Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Wyciąganie soli a produkcja nanokabli

Recommended Posts

Jak już niejednokrotnie wykazano, właściwości wielu materiałów są inne w naszym świecie, a inne w skali nano. Tym razem zauważono, że zwykła sól, która jest dla nas materiałem nieelastycznym, w skali nano rozciąga się o ponad 100%. To z kolei nasunęło naukowcom pomysł, by solne nanokable wykorzystać w elektronice. Nie od dzisiaj wiadomo, że metale są rozciągliwe w temperaturach znacznie niższych niż ich punkt topnienia. Nie spodziewano się jednak, że takie właściwości może mieć sól.


Nathan Moore z Sandia National Laboratories uważa też, że naturalne nanokable z soli mogą być bardzo rozpowszechnione w morzach czy podziemnych pokładach chlorku sodu.

Moore wraz ze swoim zespołem odkryli plastyczność soli zupełnie przypadkowo. Badali oni, w jaki sposób woda przyczepia się do różnych powierzchni. Na potrzeby eksperymentów stworzyli wyjątkowo suchą próbkę soli. Później za pomocą diamentowego próbnika i mikroskopu badali siły działające na powierzchnię próbki. Gdy próbnik był daleko, nie zauważono żadnych mierzalnych oddziaływań. Jednak, gdy znalazł się on w odległości 7 nanometrów od soli, zaczęły działać tak potężne siły, że sól rozciągnęła się od powierzchni próbki po diamentowy czubek próbnika. Pod mikroskopem elektronowym zaobserwowano, że utworzyły się nanokable.

Uczeni spekulują, że na wystąpienie takiego zjawiska mogą mieć wpływ siły elektrostatyczne. Musimy bowiem pamiętać, że w nanoświecie takie zjawiska jak np. napięcie powierzchniowe są bardzo potężne, a z kolei grawitacja nie ma tam większego znaczenia. Ich oddziaływanie jest mocniejsze nawet niż wiązania pomiędzy atomami. W miarę oddalania próbnika od próbki sól ulega rozciągnięciu, aż w końcu pęka.

Przypadkowe odkrycie może też zmienić techniki produkcji nanokabli. Obecnie są one tłoczone, a niewykluczone, że można będzie je uzyskiwać metodą wyciągania.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A czy takie solne kable nie będą zbyt wrażliwe na wodę? Może znajdzie się materiał bardziej odporny na wpływ środowiska (woda na naszej planecie jest de facto wszędzie, tym bardziej że sól jest raczej higroskopijna..) ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pewnie w elektronice takie kable będą czymś zabezpieczone przed wpływem wody. Zauważ że w dzisiejszej elektronice kontakt z cieczą oznacza śmierć dla urządzenia. Oczywiście mówię o urządzeniu pod napięciem i w innej skali, ale ogólnie elektronika i płyny przeważnie nie idą w parze. A samo zabezpieczenie przed wpływem wody raczej problemem nie będzie...

Share this post


Link to post
Share on other sites

no tak, tylko że woda nie jest rozpuszczalnikiem krzemu, miedzi i innych związków w elektronice. natomiast soli jest świetnym rozpuszczalnikiem,

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale co z tego ? Procesory już dzisiaj się zamyka w metalowych obudowach. Myślisz, że woda je spenetruje ? Nie widzę problemu by każdy element z tymi nanokablami oblekać jakimś tworzywem. Zależnie od potrzeb - wytrzymałym termicznie, bądź mechanicznie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Thibris, z jednej strony masz rację, ale z drugiej chodzi o taką kwestię, że w tych pozamykanych procesorach pewnie troszeczkę wody jest, ale ona nie przeszkadza.

 

A w skali nano, aby te kable utrzymały strukturę, zapewne nie może być wody w ogóle, bo nawet pojedyncza cząsteczka może łatwo reagować z cząsteczką soli, która jest przecież higroskopijna..

 

Tego typu warunki można z reguły osiągnąć dzięki zastosowaniu wysokiej próżni, niemniej na pewno podroża to koszt stosowania całej technologii (laminowanie kabli jakimś polimerem w warunkach wysokiej próżni). Po prostu zwróciłem uwagę, że taniej może być produkować owe kable z jakiegoś zamiennika niż stosować misterne metody przygotowania i tak licząc się z większą wrażliwością produktu.

 

Poza tym weź pod uwagę jeszcze jedną rzecz - cząsteczka polimeru w skali nano może być jak Waleń w porównaniu do człowieka - masy cząsteczkowe polimerów wynoszą od kilkuset do kilku tysięcy unitów, a pojedyncza cząsteczka takiego chlorku sodu to około 58 unitów. To trochę tak, jakbyś próbował nakryć szczelnie pchłę kapslem od butelki - po prostu może być ciężko w precyzyjny sposób 'uszczelniać' te solne kable :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

zamiast próżni wystarczy stosować eksykatory. Taki np. zwykły tlenek fosforu jest w stanie osuszyć powietrze, o ile pamiętam, do czwartego miejsca po przecinku (tzn. 0,0001% wody), a na pewno nie jest to najlepszy z dostępnych środków.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zgaduję że w fabrykach procesorów warunki do produkcji nanokabli powinny być dobre. A laminowanie mogłoby wcale nie przeszkadzać. Przecież nie laminujesz pojedynczych kabli, tylko cały układ. Dajmy na to kość pamięci czy procesor. Niewielka powłoka raczej nie jest problemem. Zastanawiam się też czy czasami obecnie układy jakoś nie są zabezpieczane przed wpływem warunków środowiskowych.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Być może faktycznie mnożę niepotrzebnie trudności :P Po prostu wydaje mi się, że można stworzyć metodę tańszą w zastosowaniu. Ale macie rację - może to rozwiązanie okaże się wystarczająco skuteczne :D

 

Tak czy siak, odkrycie jest niezmiernie ciekawe jeśli chodzi o samo zachowanie się tej soli :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wyobraź sobie jak to może zmienić życie niektórych ludzi. Tacy informatycy na przykład. Dzisiaj muszą się męczyć z wykładaniem kabli na budynku - jutro posypią troszkę z solniczki, przejadą szmatą i po kłopocie :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Thibris, trochę pobujałeś w obłokach :D Aczkolwiek fajnie Ci wyszło, przyznaję :D

 

Ciekaw jestem, jakie produkty przyniesie to odkrycie.. zapewne przekonamy się za 10-20 lat :P

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
      Carolyn Ross z Uniwersytetu Stanowego Waszyngtonu znalazła sposób na to, by pokarmy były odbierane jako słone, a jednocześnie zawierały mniej chlorku sodu.
      To podstępne podejście, nic w rodzaju kupowania opcji o obniżonej zawartości soli, która zazwyczaj ludziom nie odpowiada.
      Amerykanie przyglądali się mieszankom, które mają w składzie mniej chlorku sodu i zawierają inne sole, np. chlorek potasu i wapnia. Żadna z nich nie ma niekorzystnego wpływu na zdrowie, a potas może nawet pomóc obniżyć ciśnienie. Niestety, nie są one zbyt smaczne...
      Szczególnie chlorek potasu jest mocno gorzki i ludzie naprawdę go nie lubią - podkreśla Ross.
      Naukowcy skorzystali z pomocy panelu testerów i uniwersyteckiego elektronicznego języka, by ustalić, ile można dodać zastępnika, zanim ludzie stwierdzą, że jedzenie nie nadaje się do spożycia.
      Niektóre grupy panelistów próbowały różnych roztworów soli, innym podawano doprawioną nimi zupę pomidorową.
      Okazało się, że przy wykorzystaniu wszystkich trzech soli najlepszym rozwiązaniem była mieszanka złożona z 96,4% chlorku sodu, 1,6% chlorku potasu i 2% chlorku wapnia. Ilość chlorku sodu można było zmniejszyć w jeszcze większym stopniu, gdy jako zastępnik stosowano sam CaCl2; w tym przypadku akceptowalny stosunek wynosił 78% NaCl do 22% CaCl2.
      To połączenie dwóch soli nie różniło się znacząco w porównaniu ze 100% NaCl. Gdy jednak dodaliśmy chlorek potasu, akceptacja konsumentów spadała.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nadmiar soli powiązano z nadciśnieniem i chorobami sercowo-naczyniowymi. W związku z tym w zeszłym roku Felix Ortiz, demokratyczny radny z Nowego Jorku, postulował nawet, by w restauracjach Wielkiego Jabłka całkowicie zakazać używania soli i decyzję o doprawianiu bądź nie pozostawić klientowi. Najnowsze badania pokazały jednak, że sercu szkodzi nie tylko nadmiar, ale i spożywanie za małych ilości soli. Wniosek? Najlepiej zachować umiar.
      Zespół naukowców zauważył, że umiarkowane spożycie soli koreluje z najniższym ryzykiem zdarzeń sercowych. Zależność w przypadku najwyższego spożycia sodu nikogo nie zaskoczyła: stwierdzono podwyższone ryzyko udaru i zawału serca. Prawdziwa niespodzianka czekała jednak akademików w odniesieniu do niskiego spożycia sodu, okazało się bowiem, że towarzyszy mu zwiększone ryzyko śmierci z powodu chorób sercowo-naczyniowych oraz hospitalizacji wskutek zastoinowej niewydolności serca.
      Badania przeprowadzili specjaliści z McMaster University. Ich pracami kierowali doktorzy Martin O'Donnell i Salim Yusuf. Nasze studium jako pierwsze przywołuje przypominającą kształtem literę "J" zależność między spożyciem sodu a chorobami sercowo-naczyniowymi, co może wyjaśnić, czemu wcześniejsze badania dawały sprzeczne rezultaty [sód raz miał zwiększać, a raz zmniejszać prawdopodobieństwo zdarzeń sercowych, czasem wydawało się, że nie ma nie żadnego wpływu] - podkreśla O'Donnell.
      Kanadyjczycy analizowali przypadki 28.880 osób z grupy podwyższonego ryzyka choroby serca. W latach 2001 i 2008 wzięły one udział w testach klinicznych. Dobowe wydalanie sodu i potasu oceniano na postawie stężenia tych pierwiastków w próbce porannego moczu (a wydalanie dawało dobre pojęcie o spożyciu). Po ok. 4 latach wystąpiło ponad 4,5 tys. zdarzeń sercowych.
      Naukowcy ustalili, że w porównaniu do umiarkowanego wydalania sodu (między 4 a 5,99 g), wydalanie ponad 7 g sodu dziennie wiązało się z podwyższonym ryzykiem zdarzeń sercowych, a pozbywanie się z organizmu mniej niż 3 g sodu dziennie ze zwiększonym ryzykiem śmierci z powodu chorób serca i pobytu w szpitalu w wyniku zastoinowej niewydolności serca.
      Podobnie jak inne tego typu organizacje na świecie, Polskie Towarzystwo Nadciśnienia Tętniczego zaleca spożycie do 6 g soli kuchennej na dobę (odpowiada to 2,3 g sodu). Badania Kanadyjczyków sugerują, że warto ponownie przyjrzeć się tym normom. Określenie bezpiecznego zakresu spożycia sodu jest szczególnie ważne dla osób z chorobami serca, bo mogą być w większym stopniu podatne na wpływ bardzo wysokiej i bardzo niskiej dawki soli.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sól kuchenna pozwoliła inżynierom z Singapuru opracować metodę gęstszego upakowania danych w dyskach twardych. Obecnie dostępne HDD mogą przechowywać do 625 gigabitów na calu kwadratowym powierzchni. Singapurska technologia pozwoli na zwiększenie upakowania od 1,9 do 3,3 terabita. Innymi słowy, w najbliższej przyszłości w sklepach mogą pojawić się dyski o nawet pięciokrotnie większej pojemności niż obecnie.
      Azjatyccy eksperci dodali chlorek sodu do roztworu używanego w procesie litograficznym. To pozwoliło na tworzenie bardzo uporządkowanych nanostruktur o średnicy 4,5 nanometra każda. We współczesnych dyskach twardych to ziarno ma średnicę 7-8 nanometrów. Wziąwszy pod uwagę fakt, że pojedynczy bit przechowywany jest w grupie „ziaren" możliwe było nawet 5-krotne zwiększenie gęstości zapisu.
      Niezwykle ważną cechę nowej technologii jest to, że współpracuje ona ze współcześnie wykorzystywanym sprzętem. Producenci nie będą więc musieli inwestować w niezwykle drogie urządzenia do litografii. Wystarczy niewielka zmiana składu używanego płynu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zawartość soli w pokarmach można ograniczyć o ponad 25%. Wystarczy zwiększyć intensywność jednej z 14 woni, które wzmacniają wrażenie słoności bez dosypywania kryształków NaCl.
      Naukowcy i lekarze podkreślają, że nadmierne zużycie soli prowadzi do chorób serca, nadciśnienia czy udarów. Amerykańska Agencja Standardów Żywności wyliczyła, że zmniejszenie ilości zjadanej dziennie soli do 6 gramów może zapobiec ok. 20 tys. przedwczesnych zgonów rocznie.
      Akademicy z Uniwersytetu Burgundzkiego wykazali, że dodatek sztucznych aromatów kojarzonych ze słonym smakiem, np. sardynek czy bekonu, może przekonać konsumentów, a właściwie ich mózg, że pokarm był bardziej słony niż w rzeczywistości.
      W ramach naszego studium zaobserwowaliśmy wzrost odczuwania słoności pod wpływem zapachu sardynek. Tego samego efektu nie udało się uzyskać z zapachem marchwi. [Działo się tak, gdyż] woń sardynek jest spójna ze słonym smakiem, a marchwi nie. Wzmocnienie zapachowe słoności […] bazuje na pamięci asocjacyjnej, dlatego wyłącznie aktywacja zapachu kojarzonego ze słonością jest w stanie nasilić odczucia smakowe – tłumaczy dr Thierry Thomas-Danguin.
      Podczas eksperymentów Francuzi zauważyli, że dodanie aromatów sardynek lub sera comté, zwanego także gruyère de comté, do roztworów soli o różnym stężeniu lub do czystego sera nasilało odczuwanie słoności przez ochotników. Zespół z Uniwersytetu Burgundzkiego ustalił także, że podobny efekt można uzyskać za pomocą zapachów szynki, orzeszków ziemnych, bekonu czy anchois. Dalsze badania są prowadzone we współpracy z Unileverem.
      Dobrze dobrane zapachy są stanie zmniejszyć dodatek soli aż o ¼. Inne sensoryczne właściwości pokarmów, np. konsystencja, mogą także modulować związek zapach-smak – podsumowuje Thomas-Danguin. W tym miejscu warto przypomnieć badania Bettiny Wolf z Uniwersytetu w Nottingham nad dekstranem - polimerem glukozy o wysokim ciężarze cząsteczkowym. Wytwarza się go ze śluzu pokrywającego komórki bakterii Leuconostoc mesenteroides. Brytyjski zespół odkrył, że zastosowanie tego typu zagęszczacza powoduje, że roztwór soli wydaje się bardziej słony. Później doprecyzowano, że dla kubków smakowych istotna jest nie tyle lepkość, co liczba cząsteczek dekstranu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy uczeni udowodnili, że można dokonywać obliczeń za pomocą skrzyżowanych ze sobą nanokabli. Wystarczy ich odpowiednie połączenie, a otrzymamy prosty układ logiczny.
      Specjaliści z Universytetu Harvarda ułożyli na krzemowym podłożu 10-nanometrowej długości kable z germanu. Następnie pokryli je tlenkami metali i nałożyli nań w określonych miejscach kolejne kable, krzyżujące się z tymi poniżej. Dzięki podaniu wysokiego napięcia naukowcy mogli włączyć i wyłączyć poszczególne miejsca przecięcia się kabli, programując w ten sposób układ. Później użyli niższego napięcia, dzięki któremu niżej położone kable z germanu działały jak tranzystory.
      Stworzony w ten sposób chip składał się z 496 programowalnych tranzystorów umieszczonych na powierzchni 960 mikrometrów. Układ umożliwiał przeprowadzenie operacji dodawania i odejmowania.
      Twórcy nowej kości przyznają, że jest ona bardzo duża, a ich technika raczej nie pozwoli na dorównanie szybko rozwijającym się technologiom litograficznym. Podkreślają jednak, że ich metoda ma olbrzymią zaletę, gdyż tworzone w ten sposób układy mogą zużywać nawet 100-krotnie mniej energii niż konwencjonalne kości. Mogą zatem przydać się do tworzenia niewielkich robotów czy prostych urządzeń biomedycznych.
×
×
  • Create New...