Найден новый жаропрочный суперсплав для авиационных реактивных двигателей и газовых турбин

Первое в своем роде исследование, которое опубликовано в журнале Scientific Reports, описывает сплав на основе карбида титана (TiC) и легированного молибден-кремний-бора (Mo-Si-B), или MoSiBTiC, высокотемпературная прочность которого определили постоянным воздействием при температурах от 1400°C до 1600°C. «Наши эксперименты показывают, что сплав MoSiBTiC невероятно прочен, по сравнению с передовыми однокристальными никелевыми суперсплавами, часто используемыми в горячих отсеках тепловых двигателей, вроде авиационных реактивных двигателей и газовых турбин для генерации электроэнергии, – говорит ведущий автор исследования профессор Киосуке Ёсими из Высшей инженерной школы Университета Тохоку. – Эта работа предполагает, что MoSiBTiC, будучи высокотемпературным материалом, не входящим в число суперсплавов на основе никеля, – многообещающий кандидат для применения в этой области».

Читать далее

Создан вычислительный топологический генератор стабильных кристаллических структур

Ученые создали предсказатель кристаллических структур, позаимствовав его принцип у природы. Результаты исследования опубликованы в журнале Computer Physics Communications. Из-за быстрого темпа возникновения новых технологий перед химиками стоит постоянная задача искать и создавать новые вещества и материалы: более прочные, легкие, стабильные, сверхпроводящие. Список инноваций в области материаловедения, необходимых в современном мире, можно продолжать долго. Искать и находить новые вещества непросто. Экспериментально делать это долго и дорого, так как нередко требуются особые условия, сильно отличающиеся от комнатных.

Читать далее

Впервые получен метастабильный диоксид кремния высокого давления

Группа химиков синтезировала две новые модификации диоксида кремния высокого давления. Это метастабильные фазы коэсита, в которых кремний имеет координационное число от четырех до шести. Интересно, что некоторые из образованных атомами кислорода октаэдров в этих структурах соединяются между собой по граням, что не характерно для большинства кристаллических структур и противоречит одному из правил Полинга. Возможность образования таких кристаллов может объяснить распределение силикатных минералов и их расплавов в глубоких слоях мантии Земли, пишут ученые в Nature Communications. Минералы на основе оксида кремния — одни из самых распространенных в земной коре.

Читать далее

Ученым удалось увеличить время эксплуатации литий-металлических аккумуляторов в два раза

Инженеры Университета штата Пенсильвании уверяют, что литий-металлические аккумуляторы могут быть более безопасными, работать дольше, а заряжаться быстрее благодаря полимерным губкам. Ученые давно пытаются создать эффективные литий-металлические батареи, но наталкиваются на фундаментальные препятствия. В частности, из-за роста дендритов — кристаллических образований древовидной формы — такие аккумуляторы могут быстро прийти в негодность и взорваться. Исследователи из Университета Пенсильвании разработали трехмерную полимерную губку, которая крепится к металлическому покрытию анода аккумулятора.

Читать далее

Диоксид ванадия попал в претенденты на основу электронных устройств следующего поколения

Электроника

Одним из первых электронных компонентов, при помощи которого можно было управлять электрическим током, стало обычное электромагнитное реле. Через некоторое время на свет появился первый германиевый транзистор, более современные кремниевые аналоги которого работают во всех без исключения электронных устройствах. А электроника следующего поколения может быть построена на основе других материалов, в частности диоксида ванадия (VO2). Ключевой особенностью этого материала является то, что он является диэлектриком при комнатной температуре и превращается в проводник при температуре свыше 68 градусов Цельсия. И такие материалы относятся к экзотическому классу переходных металлов-диэлектриков.

Читать далее

Разработан материал, скрывающий тела в инфракрасном диапазоне частот

A piece of the material (blue square) masks the thermal signature of a human handВ фантастическом фильме “Хищник” герой Арнольда Шварценеггера скрывался от “теплового зрения” пришельца, обмазавшись слоем мокрой и холодной грязи. Но если бы он использовал новый “тепловой камуфляжный” материал, разработанный группой ученых из Манчестерского университета, то скрыться от хищника Арнольду Шварценеггеру удалось бы намного легче и эффективней. Новый тонкий, гибкий и легкий материал состоит из трех еще более тонких слоев. Верхний слой представляет собой несколько суб-слоев графена, формы углерода, кристалл которой имеет одноатомную толщину. Нижний слой изготовлен из огнеупорного нейлона, покрытого слоем золота. Эти два слоя являются электродами, разделенными мембраной, пропитанной ионной жидкостью, водным раствором нескольких типов солей, который содержит как положительно заряженные, так и отрицательно заряженные ионы.

Читать далее

Создан сверхминиатюрный электрооптический модулятор для оптоволоконных коммуникационных сетей

Передача информации

Электрооптические модуляторы являются одними из ключевых компонентов современных оптоволоконных коммуникационных сетей. Они представляют собой оптический аналог электронного транзистора, только вместо электрического тока они позволяют управлять потоком фотонов света, проходящего сквозь структуру устройства, и модулировать оптический сигнал передаваемой информацией, представленной в двоичном виде. Модуляторы находятся в каждом без исключения устройстве, к которому подключается оптоволоконный кабель и поэтому разработке новых видов таких модуляторов уделяется большое внимание. Не так давно исследователи из Орегонского университета (Oregon State University, OSU) создали очередной новый вид электрооптического модулятора.

Читать далее

Учеными создан метаматериал для передачи акустических волн из глубины воды в воздух

Метаматериал

Если вы попробуете нырнуть под воду и докричаться оттуда до кого-нибудь, стоящего на самом краю бассейна, то такая затея вряд ли закончится удачно. Это произойдет из-за того, что всего 0.1 процента от звуков, распространяющихся в водной среде, могут быть переданы в воздух. И помочь в этом деле сможет специализированное устройство на основе нового метаматериала, разработанного совместными усилиями ученых из Японии и Южной Кореи. Эффект подавления звука при переходе границы между водой и воздухом является следствием весьма распространенного физического явления. Известно, к примеру, что количество света, отраженного на границе двух материалов, зависит от разницы в коэффициентах преломления этих материалов.

Читать далее

Показан физический механизм биологического старения и смерти живого организма

Наномасштабная теплофизика гарантирует наше угасание, независимо от того, сколько болезней мы излечим. Внутренности каждой клетки нашего тела подобны перенаселенному городу заполненному путями, транспортом, библиотеками, фабриками, электростанциями и мусоропроводами. Рабочие этого города белковые машины, которые усваивают пищу, вывозят мусор или восстанавливают ДНК. Грузы перемещаются из одного места в другое с помощью молекулярных машин, передвигающихся на двух ножках по белковым канатам. Пока эти машины занимаются своим делом, окружающие тысячи молекул воды случайным образом врезаются в них миллионы раз в секунду.

Читать далее