Пиролиз позволил создать 3D-печатные композиты с уникальными прочностными свойствами

Ученые из Китая и США напечатали на 3D-принтере композиционные материалы и, выдержав при высоких температурах, получили легковесные нанорешетки из аморфного углерода. Материалы оказались на три порядка прочнее всех существующих легких нано- и микрокомпозитных материалов, нечувствительны к дефектам, образовавшимся в процессе синтеза, и выдержали объемные деформации более десяти процентов. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences. Идеальный материал обладает низкой плотностью, высокой прочностью, термической и химической устойчивостью. Легковесными можно назвать материалы, плотность которых меньше плотности воды (один грамм на кубический сантиметр). Вес конструкции, с увеличением (хотя бы без потери) прочности обычно уменьшают путем создания композитов из полых металлических стержней или заполненных более легкими полимерными веществами.

Читать далее

Обнаружены микроскопические грибы, способные превращать соединения золота в чистый металл

Обнаруженные в Австралии грибки могут превращать соединения золота в чистый металл, который покрывает их поверхность сверкающими наночастицами. Об этом Майк Веролл (Mike Verrall) и его коллеги из австралийского Государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO) пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Микроскопические грибы Fusarium oxysporum найдены в шахтах на западе Австралии и продемонстрировали чрезвычайно необычную способность пользоваться растворенными в среде соединениями золота. Выделяя высокореактивные молекулы пероксида водорода, они заставляют его окисляться и, превращаясь в ионы, образовывать комплексы чистого металла. Блестящие золотые частицы усеивают поверхность мицелия F. oxysporum.

Читать далее

Впервые выращен двумерный кристалл «белого графена» размером 10×10 сантиметров

Китайские физики вырастили квадратный лист двумерного гексагонального нитрида бора площадью около ста квадратных сантиметров, что почти в тысячу раз больше предыдущего рекорда. Для этого ученые наращивали на медной фольге ступеньки, а затем осаждали на ней пары боразана. Кроме того, предложенный авторами метод легко можно адаптировать для выращивания других двумерных кристаллов. Статья опубликована в Nature, препринт работы выложен на сайте arxiv.org. С тех пор, как Андрей Гейм и Константин Новоселов получили графен, физики не прекращают исследовать двумерные материалы и разрабатывать двумерные электронные устройства. По сравнению с обычными электронными приборами на основе оксида кремния двумерные электронные устройства обладают рядом преимуществ — они меньше, быстрее и функциональнее. В настоящее время такие материалы уже используются в электронике, оптоэлектронике и фотовольтаике.

Читать далее

Создана плоская микроструктурированная металинза для получения всей информации о поляризации принимаемого излучения

Ученые разработали портативную камеру без подвижных частей, которая измеряет сразу все четыре параметра Стокса, то есть способна получать всю информацию о поляризации принимаемого излучения. В качестве основного оптического элемента используется плоская микроструктурированная металинза, способная нужным образом искажать волновой фронт света. Достоинствами прибора является его небольшие габариты (по сравнению с другими поляризационными камерами) и отсутствие движущихся частей, что значительно увеличивает надежность, пишут авторы в журнале Science. Поляризация — это одна из основных характеристик любых поперечных волн, в том числе электромагнитных. Эта величина характеризует ориентацию плоскости колебания волны (в случае света это колебания вектора напряженности электрического поля) относительно оси распространения.

Читать далее

Физики впервые измерили магнитное поле атома и сформулировали условия оптимизации магнитных устройств памяти

Физики впервые напрямую измерили энергию обменного взаимодействия между двумя атомами, один из которых был прикреплен к концу иглы сканирующего туннельного микроскопа. Другими словами, с помощью одного из атомов ученые «настраивали» магнитное поле в окрестности второго атома и «намагничивали» его. При этом напряженность поля изменялось почти в тысячу раз — от одного миллитесла до десяти тесла. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics, препринт работы выложен на сайте arXiv.org. Согласно известному закону Мура, число транзисторов на интегральной схеме (а вместе с тем и ее производительность) удваивается каждые два года. В то же время закон масштабирования Деннарда утверждает, что наиболее выгодный способ удвоить производительность схемы — уменьшить размер транзисторов. Это позволяет понизить напряжение, подаваемое на затвор транзистора, и увеличить скорость его переключения.

Читать далее

В МФТИ разработан прототип энергоэффективных запоминающих устройств

Ученым из МФТИ и их коллегам из Германии и Нидерландов удалось добиться переключения намагниченности материала на предельно коротких временах и с минимальными энергетическими затратами. Другими словами, исследователи разработали прототип энергоэффективных запоминающих устройств. Статья опубликована в журнале Nature. В области стремительно развивающихся информационных технологий велик спрос на устройства, контролируемые квантовыми механизмами без энергетических потерь. Ведь более 3% мирового электричества идет на обслуживание центров хранения данных — и цифра продолжает расти. Фундаментальные законы физики совсем не запрещают существование технологии быстрого и энергетически эффективного хранения данных — а ведь именно чтение и запись информации является «бутылочным горлышком» в развитии информационных технологий.

Читать далее

Погружение на три миллиарда лет: история загадочной Кольской сверхглубокой скважины

С конца XIX века считалось, что Земля состоит из коры, мантии и ядра. При этом никто толком не мог сказать, где кончается один слой и начинается следующий. Ученые не знали даже, из чего, собственно, эти слои состоят. Еще каких-нибудь 30 лет назад исследователи были уверены, что слой гранитов начинается на глубине 50 метров и продолжается до трех километров, а затем идут базальты. Мантия предполагалась на глубине 15-18 километров. Сверхглубокая скважина, которую начали бурить в СССР на Кольском полуострове, показала, что ученые ошибались. Проекты путешествия в глубь Земли появились в начале 1960-х годов сразу в нескольких странах. Первыми начали бурить сверхглубокие скважины американцы, причем они старались делать это в таких местах, где, по данным сейсмических исследований, земная кора должна была быть тоньше.

Читать далее

Биолюминесцентные микроводросли намного опередили лучшие солнечных панели по эффективности преобразования света в электричество

Наверняка многие люди считают, что преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных панелей – исключительно достижение современной науки. Но это не так, поскольку за миллионы лет до появления человеческой цивилизации данный процесс сформировался и продолжает существовать в живой природе. При этом эффективность природных «солнечных панелей» намного выше, чем самых совершенных образцов, созданных человеком. Команда ученых Университета Бирмингема (Великобритания) установила способность флуоресцентных водорослей улавливать до 95 % поступающего к ним света. Для сравнения, производительность современных солнечных панелей составляет не более 10-20 %. Используя передовые методы масс-спектрометрии, ученые смогли глубже изучить два типа микроорганизмов – красные и синезеленые водоросли (известных также, как цианобактерии — прим. ред.).

Читать далее

Синтезирован новый высокотемпературный сверхпроводник на основе купрата бария

Физики смогли синтезировать кислород-дефицитный купрат бария Ba2CuO4-y, который становится сверхпроводящим уже при 73 кельвинах. Это соединение обладает структурой перовскита с очень сжатым октаэдром и концентрацией дырок выше, чем раньше считалось оптимальным для подобных сверхпроводников. Результаты исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences, ставят под вопрос современные представления о сверхпроводимости в купратах. Явление сверхпроводимости (способность проводить электрический ток без сопротивления) уже нашло множество применений: из сверхпроводников изготавливают сверхмощные магниты для магнитно-резонансной томографии и Большого адронного коллайдера, сверхточные детекторы магнитного поля. Однако полностью понять механизмы этого явления пока не удалось. Исследователи продолжают поиски способов повышения критических температур, при которых вещества проявляют сверхпроводимость.

Читать далее