Новое углеродное покрытие для плуга поможет тракторам сократить энергозатраты

Углеродное покрытие, разработанное в Германии, уменьшает трение режущей части сельхозорудия о землю. В итоге расходы энергии на обработку одного и того же участка могут сократиться на 30%.

Ежегодно германские фермеры сжигают во время «битвы за урожай» около миллиарда литров топлива. И половина его расходуется не на сами работы, а на преодоление сопротивления почвы при контакте её с плугом или бороной.

Рис. 1. Слева: экспериментальное DLC-покрытие после тестов в первоначальном (вверху) и модифицированном вариантах. Справа: сошник плуга с таким покрытием. (Фото Fraunhofer IWM).

Специалисты Фраунгоферовского института механики материалов (Fraunhofer IWM) взялись помочь селянам, привнеся современные технологии в древнюю профессию пахаря. Участники проекта RemBob создали оболочку для орудий на основе алмазоподобного углерода (DLC). Благодаря ей тракторы, тянущие плуги, бороны и культиваторы, могут «уменьшиться» в размерах либо работать не на полную мощность. Почва же станет менее плотной, что благоприятно скажется на урожаях.

Ещё одним преимуществом технологии является повышение изно ... Читать дальше »

Ученые обнаружили новый вид «суператомов», обладающий сильным магнитным полем

Команда ученых из Университета содружества Вирджинии (Virginia Commonwealth University) обнаружила совершенно новый вид «суператомов» – устойчивой группы атомов, способных подражать своими физическими свойствами свойствам нескольких элементов периодической системы. Уникальные магнитные свойства нового «суператома» позволят использование материалов на его основе в областях спинтроники, электроники и хранения информации.

Ученые исследовали электронные и магнитные свойства групп атомов, состоящих из атома железа, окруженного несколькими атомами магния. Когда количество атомов магния достигло восьми, группа, представляющая собой единый «суператом» обрела устойчивость и стабильность. Ученые объясняют этот феномен полным заполнением общих электронных оболочек, окружающих всю группу атомов в целом.

Новая группа, «суператом», обладает магнитным моментом, в четыре раза превышающим магнитный момент магнетонов Бора и в два раза превышающий магнитный момент постоянных магнитов на основе железа. Это является весьма важным открытием, ведь в природе существует всего девять элементов, на основе которых можно создавать твердые постоянные магниты.

Сделанное открытие может стать толчком новых событий в областях молекулярной электроники, где такие устройства смог ... Читать дальше »

Создан материал с гибридной наноструктурой

Учёные Хай-Цзюнь Цзинь (Hai-Jun Jin) и Йорг Вайсмюллер (Jörg Weissmüller) разместили на страницах сайта Science свой отчёт, посвящённый разработке материала, который способен изменять такие свои свойства, как предел текучести, напряжение текучести и вязкость.

Выбор структурного материала для изделия – это всегда поиск компромисса, между твёрдостью и гибкостью. Свойства материала определяются согласно его составу и микроструктуре; они приобретаются в процессе синтеза и обработки. Однако, при эксплуатации изделия, внешние условия могут меняться, и вместе с ними может существенно измениться перечень требований к материалу. И, конечно же, было бы очень желательно, чтобы под определённым воздействием материал мог временно поменять свои свойства.

Учёные Хай-Цзюнь Цзинь (Hai-Jun Jin) и Йорг Вайсмюллер (Jörg Weissmüller) разместили на страницах сайта Science свой отчёт, посвящённый разработке материала, который способен изменять такие свои свойства, как предел текучести, напряжение текучести и вязкость. Материал имеет гибридную наноструктуру, состоящую из прочной металлической основы и электролита – в качестве второго элемента. Для изменения вышеуказанных свойств требуется воздействовать на изделие электрическим током определённого потенциала, что осуществляется через внешний интерфейс. Подобный подход позволяет пользователю изделия делать его, при необходимости, более мягким, если нужна его дополнительная обработка ... Читать дальше »

Описан новый способ получения графеновых нанолент

Физики из Швеции, Финляндии и России опробовали оригинальный способ получения графеновых нанолент.

Метод основан на преобразовании — «разрезании вдоль» — однослойных углеродных нанотрубок. Ранее такое превращение уже наблюдалось при воздействии кислорода на нанотрубки, но технология имела существенный недостаток: на краях нанолент оставались атомы кислорода.

Авторы предлагают изготавливать ленты в реакции однослойных нанотрубок не с кислородом, а с молекулярным водородом. По словам сотрудника шведского Университета Умео Александра Талызина, при разработке новой методики исследователи опирались на результаты своих предыдущих экспериментов, в которых с водородом реагировали фуллерены — углеродные молекулы, имеющие вид выпуклых замкнутых многогранников. Было установлено, что Н₂ может полностью «разрушать» фуллерены, и учёные решили выяснить, как это будет проявляться в случае нанотрубок, с обоих концов закрытых полусферическими углеродными колпачками — грубо говоря, половинками молекул фуллеренов.

В опытах нанотрубки взаимодействовали с водородом при температуре 400–550 ˚C. Наблюдая за образцами, физики отметили, что часть атомов углерода (около одной трети) образовывала ковалентные связи C–H ... Читать дальше »

Материал, обеспечивающий сверхпрочное наносцепление

Уникальный материал, обеспечивающий механическое прилипание, может найти применение в космической отрасли. С точки зрения структуры, этот клеевой материал представляет собой пептид — вещество, молекулы которого построены из двух и более аминокислот. Его поверхность покрыта нановолокнами, которые могут цепляться друг за друга, образуя очень прочное переплетение. Принцип действия схож с застёжкой-липучкой, рассказывает один из авторов разработки, профессор биохимии Джон Томич из Университета штата Канзас (США).

В отличие от многих коммерческих адгезивов, которые теряют «хватку» при высыхании, новый материал приспособлен для работы в отсутствии жидкости. Ввиду своих необычных свойств он не предназначен для широкого использования, однако в некоторых специфических областях наверняка пригодится.

Одной из сфер применения разработчики рассматривают космонавтику: к примеру, можно было бы ремонтировать обшивку корабля, приклеивая «заплатки» прямо на месте, во время выхода в космос… Что ещё? — Поскольку сцепление материала заметно ухудшается в жидкой среде, он, наверное, мог бы послужить индикатором уровня жидкости в ёмкости. Или даже своеобразного прерывателя.

Первоначальн ... Читать дальше »