Платиновые многогранники
Изображение: Image courtesy of DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory

Химики из США, Китая и Саудовской Аравии разработали метод получения наноразмерных платиновых многогранников, которые придают катализаторам топливных батарей рекордную удельную эффективность. Работа с описанием новой технологии опубликована в журнале Science, кратко о ней можно прочитать на сайте лаборатории Беркли.

Для получения платиновых многогранников ученые сначала проводили кристаллизацию сплава никеля и платины. В получившихся наночастицах платина была сконцентрирована в основном на гранях, а внутри ее заменял никель. Затем проводилось травление никеля, в результате чего образовывались пустые многогранники, состоящие только из платиновых ребер. Основная сложность заключалась в том, чтобы подобрать нужные условия травления кислородом, без использования агрессивных веществ вроде кислоты.

Получившиеся наночастицы обладали очень высоким отношением поверхности к массе. Они в 36 раз превосходили лучшие современные аналоги. Кроме того, в них использовалось рекордно низкое содержание дорогостоящей платины. По словам автор ... Читать дальше »

Часть уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости

Лауреат Филдсовской медали математик Теренс Тао опубликовал работу, которая доказывает невозможность решения посвященной задаче Навье-Стокса проблемы тысячелетия существующими на настоящий момент средствами. Препринт (pdf) статьи доступен на arXiv.org.

Тао попытался формализовать представление многих математиков о том, что существующая аналитическая техника недостаточна для решения знаменитой задачи. Для этого он построил пример уравнения, которое несколько отличается от задачи Навье-Стокса, но по большинству параметров (которые до последнего считались важными) с ней схожа. При этом полученная система обладает очень плохим с точки зрения математики свойством: в некоторых точках решения за конечное время достигают бесконечных значений.

Свои результаты Тао получил на основе работ математиков Нетца Каца и Наташи Павлович 2004 года для упрощенной системы Навье-Стокса. Они предложили такую схему: количество энергии в ограниченном объеме потока не изменяется, а сам объем уменьшается. Это и приводит к возникновению бесконечностей.

В новой работе Тао также представил программу - серию проблем - в ... Читать дальше »

Международная группа исследователей обнаружила, что полоски графена проводят электрический ток особым образом. Сами исследователи назвали такой режим токопроводности «баллистическим». Статья ученых появилась в журнале Nature.

Объектом исследования выступали полоски графена шириной 40 нанометров, выращенные на карбиде кремния. Исследователи обнаружили, что в таких полосках электроны способны пролетать до 16 микрометров, не рассеиваясь (то есть, не сталкиваясь с атомами углерода и другими электронами). Такой режим движения электронов и получил название баллистического.

Исследователи отмечают, что этот режим сопровождается крайне низким сопротивлением, которое на порядок ниже расчетного для обычного (то есть неограниченного и без подложки) графенового листа. Более того, баллистический режим наблюдается как при сверхнизких, так и при комнатных температурах. Ученые отдельно отмечают, что увеличение длины полоски свыше 16 микрометров приводит к тому, что режим разрушается.

По мнению исследователей, новые результаты имеют не только теоретический, но и прикладной характер. Дело в том, что подобного рода полоски достаточно просто производить. При этом ... Читать дальше »

Структура ячеек материала
Изображение: Jens Bauer

Ученые из Технологического института в Карлсруэ создали ячеистый композитный пластиковый материал, который обладает прочностью, сравнимой со сталью, и при этом легче воды. Описание материала опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, кратко о нем пишет The Conversation.

Получить новый материал удалось с помощью использования особого 3D-принтера, который работает по принципу лазерной литографии. В нем полимеризация вещества происходит под действием сфокусированного лазерного света. Использование точных линз позволяет получить структуры с нанометровым характерным размером ячеек. После печати на принтере материал дополнительно покрывали 50-нанометровым слоем оксида алюминия, что сильно увеличивало его прочность.

Ключевым отличием нового материала является регулярная ячеистая структура. Именно она позволила ученым добиться уникального сочетания прочности и легкости. Сплошные материалы почти всегда тяжелее воды, а в более легких материалах (пенах) ячеистая структура почти всегда нерегулярна. Эта нерегулярность при сжатии ведет к преимущественно ... Читать дальше »

Сканирующая микрофотография чипа
Shu-Jen Han et al., Nature Comminications, 2014

Инженеры компании IBM создали на основе графена первый радиоприемник и продемонстрировали его работоспособность, переслав сообщение из трех букв: «I», «B» и «M». Описание устройства опубликовано в журнале Nature Communications, кратко о нем пишет New Scientist.

Ресивер предназначен для работы на частоте 4,3 гигагерц, что соответствует диапазону ультракоротких волн. Устройство улавливает сигнал, усиливает его и фильтрует. Его площадь составляет всего около 0,6 квадратного миллиметра. Ресивер был собран на стандартной кремниевой подложке с использованием приблизительно тех же процедур, что используются при производстве обычных микросхем.

По словам авторов, ключевое отличие в технологии производства графенового чипа заключалось в изменении последовательности сборки. Ранее инженеры уже пытались создать графеновые трансиверы, но этого не удавалось сделать из-за того, что одноатомный углерод разрушался в ходе присоединения металлических компонентов. Поменяв последовательность сборки на обратную, учены ... Читать дальше »