Nowy sposób malowania aerografem. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Nowy sposób na aerograf

03.05.2015

Kiedy mówimy o czymś lekkim i nieważkim, często używamy przymiotnika „powietrze”. Powietrze jednak nadal ma masę, choć niewielką – jeden metr sześcienny powietrza waży nieco ponad kilogram. Czy można stworzyć solidny materiał, który zajmowałby np. metr sześcienny, ale jednocześnie ważyłby mniej niż kilogram? Problem ten rozwiązał na początku ubiegłego wieku amerykański chemik i inżynier Stephen Kistler, znany jako wynalazca aerożelu.

Wydrukowana w 3D makrostruktura aerografu nadaje mu wyjątkowe właściwości mechaniczne, nie tracąc przy tym jego „grafenowego” charakteru. Źródło: Ryan Chen/LLNLWydrukowana 3D makrostruktura aerografu aerografu nadaje mu wyjątkowe właściwości mechaniczne bez utraty jego "grafenowej" natury.

Prawdopodobnie dla wielu pierwsze skojarzenie ze słowem „żel” jest związane z jakimś produktem kosmetycznym lub chemią gospodarczą. Chociaż w rzeczywistości żel to termin całkowicie chemiczny, który odnosi się do układu składającego się z trójwymiarowej sieci makrocząsteczek, rodzaju szkieletu, w pustkach, w których znajduje się ciecz. Dzięki temu molekularnemu szkieletowi ten sam żel pod prysznic nie rozprowadza się po dłoni, ale przybiera namacalną formę. Ale takiego zwykłego żelu nie można nazwać przewiewnym - płyn, który stanowi jego większość, jest prawie tysiąc razy cięższy od powietrza. To tutaj eksperymentatorzy wpadli na pomysł, jak zrobić ultralekki materiał.

Jeśli weźmiesz płynny żel i w jakiś sposób usuniesz z niego wodę, zastępując go powietrzem, to w rezultacie z żelu pozostanie tylko szkielet, który zapewni twardość, ale jednocześnie praktycznie nie będzie miał wagi. Ten materiał nazywa się aerożelem. Od czasu jego wynalezienia w 1930 roku, chemicy rozpoczęli swoistą rywalizację o stworzenie najlżejszego aerożelu. Przez długi czas do jego otrzymywania używano głównie materiału na bazie dwutlenku krzemu. Gęstość takich aerożeli krzemowych wahała się od dziesiątych do setnych grama na centymetr sześcienny. Kiedy nanorurki węglowe zaczęto stosować jako materiał, gęstość aerożeli zmniejszyła się o prawie dwa rzędy wielkości. Na przykład airgrafit miał gęstość 0,18 mg/cm3. Do tej pory dłoń z najlżejszego materiału stałego należy do aerografu, jego gęstość wynosi zaledwie 0,16 mg / cm3. Dla jasności metrowy sześcian zrobiony z papieru aerografem ważyłby 160 g, czyli osiem razy lżejszy od powietrza.

Chemicy kierują się jednak daleko nie tylko zainteresowaniami sportowymi, a grafen jako materiał na aerożele zaczął być wykorzystywany nieprzypadkowo. Sam grafen posiada wiele unikalnych właściwości, które w dużej mierze wynikają z jego płaskiej struktury. Z drugiej strony aerożele mają również szczególne właściwości, a jedną z nich jest ogromna powierzchnia właściwa, która wynosi setki i tysiące metrów kwadratowych na gram substancji. Tak ogromny obszar powstaje dzięki dużej porowatości materiału. Chemicy już zdążyli połączyć specyficzne właściwości grafenu z unikalną strukturą aerożeli, ale badacze z Livermore National Laboratory z jakiegoś powodu potrzebowali również drukarki 3D do stworzenia aerografu.

Aby zadrukować aerożel najpierw trzeba było stworzyć specjalną farbę na bazie tlenku grafenu. Oprócz tego, że należy je malować aerografem, konieczne jest, aby taki tusz nadawał się do druku 3D. Po rozwiązaniu tego problemu chemicy dostali w swoje ręce metodę, dzięki której możliwe jest wykonanie aerografu o pożądanej mikroarchitekturze. To bardzo ważne, ponieważ oprócz właściwości tkwiących w grafenie, taki materiał będzie miał również ciekawe właściwości fizyczne. Na przykład próbka, którą otrzymali autorzy badania, okazała się zaskakująco elastyczna – sześcian aerografowany mógł być dziesięciokrotnie ściśnięty bez szkody dla materiału, a jednocześnie nie tracił swoich właściwości podczas wielokrotnego ściskania-rozciągania.

Możliwość wielokrotnego kompresowania odróżnia wydrukowany aerograf od tego uzyskanego w „zwykły” sposób. Jednym z praktycznych zastosowań nowego aerografu mogłyby być elastyczne akumulatory elektryczne, gdzie duża wewnętrzna powierzchnia materiału byłaby wykorzystywana jako elektroda, a nadrukowana struktura nadałaby mu pożądaną elastyczność.

<< Powrót: Pułapka wirowa 03.05.2015

>> Naprzód: MSP430FR5969 - wysokowydajny mikrokontroler z pamięcią FRAM 02.05.2015

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Sterowanie obiektami za pomocą prądów powietrza 04.05.2024

Rozwój robotyki wciąż otwiera przed nami nowe perspektywy w zakresie automatyzacji i sterowania różnymi obiektami. Niedawno fińscy naukowcy zaprezentowali innowacyjne podejście do sterowania robotami humanoidalnymi za pomocą prądów powietrza. Metoda ta może zrewolucjonizować sposób manipulowania obiektami i otworzyć nowe horyzonty w dziedzinie robotyki. Pomysł sterowania obiektami za pomocą prądów powietrza nie jest nowy, jednak do niedawna realizacja takich koncepcji pozostawała wyzwaniem. Fińscy badacze opracowali innowacyjną metodę, która pozwala robotom manipulować obiektami za pomocą specjalnych strumieni powietrza, takich jak „palce powietrzne”. Algorytm kontroli przepływu powietrza, opracowany przez zespół specjalistów, opiera się na dokładnym badaniu ruchu obiektów w strumieniu powietrza. System sterowania strumieniem powietrza, realizowany za pomocą specjalnych silników, pozwala kierować obiektami bez uciekania się do siły fizycznej ... >>

Psy rasowe chorują nie częściej niż psy rasowe 03.05.2024

Dbanie o zdrowie naszych pupili to ważny aspekt życia każdego właściciela psa. Powszechnie uważa się jednak, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby w porównaniu do psów mieszanych. Nowe badania prowadzone przez naukowców z Texas School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences rzucają nową perspektywę na to pytanie. Badanie przeprowadzone w ramach projektu Dog Aging Project (DAP) na ponad 27 000 psów do towarzystwa wykazało, że psy rasowe i mieszane były na ogół jednakowo narażone na różne choroby. Chociaż niektóre rasy mogą być bardziej podatne na pewne choroby, ogólny wskaźnik rozpoznań jest praktycznie taki sam w obu grupach. Główny lekarz weterynarii projektu Dog Aging Project, dr Keith Creevy, zauważa, że istnieje kilka dobrze znanych chorób, które występują częściej u niektórych ras psów, co potwierdza pogląd, że psy rasowe są bardziej podatne na choroby. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Globalne ocieplenie budzi wulkany 04.01.2013

Oczywiście erupcje wulkanów wpływają na klimat: uwalniane są ogromne ilości dwutlenku siarki, który następnie odbija promienie słoneczne, ochładzając planetę przez kilka lat. Okazuje się jednak, że dzieje się też odwrotnie: okresy ocieplenia, które następują po okresach zlodowacenia, mogą prowadzić do częstszych erupcji.

Niedawno zespół geologów badał próbki mułu dennego oceanu wzdłuż obwodu Pacyficznego Pierścienia Ognia, szukając oznak długotrwałych erupcji. Dolna warstwa o grubości miliona lat zawierała warstwy popiołu z 91 erupcji. Dzięki lokalizacji tych warstw naukowcy byli w stanie określić przybliżoną datę każdej z nich. Analizując rozkład częstotliwości tych warstw popiołu, naukowcy odkryli wzór: główne erupcje występowały co 41 000 lat. Ta pozornie przypadkowa liczba jest w rzeczywistości dobrze znana paleoklimatologom: przez 41 000 lat oś Ziemi cyklicznie się przechyla.

Ten okresowy proces jest jednym z trzech cykli Milankovitcha, które wpływają na klimat Ziemi. Ponieważ nachylenie osi ziemi jest przyczyną pór roku, kiedy maleje, sezonowe wahania temperatury maleją. Z tego powodu na dużych szerokościach geograficznych cały lód nagromadzony zimą nie ma czasu na stopienie się latem, co prowadzi do okresów zlodowacenia.

Ale jak epoki lodowcowe mogą wpływać na wulkany? W najbardziej bezpośredni sposób. W takich okresach woda na planecie przenosi część swojego ciężaru z oceanów na powierzchnię kontynentów, tworząc na ich powierzchni ogromne, nawet kilkukilometrowe skorupy lodowe. Wraz z ociepleniem cały ten lód ponownie opuszcza kontynenty. Ten ruch jest przekazywany magmie pod powierzchnią ziemi; gwałtowny spadek takiego ciśnienia może spowodować uwolnienie magmy w postaci erupcji wulkanicznych.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn