Предсказана новая форма углерода

Китайские физики предсказали химическую структуру новой формы углерода – так называемого Т-углерода. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а коротко о ней пишет портал Science News.

Химический элемент углерод (латинское обозначение – С) известен ученым в виде нескольких аллотропных модификаций – простых веществ, составленных из атомов этого элемента и отличающихся по структуре и химическим свойствам. Наиболее распространенные природные аллотропные модификации углерода – это алмаз и графит, а в последние годы в лаборатории были также получены углеродные нанотрубки, фуллерены и графен (его создатели – ученые российского происхождения Андрей Гейм и Константин Новоселов удостоились в 2010 году Нобелевской премии).

Для получения новой аллотропной модификации углерода ученые заменили каждый атом в решетке алмаза на пирамидку (тетраэдр) из четырех углеродных атомов. Согласно расчетам исследователей, новый материал должен быть почти вдвое менее плотным, чем «прародитель» (его плотность составит 43 процента от плотности алмаза), но сохранять 65 процентов твердости алмаза. Т ... Читать дальше »

Создан самый зоркий оптический микроскоп

Ученые создали оптический микроскоп, который способен преодолеть дифракционный предел для видимого света – фундаментальное ограничение, которое накладывает запрет на минимальный размер разрешаемых при помощи микроскопа объектов. Работа исследователей появилась в журнале Nature Communications, а коротко о ней пишет Wired.

Из-за дифракционного предела в микроскоп нельзя рассмотреть объекты, размер которых меньше половины длины волны используемого излучения. Для оптической микроскопии – то есть длин волн, различимых человеческим глазом, предельный размер объекта составляет около 200 нанометров. Примерно таков размер крупных вирусов и самых мелких бактерий. Для того чтобы изучать более миниатюрные объекты, ученые используют электронную и рентгеновскую микроскопию, а также новые методы, основанные на использовании метаматериалов (так называемые суперлинзы). Третий метод пока не вошел в повседневную практику, а первые два не позволяют исследовать живые объекты in situ – во время подготовки препарата они неизбежно погибают.

Подробнее, также смотрите ... Читать дальше »

Углеродные нанотрубки способствуют росту растений, считают ученые

Водорастворимая форма углеродных нанотрубок способствует росту растений за счет улучшения способности впитывать влагу, что может быть использовано для выращивания растений, а также изучения их болезней, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nanoscale.

Согласно результатам работы группы исследователей под руководством Сабиясаки Саркара (Sabyasachi Sarkar) из Технологического института Канпура в Индии, под воздействием углеродных нанотрубок происходит увеличение в размерах всех частей растения – корней, ствола, листьев. Можно ли использовать данный метод для выращивания сельскохозяйственных растений, пока не известно, так как у ученых уже есть данные о том, что некоторые формы углеродных нанотрубок могут быть токсичны для организма.

Сам Саркар убежден, что в ходе дальнейших экспериментов ему удастся показать безопасность для человека растворимой формы углеродных нанотрубок.

В экспериментах ученые использовали методику получения углеродных волокон, описанную еще Томасом Эдисоном и подразумевающую воздействие электричества высокого напряжения на древесное или бамбуковое волокно. Полученные таким образом углеродн ... Читать дальше »

Графеновый электроновод

Графен не перестает удивлять все новыми областями применения, где его предполагают использовать. На этот раз американским коллективом исследователей ему было поручено выполнять роль волновода («электроновода»).

Для этого учеными был собран полевой транзистор (с двумя дополнительными контактами), в котором показатель преломления (который для графена пропорционален энергии Ферми) под верхним затвором (ε₁), варьировался путем изменения напряжения на верхнем и обратном затворе, а за его пределами (ε₂) – изменением напряжения на обратном затворе. Когда |ε₁| превышает |ε₂|, то устройство работает в режиме волновода с критическим углом θс=sin^-1(|ε₁|/|ε₂|). Такой механизм авторы назвали оптически управляемым (OPG – optical guiding).

Рис. 1. (а) Общий вид полевого транзистора.
(b) Пропускание электронов в случае оптически
управляемого механизма (слева) и p-n
управляемого механизма (справа).

< ... Читать дальше »

Российские физики выяснили, как рождаются "короеды" в термоядерных реакторах

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФАН) установили механизм функционирования одного из главных отрицательных явлений, возникающих в работе токамаков, – униполярной дуги. Такие дуги возникают при взаимодействии плазмы с одной из стенок токамака и, двигаясь словно короед, начинают её разъедать. Что является «активатором» явления, до недавнего времени было не ясно.

Одним из альтернативных источников энергии, на которые сегодня возлагаются большие надежды, является термоядерный синтез – *реакция слияния легких ядер (например, изотопов водорода – дейтерия и трития) в более тяжелые**. Наиболее подходящими для этого реакторами признаны токамаки или тороидальные установки для магнитного удержания плазмы.

Их цель – создание и поддержание условий протекания управляемого термоядерного синтеза.

В настоящее время в мире построено несколько сотен «исследовательских» токамаков, также вовсю идет подготовка к строительству опытного термоядерного токамака-реактора ИТЭР во Франции. Однако множество проблем, как фундаме ... Читать дальше »