АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Графеновый аккумулятор сможет заряжаться за несколько секунд

Исследователи из австралийского университета Монаша нашли способ удержать графеновые пластинки в стабильном состоянии – сделать из них водяной гель. При этом выяснилось, что если на основе этого геля сделать аккумулятор, он будет заряжаться в течение нескольких секунд.

Дан Ли, сотрудник отделения технологии материалов университета Монаша в Австралии утверждает, что их открытие позволит создать аккумуляторы, которые смогут подзаряжаться буквально за несколько секунд. «Сложно создавать устройства на базе графена, - говорит ученый, - Поскольку собранные из него конструкции стремятся упорядочится в обычный графит и теряют все свои уникальные свойства».

Команда австралийских исследователей выяснила, что для того, чтобы удержать пластины графена от слипания их следует держать в воде. Когда графен находится в растворе в состоянии геля, пластинки не слипаются друг с другом и могут стать стабильной основой различных устройств.
Получившийся гель чрезвычайно дешев, поскольку состоит из углерода и воды и обладает, как выяснилось в ходе дальнейшего исследования, интересными свойствами. Его способность накапливать и удерживать электрический заряд во много раз превосходит параметры современных литиево-ионных аккумуляторов.

Такой аккумулятор, по словам самих исследователей, можно будет полностью зарядить за несколько секунд, что, безусловно, сделает его значительно более выгодным коммерчески, нежели современные батареи.

Справка: Графен – двумерный кристаллический углеродный наноматериал, который можно представить себе как пластину, состоящую из атомов углерода. Один из самых известных продуктов в области нанотехнологии. Данный материал обладает уникальными токопроводящими свойствами, которые позволяют ему служить как очень хорошим проводником, так и полупроводником. Кроме того, графен чрезвычайно прочен и выдерживает огромные нагрузки, как на разрыв, так и на прогиб. В настоящее время графен получают путем отшелушивания чешуек от частиц графита, однако существуют разработки, позволяющие получать данный материал в промышленных масштабах. Данный материал впервые получен и открыт группой российских ученых из Манчестерского университета.

Американцы создали "плащ-невидимку" из графена

Ученые из Университета Далласа в Техасе изобрели плащ-невидимку, использовав известное природное явление – мираж. Новый материал, созданный на базе графена, обладает свойствами, сходными с раскаленным песком в пустыне, что позволяет "отводить глаз" от предмета, делая его невидимым. При этом невидимость можно включать и выключать, пуская по наноматериалу электрический ток.

Мираж в природе появляется при резких скачках температуры на поверхности небольшой площади. Лучи света преломляются и попадают на сетчатку глаза, не отражаясь при этом от поверхности. Поэтому если в пустыне у человека перед глазами возникает образ озера, то это часто оказывается лишь отражением голубого неба, которое отразилось от горячей прослойки воздуха у раскаленного песка.

Исследователи из США провели эксперименты с материалом, который имеет низкую теплоемкость, высокую теплопередачу и может имитировать эффект раскаленного песка. Таким материалом стал графен – в основе плаща-невидимки лежит материал, созданный из углеродных нанотрубок. Подробности о своем эксперименте ученые отразили в статье в журнале Nanotechnology.

Лист аэрогеля из углеродных нанотрубок является, фактически, прозрачным для световых волн, отмечают ученые. Высокая скорость нагрева (до 2500 градусов по Кельвину) не позволяет слоям с разной температурой смешаться.

Пуская по листу из графена электрический ток, можно добиться его быстрого нагрева до очень высоких температур. Отдавая тепло окружающей среде, лист из углеродных нанотрубок заставляет лучи света отклонятся, что и приводит к эффекту невидимости. С помощью листов графена можно добиться идеальной маскировки, которая раньше была уделом только фантастических фильмов.

Нажав на кнопку и пустив электрический ток можно мгновенно включить невидимость. При отключении электрического тока, температура нанотрубок и окружающей среды быстро выравнивается и объект снова становится «видимым».

Это уже не первый случай, когда нанотехнологии позволяют ученым создать материал, обладающий свойством делать объекты невидимыми. Как ранее сообщал «Нано Дайджест», в 2009 году свою разработку «шапки-невидимки» представили исследователи из Университета Калифорнии Беркли, создав материал, изгибающий ход луча света и пускающий его в ином направлении. То есть созданный учеными материал обладал отрицательным коэффициентом преломления.

Для достижения отрицательного коэффициента преломления материалам, созданным ранее, нужно было находиться в состоянии вибрации, что вело к поглощению большого количества волн. Ученым из Беркли удалось создать два типаматериалов, которые работают с большим диапазоном волн при незначительных потерях энергии и позволяют достичь отрицательного коэффициента преломления для трехмерных объектов.

Первый материал представляет собой нечто вроде наноразмерной рыбацкой сети из слоев серебра и не проводящего ток фтористого магния. Другой материал, толщиной в одну десятую листа бумаги, состоит из пористого оксида алюминия, в порах которого выращена серебряная нанопроволока. По словам исследователей, создание этих материалом является не только прорывом в области разработок технологии невидимости для человеческого зрения, но и может применяться в оптическом отображении высокого разрешения, а также для создания наноразмерных контактов для новых поколений.

Графен

"Графен - это материал, которого просто не может быть", - так охарактеризовали его некоторые ученые. После изобретения графен быстро завоевал популярность в научной среде, о его необычных свойствах рассуждали в научных журналах, ему пророчили большое будущее. Потом графен получил известность и в массах, после того, как двое российских ученых - Константин Новоселов и Андрей Гейм - получили Нобелевскую премию за его изобретение. За что же графену такая популярность, каковы свойства этого необычного наноматериала?

Что такое карандаш, мы знаем с детства. Спросите любого ребенка, и он сразу ответит - это такая палочка, которой можно рисовать и которая часто ломается. То есть все мы знаем, что графит - очень хрупкий материал. Отчасти это правда, но не так все просто. Когда мы слегка нажимаем на грифель карандаша, графит расслаивается, а на бумаге остается тонкая полоска.

Слой графена толщиной в один атом в двести раз прочнее стали. Несколько слоев графена, соединенных друг с другом, легко отслаиваются, отчего создается иллюзия хрупкости графита. На самом деле каждый слой графена в двести раз прочнее стали. Это тем более удивительно, что толщина слоя графена - всего один атом.

Материал из графена настолько тонкий, что это невозможно себе даже представить. А еще он очень гибкий, и его можно сворачивать в трубочки диаметром несколько нанометров (миллионная доля миллиметра).

Впервые удивительная прочность этого материала была доказана учеными из Калифорнийского университета. После эксперимента они заявили: для того чтобы порвать пленку графена толщиной в одну сотую миллиметра, понадобится слон, при этом его вес должен уместиться на площади, равной кончику карандаша.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 702 | Нарушение авторских прав