Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Powstał najlżejszy znany materiał

Recommended Posts

Uczeni z University of California Irvine, HRL Laboratories i California Institute of Technology stworzyli najlżejszy materiał na świecie. Jego waga wynosi zaledwie 0,9 miligrama na centymetr sześcienny.

Nowy materiał w 99,99% składa się z powietrza. Cały trick polega na stworzeniu kratownicy z połączonych tub, których grubość ścian jest 1000-krotnie mniejsza niż grubość ludzkiego włosa - mówi główny autor badań, doktor Tobias Schaedler z HRL.

Nowy materiał, stworzony z metalu, charakteryzuje się niezwykłymi właściwościami. Powraca on do pierwotnej formy po kompresji przekraczającej 50% i absorbuje bardzo dużo energii.

Materiał, który powstał na zamówienie DARPA (Defense Advanced Research Project Agency - Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych), może w przyszłości posłużyć do budowy baterii czy osłon do absorpcji energii dźwięku, wibracji czy uderzeń.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rozumiem że to 0,9 mg/cm3 to masa samego metalu bez powietrza wewnątrz, a Wikipedia podaje gęstość powietrza na 1,2kg/m3 więc o 1/3 więcej !!!

Dalej brnąc w te podane wielkości to wypełniamy tą strukturę wodorem, gęstość ~0,09mg/cm3, zaklejamy ścianki i mamy w sumie ~1mg/cm3 czyli materiał lżejszy od powietrza !!!!!

Wiem że Wikipedii nie można do końca ufać (sam pamiętam że w szkole uczyli o 0,85-1mg/cm3 gęstość powietrza, ale może teraz dokładniej to jest zważone) ale w tym artykule podane wielkości mocno zadziwiają.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

wypełniamy tą strukturę wodorem, gęstość ~0,09mg/cm3, zaklejamy ścianki i mamy w sumie ~1mg/cm3 czyli materiał lżejszy od powietrza !!!!!

 

 

Właśnie wymyśliłeś aerostat :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

To nie ja, to już w "Lalce" Prusa o tym było i Polacy by pierwsi by to opatentowali,

ale Wokulski wolał się za Izą uganiać niż wejść w te nanotechnologie ;)

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Faktycznie jest to 0,9mg/cm^3 .... materiał jest zrobiony jak kratownica, więc ma strukturę otwartą. Masy powietrza nie możemy uwzględniać. Gdy ważymy ziemniaki, gąbkę, drewno nikt nie zwraca uwagi na zawarte w nim powietrze (fakt, że jego masa w stosunku do masy materiału jest niewielka, ale zawsze). Trzeba przyznać, że daleko z rozwojem technologi materiałów się posuwają. Jeśli takie technologie wejdą do masowej produkcji świat naprawdę się pozmienia.

 

... ale to pewnie jeszcze potrwa :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest hjerne

Czasami baletnica robi się za ciężka, a innym razem wojownik sumo za lekki!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ups, nie za bardzo. W niskiej temperaturze gaz staje się gęstszy. Poza tym woda ma stosunkowo lekkie cząsteczki (18 g/mol, dla porównania: tlen 32 g/mol, azot 28 g/mol), a liczba moli gazu w danej temperaturze jest stała niezależnie od jego składu (kłania się liczba Avogadro i objętość molowa), więc suche zimowe powietrze będzie cięższe, a nie lżejsze od np. wilgotnego powietrza wiosennego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zamglenie to nieco inna bajka i tu faktycznie masz rację. Ale jeśli mówimy o przejrzystym powietrzu, to objętość molowa wskazuje jasno, jak wygląda sytuacja.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Niekoniecznie, bo woda pochłania więcej ciepła i się nagrzewa ;) A potem wynosi ją aż do strefy ze znacznie niższą temperaturą i wtedy chmury faktycznie zaczynają spadać - tak powstaje deszcz ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

No to coś ustalmy: Słońce dostarczając energii kinetycznej powoduje rozdrobnienie klastrów wody do wielkości która powoduje ich wynoszenie w górne warstwy atmosfery gdzie po schłodzeniu i połączeniu się w krople (będąc cięższe od tego co pod nimi) zaczynają opadać (popularnie deszcz). Ilość wody nad nad nami odpowiada 8 metrom zanurzenia np: w stawie.

 

 

Oczywiście czynników jest o wiele więcej ale z grubsza to by tak wyglądało.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Oczywiście, praktycznie wszystko się zgadza. Tyle, że w normalnej sytuacji (brak opadów i mgły) na małej wysokości takich klastrów nie ma - para jest zbyt rozdrobniona.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mam wilgotnościomierz i poniżej 30 nie spada a latem to i 70% a ciśnienie na barometrze poniżej 930mmHg nie spada tak wiec te klastry są, tylko w dynamicznej równowadze raz drobniejsze raz grubsze (mgła) .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mam wrażenie, że dyskusja zaczyna się niepotrzebnie ciągnąć. Żeby więcej nie pisać od siebie, powołam się na źródła bardziej niezależne:

 

http://wahiduddin.net/calc/calc_da_rh.htm

http://www.usatoday.com/weather/wdensity.htm

http://www.engineeringtoolbox.com/density-moist-air-d_1533.html

http://www.engineeringtoolbox.com/density-air-d_680.html

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=41262

 

I tyle ode mnie w tym temacie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przeczytałem dokładnie. Dane z tabel fizycznych też zresztą nie kłamią - są oparte na rzeczywistych obserwacjach.

 

Dla mnie EOT.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z pomiarami nie dyskutujemy , rozmowa dotyczyła tworzenia przez wodę klastrów a dalszej kolejności pokrywanie się ich zanieczyszczeniami i pyłami . Inną ciekawostką jest zdanie sobie sprawy że oddychamy żurem (co może niektórym pomoże zrozumieć naturę otaczającego nas świata ).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Gęstość powietrza zależy od wilgotności (najlżejsze zimą).

A praktycznie różnicę gęstości pomiędzy powietrzem zimnym a ogrzanym, wykorzystują aerostaty - balony na ogrzane powietrze. Latają bo ciepłe powietrze jest lżejsze od zimnego :-)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Odkąd wymyślono aerożel chodzi mi po głowie prosty pomysł, żeby bryłę takiego materiału pokryć czymś szczelnym, a potem nie pompować tam wodoru, tylko *wypompować* powietrze.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W odpowiednich warunkach woda może stać się metalem, a następnie izolatorem, stwierdzili uczeni z Cornell University. W PNAS ukazał się artykuł, w którym Neil Ashcroft, Roald Hoffmann i Andreas Hermann opisują wyniki swoich teoretycznych obliczeń.
      Wynika z nich, że przy ciśnieniu rzędu 1-5 terapaskali woda tworzy stabilne struktury. Mimo, że ciśnienie takie jest dziesiątki milionów razy większe od ciśnienia ziemskiego, istnienie wody w takim stanie nie jest wykluczone. Wręcz przeciwnie, może ona powszechnie występować nawet w naszym Układzie Słonecznym. Tak olbrzymie ciśnienie może panować wewnątrz Urana.
      Z wyliczeń uczonych wynika, że powyżej 1 terapaskala poszczególne molekuły wody przestają istnieć, a H2O zostaje ściśnięta tworząc siatkę połączeń tlenu i wodoru, która przyjmuje najróżniejsze kształty. Już wcześniej obliczano, że przy ciśnieniu 1,55 TPa woda staje się metalem i ma najbardziej stabilną strukturę. Naukowcy z Cornell poszli dalej i udało im się wyliczyć, że najbardziej stabilna jest woda przy ciśnieniu wyższym od 4,8 TPa. Wówczas jednak traci ona właściwości metalu i staje się izolatorem.
      Jak zauważa profesor Ashcroft, najbardziej niezwykłym wnioskiem wypływającym z obliczeń jest odkrycie, że olbrzymie ciśnienie powoduje, iż woda przestaje być ciałem stałym i w pewnym momencie zamienia się w kwantową ciecz. Trudno jest to sobie wyobrazić - topienie lodu pod wpływem podwyższonego ciśnienia - stwierdził naukowiec.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy okazało się, że nie ma sposobu na to, by przekonać cierpiące na niedobory żelaza kobiety żyjące w głębi kambodżańskiej dżungli, żeby wrzuciły podczas gotowania do garnka garść opiłków żelaza, Chris Charles z University of Guelph wpadł na genialny w swej prostocie pomysł. Nadał żelazu postać rybki z lokalnej rzeki, która wg tutejszych mieszkańców, przynosi szczęście.
      Podczas pobytu w Azji młody Kanadyjczyk współpracował z dwoma naukowcami z kambodżańskiego oddziału International Development Research Centre (IDRC). Ponieważ zespół obcował z najbiedniejszymi z biednych, których nie było stać na czerwone mięso, suplementy żelaza czy zamianę garnków na żelazne, trzeba było zorganizować burzę mózgów. Wiadomo było, że garść ohydnego metalu się nie sprawdzi, musieliśmy więc zaproponować coś bardziej atrakcyjnego. Stanęliśmy przed wyzwaniem z zakresu marketingu społecznego.
      Żelazne kółko nie spodobało się kobietom, podobnie zresztą jak kwiat lotosu. Strzałem w dziesiątkę okazała się dopiero rybka z lokalnej rzeki. Panie chętnie wrzucały ją do garnków i w następnych miesiącach poziom żelaza u mieszkańców wioski zaczął się podnosić, odganiając widmo anemii.
      Rybki mają od 7,5 do 10 cm. Są więc na tyle małe, by nie przeszkadzały w mieszaniu potrawy, a jednocześnie na tyle duże, by zaspokoić ok. 75% dziennego zapotrzebowania na żelazo. Kanadyjczycy znaleźli rzemieślnika, który wykonuje rybkę za 1,5 dolara. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że pojedyncza sztuka może posłużyć nawet przez 3 lata.
      Prosty pomysł pomógł nie tylko Kambodżanom. Dzięki niemu Charles zostanie wkrótce doktorem. Nauczył się też pobierać krew od osoby siedzącej w chybotliwym kanu i zaraził się dengą. A wszystko zaczęło się od niewinnego wyjazdu wakacyjnego...
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z singapurskiego Instytutu Badań Materiałowych i Inżynierii, Uniwersytetu w Cambridge oraz południowokoreańskiego Uniwersytetu Sungkyunkwan stworzył najcieńsze metalowe ścieżki. Są one tak niewielkie, że można zobaczyć je tylko za pomocą mikroskopu elektronowego. Ścieżki pomogą w dalszej miniaturyzacji urządzeń elektronicznych.
      Do ich stworzenia wykorzystano materiał składający się z elementów metalicznych i organicznych, połączonych za pomocą elektronolitografii.
      Wspomniane ścieżki mają szerokość zaledwie 7 nanometrów, a różnice w grubości wynoszą maksymalnie 2,9 nanometra. Tymczasem zakładano, że dokładność wykonania ścieżek wyniesie w bieżącym roku 3,2 nanometra, a w przyszłym - 2,8 nm.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z North Carolina State University opracowali niezwykły materiał, który już niedługo może znaleźć zastosowanie m.in. w ortopedii. Substancją tą jest spieniona forma metalu, która może posłużyć jako element spajający kości lub ułatwiający związanie się implantów z tkanką kostną.
      Jak twierdzą autorzy wynalazku, jego główną zaletą jest biokompatybilność (tzn. możliwość umieszczania go w obrębie żywej tkanki bez wywoływania nadmiernej reakcji immunologicznej) oraz niska gęstość, nieprzekraczająca tej charakterystycznej dla aluminium. Ważne są także korzystne właściwości mechaniczne, takie jak zdolność do absorpcji drgań oraz elastyczność porównywalna z naturalną tkanką kostną.
      Równie niezwykły, co porowata forma nowego materiału, jest jego skład chemiczny. Oprócz pianki złożonej w 100% ze stali badacze opracowali bowiem dość rzadko spotykaną w tradycyjnych konstrukcjach mieszankę stali i aluminium. Jednocześnie, jak zaznaczają autorzy, liczne przestrzenie obecne w implancie pozwalają na jego infiltrację przez elementy żywej tkanki, ułatwiając tym samym jego umocowanie w organizmie i wzmacniając jego integrację ze strukturami ożywionymi.
      Jak ocenia szef zespołu pracującego nad udoskonaleniem metalicznej pianki, dr Afsaneh Rabiei, ma ona sporą szansę wyprzeć tytan z pozycji najlepszego materiału do produkcji wielu rodzajów implantów. Zdaniem badacza kluczową cechą nowego wynalazku jest jego stosunkowo wysoka elastyczność, trzykrotnie większa niż w przypadku tytanu i jednocześnie zbliżona do wartości charakterystycznych dla tkanki kostnej. Jest to niezwykle ważne, gdyż ogromna sztywność implantów tytanowych sprzyja przyjmowaniu przez nie zbyt wielkich obciążeń, przez co na styku z metalowym ciałem obcym w wielu przypadkach dochodzi do obumierania komórek tkanki kostnej. Ostateczne zatwierdzenie metalicznej pianki do zastosowania klinicznego będzie jednak wymagało dalszych testów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Poszukiwanie złóż metali czy minerałów często bywa czasochłonnym i kosztownym zadaniem. Odkrywanie złota stanie się jednak łatwiejsze dzięki zmodyfikowanym genetycznie bakteriom Cupriavidus metallidurans, dla których pierwiastek ten jest szkodliwy, dlatego wydzielają go w czystej metalicznej postaci (Proceedings of the National Academy of Sciences).
      Frank Reith z Uniwersytetu w Adelajdzie zauważył, że złoto w formie rozpuszczonej (kationów) jest dla C. metallidurans toksyczne. Kiedy zostanie pobrane ze środowiska, tworzy związki zawierające siarkę, które blokują działanie enzymów bakteryjnych. W takiej sytuacji mikroorganizm jest zmuszony do uruchomienia genów odtruwających. Odpowiadają one za wytworzenie enzymów przekształcających złoto rozpuszczone w nieszkodliwe cząsteczki metalicznego złota.
      Australijczyk i jego amerykański współpracownik Gregor Grass z University of Nebraska uzyskali zmodyfikowaną genetycznie wersję C. metallidurans. Kiedy mikroby te wchodzą w kontakt ze złotem, emitują błyski światła, które można wykryć za pomocą przenośnego fotometru – tłumaczy Grass. By sprawdzić, czy w danym rejonie występuje złoto, wystarczy po prostu pobrać próbkę gleby i zmieszać ją z bakteriami.
×
×
  • Create New...