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:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Кухонные губки выделяют значительное количество микропластика 05.04.2026

Кухонные губки - один из самых используемых предметов в быту - могут быть недооцененным источником микропластика. Ученые из Боннского университета изучили, сколько таких частиц выделяется во время мытья посуды и как это влияет на окружающую среду. Выяснилось, что губки действительно ежегодно выделяют измеримое количество микропластика, однако основной вред экологии связан не с этим, а с расходом воды. В работе оценивали реальное выделение микропластика и его влияние с помощью анализа жизненного цикла (LCA). Исследование объединило лабораторные эксперименты и подход "гражданской науки": добровольцы из Германии и Северной Америки использовали разные типы губок в быту и фиксировали процесс. Губки взвешивали до и после использования, а также тестировали в лаборатории с помощью устройства SpongeBot, имитирующего мытье посуды. Результаты показали, что все губки изнашиваются и выделяют микропластик - примерно от 0,68 до 4,21 г на человека в год, в зависимости от состава. При этом губки ...>>

Гуманоид-спринтер Unitree H1 04.04.2026

Развитие гуманоидной робототехники сегодня стремительно приближается к уровню, при котором машины начинают уверенно имитировать не только движения человека, но и его физические возможности. Особенно активно в этом направлении работают компании из Китая, и очередное достижение Unitree Robotics стало заметной вехой в индустрии. Компания официально сообщила, что их антропоморфный робот Unitree H1 установил мировой рекорд скорости среди полноразмерных гуманоидов. В ходе испытаний машина продемонстрировала характеристики, которые ранее считались недостижимыми для подобного класса устройств, особенно с учетом их массы и конструкции. Во время тестового забега Unitree H1 разогнался до 3,3 метра в секунду, что соответствует примерно 12 километрам в час. Для сравнения, средняя скорость ходьбы человека составляет около 5 километров в час. Хотя до уровня профессионального бега роботам еще далеко, для гуманоидной системы массой около 47 килограммов такой результат считается значительным инжен ...>>

Случайная новость из Архива Жесты усиливают доверие к говорящему 24.12.2025 В публичных выступлениях и повседневном общении мы привыкли придавать основное значение словам, интонации и логике аргументов. Однако современные исследования все чаще показывают, что немаловажную роль в восприятии спикера играет и невербальная сторона речи. Жесты, сопровождающие высказывания, способны существенно влиять на то, насколько уверенным, компетентным и заслуживающим доверия кажется человек аудитории. К такому выводу пришли ученые Университета Южной Калифорнии. Исследователи поставили перед собой задачу выяснить, как именно движения рук во время речи отражаются на доверии слушателей к говорящему и на общей оценке его выступления. Результаты показали, что жесты - это не второстепенное украшение речи, а полноценный инструмент коммуникации. В ходе работы ученые проанализировали более 2 тысяч выступлений TED Talks, применив методы искусственного интеллекта. Алгоритмы оценивали характер жестов и сопоставляли их с реакцией аудитории. Выяснилось, что ораторы, использующие понятные и уместные движения руками, получали заметно больше положительных откликов и воспринимались слушателями более благосклонно. Дополнительные эксперименты с участием добровольцев подтвердили эти наблюдения. Участники чаще считали таких спикеров более ясными в формулировках, интеллектуально сильными и убедительными. Иначе говоря, жесты помогали не только лучше понять содержание речи, но и формировали общее впечатление о личности выступающего. Наибольшее влияние оказывали так называемые иллюстративные жесты, которые напрямую отражают смысл сказанного. Когда человек разводит руки, говоря о чем-то масштабном или удаленном, или, наоборот, сближает ладони, объясняя, как разные идеи соединяются между собой, слушателям становится проще уловить суть. Аналогично движения рук вверх и вниз усиливают восприятие слов, связанных с ростом, спадом или изменением величин. Такие жесты работают как визуальные подсказки, ускоряющие обработку информации мозгом. В отличие от них хаотичные или нервные движения руками не только не помогают, но и могут отвлекать внимание, снижая ясность восприятия и даже подрывая доверие к говорящему. При этом ученые подчеркивают, что специально заучивать жесты не требуется. Искусственность легко считывается и может дать обратный эффект. Гораздо важнее позволить рукам естественно сопровождать речь, подчеркивая ключевые мысли и помогая словам обрести наглядность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026