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:

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 Пробиотики и беременность 03.02.2018 Молоко с пробиотиками помогает избежать сразу двух серьезных проблем, с которыми часто сталкиваются беременные: это преждевременные роды и преэклампсия (так называют форму позднего токсикоза при беременности, когда очень сильно поднимается кровяное давление, а в моче появляется белок). Сотрудники Академии Сальгренска при Университете Гетеборга вместе с коллегами из других научных центров Швеции и Норвегии проанализировали медицинскую статистику, касающуюся примерно 70 тысяч беременных, которые участвовали в длительном медицинском исследовании. В рамках этого исследования у женщин спрашивали, как они себя чувствовали, что ели и чем занимались до беременности и на разных ее этапах. Молоко с пробиотиками вообще пользуется в Норвегии большой популярностью, и около 23% женщин сообщили, что пили такое молоко до беременности, еще 38% - что пили его до тринадцатой недели, и еще 32% - что они пили пробиотическое молоко во время поздней беременности, то есть между тринадцатой и тридцатой неделями; средняя порция составляла полторы чашки в день. Молоку сопутствовал явный благотворный эффект, но тут все зависел именно от стадии беременности. Например, вероятность преэклампсии уменьшалась на 20%, но лишь в том случае, когда пробиотики принимали на поздней стадии беременности. С другой стороны, вероятность преждевременных родов (то есть до 37-1 недели) уменьшалась на 21%, лишь когда пробиотическое молоко пили во время ранней беременности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026