Новый способ фильтрации воды с помощь углеродных нанотрубок

Поделиться



Сейчас для фильтрации воды обычно используются силиконовые гели и активированный уголь. Эти материалы можно использовать только до выработки ресурса, после чего их необходимо утилизировать. Недавно ученые представили фильтры с углеродными нанотрубками, которые более эффективны при удалении органических загрязнителей, а еще их можно использовать повторно.





Исследователи из Рочестерского технологического института под руководством Реджинальда Роджерса создали одностенные углеродные нанотрубки — микроскопические свернутые листы графена, которые, в свою очередь, представляют собой лист из атомов углерода, толщиной в один атом. Затем эти нанотрубки были отсортированы в зависимости от того, к какому типу они относятся — полупроводниковому или металлическому. Полупроводниковые трубки были впоследствии включены в тонкие углеродные листы, которые затем использовались для фильтрации воды.





Поскольку нанотрубки отталкивают молекулы воды, она не застревает в материале, что позволяет ему адсорбировать больше органических веществ.

После того, как листы наполняются загрязнителями, их нужно просто поместить в микроволновую печь на пять минут, чтобы очистить от загрязняющих веществ, после чего листы можно снова использовать.

По словам разработчиков, это совершенно новый и очень перспективный способ фильтрации воды. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology

Создан материал на основе графена, который в 10 раз прочнее стали

Поделиться



Графен известен всем в большей части как первый двухмерный материал, полученный учеными. Однако, его тончайшая плоская двухмерная структура как раз и является препятствием к использованию целого ряда удивительных свойств графена, высочайшей механической прочности, легкости и отличной проводимости по отношению к электричеству и теплу.

Не так давно ученые из Массачусетского технологического института разработали новый «трехмерный» материал на основе графена, который в 10 раз прочнее стали, а теперь ученые из университета Райс, продолжив предыдущую работу, создали материал на основе графена, укрепленного углеродными нанотрубками. Получившаяся «пена» может быть отформирована прессованием и выдерживает без изменений своей структуры воздействие веса в 3 тысячи раз превышающего ее собственный вес.



Основой прочности нового материала являются углеродные нанотрубки с несколькими концентрическими оболочками, своего рода нанотрубками внутри других нанотрубок. Для того, чтобы совместить гарфен с нанотрубками ученые использовали порошок нанотрубок, перемешанный с никелевым катализатором и сахаром, который являлся источником дополнительного углерода. Полученная смесь была помещена под высокое давление путем ее сжимания при помощи винта, и отправлена в печь, где поддерживалась заданная высокая температура.

Сахар в смеси распался на углерод и другие составные части, а углерод под воздействием катализатора обратился в графен. Полученная заготовка была очищена от никеля и других примесей химическим путем, что оставило в руках ученых структуру из пенообразного материала, состоящего из чистого углерода.
 



Когда образцы полученного материала были помещены под электронный микроскоп, ученые увидели, что внешние слои нанотрубок распустились, словно с одной из их сторон «расстегнули змейку», и объединились с графеном, который получился в результате процесса осаждения углерода из парообразной фазы. В результате высокого сцепления между элементами этого материала он, материал, выдерживает без изменений структуры вес, в 3 тысячи раз превышающий его собственный вес.

А при воздействии на него веса в 8500 раз превышающего его вес, структура материала деформируется на 25 процентов от начального размера. И, после снятия нагрузки, материал полностью восстанавливает свою изначальную форму. Для сравнения, «пена», состоящая из графена, не укрепленного углеродными нанотрубками, может выдержать усилие, всего в 150 раз превышающее ее собственный вес.



Как уже упоминалось выше, новый пенообразный углеродный материал может быть отформован любым способом. И для демонстрации этого ученые изготовили из нового материала образцы электродов для литий-ионных аккумуляторных батарей и суперконденсаторов, которые обладают высокой механической прочностью, химической стабильностью и большим значением эффективной площади поверхности. опубликовано 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology

Ваш следующий смартфон может стать углеродной формой жизни

Поделиться



Аналитическое агентство BBC Research считает, что технология энергонезависимой памяти, основанная на углеродных нанотрубках, будет запущена в массовое производство уже в 2018 году.«Редко можно увидеть технологию, которая взлетает после стольких лет разработки, но NRAM кажется именно такой, — говорит главный редактор BBC Research Кевин Фитцжеральд. — На самом деле, ваш следующий смартфон может стать углеродной формой жизни».





В докладе долгий путь NRAM — энергонезависимой памяти — к рынку сравнивается с противостоянием Давида и Голиафа, за тем исключением, что в случае с NRAM Давиду на помощь пришел один из оружейников Голиафа. В августе компания Fujistu Semiconductor Ltd. стала первым производителем, который объявил о запуске массового производства энергонезависимой памяти в конце 2018 года.

По мнению BBC Research, NRAM обладает потенциалом для массовой кастомизации, то есть микрочип может быть адаптирован для множества специфических задач. Это позволит создавать дешевые автономные сенсоры для интернета вещей, а также память для смартфонов, микросхемы для самоуправляемых автомобилей и даже наушники, в которых хранятся музыкальные записи.





В докладе BBC Research говорится, что рынок нано-RAM ожидает увеличение совокупного годового темпа роста на 62,5% между 2018 и 2023 годом. В целом рынок этой технология вырастет с $4,7 млн в 2018 до $217,6 млн в 2023 году.

Энергонезависимая память, изобретенная еще в 2001 году компанией Nantero, Inc., обладает производительностью в 1000 раз большей, чем у современного стандарта компьютерной памяти DRAM, но при этом не перестает работать при отключении подачи электричества.

Один из конкурентов NRAM — технология магнитнорезистивной оперативной памяти (MRAM), над разработкой которой трудится IBM. Летом прошлого года компания объявила о создании устройства в 100 тысяч раз более быстрого, чем флэш-память NAND, и не подверженного износу. опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/01/14/nram-2018

Учёные разрабатывают нанотрубки, извлекающие воду из воздуха

Поделиться




По подсчётам учёных, пустыни занимают примерно пятую часть суши. Главная проблема человека, оказавшегося в пустыне – недостаток воды. Спасительные колодцы и оазисы – большая редкость, найти и добраться до которых сможет далеко не каждый. Но как оказалось, воду в пустыне можно извлечь из воздуха, ведь даже самый сухой и раскалённый воздух содержит в себе влагу. Весь вопрос в том, как её оттуда извлечь.
Группа исследователей Университета Райс предложила использовать для этого специально разработанные нанотрубки. Эту оригинальную идею учёным «подсказал» жук Stenocara, проявляющий чудеса выживания среди пустыни. В качестве влагоуловителя жук использует свои крылья, с помощью которых он впитывает частицы воды из утреннего тумана. Накопленных запасов ему хватает на день. На следующее утро всё повторяется.

Исследователи решили воспроизвести уникальный природный механизм с помощью массива нанотрубок. Верхняя их часть всасывает воду, а нижняя – отталкивает. Таким образом, вода оказывается, как бы в ловушке, после чего остаётся её извлечь, при этом не затрачивая никакой энергии.

Учитывая микроскопические размеры нанотрубок, не трудно догадаться, что для получения необходимого количества воды их потребуется очень много. Когда же все технические проблемы будут решены, на свет появятся нанокружки, с которыми никакая пустыня не страшна.

Источник: techcult.ru

Открыто новое состояние молекул воды

Поделиться



Нейтронография и компьютерное моделирование показали уникальное и неожиданное поведение молекул воды в условиях экстремального конфайнмента.

Исследователи из Национальной лаборатории в Оук-Ридж совместно с лабораторией Резерфорда-Эплтона провели эксперимент, чтобы выяснить, что происходит с водой, когда она находится внутри минералов. Таким образом они хотели понять, какое состояние принимает жидкость в микротрещинах горных пород, почве, а также в ходе диффузии через клеточные мембраны.



В ходе эксперимента воду помещали в шестиугольные сверхмалые каналы в минерале берилл. Диаметр этих каналов составляет всего 5 ангстрем, то есть 10-10 метра (отдельные атомы, как правило, около 1 ангстрем в диаметре). Подвергая молекулы воды процессу туннелирования — помещения в эти емкости — исследователи обнаружили, что частицы демонстрируют довольно странное поведение, преодолевая потенциальный барьер и начиная квантовое движение. Такое состояние H2O наблюдалось учеными впервые и не соответствовало типичным формам вещества. 

Ранее считалось, что такое явление существует только в квантовой механике. «В этом случае атомы кислорода и водорода являются „делокализоваными“ и, значит, одновременно присутствуют в шести симметричных позициях канала», сказал ведущий автор исследования Александр Колесников.



Водные кольца. Одна молекула воды может быть ограничена внутри канала берилла шестиугольной формы (слева). Светло-голубые сферы показывают позиции одного атома водорода в молекуле воды, как это происходит одновременно в шести симметричных позициях канала. Туннелирование между этими ориентациями означает, что атом водорода не находится в одном положении, а «размазывается» в форме кольца. Правый рисунок в пространственном масштабе показывает распределение электронной плотности водорода, от синего (низкое) до желтого (самое высокое).

Открытие этого «квантового туннелирования» состояния молекул воды в берилле, как ожидается, поможет ученым понять термодинамические свойства воды в замкнутых средах, таких как углеродные нанотрубки, а также в различных геологических условиях.

Сотрудник Лаборатории Резерфорда-Эплтона Лоуренс Ановитц отметил, что открытие вызовет дискуссию в биологических, геологических и физико-математических кругах, поскольку ученые попытаются объяснить механизм этого явления и понять, как он действует на их сферы.

Исследователи также сообщили, что средняя кинетическая энергия протонов воды, полученных непосредственно из нейтронного эксперимента, определяет скорость их движения при нуле градусов по шкале Цельсия и демонстрирует показатели на 30% меньше, чем в жидкой и твёрдой форме. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтакте, Одноклассниках

Источник: geektimes.ru/post/274931/

5 нанотехнологий, от которых стоит ждать больших результатов

Поделиться



Используя знания о невероятно маленьких структурах, можно решать огромные проблемы. Речь идет о наномире, новые разработки и открытия в котором обещают изменить мир, в котором живем мы. Ниже представлены пять исследований, которые в ближайшем будущем должны дать результаты.

Краска для создания энергоэффективных окон

Новая технология должна улучшить энергоэффективность окон и, как следствие, сохранить деньги потребителей. Ученые разработали теплоотражающие покрытие из полимеров с необычной структурой. Исследователи заявляют, что данный подход в 10 раз дешевле существующих на рынке. Оконные пленки, представленные сегодня, бессмысленно отражают солнечную энергию в атмосферу, пропуская свет, более того, для их установки нужен обученный человек. Разрабатываемая же краска помимо своей эффективности, не требует особых усилий и навыков для нанесения. Низкая стоимость технологии обещает широкое распространение и использование под совершенно разные цели. Разработчики подсчитали, что использование их краски по объему сохраненной энергии можно сравнить с исчезновением 5 миллионов машин с дорог.

Нанопровода, передающие данные со скоростью света

 


Нанопровода, передающие данные со скоростью света Ученые нашли новый способ изготовления нанопроводов, которые могут служить крошечными, регулируемыми лазерами. Высокие тестовые показатели этих лазеров являются многообещающими для индустрии оптоэлектроники, фокус которой сейчас направлен на объединение электроники и света для передачи данных. Уменьшение лазеров до наномасштабов может революционно изменить взгляд на компьютерные вычисления, сначала принеся светоскоростную передачу данных в настольные компьютеры, а после и в переносные девайсы.

  Нанопровода, состоящие из цезия, свинца и бромида показали работоспособность и бесперебойность. Меня длину волны от зеленого спектра к синему, можно настраивать лазеры под различные нужды, не теряя их работоспособности.

Наногубки, которые победят изменение климата

Ученые разрабатывают наногубки, которые смогут задерживать углерод, вырабатываемый электростанциями, перед тем, как он попадет в атмосферу. Первоначальные тесты показали, что гибридные мембраны, состоящие из полимера в специальном нанокейсе (называемым металло-органической рамкой), показывают в 8 раз лучшую проницаемость углекислого газа, чем использование полимера без данной рамки. Повышение проницаемости углекислого газа подобных губок — это глобальная цель для разработки энергоэффективных, экологически чистых и экономически выгодных материалов.

Нанофабрики, работающие по заказу человека

Ученые воссоздали строительный наноотсек, который встречается в природе у многих бактерий. Данное открытие фактически позволяет создавать целые органические фабрики по созданию различных химических элементов. Ученые надеются в скором времени начать использовать данную разработку для получения высококачественных химических продуктов, например, для медицины.

Самоорганизующиеся нанотрубки




Самоорганизующиеся нанотрубки Ученые открыли семейство полимеров, которое при контакте с водой, спонтанно организуется в полые кристаллические нанотрубки. Более того, эти полимеры могут иметь одинаковый диаметр: от 5 до 10 нанометров. Контроль диаметра трубок и химических групп, находящихся в их основе, дает ученым возможность управлять тем, что через эти трубки можно пропускать. Трубки могут быть использованы во многих областях, начиная с доставки антираковых лекарств напрямую в центр клеток человека и заканчивая опреснением морской воды. опубликовано  

 

Источник: hightech.fm/2016/08/08/nanotechnology

Создан самый чёрный материал

Поделиться



Наноплёнка может заменить повреждённую сетчатку глаза

Поделиться



В IBM усовершенствовали процесс производства нанотрубок для энергонезависимой памяти Racetrack Memory

Поделиться



Лёгкий бронекостюм из углеродных нанотрубок

Поделиться