Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Grafen z... cukru
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W projektach związanych z syntezą termojądrową konieczne jest wykorzystanie materiałów odpornych na wysokie temperatury i uszkodzenia radiacyjne. Obiecujące pod tym względem są materiały bazujące na węglu, zwłaszcza nanorurki węglowe i grafen. Naukowcy z Zakładu Badań Reaktorowych NCBJ brali udział w badaniach odporności detektorów grafenowych na wysokie strumienie neutronów.
Reaktory termojądrowe, takie jak powstające obecnie w Cadarache we Francji urządzenie badawcze ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), czy powstający w Hiszpanii jego następca – DEMO (Demonstration Power Plant), wykorzystują silne pole magnetyczne do uwięzienia plazmy, w której zachodzą reakcje syntezy lekkich jąder atomowych. By umożliwić efektywne zachodzenie reakcji syntezy, plazmę należy podgrzać do temperatury dziesiątek milionów stopni Celsjusza. Aby zapewnić stabilne działanie urządzenia, konieczna jest precyzyjna diagnostyka pola magnetycznego. Ze względu na działające na znajdującą się we wnętrzu reaktora elektronikę warunki, takie jak wysoka temperatura (rzędu kilkuset °C) czy silne promieniowanie neutronowe, większość komercyjnie dostępnych półprzewodnikowych czujników pola magnetycznego nie jest w stanie pracować w takich układach. Z tego powodu prowadzone są badania nad detektorami metalowymi, opartymi o chrom czy bizmut. Niestety, detektory oparte o nie mają niską czułość i duży przekrój czynny na oddziaływanie z neutronami.
Interesującą alternatywą wydają się być detektory wykonane w technologii kwaziswobodnego grafenu epitaksjalnego na węgliku krzemu. Warstwy grafenu mogą być formowane w bardzo czułe sensory efektu Halla: jeżeli przewodnik, przez który płynie prąd elektryczny, znajduje się w polu magnetycznym, pojawia się w nim różnica potencjałów – tzw. napięcie Halla, które może posłużyć do pomiaru pola magnetycznego. Zbadana została już odporność grafenu na promieniowanie. Badania przeprowadzono wykorzystując zarówno wiązki jonów, protonów, jak i elektronów, i nie wykryto istotnych zmian właściwości napromienionych próbek. Przewidywania teoretyczne sugerują, że podobnie grafen reaguje na promieniowanie neutronowe, jednak nigdy wcześniej nie zostało to bezpośrednio potwierdzone eksperymentalnie.
W pracy, która ukazała się na łamach czasopisma Applied Surface Science, zbadano wpływ prędkich neutronów na układ detektora opartego na grafenie. Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki (IMiF) funkcjonujący w Sieci Badawczej Łukasiewicz wytworzył strukturę składającą się z grafenu na wysyconej atomami wodoru powierzchni węglika krzemu 4H-SiC(0001). Całość pokryto dielektryczną pasywacją z tlenku glinu, stanowiącą zabezpieczenie środowiskowe warstwy aktywnej detektora – mówi dr inż. Tymoteusz Ciuk, kierujący pracami w Łukasiewicz-IMiF. Tak przygotowany układ został następnie poddany napromienieniu neutronami prędkimi wewnątrz rdzenia reaktora MARIA w NCBJ.
Zamontowana w rdzeniu reaktora MARIA unikatowa instalacja do napromieniania neutronami prędkimi pozwala nam przeprowadzać badania materiałów, bądź podzespołów przewidywanych do wykorzystania w układach termojądrowych, w których także są generowane prędkie neutrony – opowiada dr inż. Rafał Prokopowicz, kierownik Zakładu Badań Reaktorowych NCBJ, współautor pracy. W przypadku badań nad strukturami detekcyjnymi z grafenu, próbki napromienialiśmy przez ponad 120 godzin neutronami prędkimi o fluencji rzędu 1017 cm–2, by oddać warunki, na jakie narażona jest elektronika w instalacjach termojądrowych – dodaje mgr Maciej Ziemba z Zakładu Badań Reaktorowych. „Aby zapewnić bezpieczeństwo badań, testy podzespołów wykonano, gdy aktywność próbek nie stanowiła już zagrożenia, czyli po kilku miesiącach od napromienienia”.
Zarówno przed napromienieniem, jak i po napromienieniu próbek, w Instytucie Fizyki Politechniki Poznańskiej dokładnie zbadano ich strukturę i właściwości elektryczne. Wykorzystano do tego spektroskopię Ramana, badania efektu Halla, jak również wielkoskalowe modelowanie z użyciem teorii funkcjonału gęstości (DFT – density functional theory). Dodatkowo, naukowcy z Politechniki Poznańskiej przeprowadzili charakteryzację napromienionych struktur po ich wygrzewaniu w temperaturze od 100 do 350°C, by zbadać działanie temperatury, w połączeniu z wpływem prędkich neutronów, na właściwości elektryczne. Dzięki testom wykryto na przykład, że z powodu promieniowania, w materiale pojawia się zależność właściwości elektrycznych od temperatury, która nie występowała przed umieszczeniem próbek w strumieniu neutronów – wyjaśnia dr inż. Semir El-Ahmar, kierujący badaniami na Politechnice Poznańskiej. Co więcej, promieniowanie neutronowe powoduje zmniejszenie gęstości nośników ładunku w badanej strukturze. Okazuje się jednak, że odpowiada za to warstwa wodoru, a więc napromienienie jedynie w umiarkowanym stopniu wpływa na strukturę i właściwości grafenu.
Na podstawie charakteryzacji właściwości badanych struktur przed napromienieniem i po ich napromienieniu, oceniono odporność grafenu na promieniowanie neutronowe jako bardzo dobrą. Gęstość uszkodzeń radiacyjnych była 7 rzędów wielkości mniejsza, niż wartość strumienia neutronów, co oznacza dość niski przekrój czynny grafenu na oddziaływanie z neutronami prędkimi. Mimo, iż wystąpiły uszkodzenia struktury spowodowane promieniowaniem, to w porównaniu z detektorami bazującymi na metalach, czułość układu z grafenem na pole magnetyczne pozostaje kilka rzędów wielkości większa – podsumowuje wyniki dr El-Ahmar. Dodatkowo, okazało się, że duża część uszkodzeń była związana nie z samymi warstwami grafenu, a z warstwą wodoru, która z kolei przy temperaturach powyżej 200°C, jakie będą panować w instalacjach takich jak DEMO, wykazuje wręcz pewien potencjał samo-naprawczy. Z uwagi na to, grafenowe detektory pola magnetycznego mogą stanowić obiecujące struktury do wykorzystania w reaktorach termojądrowych.
Nad zastosowaniem grafenu jako bazy przy detekcji pola magnetycznego w instalacjach termojądrowych prowadzone będą dalsze badania. Naukowcy rozważają wykorzystanie innego typu podłoża – np. 6H-SiC(0001), na którym formowana struktura może być bardziej odporna na promieniowanie neutronowe. Rozważane jest też zastąpienie warstwy wodoru buforową warstwą atomów węgla.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W X wieku Arabowie wprowadzili do Europy cukier trzcinowy, a być może również uprawiali trzcinę cukrową na Sycylii. Pojawienie się cukru miało olbrzymi wpływ na kuchnię oraz zdrowie mieszkańców Europy, szczególnie na stan ich uzębienia. O ile początkowo na podbitych przez muzułmanów obszarach Półwyspu Iberyjskiego cukier spożywała głównie elita, to już za czasów dynastii Nasrydów (1230–1493) w emiracie Granady cukier był dość szeroko rozpowszechniony.
Naukowcy z Uniwersytetów w Granadzie i Bernie postanowili sprawdzić, jaki wpływ na mieszkańców państwa Nasrydów miało rozpowszechnienie się cukru. Uczeni zbadali zęby dzieci i młodzieży, poddanych Nasrydów, z dwóch stanowisk archeologicznych, La Torrecilla i Talará. Porównali je z reprezentatywną próbką równie młodych mieszkańców Półwyspu Iberyjskiego, którzy żyli w okresie od epoki brązu po średniowiecze i nie mieli dostępu do cukru. W sumie przebadano 770 zębów pochodzących od 115 osób, które podzielono na trzy grupy. W pierwszej z nich (grupie A) znalazły się dzieci poniżej 2. roku życia, w drugiej (B) dzieci i młodzież posiadający wyłącznie zęby mleczne, w trzeciej (C) zaś – dzieci i młodzież z zębami stałymi i mlecznymi.
Badania wykazały, że pod rządami Nasrydów próchnica była częstym problemem wśród młodych ludzi. W próbce porównawczej, osób nie mających dostępu do cukru, zdarzała się ona rzadko. Spostrzeżenia te zgadzają się ze źródłami pisanymi z epoki, mówiącymi o używaniu cukru w diecie oraz jako środka uspokajającego, ułatwiającego odstawienie dziecka od piersi. Zauważone różnice w częstotliwości występowania próchnicy wśród poddanych Nasrydów – częściej próchnica atakowała w Talará – mają prawdopodobnie związek ze statusem społeczno-ekonomicznym obu populacji.
Zanim Arabowie rozpoczęli podbój Półwyspu Iberyjskiego, zajęli wyspy na Morzu Śródziemnym. Zdobyli m.in. Kretę i Sycylię. W X wieku Ibn Hawqal informuje, że na mokradłach w pobliżu Palermo uprawiana jest trzcina cukrowa. Dysponujemy też relacją z XII wieku, w której Abu Abd Allah Muhammad al-Idrisi opisuje miasta na Cyprze, wspomina o tamtejszych targach i sprzedawanych na nich cukrze. Nic jednak nie mówi o uprawach trzciny cukrowej na Sycylii, na której przez jakiś czas mieszkał. Z kolei gdy w 1291 roku padła Akka, krzyżowcy, kupcy, zakonnicy i rzemieślnicy przenieśli się na Cypr, gdzie – korzystając ze swoich doświadczeń z uprawą trzciny cukrowej w Palestynie – również uprawiali cukier. Specjalizowali się w tym szczególnie rządzący Cyprem Luzynianowie, kupcy weneccy oraz joannici.
Pierwsze uprawy trzciny cukrowej na Półwyspie Iberyjskim pojawiły się w X wieku. Zostały założone pomiędzy miejscowościami Velez-Malaga a Almerią oraz w dolnym biegu Gwadalkiwiru, na południe od Sewilli. Był to jednak produkt egzotyczny i przed nastaniem Nasrydów, uprawy prowadzone były na małą skalę. Zresztą te w okolicach Gwadalkiwiru długo się nie utrzymały. Po rekonkwiście duże uprawy trzciny cukrowej istniały pomiędzy XIV a XVII wiekiem w Walencji. Jeszcze w 2017 roku produkcja trzciny cukrowej w Hiszpanii wyniosła 1100 ton. Roślina ta uprawiana jest więc na terenie dzisiejszej Hiszpanii od ponad 1000 lat. I od ponad 1000 lat wpływa ona na stan uzębienia mieszkańców.
Przeprowadzone badania wyraźnie pokazują, jak zgubny dla zębów jest cukier. Na przykład na stanowiskach kultury El Argar z epoki brązu zidentyfikowano tylko 3 przypadki próchnicy (1,1%), a na średniowiecznym stanowisku Tejuela były to 2 przypadki (1,5%). Tamtejsze społeczności miały jedynie dostęp do miodu, który co prawda zawiera dużo cukrów, ale w jego skład wchodzą też substancje zwalczające bakterie wywołujące próchnicę. Tymczasem odsetek próchnicy w królestwie Nasrydów był wyraźnie wyższy i wynosił on 10,9% w La Torrecilla i 27,2% w Talará. Naukowcy przyjrzeli się też – pochodzącym z innych badań – danym nt. społeczności z Anglii i Italii, które żyły od czasów rzymskich po średniowiecze i również nie miały dostępu do cukru. Odsetek próchnicy wynosił tam od 0 do 7 procent.
Podobnie jak współcześnie, próchnica atakowała najczęściej zęby trzonowe. Częściej też obserwowano ją w grupie wiekowej C niż B, co ma związek z dłuższą ekspozycją starszej grupy na działanie bakterii wywołujących próchnicę. U dzieci poniżej 2. roku życia (grupa A) znaleziono tylko 1 przypadek próchnicy. Nie może to dziwić, gdyż były one najkrócej wystawione na działanie cukru, ponadto przez większą część życia były karmione piersią.
Dostępne dane na temat rozpowszechnienia próchnicy w badanej populacji muzułmańskiej wskazują, że jej dieta bardzo sprzyjała rozwojowi próchnicy, szczególnie w Talará. Dzieci nie tylko jadły słodycze, ale prawdopodobnie cukier był używany do uspokajania najmłodszych. Al-Jatib [żyjący w XIV-wiecznej Granadzie autor Kitāb al-Wusūl – red.], zaleca by około 2-letnim dzieciom w okresie odstawiania ich od piersi podawać kulki z chleba wypełnione cukrem. Dzieciom dawano też do ssania trzcinę cukrową. [...] Próchnica częściej trapiła mieszkańców Talará niż La Torrecilla, co można wytłumaczyć tym, iż w Talará żyła bogatsza społeczność, która mogła sobie pozwolić na kupno cukru. Ponadto Talará znajdowała się bliżej plantacji trzciny cukrowej, przy drodze, którą cukier docierał do Granady. Łatwiej więc tam było o dostęp do świeżej trzciny, którą mogły ssać dzieci – czytamy w podsumowaniu badań.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Można ocalić życie setek tysięcy ludzi, a liczbę zachorowań zmniejszyć o kilka milionów, zmniejszając ilość cukru w sprzedawanej żywności – czytamy na łamach pisma Circulation. Jeśli zmniejszymy ilość cukru o 20% w pakowanej żywności i o 40% w napojach, to w ciągu życia jednego dorosłego pokolenia w USA liczba takich zdarzeń jak ataki serca czy udary zmniejszy się o 2,48 miliona przypadków. Jednak to nie wszystko.
Naukowcy z Massachusetts General Hospital, Wydziału Zdrowia Nowego Jorku oraz Uniwersytetów Tufts i Harvarda donoszą, że taka redukcja cukru w żywności doprowadziłaby do zmniejszenia liczby przedwczesnych zgonów o 480 000, a liczby przypadków cukrzycy o 750 000.
Zmniejszenie ilości cukru w dostępnej w sklepach gotowej żywności i napojach miałoby większy pozytywny wpływ na zdrowie Amerykanów, niż inne propozycje zwalczające nadmierne spożycie cukru, jak nałożenie większych podatków, obowiązek oznaczania ilości cukru czy zakaz słodzonych napojów w szkołach, mówi główny autor badań Siyi Shangguan.
Naukowcy badali, jaki wpływ na zdrowie Amerykanów miałoby wdrożenie projektu ograniczenia spożycia cukru, zaproponowane przez organizację o nazwie US National Salt and Sugar Reduction Initiative (NSSRI). To koalicja ponad 100 lokalnych, stanowych i ogólnokrajowych organizacji zajmujących się promowaniem zdrowego trybu życia. W 2018 roku NSSRI zarysowała wstępny projekt zmniejszenia ilości cukru w 15 kategoriach żywności i napojów, a przed kilkoma miesiącami zaproponowała szczegółowy plan zakładający, że przemysł dobrowolnie zacznie zmieniać receptury produkowanej żywności.
Teraz naukowcy stworzyli model, za pomocą którego zbadali, jaki wpływ miałoby wdrożenie planu NSSRI. Z oblićżeń wynika, że dziesięć lat po wdrożeniu planu Amerykanie zaoszczędziliby 4,28 miliarda dolarów na kosztach leczenia, a za życia obecnej dorosłej populacji (w wieku 35–79 lat) oszczędności te sięgnęłyby 118,04 miliarda USD. Dodając do tego zmniejszenie kosztów spadku produktywności osób chorujących z powodu nadmiernej konsumpcji cukru, całkowite oszczędności sięgnęłyby kwoty 160,88 miliarda USD. Autorzy wyliczeń podkreślają, że rzeczywiste oszczędności byłyby prawdopodobnie znacznie większe, gdyż przyjęto bardzo ostrożne założenia. Co więcej, nawet gdyby przemysł wdrożył tylko część rozwiązań proponowanych rzez NSSRI, można by osiągnąć znaczące oszczędności.
Badacze zauważyli też, że pierwsze pozytywne skutki ekonomiczne pojawiłyby się w 6. roku od wdrożenia propozycji NSSRI, a koszty wdrożenia zaczęłyby się zwracać w 9. roku od wdrożenia.
Zmniejszenie ilości cukru miałoby też pozytywny wpływ na inne szkodliwe dla zdrowia składniki. Zmiana sposobu produkcji żywności i jej składu spowodowałaby też bowiem zmniejszenie ilości tłuszczów trans i sodu. Propozycje NSSRI to najbardziej na świecie przemyślany i całościowy, a jednocześnie możliwy do osiągnięcia, projekt zmiany składu żywności, mówi Shangguan.
Cukier jest dodawany do olbrzymiej liczby produktów spożywczych. Występuje tam, gdzie nigdy byśmy się go nie spodziewali. Nadmierne jego spożycie jest związane z występowaniem zarówno cukrzycy, jak i chorób układu krążenia. Problemem jest też ogólnoświatowa epidemia otyłości. W Polsce nadwagę ma aż 60% osób. Tymczasem aż 25% Polaków jada fast-foody kilka razy w miesiącu, a 33% pije słodzone napoje co najmniej kilka razy w tygodniu. Cukrzycę ma około 3 milionów dorosłych Polaków, a choroby układu krążenia są w Polsce główną przyczyną śmierci. Każdego roku umiera z ich powodu około 180 000 osób w naszym kraju, co stanowi ponad 40% wszystkich zgonów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Chińscy naukowcy uzyskali wysokiej jakości piankę grafenową z gazów odpadowych pochodzących z pirolizy odpadów organicznych. Chińczycy twierdzą, że ich metoda jest tańsza i bardziej przyjazna dla środowiska niż dotychczasowe sposoby wytwarzania pianki.
Jak zapewnia Hong Jiang z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologi w Hefei, wyprodukowany materiał jest strukturalnie podobny do pianek grafenowych uzyskiwanych standardowymi metodami. Wykazuje on też podobne właściwości elektryczne i oraz równie dobrze absorbuje ciecze takie jak benzen czy parafina.
Pianki grafenowe to trójwymiarowe wersje płaskich dwuwymiarowych płacht grafenu. Są one wytrzymałem, charakteryzują się dużym przewodnictwem elektrycznym, świetnie przewodzą ciepło. Mają wiele potencjalnych zastosowań. Mogą być używane do przechowywania energii, oczyszczania środowiska, przydadzą się chemikom, sprawdzą w roli bioczujników.
Zwykle produkuje się je metodą osadzania z fazy gazowej. W metodzie tej gaz zawierający węgiel – np. metan – jest wprowadzany do podgrzanego metalowego substratu, zwykle jest nim pianka aluminiowa lub miedziana. Gdy gaz wchodzi w kontakt z substratem, dochodzi do osadzania się atomów węgla. Po zakończeniu reakcji metal jest wytrawiany i pozostaje grafenowa pianka.
Osadzanie z fazy gazowej to metoda kosztowna, która wymaga użycia dużych ilości gazu. Dlatego też Jiang i jego zespół postanowili wykorzystać bogate w węgiel gazy z biorafinerii. W tego typu zakładach odpady organiczne są podgrzewane bez dostępu tlenu do temperatury 500 stopni Celsjusza lub wyższej. W procesie pirolizy powstaje biopaliwo.
Chińczycy wykorzystali dwa składniki roślinne – sproszkowaną celulozę i sproszkowaną ligninę – które poddano pirolizie w temperaturze 800 stopni Celsjusza. Powstałe gazy zostały przefiltrowane, dzięki czemu oddzielono gazy o dużych molekułach. Następnie gazy o drobnych molekułach skierowano do komory osadzania z fazy gazowej, w której znajdowała się pianka aluminiowa. Uzyskany produkt przebadano za pomocą spektroskopii ramanowskiej i skaningowej mikroskopii elektronowej. Są dobrej jakości, nie widać w nich oczywistych defektów, mówi Jiang.
Oczywiście sproszkowana celuloza i lignina są dalekie od standardowych odpadów organicznych. Dlatego też w kolejny etapie badań naukowcy wykorzystali słomę i trociny. Wyprodukowana z nich pianka grafenowa była nieco gorszej jakości niż ta z celulozy i ligniny. Jednak oba rodzaje miały jednorodną strukturę i świetne właściwości w zastosowaniach środowiskowych oraz do przechowywania energii. Zdaniem Jianga najlepszymi odpadami do produkcji pianek będą te zawierające dużo ligniny, celulozy i hemicelulozy. Jednak użyć można też innych materiałów. Oczywiście różne dodatki znajdujące się w takich odpadach wpłyną na skład pianki. Na przykład jeśli w odpadach będzie znajdowało się dużo azotu i siarki, to pierwiastki te mogą trafić też do pianki, wyjaśnia uczony.
Edward Randviir z Manchester Metropolitan University, który nie brał udziału w opisywanych badaniach, mówi, że zwykle pianki grafenowe produkuje się za paliw kopalnych lub z czystego grafitu. Warto poszukać alternatyw dla tych materiałów, a Jiang i jego ludzie wykazali, że produkcja grafenu z biomasy jest możliwa. Jest też bardziej przyjazna środowisku i tańsza niż inne metody. Ten drugi element może jednak ulec zmianie. Grafen jest obecnie drogi, gdyż nie istnieją metody produkowania go na masową skalę. Jeśli się to zmieni, cena grafenu powinna spaść.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie z University of Illinois pogodzili ekspertów, którzy nie mogli dotychczas dojść do porozumienia, co do właściwości grafenu odnośnie jego zginania. Dzięki połączeniu eksperymentów z modelowaniem komputerowym określili, ile energii potrzeba do zgięcia wielowarstwowego grafenu i stwierdzili, że wszyscy badacze, którzy uzyskiwali sprzeczne wyniki... mieli rację.
Większość badań nad grafenem skupia się na zbudowaniu z niego przyszłych urządzeń elektronicznych. Jednak wiele technologii przyszłości, jak elastyczna elektronika, czy miniaturowe niewidoczne gołym okiem roboty, wymagają zrozumienia nie tylko właściwości elektrycznych, ale i mechanicznych grafenu. Musimy się dowiedzieć przede wszystkim, jak materiał ten rozciąga się i zgina.
Sztywność materiału to jedna z jego podstawowych właściwości mechanicznych. Mimo tego, że badamy grafen od dwóch dekad, wciąż niewiele wiemy na temat tej jego właściwości. A dzieje się tak, gdyż badania różnych grup naukowych dawały wyniki, różniące sie od siebie o całe rzędy wielkości, mówi współautor najnowszych badań, Edmund Han.
Naukowcy z Illinois odkryli, dlaczego autorzy wcześniejszych badań uzyskiwali tak sprzeczne wyniki. Zginali grafen albo w niewielkim albo w dużym stopniu. Odkryliśmy, że w sytuacjach tych grafen zachowuje się odmienne. Gdy tylko trochę zginasz wielowarstwowy grafen, to zachowuje się on jak sztywna płyta, jak kawałek drewna. Jeśli jednak zegniesz go mocno, zaczyna zachowywać się jak ryza papieru, poszczególne warstwy atomów ślizgają się po sobie, wyjaśnia Jaehyung Yu.
Ekscytujące jest to, że mimo iż wszyscy uzyskiwali odmienne wyniki, to wszyscy mieli rację. Każda z grup mierzyła coś innego. Opracowaliśmy model, który wyjaśnia wszystkie różnice poprzez pokazanie, jak się one mają do siebie w zależności od kąta wygięcia grafenu, mówi profesor Arend van der Zande.
Naukowcy stworzyli własne płachty wielowarstwowego grafenu i poddawali je badaniom oraz modelowaniu komputerowemu. W tej prostej strukturze istnieją dwa rodzaje sił zaangażowanych w zginanie grafenu. Adhezja, czyli przyciąganie atomów na powierzchni, próbuje ściągnąć materiał w dół. Im jest on sztywniejszy, tym większy opór stawia adhezji. Wszelkie informacje na temat sztywności materiału są zakodowane w kształcie, jaki przybiera on na poziomie atomowym podczas zginania, dodaje profesor Pinshane Huang. Naukowcy szczegółowo kontrolowali, w jaki sposób materiał się zgina i jak w tym czasie zmieniają się jego właściwości.
Jako, że badaliśmy różne kąty wygięcia, mogliśmy zaobserwować przejście z jednego stanu, w drugi. Ze sztywnego w giętki, ze sztywnej płyty do zachowania ryzy papieru, stwierdza profesor Elif Ertekin, który był odpowiedzialny za modelowanie komputerowe. Najpierw stworzyliśmy modele komputerowe na poziomie atomowym. Wykazały one, że poszczególne warstwy będą ślizgały się po sobie. Gdy już to wiedzieliśmy, przeprowadziliśmy eksperymenty z wykorzystaniem mikroskopu elektronowego, by potwierdzić występowanie tego zjawiska". Okazuje się więc, że im bardziej grafen zostaje wygięty, tym bardziej elastyczny się staje.
Badania te mają olbrzymie znaczenie np. dla stworzenia w przyszłości urządzeń, które będą na tyle małe i elastyczne, by mogły wchodzić w interakcje z komórkami czy materiałem biologicznym.
Komórki mogą zmieniać kształt i reagować na sygnały ze środowiska. Jeśli chcemy stworzyć mikroroboty czy systemy o właściwościach systemów biologicznych, potrzebujemy elektroniki, która będzie w stanie zmieniać kształt i będzie bardzo miękka. Możemy wykorzystać fakt, że poszczególne warstwy wielowarstwowego grafenu ślizgają się po sobie, dzięki czemu materiał ten jest o rzędy wielkości bardziej miękki niż standardowe materiały o tej samej grubości, wyjaśnia van der Zande.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.