Новый подход к формированию стекла

17.03.2018

Известно, что молния и вулканы имеют одну схожую особенности - они могут создавать стекло. Именно этим в своих наблюдениях воспользовались люди, создавая стекло из диоксида кремния с самых древних времен, однако позднее индустриализация научила нас производить его на основе бора, полимеров и металлов. Однако международная команда исследователей создала новое семейство стекла, основанное на металлах и органических соединениях, которые, будучи соединенными, практически полностью повторяют поведение кремния в образовании стекла, при этом они лишены его главных недостатков, таких как быстрая кристаллизация и резкое падение температуры.

Само по себе стекло представляет жидкость, замороженную в виде твердого материала в нанокристаллической форме, где очень важно быстро победить процесс кристаллизации - для этого традиционно применяют резкое охлаждение. Однако специалисты решили пойти еще дальше и заменить кремний на цинк, который на кристаллическом уровне также расположен как четырехгранное соединение, как и кремний. Но в отличие от кремниевого соединения, где по бокам расположены атомы кислорода, в цинковом проекте применяются атомы имидазолята и бензимидазолята - специально выведенные молекулы, заменяющие собой кислород.

Таким образом, специалисты разработали особый сплав цинка под названием ZIF-62, чьи свойства не могут не удивлять. В частности, ему требуется куда менее продолжительный сеанс охлаждения, и меньшая температура для того чтобы избежать процесса кристаллизации и тем самым сформировать стекло, а это позволяет несколько удешевить процесс.

Статья с положительными результатами проекта уже была опубликована в научном журнале Science Advances, где специалисты объяснили все тонкости, связанные с применением данного нового метода в формировании стекла. Разумеется, им предстоит провести еще несколько тестирований и опытов с целью обнаружения потенциальных уязвимостей и новых особенностей цинкового соединения, но они уверены, что новый метод позволит уже в самое ближайшее время значительно облегчить и удешевить процесс формирования стекла.

<< Назад: Слабая иммунная память делает бактерий сильнее 18.03.2018

>> Вперед: Возобновляемой энергии на всех может не хватить 17.03.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Микроэлектрический трактор Aftrak 22.03.2026 Развитие сельского хозяйства в бедных регионах мира все чаще связывают не только с агротехнологиями, но и с доступом к энергии. Там, где электричество остается дефицитом, а обработка земли требует огромных физических усилий, появляются гибридные решения, объединяющие транспорт, энергетику и цифровые сервисы. Одним из таких проектов стал микроэлектрический трактор Aftrak, созданный в Великобритании для стран Африки к югу от Сахары. Британская компания Aftrak представила компактный "микроэлектрический трактор", работающий исключительно на солнечной энергии. Разработка создана на базе Лафборского университета в Англии и задумана как универсальный инструмент, который одновременно помогает обрабатывать землю и обеспечивает локальное энергоснабжение. Основная идея проекта заключается в том, чтобы повысить урожайность фермерских хозяйств и одновременно улучшить доступ сельских сообществ к электричеству. Конструктивно машина выполнена в формате мотоблока с задним управлением: оператор идет следом и направляет устройство, пока оно самостоятельно движется по полю. Трактор оснащен стальным разрыхлителем, способным пробивать уплотненный верхний слой почвы, характерный для земель, обрабатываемых вручную. Такое глубокое рыхление создает борозды, через которые вода и корни растений проникают значительно легче, что снижает эрозию и повышает способность почвы удерживать влагу даже в условиях засухи. Технологически проект связан с системой глубокой обработки почвы deep bed farming (DBF), которую развивает некоммерческая организация Tiyeni. По ее оценкам, применение DBF способно более чем вдвое увеличить урожайность и почти в девять раз повысить доходы фермеров, что делает метод особенно значимым для регионов с хронической бедностью и нестабильным сельским хозяйством. Отдельным элементом системы стали модульные солнечные панели, которые Aftrak предлагает использовать как децентрализованный источник энергии. Пилотным регионом выбрана Малави, где в 2023 году доступ к электричеству имели лишь 15,6% населения, а в сельской местности этот показатель составлял около 6%. Комбинация солнечной энергетики и сельхозтехники должна одновременно повысить доходы фермеров и создать базовую энергетическую инфраструктуру на местах. Руководитель проекта Aftrak, преподаватель систем устойчивой энергетики в Loughborough University Джонатан Уилсон (Jonathan Wilson), подчеркивает, что технологические решения должны начинаться с экономики сообществ. По его словам, приоритетом является рост доходов и обеспечение продовольственной стабильности, а уже затем - решение энергетических задач, поскольку без устойчивого сельского хозяйства невозможно развитие инфраструктуры. Стоимость одного трактора оценивается примерно в $3500, а солнечного модуля - около $1500. Планируется, что оборудование будет распространяться через кооперативы, фермерские объединения и неправительственные организации, а также через модель почасовой аренды, напоминающую сервисы совместного использования транспорта. Такой подход должен сделать технологию доступной даже для небольших хозяйств. Проект уже получил поддержку: в 2024 году Aftrak стала обладателем премии Milken-Motsepe Green Energy Prize в размере $1 млн, что позволило начать пилотные внедрения. В Малави солнечные панели уже используются в школе и родильной клинике, а в деревне Мзама на севере страны тестируется связка трактора и энергомодулей. По словам старосты села Арнольда Соко (Arnold Soko), механизация радикально сократила время обработки земли: если раньше работа мотыгами занимала три-четыре дня, то теперь - один-два дня. Солнечная система, связанная с трактором, производит около 7,5 кВт?ч в сутки, чего достаточно либо для зарядки техники, либо для обеспечения электроэнергией до пяти домохозяйств. Дополнительно она открывает доступ к цифровым сервисам, включая интернет, мобильный банкинг и онлайн-обучение, а расширяемая модульная архитектура позволяет увеличивать мощность системы по мере необходимости. Жители отмечают, что в деревнях появились освещение, бытовая техника и новые возможности для образования, как отметила фермер Elizabeth Gondwe, связывая это с ростом качества жизни. Компания Aftrak сегодня выпускает около 100 тракторов в Великобритании и планирует перенести часть производства в город Блантайр в партнерстве с INFLO Inc. В перспективе проект может быть масштабирован в Кении, Южно-Африканской Республике, Гане и Нигерии, где сочетание агротехнологий и солнечной энергетики рассматривается как инструмент долгосрочного развития сельских территорий.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026