Первый в мире неразрезной материал - Proteus
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, искусственно изготовленный материал под названием «Proteus» стал первым в мире неразрезаемым материалом . Исследование было совместным усилием ученых из Даремского университета Великобритании и немецкого института Фраунгофера.
Proteus имеет плотность всего на 15% по сравнению со сталью, что могло бы стать прекрасной защитой в индустрии безопасности, делая более прочную легкую броню или неразрезаемые замки. Прочная, устойчивая к растрескиванию раковина моллюска из арагонита и круглая прочная кожица грейпфрута - вот некоторые из вдохновителей этого нового продукта. Мякоть грейпфрута защищена от свободного падения даже с 10-метровой высоты благодаря своей сосудистой и открытой клеточной структуре.
Материал состоит из керамических сфер, встроенных в ячеистую алюминиевую матрицу. Эти керамические сферы состоят из очень мелких частиц, которые нарушают процесс резки, как мешок с песком, останавливающий пулю! Когда электрическая дрель, угловая шлифовальная машина или даже водоструйный резак пытается разрезать, они могут разрезать только гибкую ячеистую алюминиевую структуру. Как только диск или сверло ударяются о встроенные керамические сферы, материал вибрирует так, что притупляется или разрушается острая кромка инструмента. Полученные керамические зерна еще больше прервут резку. Чем больше он пытается прорезать, тем больше повреждений он наносит сверлу! В вмятинах на картинке изображена такая попытка!
Исследователи планируют объединить свой уникальный «металлокерамический иерархический» материал с текущим рыночным спросом на такие продукты, как только они получат патент. Действительно необходимый защитный материал!
САМАЯ МАЛЕНЬКАЯ БАТАРЕЙКА В МИРЕ
Исследовательская группа под руководством профессора Пуликеля Аджаяна из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас, построила полный блок накопления энергии иона лития в виде единой нанопроволоки. Это будет способствовать появлению нового поколения перезаряжаемых батарей нано-размера.
Согласно опубликованному в этом месяце журналу Американского химического общества Nano Letters, исследователи протестировали две версии гибридных аккумуляторов / суперконденсаторов.
Одна из версий, которая способствует эффективному перемещению ионов лития через анод к электролиту, а затем к суперконденсатору, подобному катоду, представляет собой сэндвич с никелевым / оловянным анодом, электролитом из полиэтиленоксида (ПЭО) и катодными слоями из полианилина. Эта версия не только хранит ионы в большом количестве, но также дает батарее возможность быстро заряжаться и разряжаться.
Вторая версия имеет те же возможности, что и первая, но встроена в одну нанопроволоку. Проще говоря, нанометр - это одна миллиардная метра, что в тысячи раз меньше человеческого волоса.
Они разработали массивы сантиметрового масштаба, содержащие тысячи устройств с нанопроволокой, каждая шириной около 150 нанометров.
Эти аккумуляторные катоды основаны на синтезированном полимере, известном как полианилин (PANI). Покрытие каплями расширенных пор оксида алюминия PEO покрывает внутреннюю часть, закрывает аноды и оставляет трубки наверху, на которые катоды PANI также могут быть нанесены капельным покрытием.
В настоящее время повторная зарядка и разрядка длится до 20 циклов. Исследователи постоянно настраивают батареи, чтобы они соответствовали требованиям реальной жизни.
Морская вода стала питьевой менее чем за 30 минут
Команда глобальных ученых под руководством Университета Монаша совершила прорыв, превратив морскую и солоноватую воду в питьевую чистую воду с использованием солнечного света и специализированной металлоорганической основы (MOF). Этот энергоэффективный и экономичный метод позволит миллионам и миллионам людей получить доступ к чистой питьевой воде.
Как работает метод?
В исследовании ученые использовали металлоорганический каркас под названием PSP-MIL-53 MOF, который мог поглощать соль из морской воды и солоноватой воды, делая ее опресненной. И процесс занимает чуть менее 30 минут. В течение дня из 1 кг MOF может быть отфильтровано 139,5 л чистой питьевой воды. И это при очень низком потреблением энергии.
Новый метод может снизить содержание воды с 2233 частей на миллион (ppm) до уровня менее 500 ppm, что намного меньше, чем текущие рекомендации ВОЗ для питьевой воды с общим содержанием растворенных твердых веществ (TDS) <600 ppm.
После однократного использования эти кристаллы MOF можно регенерировать, подвергая воздействию солнечного света всего за 4 минуты, что также делает процесс устойчивым. Считается, что этот метод фильтрует вредные частицы, а также более энергоэффективен, чем другие методы опреснения.
«Процессы термического опреснения путем испарения энергоемки, а другие технологии, такие как обратный осмос, имеют ряд недостатков, включая высокое потребление энергии и использование химических веществ при очистке и дехлорировании мембран», - говорит профессор Хуантинг Ван, ведущий автор исследования. .
Что такое MOF?
Металлоорганические каркасы содержат ионы металлов, образующие пористый кристаллический материал, который имеет самую большую площадь поверхности среди всех известных материалов. Из-за высокой пористости этого материала на футбольном поле можно покрыть небольшую чайную ложку.
У них есть способность задерживать соль и другие примеси в этих крошечных порах при фильтрации жидкостей. Специальный MOF, который они использовали в исследовании, PSP-MIL-53 «был синтезирован путем введения поли (спиропиранакрилата) (PSP) в поры MIL-53, специализированного MOF».
«Солнечный свет - самый распространенный и возобновляемый источник энергии на Земле. Наша разработка нового процесса опреснения на основе адсорбента с использованием солнечного света для регенерации обеспечивает энергоэффективное и экологически безопасное решение для опреснения», - говорит профессор Хуантинг Ван.
Исследователи полагают, что помимо создания устойчивой чистой питьевой воды, доступной для всего мира, их метод также можно использовать для устойчивого извлечения полезных ископаемых в горнодобывающей и других отраслях.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Sustainability .