Ученые разрабатывают новые технологии получения материалов из титана

Специалисты ГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет» и НОЦ «Нанотехнологии» в рамках государственной федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» ведут разработку новых технологий получения материалов из титана и титановых сплавов с высоким комплексом прочностных свойств и показателей пластичности для изготовления медицинских протезов, имплантатов и инструментов, применяемых для выполнения сложных операций, сообщает Минобрнауки РФ.

Как отмечается в пресс-релизе министерства, решаемая учеными задача является очень актуальной.

Перспективными материалами для изготовления изделий медицинского назначения является титан и сплавы на его основе, обладающие хорошей биосовместимостью с органической тканью человеческого организма. Для эффективного решения практических задач титан и титановые сплавы должны обладать высокими показателями прочности и вязкости, отмечается в пресс-релизе.

Источник(и):

1. РИА Новости

Создан метаматериал с выдающейся поглощательной способностью

Четверо физиков из Норфолкского университета штата и Университета Пердью (оба — США) разработали метаматериал с исключительной поглощающей способностью.

Как известно, что метаматериалы обычно используются для создания маскирующих устройств и оптических систем, преодолевающих дифракционный предел. В этих случаях поглощение излучения становится нежелательным эффектом, который необходимо минимизировать.

Интересовавшие авторов «гиперболические» метаматериалы, напротив, способны очень эффективно поглощать свет и могут применяться при конструировании фотодетекторов и солнечных элементов. Материалы этого класса отличаются тем, что компоненты диэлектрической проницаемости, определяемые в двух взаимно перпендикулярных направлениях, у них имеют противоположные знаки.

Примерами таких структур служат представленные ранее массивы металлических нанопроводов в диэлектрических мембранах и слоистые металл-диэлектрические или полупроводниковые конструкции.

Для своих экспериментов американцы изготовили массив серебряных нанопроводов толщиной 35 нм в мембране из оксида алюминия. Нанопровода ориентировались перпендикулярно поверхности последней, и в ближней инфракрасной области спектра диэлектрическая пр ... Читать дальше »

Ученые предложили использовать графен в мятом виде

Ученые придумали новый способ взаимодействия с графеном, который позволяет избавиться от «слипающихся» листов. Статья ученых появилась в журнале ACS Nano, а ее краткое изложение приводится на сайте Северо-западного университета, сотрудники которого принимали участие в работе.

Известно, что основной трудностью при работе с графеновыми листами является то, что при соприкосновении они слипаются под воздействием сил Ван-дер-Ваальса между собой при наложении друг на друга. Это приводит к потере большинства уникальных свойств материала. Для решения подобной проблемы, например, некоторые исследователи кладут между листами прокладки из другого материала, однако такое решение часто не слишком эффективно – атомы прокладки могут образовывать связи с атомами углерода в графене, что снова приводит к появлению дефектов в материале.

В рамках нового исследования ученые предложили использовать графен не в виде ровных листов, а в виде смятых в комок листов. По словам исследователей, в подобном виде графен ведет себя как бумажные комки в мусорной корзине – несмотря на достаточно плотное расположение, поверхности листов, из которых они состоят, не соприкасаются.

Расчеты показывают, что при подобной упаковке листов графен сохраняет около 45 процентов исходной ... Читать дальше »

О наноструктурах из фрагментов ДНК, способных к самовоспроизведению

Первый шаг к получению функционального материала, который может воспроизводиться самостоятельно, сделали американские учёные. Они создали сложную искусственную структуру из фрагментов ДНК, которая может без ошибок воспроизводиться в течение нескольких поколений.

Об удачной попытке получить искусственный материал, обладающий уникальным свойством «живых» структур – способностью к ауторепликации, т. е. самовоспроизводство, доложила группа учёных, представляющих физический и химический факультеты, а также центр мягких магнитных материалов Университета Нью-Йорка. Результаты их работы суммируются в статье, опубликованной в журнале Nature.

Ауторепликация и комплиментарность

В живой природе ауторепликация встречается повсеместно и составляет основу жизни на нашей планете. Воспроизводят сами себя молекулы ДНК, РНК и некоторые другие сложные белковые молекулы, например энзимы. До сих пор учёным удавалось лишь искусственно воссоздать природный процесс.

Следующим ожидаемым шагом в развитии нанотехнологий и материаловедения должно было стать создание полностью искусственной структуры произвольной конструкции, способной безошибочно воспроизводить себя из окружающих химичес ... Читать дальше »

Графен вырабатывает электричество из света

Графен – «одномерный» углеродный материал, под воздействием света может производить электричество нестандартным способом. Фототермоэлектрический эффект графена исследовали ученые из Массачусетского технологического института (MIT) и японского Национального института материаловедения. Они определили, что фототок определяется «горячими» электронами..[intro]

Генерация фототока в листах графена наблюдалась и раньше, но исследователи ошибочно предполагали, что речь идет о фотовольтаическом эффекте. Новый эксперимент выявил, что причина появления тока – фототермоэлектрический эффект (ФТЭ).

В своем исследовании физики изучали воздействие яркого света и лазера с длиной волны 850 нм на границу однослойного и двухслойного листов графена, которые обладают различными электрическими свойствами. При этом электроны – «горячие носители», получали энергию под воздействием света, но не передавали ее сразу углеродной решетке, которая оставалась холодной. Возникавшая при этом разность температур порождала электрический ток.

Подобный дифференцированный нагрев наблюдался и раньше в других материалах, но он возникал либо при температурах ниже 1К, либо при разрушающем воздействии мощного лазера. В графене ФТЭ происходит в широком диапазоне температур вплоть до комнатной и в широком спектре излучений, включая инфракрасное.