Znajdź zawartość

Przypadkowe odkrycie dokonane na Oregon State University (OSU) rozwiązało problem, z którym ludzkość nie potrafiła poradzić sobie od tysięcy lat. Zarówno starożytni Egipcjanie, jak i Chińczycy czy Majowie szukali sposobu na wyprodukowanie trwałego, bezpiecznego niebieskiego barwnika. Jednak wszystko co wynaleziono, miało poważne wady. Błękit kobaltowy ma działanie rakotwórcze, błękit pruski uwalnia trujący cyjanek, a inne barwniki szybko niszczeją, gdy są wystawione na działanie wysokich temperatur lub kwasów. Teraz udało się znaleźć błękit, który wytrzymuje niezwykle wysokie temperatury i nie blaknie po tygodniowej kąpieli w kwasie. To było przypadkowe odkrycie - mówi profesor Mas Subramanian z Wydziału Chemii OSU. Badaliśmy tlenki manganu, gdyż interesowały nas ich pewne właściwości. Mogą być one bowiem jednocześnie ferromagnetykami i ferroelektrykami. Nasze prace nie miały nic wspólnego z badaniem pigmentów. Pewnego dnia jeden ze studentów wyjął z gorącego pieca próbki. Akurat obok przechodziłem i zobaczyłem, że mają piękny błękitny kolor. Od razu zdałem sobie sprawę z tego, że stało się coś zadziwiającego. Dalsze badania wykazały, że podgrzanie tlenków manganu do temperatury 1200 stopni Celsjusza pozwala na uzyskanie trwałego, bezpiecznego dla człowieka i środowiska, błękitnego barwnika, który jest tani, wytrzymuje wysokie temperatury i oddziaływanie kwasów. Wskutek niezwykle wysokiej temperatury jony manganu zorganizowały się w kształty, które dały błękitny kolor. Nowy pigment może być używany dosłownie wszędzie. Od atramentów dla drukarek, poprzez lakiery samochodowe po farby używane w domach.

Superkondensatory zwane też ultrakondensatorami, to bardzo obiecujące urządzenia, których olbrzymimi zaletami jest wyjątkowo krótki czas ładowania i rozładowywania oraz niezwykle długa żywotność urządzenia. Czyni ona superkondensatory przyjaznymi dla środowiska. Problem jednak w tym, że w są w stanie przechowywać jedynie 5% tej ilości energii, jaką możemy przechować w bateriach litowo-jonowych. Jeśli zastąpilibyśmy superkondensatorem baterię w telefonie komórkowym, nigdy nie musielibyśmy go wymieniać i moglibyśmy naładować go w kilka sekund, ale wystarczyłaby nam jedynie na pół godziny pracy - mówi Joel Schindall z MIT-u. Dlatego też obecnie superkondensatory to niszowe urządzenie, stosowane np. w autobusach, ciężarówkach czy pociągach do krótkotrwałego dostarczania mocy. Jeśli mogłyby przechowywać więcej energii stałyby się się wspaniałym źródłem zasilania samochodów elektrycznych czy urządzeń elektronicznych. Może się to zmienić dzięki badaniom naukowców z Instytutu Badawczego Obrony Przeciwchemicznej w Chinach. Opracowali oni elektrodę, która może przechowywać dwukrotnie więcej ładunków, niż elektrody z węgla aktywnego, wykorzystywane we współczesnych superkondensatorach. Nowa elektroda zawiera przypominające kwiaty nanocząsteczki tlenku manganu znajdujące się na pionowych węglowych nanorurkach. Nowe elektrody dostarczają pięciokrotnie więcej mocy niż elektrody używane obecnie. Ich żywotność dorównuje żywotności elektrod z węgla aktywnego, gdyż po 20 000 cykli ładowania/rozładowania tracą jedynie 3% pojemności. Chińska elektroda ma przewagę nad innymi rozwiązaniami mającymi na celu zwiększenie pojemności superkondensatorów. Po pierwsze, nanorurki rosną na folii z tantalu, który jest standardowo wykorzystywany w kondensatorach. Ponadto "kwiaty" z tlenku manganu mają olbrzymią powierzchnię, która wynosi aż 236 metrów na gram. A od powierzchni właśnie zależy pojemność elektrod. Specjaliści zauważają jednak, że chińska metoda ma pewną poważną wadę. W praktyce nie będzie jej można użyć w urządzeniach wymagających bardzo dużych baterii, takich jak samochody, gdyż nanorurki i folia z tantalu są bardzo drogie - stwierdza Yury Gogotsi z Drexler University. Podobnego zdania są inni uczeni, którzy doceniają osiągnięcie Chińczyków, jednak mówią o konieczności obniżenia kosztów.

Badania naskalnych rysunków ujawniły, że przed tysiącami lat mieszkańcy francuskich Pirenejów handlowali minerałami. Uczeni ze Stanford University badali skład farb, za pomocą których namalowano Wielkiego Byka z Lascaux. To jedno z najstarszych znanych nam malowideł. Akademicy ze Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) otrzymali mikroskopijne próbki, pobrane przez archeologów z uszu i pyska zwierzęcia. Do ich zbadania wykorzystali metodę absorpcji promieni X, za pomocą której przeanalizowali znajdujący się w farbie tlenek manganu. Okazało się, że w badanych próbkach występuje bardzo szeroka gama minerałów zawierających ten związek, a wśród nich jest też rzadki hausmannit (Mn3O4), którego nigdy wcześniej nie znaleziono w prehistorycznych pigmentach. Obecnie nic nie wiadomo, by minerał ten występował na okolicznych terenach. Jego pojawienie się w pigmencie może świadczyć albo o tym, że ludzie zapomnieli o miejscu jego występowania (co jest jednak mało prawdopodobne), albo, ku czemu skłaniają się naukowcy, że już 17 000 lat temu, gdy powstawały rysunki w Lascaux, ludzie zajmowali się handlem.