ფიზიკა

ნახშირბადის ნანომილაკების 3 ფუტურისტული გამოყენება

ნახშირბადის ნანომილაკების 3 ფუტურისტული გამოყენება

ნახშირბადის ნანომილაკები რევოლუციურად ახდენენ მრავალ დარგს, მათ შორის ნანოტექნოლოგიას, პერსონალიზებულ ელექტრონულ ტარებად მოწყობილობებს, ოპტიკას, ელექტრონიკას და მასალების მეცნიერების და ტექნოლოგიის სხვა დარგებს, მათი უნიკალური ჩარჩოს და თვისებების გამო. ნახშირბადის ნანომილატებს აქვთ გრძელი, ვიწრო სტრუქტურა კედლებით, რომლებიც წარმოიქმნება ნახშირბადის ერთი ატომის სისქის ფურცლებით, რომელსაც გრაფენი ეწოდება. ისინი თითქმის თხელი მილებია, რომელთა შექმნაც ბუნებიდან შეიძლება. მათ აქვთ არაჩვეულებრივი თერმული, მექანიკური და ელექტრული თვისებები, რაც მათ იდეალურს ხდის მრავალფეროვანი გამოყენებისათვის.

მოქნილი ელექტრონიკა

მიმდინარეობს შეჯიბრი, რომ შეიქმნას მოქნილი, მოსახვევი ელექტრონიკა ნახშირბადის ნანომილაკებით, რამაც საბოლოოდ შეიძლება შეცვალოს ამჟამინდელი ელექტრონიკა, რომელიც დამზადებულია უფრო მყიფე მასალებით. მთელ მსოფლიოში მრავალი მკვლევარი ცდილობს ნახშირბადის ნანომილაკების შესაქმნელად სხვადასხვა მეთოდების შექმნას. არსებობს რამდენიმე პრობლემა, რომლებიც ხელს უშლის ნახშირბადის ნანოსადენების ფართო მიღებას: ძალიან სუფთა მილების დამზადება არ არის ეკონომიური და ისინი საკმარისად არ არის შეფუთული სუბსტრატზე.

ვისკონსინის უნივერსიტეტის ორმა მკვლევარმა, გოპალანმა და არნოლდმა, პიონერად დაიწყეს ნახშირბადის ნანომეტრის ახალი ტექნიკის გაუმჯობესება, სახელწოდებით მცურავი აორთქლებული თვითშენება, ან FESA. ეს ტექნიკა წყვეტს შეფუთვის სიმკვრივის პრობლემას, რამაც ხელი შეუშალა ნახშირბადის ნანომილაკების ფართო მიღებას მოქნილ ელექტრონიკაში. გუნდი ამჟამად თანამშრომლობს კომპანიებთან, რათა დააჩქაროს ამ ტექნოლოგიის მიღება. სხვა მრავალი მკვლევარი სხვა მიღწევებსაც მიაღწია.

[სურათის წყარო: ვიკიმედია]

აგრეთვე იხილეთ: ნანომასალების გასუფთავება: უბრალოდ დაამატეთ ზეთი

ბიოელექტრული ცხვირი

მომავალში, წამლის მომგვრელი ძაღლების ჩანაცვლება შესაძლებელია სუნიანი რეცეპტორების ცილებისა და ნახშირბადის ნანოსადენი ტრანზისტორების ჰიბრიდებით, რომლებსაც ბიოელექტრონული ცხვირები ეწოდება. გვჯერა თუ არა, ჩარლი ჯონსონის ხელმძღვანელობით მკვლევართა ჯგუფი მუშაობს ნახშირბადის ნანომეტრის ტრანზისტორის შექმნაზე, რომელსაც შეუძლია "სუნი". ეს ჯგუფი გადასცემს ბიოლოგიური ცილების მგრძნობიარე თვისებებს თაგვიდან ელექტრონულ მოწყობილობებზე. ამას ბიონანოტექნოლოგია უწოდებენ. ბიოლოგიისა და ელექტრონული ინტერფეისის შესახებ, ისეთი რამეების შესახებ, რომელზეც ბავშვობაში კითხულობდით სამეცნიერო ფანტასტიკურ რომანებში.

პენსილვანიის უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ასტრონომიის პროფესორმა ჯონსონმა თქვა:

”ჩვენ მოტივირებული ვიყავით ბიოელექტრონული ჰიბრიდების შესაქმნელად, სადაც არსებობს ფრთხილად შემუშავებული ქიმიური კავშირი OR [ყნოსვითი რეცეპტორების ცილებს] და ნანომეულის მოწყობილობას, ასევე OR– სთვის შექმნილ მემბრანულ გარემოს.” ~ მაიკლ ბერგერი ნანოვერკიდან

მათ მიერ მოფიქრებული ბიოელექტრონული ცხვირის ვარგისიანობის ვადა რამდენიმე თვეს შეადგენდა, რაც გაცილებით გრძელია, ვიდრე ადრე ფიქრობდნენ. ჯონსონი აღიარებს, რომ ბიოელექტრონული ცხვირის რეალობად ქცევა ჯერ კიდევ არსებობს მნიშვნელოვანი გამოწვევები. სუნიანი რეცეპტორების ცილების გაწმენდა უჯრედული ექსპრესიული სისტემიდან ძალზე პრობლემატურია.

[სურათის წყარო: ვიკიმედია]

ნანოსპიკერები

მალე შეიძლება გვქონდეს ტანსაცმლის ნაჭერი ან რაიმე ჩვეულებრივი საგანი, რომელსაც ხმის ამოღება შეუძლია. ნანოსპიკერები ჩინელი მკვლევარების გუნდის მიერ წარმატებით დამზადებულია ულტრა თხელი, მოქნილი ნანომეტრული ფურცლებისგან.

იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს ეს ნანოსპიკერები, ჯერ უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ იქმნება ჭექა-ქუხილი, რადგან ნანოსპიკერები იმავე პრინციპებით ხელმძღვანელობენ. გესმით ჭექა-ქუხილი ელვისებური ბოლქვის შემდეგ. აი, რატომ: როდესაც ელვისებური მიმავალი ღრუბლიდან მიემართება და მიწას ეცემა, ჰაერში ხვრელი იხსნება, რომელსაც არხს უწოდებენ. სინათლის გაქრობის შემდეგ ჰაერი იშლება და ქმნის ხმოვან ტალღას, რომელსაც გვესმის, როგორც ჭექა-ქუხილი.

ნანოსპიკერებში, როდესაც მილები ელექტროენერგიაზე მიდის, ჰაერი თბება და ფართოვდება, რის შემდეგაც ხდება ხმოვანი ტალღების შექმნა. ამას თერმოაკუსტიკურ ეფექტს უწოდებენ და ის განსხვავდება სტანდარტული დინამიკების ფიზიკისგან. ჩვეულებრივი დინამიკები წარმოქმნიან ხმას ჰაერის მოლეკულების ვიბრაციიდან, მაგრამ ნანოსპიკი საერთოდ არ გამოსცემს ვიბრაციებს. წაიკითხეთ ამ ნანოსპიკერების დეტალური აღწერა აქ.

რა სახის ობიექტის ნახვა გსურთ მომავალში ხმის წარმომქმნელი შესაძლებლობებით? შეიცვლება iPod– ები ნანოსპიკერით გაჟღენთილი პიჯაკებით? სამუშაოზე გრძელი დღის შემდეგ, ჩაძირეთ თქვენს მოსახერხებელ სავარძელში და მოუსმენთ თქვენს სკამს, როდესაც ის თქვენს საყვარელ სიმღერას ასრულებს? მომავალი უცნაური იქნება, ეს უეჭველია.

აგრეთვე იხილეთ: ახალი მასალა იმდენად შავია, რომ მისი გაზომვა შეუძლებელია

დაწერილი ლეა სტივენსი


Უყურე ვიდეოს: Old MTB to road bike conversion (ოქტომბერი 2021).