Открыта возможность настраивать теплопроводность материалов

Поделиться



Команда физиков Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Университета Калифорнии зафиксировала нетипичное поведение металлов: электроны в диоксиде ванадия могут проводить электричество, не проводя тепло.  


Для большинства металлов отношения электрической проводимости и теплопроводности регулируются законом Видемана — Франца: чем лучше вещество проводит электричество, тем лучше оно проводит и тепло. Но это не так в случае диоксида ванадия, уже известного своими нетипичными свойствами: способностью становиться из диэлектрика металлом при достижении 67 градусов С.



«Это совершенно неожиданное открытие, — говорит старший исследователь Цзюньцяо Ву. — Оно свидетельствует о решительном разрыве с законом, известным из учебников, который работал в случае обычных проводников. Оно обладает фундаментальной важностью для понимания основ поведения электронов в новых проводниках».

С помощью результатов моделирования и экспериментов с рассеянием рентгеновских лучей ученые смогли узнать пропорцию теплопроводности, свойственную вибрации кристаллической решетки вещества и движений электронов. К их удивлению было обнаружено, что теплопроводность, свойственная электронам, у диоксида ванадия в 10 раз меньше, чем они ожидали на основании закона Видемана — Франца.

«Электроны двигались в унисон друг с другом, больше напоминая поток, а не отдельные частицы, как в нормальных металлах, — говорит Ву. — Для электронов тепло — это хаотичное движение. Нормальные металлы эффективно переносят тепло, потому что существует такое множество различных микроскопических конфигураций, куда может переместиться отдельный электрон. А координированное, похожее на марш колонны движение электронов в диоксиде ванадия пагубно влияет на теплопроводность, поскольку возможностей хаотичного движения меньше».Важно то, что объем электричества и тепла, которые диоксид ванадия может проводить, настраивается при помощи других материалов, например, вольфрама. Это позволяет управлять количеством рассеиваемого тепла, меняя состояние диоксида ванадия с диэлектрика на металл и обратно.

Открытие физиков может использоваться для рассеивания тепла в двигателях или для повышения энергетической эффективности зданий. «Настраивая теплопроводность, можно эффективно и автоматически рассеивать тепло в жаркие летние дни, благодаря высокой теплопроводности, и предотвращать потерю тепла зимой, из-за низкой теплопроводности», — считают физики.

Еще одним опровержением привычных установок стало открытие ученых МТИ и Института Макса Планка — новая технология создания сплавов металлов с уникальными свойствами опровергает привычную установку о том, что прочность сплава достигается за счет вязкости. опубликовано  

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

Источник: hightech.fm/2017/01/27/metal-electricity

Ученые создали сверхчувствительный датчик из графена

Поделиться



Ирландские исследователи решили смешать графен с «жвачкой для рук». Новый материал получился настолько чувствительным, что фиксирует шаги маленького паука, находящегося на его поверхности. Ученые считают, что их открытие — будущее медицинских устройств.«Жвачка для рук» или Silly Putty — пластичная детская игрушка на основе кремнийорганического полимера. «Глупая замазка» была получена как побочный продукт в ходе экспериментов по поиску заменителей каучуку. Материал перешел в разряд детских игрушек и был забыт научным сообществом, так как не обладал никаким практическим применением. 



Физик из колледжа Тринити в Дублине Джонатан Коулман доказывает, что «глупая замазка» не так проста, как кажется. В его лаборатории попробовали смешать ее с графеном и понаблюдать, что из этого выйдет.





Смесь оказалась все такой же пластичной, но при этом обрела электрическую проводимость и очень сильную чувствительность к давлению. Самое минимальное воздействие на нее вызывает изменение сопротивления — пластилин легко регистрирует шаги паука, прошедшего по его поверхности. Коулман считает, что для материала можно найти массу вариантов применения.





Он показал, как приложив маленький кусочек к сонной артерии, можно не только измерять пульс, но и кровяное давление. Также пластилин позволяет измерять параметры дыхания. При этом измерения проходят с точностью, которая в сотни раз превышает показатели современных сенсоров. А если взять в расчет растущий рынок носимых гаджетов, то материал просто обязан стать востребованным. Например, до сих пор нет дешевого и удобного способа измерять кровяное давление продолжительный период. «Глупая замазка» с графеном этот способ дает. 

опубликовано  

 

Источник: hightech.fm/2016/12/12/silly_putty

Ученые срастили разорванный нерв с помощью жидкого металла

Поделиться



 



Группе китайских исследователей из университета Цинхуа (Tsinghua University) впервые в истории удалось срастить разорванный нерв при помощи жидкого металлического сплава.

Данный метод может стать основой для последующих способов лечения травм нервов.
В данный момент современная медицина позволяет восстанавливать поврежденные нервы, однако этот процесс очень длительный и за время лечения нервов бездействующая мышца уже может

не подлежать восстановлению.Китайские ученые, занимающиеся поиском методов восстановления мышц,

пришли к выводу, что наилучшим проводником нервных импульсов является металл,

 который сохраняет электрическую проводимость в жидком состоянии. Наиболее подходящим материалом для данной цели является сплав галлия, индия и селена, который становится жидким при температуре тела, при этом имея высокую электропроводимость, сообщает gizmodo.com.





Ученые провели опыты на седалищном нерве лягушки, который был специально разрезан исследователями,

 

 а затем соединен с помощью жидкого металла, заключенного в оболочку. Конечность лягушки снова обрела способность двигаться.



По словам исследователей, соединение разорванных нервов с помощью жидкого металла поможет 

поддержать мышцы в тонусе, до полного восстановления нервных окончаний. После полной регенерации нервов, 

жидкий металл может быть удален из организма.

Конечно, исследования находятся пока на начальном этапе, и ученым еще предстоит выяснить

множество нюансов, связанных с новым способом восстановления. Однако, возможно, в будущем лечить 

поврежденные нервы станет значительно проще.

 

Источник: brainswork.ru