Растягивание алмаза

27.01.2021

Утверждение, что алмаз является не самым эластичным материалом на свете - это явное преуменьшение. В то время, как коэффициент растяжения самых эластичных материалов может составлять сотни процентов, эта величина у алмаза, самого твердого материала в мире, не превышает 0.4 процента. Однако, группе ученых из Гонконга удалось найти способ растянуть наноразмерные алмазы на такую величину, что это в корне меняет их электронные и оптические свойства. Это же, в свою очередь, может послужить первым шагом в мир новых "алмазных" устройств и приборов.

Исследователи из Городского университета Гонконга (City University of Hong Kong) обнаружили в свое время, что в наноразмерных масштабах алмаз имеет более высокую эластичность, чем в обычном виде этого материала. И первые эксперименты, проведенные еще несколько лет назад, послужили экспериментальным подтверждением, наноразмерные алмазные "иглы" выдержали воздействие, вызвавшее упругую деформацию в целых 9 процентов.

В недавних исследованиях ученые сделали еще один шаг вперед, они изготовили алмазные заготовки, чем-то напоминающие формой форму моста длиной 1000 нанометров и шириной 300 нанометров. Далее, при помощи специальной установки, принцип действия которой продемонстрирован на втором из приведенных здесь снимков, алмазный "мост" подвергался воздействию, которое вызывало упругую деформацию растяжения алмаза. Ученые отметили, что при деформации алмаза до 7,5 процентов кристалл возвращается полностью к оригинальной форме и размерам после того, как воздействие снимается.

В дальнейшем ученые оптимизировали форму алмазных объектов и получили еще больший коэффициент допустимой деформации алмаза, который составил 9.7 процента и который уже очень близок к теоретическому пределу эластичности этого материала.

Эксперименты по растягиванию алмаза проводились учеными не ради праздного интереса. Давно известно, что деформации, вызываемые механическими воздействиями, кардинально меняют некоторые свойства различных материалов. И алмаз не является исключением из этого, при деформации происходят изменения целого ряда электронных и оптических свойств этого материала.

Изменения свойств при деформации могут сделать алмаз полезным материалом для некоторых электронных и оптических устройств. Сужение запрещенной зоны при 9-процентной деформации, как показали результаты проведенного моделирование, позволяет электрону, "перепрыгнувшему" через барьер перехода, сохранить достаточно энергии для излучения фотона света, что можно использовать для увеличения эффективности некоторых оптико-электронных устройств.

<< Назад: Микроконтронтроллерная плата Raspberry Pi Pico 28.01.2021

>> Вперед: Биологическая магниторецепция 27.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Слова и их эмоциональная окраска 11.01.2019 Исследователи из Геттингенского университета изучали, как мозг обрабатывает слова, связывая с ними положительные или отрицательные эмоции. В сознании человека многие предметы и люди в повседневной жизни имеют эмоциональное значение. Например, пара шерстяных носков обладает эмоциональной ценностью, если это была последняя вещь, которую бабушка связала перед смертью. То же самое относится и к словам. Имя незнакомца поначалу не имеет для вас эмоциональной коннотации, но если развиваются любовные отношения, то даже имя неожиданно приобретает позитивный оттенок. Ученые из Института психологии им. Георга Элиаса Мюллера при Геттингенском университете проанализировали, как люди придают изначально нейтральным знакам, словам и лицам эмоциональное значение. В течение нескольких часов участники изучали эти связи через процесс систематических вознаграждений и потерь. Например, если они каждый раз получали деньги при виде определенного нейтрального слова, оно приобретало положительный эмоциональный оттенок. И наоборот, если участники теряли деньги всякий раз, видя определенное слово, оно становилось отрицательно окрашенным. Исследование также показало, что люди закрепляют позитивные ассоциации гораздо быстрее, чем нейтральные или негативные. Используя электроэнцефалографию (ЭЭГ), исследователи также анализировали, как мозг обрабатывает различные раздражители. Мозг обычно определяет, является ли изображение или слово положительным или отрицательным примерно за 200-300 миллисекунд. "Слова, связанные с потерей, вызывают специфические нейрональные реакции в зрительной коре всего за 100 миллисекунд, - говорит д-р Луиза Кульке, первый автор исследования. - Таким образом, мозг мгновенно распознает, какое значение имеет для нас новое слово, особенно если это значение отрицательное". Также, видимо, имеет значение, является ли слово уже известным субъекту (например, "стул" или "дерево"), или это вымышленное слово, которого нет в языке (например, "напо" или "фоти"). Таким образом, существующее семантическое значение слова также играет роль в характере эмоций, которые мы за ним закрепляем.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026