Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Amerykanie twierdzą, że odkryli nową obiecującą formę węgla

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

A będzie ta nowa forma tańsza od obecnej i czy będziemy palić nim w piecu :D

  • Like (+1) 1
  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kiedy na masową skalę będzie się produkowało najróżniejsze nowoczesne produkty to Polska znów będzie z tyłu bo zdąży puścić z dymem cały węgiel. Tak panie Morawiecki, plotłeś pan bzdury o tym że Polska węglem stoi bo stać węglem to ona powinna ale za 30 lat. Wtedy jednak będziemy już tylko koks z Rosji sprowadzali. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, Miroslaw napisał:

Kiedy na masową skalę będzie się produkowało najróżniejsze nowoczesne produkty to Polska znów będzie z tyłu bo zdąży puścić z dymem cały węgiel. Tak panie Morawiecki, plotłeś pan bzdury o tym że Polska węglem stoi bo stać węglem to ona powinna ale za 30 lat. Wtedy jednak będziemy już tylko koks z Rosji sprowadzali. 

Boszszsz, skąd się biorą ludzie tak bredzący ... jeśli polityka się rzuca Panu na ocenę chemii czy fizyki, to proszę przestać się nimi interesować, bo tylko szkód Pan narobi

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

13 godzin temu, Ergo Sum napisał:

Boszszsz, skąd się biorą ludzie tak bredzący ... jeśli polityka się rzuca Panu na ocenę chemii czy fizyki, to proszę przestać się nimi interesować, bo tylko szkód Pan narobi

Proponowałbym trochę umiaru. To że przepisujesz raz na tydzień artykuły z innych gazet nie czyni z ciebie speca. Polityka nie wpływa na mój punkt widzenia chemii czy fizyki a wręcz odwrotnie. To moja wiedza wpływa na to że nie podoba mi się fakt że taki surowiec jak węgiel jest spalany w piecach a każdy rząd jaki do tej pory mieliśmy robi niewiele dla ekologii i jeszcze mniej dla rozwoju nowoczesnych technologii. Nie będę ci tłumaczył ale nie rób z siebie speca od wszystkiego. To że przepisałeś jakiś artykuł w zeszłym tygodniu o psach nie robi z ciebie specjalisty od psów, ale pisanie chamskich odpowiedzi swoim czytelnikom pokazuje twoją frustrację a także brak taktu i kultury. Chciałeś coś odpisać to trzeba było odpisać że się nie zgadzasz i wyjaśnić dlaczego i wtedy była by to dyskusja, a tak to sobie tylko wroga hodujesz.

Przyznam się szczerze że czytuję kopalniewiedzy tylko dlatego że jest to jedyne źródło "naukowe" które mogłem skonfigurować w moim czytniku wiadomości.  Ale idę o zakład że od roku się to zmieniło więc zostawię cię tutaj z twoimi 12 folowersami.

Edited by Miroslaw
  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 20.11.2019 o 13:24, Miroslaw napisał:

z twoimi 12 folowersami.

To nie są „followersi”, tylko 12 razy oceniono pozytywnie któreś z „368 odpowiedzi” (mogła to być nawet jedna osoba). Poza tym podpinanie polityki (oczywiście zgodnie z modą - naszej) pod tematy kompletnie z nią niezwiązane jest faktycznie słabe.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 20.11.2019 o 13:24, Miroslaw napisał:

To moja wiedza wpływa na to że nie podoba mi się fakt że taki surowiec jak węgiel jest spalany w piecach

Na skalę przemysłową, węgiel spala się w kotłach. 

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
      Szkliwo to najtwardszy materiał biologiczny wchodzący w skład naszego organizmu. Znane jest ze swojej wyjątkowej sztywności, twardości, lepkosprężystości, stabilności i wytrzymałości. Mimo, że jego grubość liczona jest w milimetrach, jest wyjątkowo odporne na deformacje i uszkodzenia. A wszystkie te właściwości zawdzięcza swojej wyjątkowej strukturze. Teraz uczeni z Chin i USA stworzyli materiał, który naśladuje tę strukturę dzięki specjalnie pokrytym nanowłóknom. Jego właściwości mechaniczne są lepsze od właściwości szkliwa, dzięki czemu nowy materiał znajdzie szerokie zastosowanie w inżynierii.
      Hewei Zhao z Beihang University w Pekinie i jego zespół rozpoczęli pracę od zsyntetyzowania nanowłókien hydroksyapatytu o długości 10 mikrometrów. Następnie pokryli je warstwą amorficznego nadtlenku cynku, który tworzy silne wiązania z hydroksyapatytem. Włókna następnie poprzeplatano molekułami poli(alkoholu winylowego), a całość zamrożono. Miksturę poddano działaniu dwukierunkowego gradientu temperatury. Utworzyły się równolegle ułożone kryształy lodu, co wymusiło na włóknach zajęcie przestrzeni pomiędzy kryształami i ułożyło je wszystkie w tym samym kierunku. W końcu całość poddano liofilizacji i kompresji. W wyniku całego procesu otrzymano gęste sztuczne szkliwo zbudowane z równolegle ułożonych i ściśle przylegających warstw nanowłókien hydroksyapatytu pokrytych nadtlenkiem cynku.
      Szczegółowe analizy wykaząły, że taka struktura wytrzymuje naprężenia przekraczające 140 MPa, a podczas rozciągania zwiększa swoją długość zaledwie o 1,8% przed rozerwaniem. Co ważne, Zhao i jego zespół wykazali, że materiał ten można masowo produkować i nadawać mu dowolny kształt.
      Szczegółowy opis materiału opublikowano na łamach Science.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tkanina jest tym, co sprawia, że różnica między normalnym spódnicy, a doskonałymi to niebo, a ziemia. Tkaniny są dostępne we wszystkich rodzajach wzorów, kolorów, stylów, wzorów itp., ale to zależy od Ciebie, która tkanina będzie pasować do Twojego celu najlepiej.
      Twój pierwszy cel powinien być wybór tkanin, które nie marszczą się łatwo. Łatwość pielęgnacji jest kolejną optymalną cechą, ponieważ będziesz musiała często prać swoją spódnicę. Jeśli jednak wolisz kupować tkaniny z nadrukami lub innymi ozdobami zamiast tkanin jednolitych, pamiętaj, że takie tkaniny są trudniejsze do uszycia.
      Należy również wziąć pod uwagę warunki pogodowe, w których najczęściej będziemy nosić spódnice. Jeśli zawsze pada deszcz, gdzie mieszkasz, to wodoodporne tkaniny są właśnie dla Ciebie! Są one mocne
      Z jakiego materiału można uszyć spódnicę?
      Wybór materiału na spódnicę zależy wyłącznie od Ciebie. Na początek określ rodzaj spódnicy, którą chcesz uszyć. Materiał jest kluczowy, ponieważ decyduje o kroju odzieży. Powinnaś wybrać tkaninę na spódnicę na podstawie jej właściwości, kolorów i użyteczności. Idealna będzie spódnica wykonana z higroskopijnego, lekkiego, a zarazem trwałego materiału. Jeśli ktoś jest alergikiem lub ma wrażliwą skórę, może lepszym rozwiązaniem będzie materiał antyalergiczny?
      Spódnice to element odzieży, który musi być wykonany z odpowiednich materiałów. Powinnaś wiedzieć, czy się marszczy, jak się zachowuje, czy się gniecie i czy oddycha. Dlatego kupując materiał na spódnicę, należy go dotknąć, aby stwierdzić, czy dobrze się na Tobie leży. Tkaniny24 bawełniane, jedwabna satyna, len, skóra, wiskoza czy sztruks to jedne z najpopularniejszych opcji.
      W sezonie zimowym natomiast na myśl przychodzą szlachetne wełny.
      Spódnice wykonane z wełny są zarówno modne jak i wysokiej klasy. Spódnica wełniana to doskonały wybór na zimę, ponieważ zapewnia ciepło, a jednocześnie wygląda bardzo elegancko i fajnie. Być może zszokuje Cię fakt, że wełna ma dużą higroskopijność, co oznacza, że skutecznie chroni Twoje ciało przed wilgocią.
      Na co zwracać uwagę wybierając materiał?
      Przed zakupem tkaniny na spódnicę, należy wziąć pod uwagę kilka kryteriów.
      Jaki jest skład?
      Skład materiału ma kluczowe znaczenie. Dostępne są materiały naturalne, syntetyczne i imitacje. Włókna mają różne właściwości i ceny, więc to do Ciebie należy wybór rodzaju materiału, który będzie dla Ciebie najlepszy.
      Wybierz rozsądnie gramaturę
      Zawartość włókien w spódnicy zależy od ilości materiału użytego do jej uszycia. Im większa gramatura, tym więcej włókien zostało użytych do jej produkcji. Niższa gramatura oznacza lżejszą spódnicę, która może być przezroczysta, ale również bardziej elastyczna.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed ponad 3000 lat w północnej części Luizjany, w miejscu znanym jako Poverty Point, mieszkały społeczności łowiecko-zbierackie. Naukowcy sądzili dotychczas, że były to proste społeczności, ale archeolog Tristram R. Kidder z University of Washington w Saint Luis przekonuje, że to fałszywy obraz. Wiele bowiem wskazuje na to, że byli wśród nich zręczni inżynierowie oraz osoby zdolne do zorganizowania prac na masową skalę.
      W Poverty Point znajduje się masywny kopiec o wysokości 22 metrów, kilka mniejszych kopców oraz sześć koncentrycznych półkolistych struktur. Wszystko to jest dziełem łowców-zbieraczy, którzy około 3400 lat temu przemieścili ponad 1,5 miliona metrów sześciennych ziemi, by wznieść te struktury. Kidder uważa, że zbudowali w ten sposób ważne miejsce pielgrzymkowe. Zostało ono nagle opuszczone pomiędzy 3200 a 3000 lat temu, a wydarzenie to zbiega się w czasie z powodziami w dolinie Mississippi i zmianami klimatu.
      Na brzegach konstrukcji znaleziono liczne artefakty, co wskazuje, że ludzie tam mieszkali. Jednak najbardziej zaskakujące jest tempo wzniesienia kopca i koncentryczny półokręgów oraz ich niezwykła odporność na warunki atmosferyczne.
      Kidder i jego zespół prowadzili prace na stanowisku Ridge West 3, tym samym, które z 1991 roku badał znany archeolog Jon Gibson. Teraz, dzięki wykorzystaniu nowoczesnych technik badawczych, w tym datowania radiowęglowego, analiz mikroskopowych i pomiarów magnetycznych, naukowcy dowiedli, że struktury powstały bardzo szybko. Nie zauważono bowiem żadnych śladów wietrzenia pomiędzy poszczególnymi warstwami, a takie ślady by były, gdyby zrobiono chociażby krótką przerwę w budowie. To zaś oznacza, że w krótkim czasie zorganizowano dużą grupę ludzi, którzy pod kierownictwem i zgodnie z planem byli w stanie wznieść masywne struktury. Taki sposób organizacji przeczy postrzeganiu prostych społeczności łowiecko-zbierackich.
      Tym, co jeszcze bardziej imponuje, jest odporność całej struktury na warunki zewnętrzne. Jest ona praktycznie nienaruszona. Tymczasem Poverty Point znajduje się zaledwie ok. 320 km od Zatoki Meksykańskiej. Z powodu jej bliskości w miejscu tym mamy do czynienia z intensywnymi opadami, co czyni wszelkie konstrukcje ziemne niezwykle podatnymi na erozję. Gdy uczeni zbadali materiał wykorzystany do budowy kopca i półokręgów, okazało się, że składa się on ze starannie dobranych proporcji gliny, mułu i piasku. Rzymianie mieli swój słynny beton, a Chińczycy budowali trwałe konstrukcje z ubijanej ziemi. Tutejsza ludność opracowała przepis na takie mieszanie różnych materiałów, by uzyskać z tego bardzo trwały materiał. Był on odporny na erozję, mimo że go nie ubijano. To coś, na co współcześni inżynierowie wciąż nie wpadli, stwierdza Kidder.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowy nieorganiczny materiał, o bardzo niskim przewodnictwie cieplnym może poprawić wydajność energetyczną urządzeń. Obecnie nawet 70% generowanej energii jest marnowana w postaci ciepła odpadowego. Zjawisko to jest nie tylko bardzo niekorzystne dla środowiska naturalnego, ale również prowadzi do przegrzewania się urządzeń, spadku ich wydajności i trwałości. Jednak część tego ciepła można by odzyskiwać i zamieniać w energię za pomocą materiałów o niskiej przewodności cieplnej.
      Przewodność cieplna ciał stałych bierze się z zachowania ich fononów, czyli wibracji struktury krystalicznej. Można ją zmniejszyć na dwa sposoby. Albo skrócić drogę rozpraszania fononów, albo je spowolnić.
      Droga rozpraszania fononów zależy od ich wzajemnego rozpraszania oraz rozpraszania się na defektach materiałów lub ich granicach. Z kolei prędkość grupy fononów zależy od struktury i składu materiału. Dotychczas próbowano skracać drogę rozpraszania fononów poprzez wprowadzanie celowych defektów w materiałach czy też poprzez zmianę interakcji grup fononów na styku różnych warstw materiałów.
      Naukowcy z University of Liverpool wyprodukowali kompozytowy materiał, w którym warstwy BiOCl i Bi2O2Se pooddzielali od siebie warstwami Bi4O4SeCl2. W ten sposób uzyskali materiał, którego przewodność cieplna w temperaturze pokojowej w kierunku ułożenia warstw wynosi zaledwie 0,1 W K/m. To jedna z najlepszych wartości wśród materiałów nieorganicznych, jedynie 4-krotnie większa niż przewodność cieplna powietrza.
      Punktem wyjścia dla trwających pięć lat badań było zrozumienie, w jaki sposób struktura materiału pozwala na kontrolowanie przewodnictwa cieplnego. W efekcie uzyskali materiał, którego przewodnictwo cieplne jest niższe niż każdej z jego składowych z osobna. To zaś pokazało, jak ważna jest struktura atomowa i lokalizacja poszczególnych atomów, bo to one zdecydowały o uzyskaniu tak pożądanych cech nowego materiału.
      Autorzy badań, Matt Rosseinsky, Jon Alaria i ich zespół, chcą teraz tak zmodyfikować nowy materiał, by zyskał on właściwości termoelektryczne. Planują też wykorzystać swoje doświadczenia do pracy nad materiałami, którymi można będzie powlekać turbiny gazowe. Materiały takie muszą mieć przewodność cieplną niższą niż szkło, czyli poiżej 0,9 W/K/m.
      To jednak nie wszystko. Zdaniem autorów, łączenie materiałów o różnym ułożeniu atomów w celu zmniejszania przepływu ciepła, to bardzo obiecujący kierunek badań. Te materiały możemy udoskonalać osobno, optymalizując ich struktury, zanim jeszcze je połączymy, stwierdzają.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Węgiel, jeden z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków we wszechświecie, jest podstawowym budulcem organizmów żywych. Cieszy się więc szczególnym zainteresowaniem naukowców. Wiemy, że struktura krystaliczne węgla ma wpływ na jego właściwości. Naukowcy obliczyli, że przy ciśnieniu przekraczającym 1000 GPa powinno dojść do zmiany struktury atomowej tego pierwiastka. Naukowcy z Oksfordu i LLNL poddali właśnie węgiel rekordowemu ciśnieniu 2000 GPa. To 5-krotnie więcej niż w jądrze Ziemi. Takie ciśnienie może panować we wnętrzach niektórych egzoplanet.
      Odkryliśmy, że – ku naszemu zaskoczeniu – w takich warunkach nie doszło do żadnej przewidywanej zmiany fazy w węglu. Zachował on swoją krystaliczną strukturę do najwyższego ciśnienia, jakiemu go poddaliśmy. Te same ultrasilne wiązania, które są odpowiedzialne za to, że przy ciśnieniu atmosferycznym diament bezterminowo zachowuje swoją strukturę, prawdopodobnie zapobiegają zmianie fazy przy ciśnieniu przekraczającym 1000 GPa, mówi główna autorka badań, fizyk Amy Jenei z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL).
      Eksperymenty były prowadzone w ramach programu Discovery Science, dzięki któremu zewnętrzne zespoły badawcze mają łatwy dostęp do jednego z flagowych ośrodków LLNL – National Ignition Facility (NIF).
      Profesor Justin Wark z University of Oxford, który odpowiadał za teoretyczną część badań stwierdził, że, prowadzony przez NIF projekt Discovery Science przynosi olbrzymie korzyści środowisku akademickiemu. Nie tylko daje nam możliwość przeprowadzenia eksperymentów, których nigdzie indziej przeprowadzić się nie da, ale – co bardzo ważne – daje studentom, którzy przecież w przyszłości będą naukowcami, szansę pracy w unikatowej jednostce badawczej.
      Podczas eksperymentów, w których udział brali też naukowcy z University of Rochester i University of York, wykorzystano wysokoenergetyczne źródło laserów w NIF do poddania stałej formy węgla ciśnieniu sięgającemu 2000 GPa. Strukturę próbki badano za pomocą rentgenografii strukturalnej. Jednocześnie niemal 2-krotnie pobito rekord ciśnienia, przy którym wykorzystano tę technikę.
      Badania wykazały, że nawet przy tak ekstremalnych ciśnieniach węgiel zachował swoją strukturę, co wskazuje na istnienie wysokoenergetycznych barier zapobiegających przejściu fazowemu. Wciąż otwarte pozostaje pytanie, czy we wnętrzach egzoplanet istnieje mechanizm pozwalający przezwyciężyć tę barierę i umożliwiający pojawienie się przewidywanych form węgla. Potrzebne są kolejne badania z wykorzystaniem alternatywnych metod kompresji lub innej formy węgla, wymagającej mniejszych energii do wywołania zmiany struktury.
      O wynikach badań poinformowano na łamach Nature.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...