Category: история

Category was added automatically. Read all entries about "история".

собака

Двуликий графен в 10 раз увеличил емкость натрий-ионной батареи



В поисках новых, более эффективных вариантов батарей ученые обращаются к различным материалам, в том числе, к натрию. Натриевые батареи отличаются большей безопасностью по сравнению с литий-ионными, однако их производительность оставляет желать лучшего. Свой вариант решения этой проблемы предложили исследователи из Швеции.

По сравнению с ионами лития ионы натрия больше. Вместо того чтобы свободно проникать в электрод в процессе интеркалирования, ионы натрия не могут так же эффективно взаимодействовать с электродами из графита. Это значимо снижает производительность натрий-ионных батарей и удерживает их емкость на уровне 35 мА*ч/г, что в десять раз ниже, чем у литий-ионных аналогов.

В поисках решения этой проблемы ученые из Технического университета Чалмерса обратились к новой форме графена, обладающей любопытными свойствами, пишет New Atlas. Его структура отличается тем, что молекулы графена, расположенные только с одной стороны, действуют одновременно и как разделители, и как активное пространство взаимодействия для ионов натрия.

Такую разновидность «двуликих» наночастиц называют частицами Януса и применяют их в электронике, биомедицине и химии. В данном случае, молекулы с одной стороны материала обеспечивают электростатические взаимодействия между слоями графена, создавая в то же время между ними больше пространства.

Заменив графит на двуликие графеновые слои, ученые достигли емкости экспериментальной натриевой батареи 332 мА*ч/г. Этот результат в десять раз больше, чем у обычных натрий-ионных батарей и приближается к емкости лития в графите.

Пока разработка находится на ранней стадии, но результаты показывают, что расположить графеновые слои в упорядоченной структуре, подходящей для ионов натрия, возможно.

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
собака

Ученые обнаружили, что покрытие из графена предотвращает отторжение имплантов



Шведские ученые представили решение для одной из самых актуальных проблем в современной хирургии — они придумали технологию для покрытия имплантов, которая предупреждает риск их отторжения. Чаще всего это происходит из-за бактериальных инфекций.

Некоторые бактерии могут образовывать на имплантах биопленки — особый непроницаемый слой, нарушающий условия его приживления. Такие инфекции трудно поддаются лечению и нередко пациенту требуется удаление и замена импланта. Шведские ученые из Технического университета Чалмерса разработали покрытие на основе графена, которое позволяет предупредить риск отторжения.

В новом покрытии графен соединяется с нерастворимыми в воде антибактериальными молекулами с помощью ультразвука, что обеспечивает непрерывное контролируемое высвобождение последних и защищает имплант. Решающее значение здесь имеют свойства графена, позволяющие использовать в организме гидрофобные соединения, объясняют ученые.

В рамках первых экспериментов ученые покрыли графен усниновой кислотой и продемонстрировали необходимые бактерицидные свойства, предотвращающие образование биопленок на поверхности импланта.

«Не менее важно, что метод связывания гидрофобных молекул с графеном очень прост, — подчеркнул автор работы Сантош Пандит. — Это открывает новые возможности в антибактериальной защите». В настоящее время его команда изучает другие соединения, которые, возможно, обладают большим потенциалом для борьбы с инфекциями.

собака

Первую в мире бетонную плиту с графеном залили в Англии



Самый распространенный строительный материал — бетон, к сожалению, оставляет после себя громадный углеродный след, который ученые пытаются нейтрализовать множеством способов. Недавние исследования показали, что чудо-материал XXI века графен может в этом помочь. Британские инженеры использовали при строительстве фундамента спортзала экспериментальную смесь Concretene, состоящую из цемента и щепотки графена.

Бетонная плита из «Конкритена» — результат работы ученых из Университета Манчестера и строительной фирмы Nationwide Engineering. В основе материала обычный цемент, вода и немного графена, но конечный результат получается примерно на 30% прочнее, чем обычный бетон, сообщает New Atlas.

По словам исследователей, они изготовили стабильную графеновую добавку, которую можно дозировать прямо на бетонном заводе, в процессе производства, так что строителям не придется менять технологию заливки.

Новый материал использовали в первый раз для изготовления бетонной плиты для нового спортзала в Англии в начале мая, а вторую заливку сделали на днях. Поскольку это первый в мире опыт строительства зданий из бетона с графеном, спортзал станет испытательным полигоном, и компания Nationwide Engineering планирует следить за производительностью этого инновационного материала.

На долю производства бетона приходится около 8% глобальной эмиссии углерода. По подсчетам специалистов из Nationwide Engineering, если вместо обычного бетона по всему миру начали бы использовать Concretene, эмиссию СО2 от этого источника можно было бы сократить на 25%. Правда, себестоимость графеновой смеси выше на 5%, зато его расход меньше, так что потребителю он обойдется на 10% — 20% дешевле.

собака

Открыт новый тип углеродного материала с уникальными свойствами



Углерод существует в различных видах — помимо алмаза и графита есть недавно открытый графен, самый тонкий из известных материалов, обладающий рядом необычных свойств. Команда ученых из Европы открыла новый вид углеродной сети такой же толщины, как графен, но с иначе объединенными атомами. Он обладает уникальными возможностями, которые можно применять в производстве передовой электроники и литиевых батарей.

Теоретически существование бифенилена — такое название дали новому материалу — было доказано ранее, но ученые из Университета Марбурга и Университета Аальто получили его впервые. Для его создания они поместили углеродосодержащие молекулы на очень ровную золотую пластину. Сначала они сформировали соединенные шестиугольники, а в ходе последующей реакции — четырех- и восьмиугольники.

Важное свойство этих цепей состоит в том, что они хиральные, то есть существуют в двух видах, как левая и правая рука. В отличие от графена, у которого каждый атом углерода соединен с тремя соседними, у бифенилена между собой соединяются только цепи того же типа, пишет Phys.org.
Collapse )
собака

Ученые создали устройство для защиты данных на основе графена



Команда исследователей из штата Пенсильвания разработала новое аппаратное устройство безопасности на основе графена.

В последнее время происходит все больше и больше нарушений личных данных. Мы разработали новое аппаратное устройство безопасности, которое в перспективе может защитить данные в различных отраслях и секторах.
Саптарш Дас, доцента кафедры инженерных наук и механики


По словам исследователей, устройство назвали PUF, или дословно физическая неклонируемая функция, которая была впервые реализована на основе графена. Физические и электрические свойства графена, а также процесс изготовления сделали PUF более энергоэффективной и защищенной от атак ИИ.

Исследователи изготовили почти 2000 идентичных графеновых транзисторов, которые включают и выключают ток в цепи. Несмотря на их структурное сходство, электропроводность транзисторов варьировалась рандомно в процессе производства. Хотя такая вариация, как правило, является недостатком для электронных устройств, для PUF это, наоборот, плюс.

Чтобы проверить безопасность новой разработки, Дас и его команда использовали машинное обучение — это метод, который позволяет ИИ изучать систему и находить новые закономерности. Исследователи обучили ИИ с помощью данных моделирования графенового PUF, чтобы проверить, может ли ИИ использовать это обучение для прогнозирования зашифрованных данных и выявления системных уязвимостей.

В результате выяснилось, что ИИ не может разработать модель, а также изучить процесс шифрования.

Источник

собака

ИИ научили различать древние языки и определять авторов рукописей



Нидерландские исследователи из Гронингенского университета изучили свитки Мертвого моря и выяснили, что они могли быть написаны двумя группами переписчиков.

Схожий стиль говорит, что они принадлежали к одной школе. Таким же образом мы планируем изучить и другие свитки.
Младен Попович, один из авторов статьи, профессор Гронингенского университета


Кумранские рукописи, или свитки Мертвого моря — название манускриптов, обнаруженных, начиная с 1947 года, в пещерах Кумрана, в пещерах Вади-Мураббаат. Свитки, найденные в Кумране, датируются периодом с III века до н. э. по I век н. э. и имеют огромное историческое, религиозное и лингвистическое значение.

Исследование рукописей подтвердило, что по крайней мере некоторые из них были написаны именно в Кумранской общине. Они представляют собой переписанные книги Ветхого Завета, библейских апокрифов и литературы, которая описывала жизнь иудейской секты ессеев.

Ученые создали нейросеть, которая может выделить характерные общие черты и различия в написании этих текстов.

Результаты Поповича и его коллеги подтверждают это предположение. Оказалось, что свиток можно было разделить на две равные половины, каждая из которых состояла из 27 первых и последних колонок текста.

Это четкое разделение говорит о том, что у Большого свитка пророка Исаии было как минимум два автора или две группы авторов, стиль работы которых был очень похож.

собака

Ученые создали искусственную магнитную текстуру в графене



Графен невероятно прочный, легкий и проводящий материал. Однако он не является магнитным. Этот недостаток ограничивает его полезность в спинтронике. Новое исследование решает эту проблему.

Спинтроника — развивающаяся область, которая, по словам ученых, в конечном итоге перепишет правила электроники. Это приведет к созданию более мощных полупроводников, компьютеров и других устройств. В такой перспективной области пригодился бы столь универсальный материал, как графен.

В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Physical Review Letters, исследователи описывают, как они соединили магнит с графеном и создали то, что они описывают как «искусственную магнитную текстуру» в немагнитном материале.

«Независимо друг от друга, графен и спинтроника обладают невероятным потенциалом, чтобы фундаментально изменить многие аспекты бизнеса и общества. Но если вы сможете объединить их вместе, синергетические эффекты удивят мир», говорит — заявил ведущая автор исследования, женщина-доктор философии Наргесс Арабчигавкани, которая провела исследование.
Collapse )
собака

Просто сжимая и деформируя графен, ученые превратили его в транзистор



Графен — одноатомный слой углерода — обладает массой полезных свойств — он сверхпрочный, чрезвычайно тонкий и гибкий, отлично проводит электричество и тепло. Изменив фундаментальную структуру этого материала, английские ученые расширили спектр его возможностей еще больше. В ходе экспериментов с деформацией они получили графеновый транзистор. И это открывает новые перспективы миниатюризации электроники — микрочип с такими транзисторами был бы в 100 раз меньше обычного.

Команда ученых из Университета Сассекса экспериментировала с физической деформацией двухмерных листов графена, проверяя, как это повлияет на его электронные и механические свойства. Этот новый метод получил название стрейнтроники (straintronics), пишет New Atlas. Обычно он распространяется на традиционную электронику, но в этот раз ученые решили попробовать наноматериалы, чтобы уменьшить размеры микрочипов.

Процесс, который ученые сравнили с «нано-оригами», заключался в добавлении складок и прочих деформаций. В результате полоски графена начинали вести себя как транзисторы. Микрочип с такими транзисторами был бы приблизительно в 100 раз меньше, чем обычный.

«Вместо того чтобы добавлять чужеродные материалы в устройство, мы продемонстрировали возможность создания структур из графена и прочих двухмерных материалов простой намеренной деформацией, — сказал ведущий исследователь Манодж Трипатхи. — Создавая такие складки, мы можем изготавливать компоненты для умной электроники — транзисторы или логические вентили».

Помимо того, что этот процесс не требует никаких дополнительных материалов, он меньше загрязняет окружающую среду. Вдобавок, он более удобный и экономичный, чем прочие методы производства микрочипов, поскольку ему достаточно комнатной температуры.

собака

Трехслойный графен работает даже при высокой температуре



Гарвардские ученые создали трехслойный графен, который работает при более высокой температуре.

Графен — это слой атомов углерода толщиной в один атом, который в 200 раз прочнее стали, но при этом чрезвычайно гибок и легче бумаги.

Он известен как хороший проводник тепла и электрического тока, но с ним трудно обращаться. Теперь ученые из Гарварда сообщают об успешном укладывании трех листов графена. Далее они их скрутили, чтобы получить трехслойную структуру, которая не только способна к сверхпроводимости, но и обладает прочностью, а также работает при более высоких температурах.

Новая и усовершенствованная система также чувствительна к внешнему электрическому полю, что позволяет настраивать уровень сверхпроводимости, регулируя напряженность этого поля.

Трехслойная система показала, что ее сверхпроводимость обусловлена сильными взаимодействиями между электронами, а не слабыми. Если это правда, то эти данные могут помочь не только открыть путь к высокотемпературной сверхпроводимости, но и возможным приложениям в квантовых вычислениях.

Исследователи планируют продолжить изучение природы этой необычной сверхпроводимости в дальнейших исследованиях.

собака

Впервые с 1885 года потребление чистой энергии в США обошло уголь



Судя по отчету независимого агентства по энергетике Energy Information Administration (EIA) США, в 2019 году годовое потребление энергии в стране, полученной из зеленых источников, впервые за 134 года превзошло потребление угля.

Причина этого проста — количество энергии, полученной в результате сжигания угля, за 2019 год упало в США на 15%, а количество добытой солнечной и ветровой энергии возросло за указанный период на 1%.

Древесина была основным источником энергии в Штатах с середины 1800-х, пока по всей стране не были построены гидроэлектростанции. В начале XIX века уголь применяли в основном для пароходов и паровозов, а также в производстве стали. Позже, с 1880-х, его начали использовать и для выработки электричества. До сих пор 90% добытого угля идет на выработку электроэнергии.

«В 2019 потребление угля в США снизилось в шестой год подряд до 11,3 квадриллионов BTU (британских тепловых единиц) — это самый низкий показатель с 1964 года. Выработка электричества из угля значительно снизилась за последнее десятилетие и в 2019 достигла самого низкого показателя за 42 года. Потребление природного газа за последние годы повысилось и заместило большую часть генерации электричества из закрытых угольных станций», — говорится в отчете EIA.
Collapse )