Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  

Recommended Posts

Węglowe nanorurki - podstawowy element wielu zaawansowanych badań związanych z nanotechnologiami - mogą zyskać konkurenta. Kolejnym materiałem, który ma szansę stać się budulcem technologii przyszłości, okazały się nanorurki wykonane z boru. Jak wynika z symulacji przeprowadzonych przez badaczy z Tsinghua University w Pekinie, pewne właściwości elektryczne nowego materiału mogą być lepsze niż w wypadku węgla.

Osiągnięcie naukowców przede wszystkim polega na znalezieniu odpowiedniej struktury atomowej nanorurek z boru. Zapożyczona z węgla sześciokątna siatka okazała się niestabilna, więc problem rozwiązano przez umieszczenie dodatkowych atomów boru w środku niektórych sześciokątów. Jak obliczono, układ taki powinien oferować dość ciekawe właściwości: szersze nanorurki mogą pełnić rolę przewodników, węższe natomiast - półprzewodników, z których można budować elementy nanoelektroniczne. W wypadku wersji przewodzącej, nanorurki borowe powinny być lepszymi przewodnikami niż te wykonane z węgla, spodziewana jest też wyższa temperatura występowania efektu nadprzewodnictwa.

Chińscy badacze proponują, aby nowy materiał wykonać za pomocą metody chemicznego osadzania fazy gazowej (CVD - Chemical Vapour Deposition). Choć jest to ta sama technika co w wypadku węgla, jeszcze nie została ona dopasowana do wymagań boru, zatem żadne z opisanych właściwości do tej pory nie zostały potwierdzone doświadczalnie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
szersze nanorurki mogą pełnić rolę przewodników, węższe natomiast - półprzewodników

Wyłuszczam, by raz na zawsze zamknąć usta tym, którzy twierdzą, że właściwości nanorurek można wyczytać z tablic chemicznych/fizycznych dla danego pierwiastka.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Wyłuszczam, by raz na zawsze zamknąć usta tym, którzy twierdzą, że właściwości nanorurek można wyczytać z tablic chemicznych/fizycznych dla danego pierwiastka.

 

A to interesujące, dopiero cię przytka jak nanorurki weższe lub szersze zaczną ze srebra robić i będą miały najlepsze właściwosci . 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

A to interesujące, dopiero cię przytka jak nanorurki weższe lub szersze zaczną ze srebra robić i będą miały najlepsze właściwosci . 8)

 

eh.... a nie pomyślałeś że srebro moze być niestabilne itd.?? to że dzisiaj srebro jest najlepszym przewodnikiem ale w wiekszej skali to nie znaczy że bedzie równie dobrym przewodnikiem w skali nano... W tej skali jest ważne o wiele wiecej czynników... niż w naszej skali:P

 

A może najlepszym przewodnikiem w skali nano bedzie pierwiastek który normalnie nie przewodzi wogule prądu....

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie tak, jak napisał techon - poczekajmy, a zobaczymy. Już same właściwości węgla w skali nano były wystarczająco zaskakujące, by przy odrobinie pokory nauczyć się nie wydawać osądów, zanim zobaczy się nowy materiał...

 

Swoją drogą jakoś dziwnie pod skórą czułem, że waldi jak zwykle będzie się zachowywał jak nadęty ważniak sugerując, że wie o materii więcej, niż zespoły z czołowych laboratoriów świata :) Toż to cud, prawdziwy morfogenetyczny cud!

Share this post


Link to post
Share on other sites
eh.... a nie pomyślałeś że srebro moze być niestabilne itd.?? to że dzisiaj srebro jest najlepszym przewodnikiem ale w wiekszej skali to nie znaczy że bedzie równie dobrym przewodnikiem w skali nano... W tej skali jest ważne o wiele wiecej czynników... niż w naszej skali:P

 

A może najlepszym przewodnikiem w skali nano bedzie pierwiastek który normalnie nie przewodzi wogule prądu....

 

Jest droższe niż węgiel czy bor , a tak naprawdę to nie wiadomo jak wygląda mechanizm przewodzenia wszysto co wiemy, to teorie przewodnictwa które co chwilę są testowane przez np. nadprzewodnictwo, nanorurki , fale EM , gaz mono-atomowy, pustkę między elektronami a jądrem, wszędobylskie neutrina i pole magnetyczne ziemi, antycząstki, splątane stany, rozpad i syntezę materii i pewnie kilka jeszcze innych rzeczy.

 

Tak że życie może nas jeszcze bardzo zaskoczyć i zafascynować 8)

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
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki „szczęśliwemu wypadkowi” naukowcy z University of Massachusetts w Lowell otrzymali nową stabilną formę węgla. Wydaje się mieć ona wyjątkowe właściwości: jest twardsza od stali, równie dobrze przewodzi prąd, a jej powierzchnia jest połyskliwa jak polerowanego aluminium. Najbardziej zaś zaskakujący jest fakt, iż nowa forma wydaje się ferromagnetykiem i utrzymuje tę właściwość w temperaturach dochodzących do 125 stopni Celsjusza. O odkryciu poinformował fizyk Joel Therrien podczas International Symposium on Clusters and Nanomaterials.
      Słuchający jego wystąpienia specjaliści byli podekscytowani, ale i ostrożnie podeszli do tych rewelacji. Qian Wang, fizyk z Uniwersytetu Pekińskiego, stwierdziła: gdy opublikują wyniki swoich badań i zostaną one potwierdzone przez innych, spotka się to z olbrzymim zainteresowaniem. Jeśli materiał ten wykazuje właściwości magnetyczne, to może być bardzo użyteczny przy budowie bioczujników czy nośników leków. Uczona zwraca uwagę, że węgiel jest lżejszy niż inne ferromagnetyki, a ponadto nie jest toksyczny.
      Robert Whetten, materiałoznawca z Northern Arizona University, stwierdził, że on dał się przekonać Therrienowi. Przypomina, że gdy w połowie lat 80. ogłaszano odkrycie kulistego fullerenu C60, to spotkało się to z równie dużym sceptycyzmem. Przypomina jednak, że już wcześniej pojawiły się twierdzenia o odkryciu magnetyzmu w czystym węglu, a później okazywało się, iż próbki były zanieczyszczone.
      Na razie naukowcom udało się uzyskać jedynie cienkie warstwy nowego materiału, które badali za pomocą mikroskopów elektronowych i spektrometrów rentgenowskich. Wszyscy zwracają uwagę, że potrzebne są kolejne badania.
      Sumio Iijima, ekspert od nanomateriałów z Meijo University, który w 1991 roku odkrył węglowe nanorurki mówi, że zaprezentowane dane „nie są wystarczająco dobre”, by przekonać go, iż Amerykanie odkryli nowy alotrop węgla. Chce, by na większej próbce przeprowadzono badania metodą krystalografii rentgenowskiej. Dopiero to pozwoli na określenie struktury materiału.
      Therrien mówi, że nowy materiał uzyskano podczas nieudanych próby syntezy pentagrafenu. To teoretycznie przewidywana forma węgla, w której atomy są połączone w kształt pierścieni składających się z pięciu elementów. Dotychczas nikt jej nie uzyskał. Uczony chciał wykorzystać technikę pozwalającą na wymuszenie nietypowej struktury atomowej. Do komory służącej do chemicznego osadzania z fazy gazowej włożył folię miedzianą spełniającą formę katalizatora i podgrzał ją do temperatury około 800 stopni Celsjusza. Zamiast jednak wpompować do środka prosty gaz, jak metan, użył bardziej złożonego 2,2 dimetylbutanu.
      Po skończeniu zajęć ze studentami Therrien wrócił do laboratorium i poczuł zapach smoły. Wnętrze komory było pokryte czarnym osadem, jednak na miedzianej folii pojawiła się jasna, błyszcząca warstwa.
      Po dwóch latach eksperymentów z różnymi heksanami jego zespół nauczył się odtwarzać uzyskaną substancję na podłożach o grubości do 1 mikrometra i długości kilku centymetrów. Naukowcy twierdzą, że otrzymują w ten sposób pofałdowane warstwy węgla złożone pierścieni, na których składa się 6 lub 12 atomów połączonych wiązaniami kowalencyjnymi.
      Podczas wspomnianego sympozjum pokazano film, na którym widać, że zawieszone w kroplach wody kawałki nowego materiału reagują na magnes, a najbardziej sensacyjnym jest stwierdzenie, iż właściwości magnetyczne występują w temperaturze d0 125 stopni, czyli w takim zakresie, w jakim pracują silniki czy komputery. Therrien mówi, że próbowano zarysować nowy materiał za pomocą stali i się nie udało. Zarysowuje go diament. Inną niezwykłą właściwością jest wysoki połysk. Dotychczasowe pomiary wykazały, że materiał odbija ponad 90% światła w zakresach od dalekiego ultrafioletu po połowę podczerwieni.
      Nowy materiał przewodzi ładunki elektryczne niemal równie dobrze jak stal, a po poddaniu go powolnemu wyżarzaniu do temperatury 1000 stopni Celsjusza, pojawia się w nim pasmo zabronione, staje się więc półprzewodnikiem.
      Naukowcy nie nadali mu jeszcze nazwy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na University of Texas w San Antonio (UTSA) dokonano przełomowego odkrycia, które będzie miało olbrzymie znaczenie dla prac nad nowymi lekami. Odkrycie ma związek z fluorem, który tworzy najsilniejsze, po krzemie, wiązania atomowe z węglem.
      Fluor, w postaci fluorków, używany jest zarówno do uzdatniania wody pitnej i w pastach do zębów, jak i szeroko stosowany w chemii medycznej do leczenia nowotworów, w antybiotykach, antydepresantach, sterydach i innych lekach. Fluor stosuje się w lekach, gdyż je stabilizuje i zwiększa ich aktywność biologiczną.
      Przez wiele lat naukowcy z UTSA badali tiole, organiczne związki chemiczne, odpowiedniki alkoholi. W organizmach ssaków tiole mają wpływ na wiele funkcji biologicznych, jak równowaga energetyczna, przesyłanie sygnałów między komórkami, zdrowie serca, stan układu immunologicznego i neurologicznego. Gdy poziomy tioli są stabilne, jesteśmy generalnie w dobrym stanie zdrowia. Gdy rosną i przez dłuższy czas utrzymują się na podwyższonym poziomie, mogą pojawić się takie choroby jak reumatoidalne zapalenie stawów, nowotwory piersi, choroby Alzheimera i Parkinsona.
      Za regulację poziomu tioli odpowiadają dioksygenaza cysteinowa (CDO) i dioksygenaza cystaminowa (ADO). Gdy poziom tioli rośnie, CDO i ADO tworzą wzmacniacze katalizy, które szybko usuwają nadmiar tioli z organizmu. Jako, że nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób te wzmacniacze są tworzone, uczeni z UTSA postanowili to zbadać. I wówczas dokonali ważnego odkrycia.
      Na potrzeby swoich badań stworzyli nową formę CDO z wyjątkowo silnymi wiązaniami węgiel-fluor. Sądzili, że enzymy nie będą w stanie rozerwać tych wiązań i nie powstanie wzmacniacz. Okazało się jednak, że zmodyfikowane CDO nadal było w stanie rozerwać wiązania i stworzyć katalizator. W ten sposób po raz pierwszy wykazano, że wiązania węgiel-fluor mogą być rozrywane w proteinach na drodze utleniania. To zaś oznacza, że w organizmie człowieka również może zachodzić taki proces.
      To bardzo ważne odkrycie. Ponad 20% leków zawiera fluor. Wiązania węgiel-fluor są odporne na procesy metaboliczne w organizmie, przez co zawierający je lek może dłużej w nim przebywać. Fluorek pomaga też lekom na przenikanie przez ściany komórkowe. Od dawna sądzono, że wiązania węgiel-fluor są odporne na zrywanie. Najnowsze odkrycie pokazuje, że tak nie jest, mówi Michael Doyle, dziekan wydziału Chemii Medycznej na UTSA.
      Okazuje się zatem, i jest to odkrycie niezwykle ważne dla rozwoju leków, że wiązania C-F mogą być w organizmie mniej trwałe niż sądzono, a tym samym słabiej chronią substancje lecznicze przed procesami metabolicznymi organizmu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Działalność człowieka zaczęła zmieniać cykl obiegu wody i energii w Amazonii. Artykuł opublikowany w najnowszym Nature pokazuje, że istnieje związek pomiędzy wycinką lasów, pożarami a zmianami klimatycznymi, a całość tych zjawisk może wpłynąć na obieg węgla, opady oraz poziom wody w rzekach.
      Badania prowadzone były pod kierownictwem specjalistów z Woods Hole Research Center przez 13 brazylijskich i amerykańskich uczelni, agend rządowych i organizacji pozarządowych. W ramach programu Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazon (LBA) badany jest związek pomiędzy zmianami klimatu, zwiększaniem areałów ziemi uprawnej, wycinką drzew a ryzykiem wystąpienia pożarów.
      Jednym z bardzo ważnych wskaźników poważnego zachwiania równowagi jest duża liczba wielkich pożarów, które są produktem ubocznym celowego wypalania lasu. Takie pożary występują niezwykle często, co kilka lat, podczas gdy w przeszłości zdarzały się raz na kilkaset lat - mówi Jennifer K. Balch, współautorka badań.
      W ostatnich dziesięcioleciach aktywność człowieka w basenie Amazonki gwałtownie się zwiększa, a wskutek działalności Homo sapiens zaczyna dochodzić do zachwiania równowagi ekosystemu. Jego zniszczenie może mieć katastrofalne skutki dla całej planety, gdyż z Amazonii pochodzi około 20% światowych zasobów słodkiej wody, a w tamtejszych lasach uwięzione jest około 100 miliardów ton węgla.
      Tymczasem naukowcy dowodzą, że już w tej chwili można zauważyć zmiany w przepływie rzek, tworzeniu się osadów i przedłużaniu okresu suchego w południowych i wschodnich częściach basenu Amazonki. To czy zmiany takie wystąpią też w innych jego częściach będzie zależało od decyzji, które ludzie podejmą w najbliższych latach oraz od zmian klimatycznych - mówi Eric Davidson z Woods Hole.
      Badania wykazały też, że Amazonia jest odporna na coroczne zmiany klimatyczne, jednak nie radzi sobie z przedłużającymi się lub szczególnie ciężkimi suszami.
      Brazylia odniosła już pewne sukcesy w walce o zachowanie Amazonii. Przed ośmioma laty corocznie wycinano niemal 28 000 kilometrów kwadratowych lasu. W 2010 roku liczba ta spadła do 7000 km2. Niestety, w tym samym czasie nie zmniejszyła się liczba wielkich pożarów, które prowadzą do dalszej degradacji lasu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Northwestern University powstała nowa anoda dla akumulatorów litowo-jonowych. Umożliwia ona przechowywanie 10-krotnie więcej ładunku niż obecne elektrody, a sam akumulator można załadować 10-krotnie szybciej.
      Odkryliśmy sposób na dziesięciokrotne wydłużenie życia baterii litowo-jonowej. Nawet po 150 cyklach ładowania/rozładowywania, co zajmie rok lub więcej, nasz akumulator będzie pięciokrotnie bardziej wydajny niż współcześnie stosowane rozwiązania - mówi profesor Harold H. Kung.
      Współczesne baterie litowo-jonowe działają dzięki przesyłaniu jonów litu pomiędzy dwoma elektrodami - anodą i katodą. Gdy używamy energii, jony litu przemieszczają się z anody, przez elektrolit, do katody. Gdy ładujemy akumulator, podróż odbywa się w odwrotną stronę.
      Obecnie wydajność akumulatorów Li-Ion jest ograniczona dwoma czynnikami. Ich pojemność zależy od tego, jak wiele jonów litu może przechować anoda lub katoda. Z kolei prędkość rozładowywania, a zatem dostarczania energii, zależy od prędkości przemieszczana się jonów pomiędzy elektrolitem a anodą.
      We współczesnych akumulatorach anoda wykonana jest z węgla i na każde 6 jego atomów przechowuje jeden atom litu. Eksperymentowano z zastąpieniem węgla krzemem, który ma większą pojemność, gdyż przechowuje atom litu na każde 4 atomy krzemu. Jednak podczas pracy krzem znacznie zmienia swoje rozmiary, co prowadzi do uszkodzenia elektrody i spadku pojemności baterii.
      Ponadto poszczególne warstwy węgla w elektrodzie są bardzo cienkie, jednak długie. Podczas procesu ładowania każdy jon musi przebyć całą drogę od krawędzi by dotrzeć do kolejnych warstw. To zajmuje sporo czasu, a ponadto powoduje, że na krawędziach powstaje „korek" z jonów oczekujących na możliwość wyruszenia w drogę.
      Zespół Kunga postanowił za jednym zamachem rozwiązać oba problemy. Po pierwsze warstwy krzemu poprzedzielał warstwami węgla. Mamy dzięki temu znacznie większą pojemność energii, gdyż wykorzystaliśmy krzem, a jego poprzedzielanie zmniejszyło straty pojemności spowodowane rozszerzaniem się i kurczeniem krzemu - wyjaśnia Kung. Uczeni wykorzystali też proces utleniania do uzyskania niewielkich (10x20 nanometrów) dziur w warstwach węgla. Dziury te tworzą skróty, dzięki którym jony litu nie muszą podróżować przez całą warstwę. Pozwoliło to na 10-krotne skrócenie czasu ładowania baterii.
      Po udoskonaleniu anody uczeni chcą zająć się pracami nad katodą. Mają też zamiar opracować nowy elektrolit, który będzie powodował, że w wysokich temperaturach akumulator automatycznie przerwie pracę, dzięki czemu będzie bezpieczniejszy w użytkowaniu.
      Technologia Kunga i jego zespołu powinna trafić na rynek w ciągu 3-5 lat.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczeni z należącego do Carnegie Institution Laboratorium Geofizycznego odkryli nową formę węgla, która jest tak wytrzymała jak diament. Zespół badawczy, na którego czele stała Wendy L. Mao z Uniwersytetu Stanforda, rozpoczął swoją pracę od węgla szklistego, który po raz pierwszy został zsyntetyzowany w latach 50. ubiegłego wieku.
      Próbkę takiego materiału poddano ciśnieniu 400 000 razy większemu niż ciśnienie atmosferyczne. W ten sposób powstała nowa, niezwykle wytrzymała odmiana węgla. Dalsze badania wykazały, że jest ona w stanie przetrwać przyłożone w jednym kierunku ciśnienie 1,3 miliona razy większe od ciśnienia atmosferycznego, a w innych kierunkach - 600 000 razy większe. Dotychczas jedynie diament wykazywał się taką wytrzymałością.
      Jednak w przeciwieństwie do diamentu nowa forma nie ma struktury krystalicznej. To materiał amorficzny. Dalsze badania powinny wykazać, czy ma ona dzięki temu pewną przewagę nad diamentem. Dzięki amorficznej budowie twardość nowej formy może być izotropowa, czyli może być ona jednakowo twarda we wszystkich kierunkach. W przypadku diamentu twardość zależy od orientacji kryształu.
      Nowy materiał może posłużyć do budowy niezwykle twardych kowadełek przydatnych w badaniach laboratoryjnych, może też stać się zaczątkiem nowych bardzo gęstych i wytrzymałych materiałów.
×
×
  • Create New...