наглядности, метровый куб, сделанный из аэрографена, весил бы 160 г, что в восемь раз легче воздуха.

Однако химиками движет отнюдь не только спортивный интерес, и графен в качестве материала для аэрогелей стали использовать совсем не случайно. Сам по себе графен обладает массой уникальных свойств, которые во многом обусловлены его плоской структурой. С другой стороны, аэрогели тоже имеют особенные характеристики, одна из которых - огромная площадь удельной поверхности, которая составляет сотни и тысячи квадратных метров на грамм вещества. Такая огромная площадь возникает из-за высокой пористости материала. Совместить специфические свойства графена с уникальной структурой аэрогелей у химиков уже получилось, но исследователям из Ливерморской национальной лаборатории для создания аэрографена зачем-то понадобился еще и 3D принтер.

Для того чтобы напечатать аэрогель, сперва потребовалось создать специальные чернила на основе оксида графена. Помимо того, что из них должен получится аэрографен, надо, чтобы такие чернила были пригодны для 3D печати. Решив эту задачу, химики получили в свои руки метод, по которому можно изготавливать аэрографен с нужной микроархитектурой. Это очень важно, поскольку кроме свойств, присущих графену, такой материал будет иметь еще и интересные физические свойства. Например, тот образец, который получили авторы исследования, оказался на удивление упругим - кубик из аэрографена можно было без вреда для материала сжимать в десять раз, при этом он не терял своих свойств при повторных сжатиях-растяжениях.

Способность к многократному сжатию отличает напечатанный аэрографен от полученного "обычным" путем. Одним из практических применений нового аэрографена могут стать гибкие электрические аккумуляторы, где большая внутренняя поверхность материала будет использована в качестве электрода, в то время как напечатанная структура придаст ему нужную гибкость.

<< Назад: Ловушка для вихря 03.05.2015

>> Вперед: MSP430FR5969 - производительный микроконтроллер с FRAM памятью 02.05.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Гербициды в капсулах 08.12.2021

Инновационная система доставки гербицидов может произвести революцию в сельском хозяйстве и в системе защиты растений от сорняков. Применение заполненных гербицидами капсул является более безопасным, и таким же эффективным, как традиционный, способ. По словам профессора Амелии Лимбонган Университета Квинсленда, метод был очень эффективен против широкого спектра видов сорняков, которые представляют серьезную угрозу для сельского хозяйства. "Этот метод борьбы с сорняками практичен, и более у ...>>

Электромагнитный пистолет 08.12.2021

Китайский Военно-морской инженерный университет в Ухане разработал прототип оружия, которое содержит три катушки, генерирующие электромагнитное поле. В разработке ученые применяли методы искусственного интеллекта. Инженеры создали пистолет Гаусса рекордной мощности. Пистолет, или пушка Гаусса - это одна из разновидностей электромагнитного ускорителя масс. Внутри ствола есть проводящие катушки, на которые подается импульс тока. Это и создает электромагнитное поле, которое разгоняет намагниченн ...>>

Сжатый свет для цветных фотографий наноматериалов 07.12.2021

Создать наноустройство, это лишь полдела - необходимо также иметь возможность их изучать и совершенствовать. Обычно такие устройства отражают слишком мало света, чтобы получить хорошее изображение, но недавнее достижение специалистов из Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside) сделает это возможным. Они разработали технологию, которая позволяет сжать свет вольфрамовой лампы в пятно на торце серебряной нанопроволоки, диаметром всего 6 нанометров. Благодаря этому, ученые смог ...>>

Наномеханический датчик микрочипов с керамическим покрытием 07.12.2021

Самый точный в мире наномеханический датчик микрочипов, объединив нанотехнологии и машинное обучение, разработали исследователи из TU Delft Нидерландов. Он поможет изучать темную материю, развивать квантовый интернет, навигацию и зондирование. Вибрирующие объекты мельчайшего размера действуют в датчиках или квантовом оборудовании. Очень трудно предотвратить их взаимодействие с окружающим тепловым шумом. Датчики существуют в состоянии хрупкого равновесия и даже мелкие помехи сильно отражаются ...>>

Запрограммировано взаимодействие между квантовыми магнитами 06.12.2021

Команда немецких физиков из Центра квантовой динамики Гейдельбергского университета изменили взаимодействие между микроскопическими квантовыми магнитами - спинами. В исследовании магниты впервые сохраняли свою первоначальную ориентацию в течение длительного периода в изолированных квантовых системах. Ученые использовали газ из атомов, который был охлажден до температуры, близкой к абсолютному нулю. С помощью лазера атомы были раскалены и отделяли электроны на макроскопические расстояния от ат ...>>

Случайная новость из Архива

Марсианский грунт - защита от радиации 22.10.2012

Специалисты Европейского космического агентства совместно с учеными, работающими на ускорителе GSI в Германии, проверят потенциальную пригодность лунного и марсианского грунта в качестве щита от радиации.

В ходе данного двухлетнего проекта ЕКА планируется проверить, сможет ли лунный и марсианский грунт защитить космонавтов от космического излучения. Это имеет большое значение для будущего освоения Луны и Марса, поскольку влияет на конструкцию первых лунных и марсианских поселений, выбор оборудования и стоимость экспедиций.

Специалистам ЕКА пришлось использовать в своем проекте единственный в Европе ускоритель, способный разогнать тяжелые атомные ядра до сверхвысоких скоростей - именно с такими частицами космонавтам придется встретиться за пределами Земли. Ускоритель расположен в Центре имени Гельмгольца по исследованию тяжелых ионов (GSI).

GSI имитирует высокоэнергетическое галактическое излучение, с помощью которого уже проверяли защитные свойства таких распространенных материалов, как алюминий, вода, полиэтилен, ряд композитов. Теперь на основе данных об условиях на Луне и Марсе, создадут модель грунтов этих небесных тел и проверят их способность задерживать космическое излучение.

На первый взгляд проблема защиты людей от космической радиации проста: нужно сделать защиту потолще - и все. Однако даже если списать со счетов высокую стоимость вывода тяжелой защиты на орбиту, данная проблема является более сложной, чем кажется. Например, толстый металлический щит, который подвергается бомбардировке тяжелых высокоэнергетических частиц, сам начинает производить вторичное излучение - иногда даже более вредное, чем первичное.

В настоящее время ученым известно, что вода и полиэтилен лучше защищают от космической радиации, чем, например, алюминий. Наилучший результат демонстрирует новый насыщенный водородом материал, разработанный учеными британской компании Cella Energy. Интересно, что первоначально данный материал был создан для хранения водородного топлива. Тем не менее, для строительства постоянных лунных и марсианских баз лучшим вариантом было бы использование местных материалов. Поэтому в ЕКА сосредоточили внимание на инопланетном грунте.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники


Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов