Стабильные миниатюрные 3D-объекты из аэрогеля

26.08.2020

Исследователи из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологии (Empa) создали стабильные микроструктуры правильной формы из аэрогеля кремнезема с помощью 3D-принтера. Печатные структуры могут быть толщиной до десятых долей миллиметра. Новый аэрогель из диоксида кремния обладает лучшими механическими свойствами и его можно даже сверлить и фрезеровать. Это открывает совершенно новые возможности для постобработки 3D-печатных форм из аэрогеля.

Аэрогель на основе кремнезема - это легкие пористые пены, обеспечивающие отличную теплоизоляцию. Этот материал очень хрупкий, и поэтому крупные объекты из аэрогеля обычно укрепляют органическими или биполимерными волокнами. Выточить мелкие изделия из более крупных - непростая задача. А сразу напечатать миниатюрный объект - еще сложнее.

Новый метод, который разработали ученые Empa, позволяет получить небольшие и стабильные объекты из аэрогеля. С помощью метода можно точно регулировать свойства текучести и затвердевания кремниевых чернил, из которых впоследствии получают аэрогель, так что получается напечатать как самонесущие конструкции, так и тонкие мембраны. В качестве примера таких структур исследователи напечатали листья и соцветия цветка лотоса. Тест-объект плавает на поверхности воды благодаря гидрофобным свойствам и низкой плотности кремнеземного аэрогеля - как и его естественная модель. Новая технология также позволяет впервые печатать сложные трехмерные микроструктуры из нескольких материалов.

Используя напечатанную аэрогелевую мембрану, исследователи сконструировали "термомолекулярный" газовый насос, который работает без каких-либо движущихся частей ("насос Кнудсена"). Принцип действия основан на ограниченном переносе газа в сети наноразмерных пор или одномерных каналов, стенки которых горячие с одного конца и холодные с другого. Команда построила такой насос из аэрогеля, который с одной стороны был покрыт наночастицами оксида марганца черного цвета. Когда на него направляют источник света, насос нагревается на темной стороне и начинает перекачивать газы или пары растворителя.

Такой насос, который приводится в действие исключительно солнечным светом, может не только перекачивать воздух, но и очищать его. Если в воздухе есть загрязняющие вещества или токсины - например, растворитель толуол, - воздух может циркулировать через мембрану несколько раз, и загрязняющее вещество химически разрушается в результате реакции, катализируемой наночастицами оксида марганца.

<< Назад: Взаимодействие между двумя пространственно-временными кристаллами 26.08.2020

>> Вперед: Вечная атомная батарейка 25.08.2020

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 Электрокроссовер Lucid Gravity 26.11.2023 Стартап Lucid, основанный бывшим главным инженером Tesla, решает воплотить свою энергию в создании электрического внедорожника. Компания представила свой трехрядный Gravity, обещающий до 700 км пробега на одном заряде - показатель, превышающий максимальную автономность Tesla, остановившуюся на отметке в 650 км. Lucid Gravity представляет собой инновационный шаг в мире электромобилей, сочетая выдающуюся автономность с футуристическим дизайном. Этот электрический кроссовер обещает привнести новые стандарты в сегмент внедорожников и укрепить позиции Lucid в индустрии автомобилестроения. Футуристический внешний вид Gravity семиместного кроссовера наследует фирменные черты дизайна Lucid Air, включая характерные световые полосы спереди и сзади, а также удобное и широкое отверстие для удобной загрузки и разгрузки. Багажник Gravity, открывающийся вместе с частью радиаторной решетки, создает аналогию с дизайном F-150 Lightning. Уникальный овальный руль сочетает в себе стиль и практичность, спроектированный для оптимизации видимости перед 34-дюймовым изогнутым OLED-дисплеем, выполняющим роль приборной панели.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026