Несколько графеновых технологий для мониторинга здоровья, инспекции пищевых продуктов на MWC 2019

18 февраля 2019

Павильон Графен, организованный Флагманом Графена и поддержанный Европейской Комиссией и GSMA, возвращается на Мобильный Всемирный Конгресс (MWC) 2019 с более чем 20 прототипами на основе графена, четыре из которых созданы Флагманский партнер Графена ICFO, базирующийся в Барселоне. Цель этих технологий – превратить мобильные телефоны в спасательные гаджеты.

Фитнес-диапазон с поддержкой графена измеряет частоту сердечных сокращений, гидратацию, насыщение кислородом, частоту дыхания и температуру. Технология будет продемонстрирована на MWC19. (Изображение предоставлено: © ICFO)

Первое из представленных на выставке устройств ICFO позволит клиентам отслеживать уровень воздействия солнечного света с помощью УФ-датчика. Созданный как гибкий, прозрачный и одноразовый патч, он связывается с мобильным устройством и предупреждает пользователя, как только он / она достигает установленного порога солнечного воздействия.

Используя ту же центральную технологию, что и УФ-пластырь, фитнес-диапазон ICFO предназначен для измерения частоты дыхания, частоты сердечных сокращений, насыщения кислородом, увлажнения и температуры, при этом, например, отслеживая пользователей во время тренировок. Тем не менее, фитнес-группа достигает большего, чем просто измерение физической активности.

Визуализируйте этот сценарий: человек путешествует в отдаленных джунглях Амазонки с неадекватным доступом к воде. Вычисляя гидратацию кожи своего тела с помощью фитнес-группы ICFO, пользователь может улучшить потребление воды, тем самым останавливая любое обезвоживание. Аналогичным образом, искатель приключений, идущий к вершине горы Эверест, может использовать полосу для правильного контроля насыщения крови кислородом. Большая высота может чрезвычайно влиять на насыщение кислородом в организме. Используя полосу, путешественник может отслеживать эти уровни и выдавать предупреждение, если насыщение кислородом в крови радикально падает ниже заранее определенного уровня.

Помимо этих прототипов, представленных на MWC 2019, ICFO также продемонстрирует две другие технологии графена на основе света. Они включают в себя гиперспектральный датчик изображения с графеновой подсветкой и самый маленький в мире однопиксельный спектрометр, оба обладают возможностями широкополосного доступа, помимо того, что раньше считалось вероятным без использования дорогих и громоздких систем фотодетектирования.

Посредством облегчения спектроскопии в таких небольших размерах потребители могли бы, в настоящее время, быть оснащены инструментами, которые ранее были доступны только для чрезвычайно специализированных лабораторий. Компактные экономичные спектрометры, от обнаружения поддельных лекарств до выявления небезопасных веществ в продукте, который вы используете, или потребляемой пище, могут стать жизненно важным аксессуаром в повседневной жизни человека.

Встроенный в камеру смартфона сенсор камеры на основе графена позволяет телефонам видеть больше, чем то, что видно человеческому глазу. Этот невероятно маленький датчик, состоящий из сотен тысяч фотоприемников, очень чувствителен к ультрафиолетовому и инфракрасному излучению. Эта технология позволила бы пользователям в супермаркете держать камеру в руках и делать вывод, что является самым свежим продуктом. Или, в более экстремальном примере, камеру можно использовать для вождения в опасно густом тумане, предоставляя расширенные контуры окружающих транспортных средств на ветровом стекле.

Фрэнк Коппенс, руководитель группы, флагманский партнер графена ICFO, и председатель флагманского комитета MWC графена.

В период с 25 февраля по и 28 по павильон Графена на MWC продемонстрирует эти технологии в NEXTech Hall 8.0 Стенд 8.0K31. Посетители могут встретиться с экспертами, которые разработали эти приложения.

Source link

Инкапсуляция Picosun ALD предотвращает деградацию электроники

Picosun Group, ведущий поставщик решений для тонкопленочных покрытий ALD (Атомное нанесение слоев) для глобальных отраслей промышленности, сообщает о беспрецедентных результатах в высоконадежной защите электроники с помощью ALD.

Герметичная инкапсуляция наноламинатами ALD, разработанная Picosun, доказала, что она полностью блокирует образование оловянных усов на сборках печатных плат (*). В течение периода наблюдения, превышающего от одного месяца до трех лет, образцы с защитой от ALD вообще не демонстрировали роста оловянного вискера, тогда как на незащищенных образцах измеряли плотность оловянного вискера более 1000 шт / см2. В дополнение к блокированию взбивания олова, наноламинат ALD Picosun помогает защитить PCBA от других ключевых явлений деградации, таких как различные формы коррозии и окисления. Герметичное покрытие ALD эффективно работает даже против влаги и газообразной серы в загрязненной атмосфере. Из-за своей толщины в нанометровом масштабе пленка ALD не влияет на функциональность, массу или размеры PCBA и позволяет переработать PCBA.

Образование и коррозия оловянных усов особенно губительны для нескольких высоконадежных электронных приложений, таких как центры обработки данных, космические, авиационные, военные, медицинские и промышленные системы управления. Революционный метод инкапсуляции Picosun ALD предлагает повышение безопасности, продление срока службы продукта и даже долгосрочную экономию средств для этих производителей. Быстрая и экономически эффективная обработка больших количеств PCBA может быть реализована в системах ALD PICOSUN ™ P-1000 и P-300B с большими объемами партии с проверенными на практике, оптимизированными в промышленности процессами.

«Мы рады объявить об этих революционных результатах, полученных с нашими герметиками ALD в области защиты специальной электроники. Это новый, потенциально огромный рынок для ALD. Уже был большой интерес к нашим решениям по покрытию «под ключ» для крупномасштабной защиты PCBA от соответствующих отраслей промышленности. Это еще раз демонстрирует универсальность ALD и его способность нарушать работу практически во всех областях современного промышленного производства », – говорит д-р Яни Кивиоджа, технический директор Picosun Group.

(*) Результаты, полученные в рамках проекта сотрудничества Picosun с Европейским космическим агентством (ESA): «Оценка конформного покрытия осаждения на атомном слое (ALD) для смягчения разрушения олова» (4000113005/14 / NL / PA), 2015–2018 годы .

Source link

Исследователи 3D-печати объектов, показывающих дихроичный эффект

Со времен Римской империи использование металлических наночастиц в качестве стеклянного красителя хорошо известно. Кубок Ликургуса – один из знакомых предметов керамики из Римской империи.

Один и тот же дихроичный наноматериал с 3D-печатью показывает разные цвета и непрозрачность, когда свет исходит от той же стороны наблюдателя (отражение) или на противоположной стороне (передача). (Изображение предоставлено: Wageningen University & Research)

Из-за своей оптической особенности, наночастицы, укоренившиеся в этой чашке, имеют разные цвета в зависимости от угла освещения. Этот эффект известен как дихроизм. В настоящее время исследователи из Вагенингенского университета и исследований располагают 3D-печатными объектами, которые демонстрируют дихроичный эффект.

Производство уникальных видов наночастиц золота, имеющих разные размеры, сделало возможным изобретение 21 первого века. Затем наночастицы были встроены в обычный материал для 3D-печати (PVA), который можно купить в любом магазине, и 3D-распечатать с помощью обычного готового 3D-принтера.

Немного золота

Содержание золота в материале очень меньше, всего около 0,07 мас.%. На материал для печати не влияет такое тривиальное количество золота, и оно остается таким же, как у обычного материала. Хотя количество золота очень низкое, нанокомпозитный материал обладает уникальным дихроичным эффектом: прозрачный фиолетовый цвет при пропускании (когда освещение и наблюдатель находятся на противоположных сторонах) и непрозрачный коричневый цвет при отражении (когда наблюдатель и освещение с одной стороны).

Новый класс 3D-печатных наноматериалов

Материал, используемый в этом новом исследовании, представляет собой обычный материал, который может быть напечатан с использованием любого готового 3D-принтера; это также открывает путь для нового семейства наноматериалов с 3D-печатью, в которых неотъемлемые свойства нанообласти, в данном случае оптические свойства, сохраняются даже в 3D-печатном объекте. Уникальные оптические свойства, подобные этим, могут быть использованы не только художниками для их цветов, но и для нанокомпозитных фильтров и линз в будущем.

В настоящее время исследователи работают над оптимизацией этой методологии, используя разные материалы и разные наночастицы.

Source link

Исследователи разрабатывают новую технику, которая преобразует изображения 2D флуоресцентной микроскопии в 3D-фильмы

15 2019

Исследователи из Университета Райса расширили возможности обычных лабораторных микроскопов, добавив новое измерение в их революционную технику.

Исследователи из Университета Райс создали метод создания пользовательских масок, которые преобразуют 2D-изображения флуоресцентной микроскопии в 3D-фильмы. (Фото предоставлено исследовательской группой Landes)

Пару лет назад в лаборатории Райса химика Кристи Ландес была представлена ​​микроскопия сверхвременного разрешения. Благодаря этой методике ученые смогли гораздо быстрее получать изображения флуоресцентных молекул – в 20 раз быстрее, чем обычно позволяют обычные лабораторные камеры. Теперь они создали стандартную технику, позволяющую микроскопу захватывать трехмерные пространственные данные вместе с молекулярным движением – четвертым измерением – с течением времени.

По словам исследователей, этот метод поможет ученым, сосредоточенным на динамических процессах, увидеть местоположение молекул-мишеней, а также скорость, с которой они движутся, например, внутри живых клеток. Новая методика, разработанная командой Райс, расширяет возможности широко распространенных флуоресцентных микроскопов. Результаты исследования были опубликованы в открытом доступе команды в Optics Express .

В нем подробно описывается разработка пользовательских фазовых масок – вращающихся и прозрачных дисков, которые используют фазу света для изменения формы изображения, получаемого камерой микроскопа. Форма включает в себя данные, относящиеся к трехмерному положению молекулы в пространстве и ее поведению в поле зрения камеры с течением времени.

Размытое пятно, которое кажется неудобным, на микроскопическом изображении преобразуется в актив с помощью фазовой маски. Исследователи назвали этот шарик функцией распределения точек и применяют его для получения информации, относящейся к объектам ниже предела дифракции, которые относительно меньше, чем весь видимый свет, который можно увидеть под микроскопом.

В первоначальном исследовании была применена вращающаяся фазовая маска, которая преобразовывала свет от одной флуоресцентной молекулы в так называемую вращающуюся двойную спираль, называемую исследователями. Захваченное изображение появилось в виде двух светящихся дисков на камере, похожих на шарики штанги. В последнем исследовании вращающиеся штанги позволили исследователям увидеть, где именно молекулы находились в трехмерном (трехмерном) пространстве, и в то же время предоставили метку времени для каждой молекулы.

Ядром последнего исследования являются алгоритмы, разработанные Вэньсяо Ваном, выпускником Rice по электротехнике и вычислительной технике и ведущим автором. Алгоритмы позволяют создавать собственные фазовые маски, которые изменяют форму функции разброса точек.

« С фазовой маской с двойной спиралью информация о времени и пространственная информация были связаны », – заявил Чаян Датта, соавтор и научный сотрудник лаборатории Ландеса. « Вращение лопастей могло выражать либо информацию о трехмерном пространстве, либо о быстром времени, и не было никакой возможности определить разницу между временем и пространством ».

Эта проблема может быть решена лучшими фазовыми масками, заявил он. « Новая конструкция фазовой маски, которую мы называем фазовой маской с растягивающимися лепестками, разделяет пространство и время », – сказал Датта. « Когда цели находятся на разной глубине, лепестки растягиваются дальше или сближаются, и информация о времени теперь кодируется только во вращении ».

Хитрость заключается в улучшении шаблона для различной глубины путем манипулирования светом в маске фазы вращения, и это достигается с помощью рефракционного шаблона, который программируется в маске посредством алгоритма.

Каждый слой оптимизирован в алгоритме для различной глубины обнаружения . Если раньше мы могли видеть объекты в двух измерениях во времени, то теперь мы можем одновременно видеть все три пространственных измерения и поведение быстрого времени.

Николас Моринго, соавтор и аспирант химического факультета Университета Райса.

Широкопольные флуоресцентные микроскопы используются во многих областях, особенно в клеточной биологии и медицинской визуализации. Мы только начинаем демонстрировать, как манипулирование фазой света в микроскопе является достаточно простым способом улучшения пространственного и временного разрешения по сравнению с разработкой новых флуоресцентных меток или разработкой новых аппаратных усовершенствований .

Кристи Ландес, профессор химии, электротехники и вычислительной техники, Университет Райса.

Она сказала, что одним из главных результатов, который может оказать широкое влияние, является то, что исследователи обобщили проект фазовой маски, что означает, что ученые могут разрабатывать маски для создания практически любого случайного шаблона. Чтобы доказать это, исследователи разработали и разработали маску для создания сложной функции разброса точек, которая четко выделяет «RICE» на различных глубинах фокусировки.

На видео ниже показано, что при перемещении микроскопа на разную глубину ниже и выше фокальной плоскости призрачные буквы появляются и исчезают. Подобная гибкость будет полезна для приложений, например, для изучения процессов в живых раковых клетках – проект, который лаборатория надеется вскоре реализовать с партнерами из Техасского медицинского центра.

Если у вас есть ячейка на предметном стекле, вы сможете понять, где объекты в ячейке связаны друг с другом и как быстро они движутся. Камеры не достаточно быстрые, чтобы захватить все, что происходит в ячейке, но наша система может .

Николас Моринго, соавтор и аспирант химического факультета Университета Райса.

Соавторами исследования являются аспирантка Райс Фан Е; бывший докторский исследователь Райс Хао Шен, в настоящее время доцент в Кентском государственном университете; и Джейкоб Робинсон, доцент Райс по электротехнике и вычислительной технике. Ландес – профессор химии, электротехники и вычислительной техники. В настоящее время Ван является инженером-программистом в Google.

Исследование было поддержано Национальным научным фондом и Фондом Уэлча.

Исследователи из Университета Райса создали алгоритм для создания пользовательских фазовых масок, которые помогают анализировать молекулярные процессы ниже дифракционного предела и в 20 раз быстрее, чем традиционные камеры. Команда создала маску, которая показывает глубину объекта, излагая RICE при изменении фокальной плоскости. (Видео предоставлено Wenxiao Wang / Landes Research Group)

Source link

WITec теперь работает напрямую во Франции

WITec GmbH, ведущий производитель систем трехмерного комбинационного изображения, корреляционной и других систем наноаналитической микроскопии, открыл новое прямое представительство во Франции. Расположенное в Лионе, известное как центр химической, фармацевтической и биотехнологической промышленности, новое национальное присутствие позволит WITec лучше обслуживать местную клиентскую базу. Менеджер по продажам, послепродажная поддержка и организация мероприятий в регионе будет осуществлять региональный менеджер доктор Филипп Аяссе.

Техническую поддержку будет оказывать доктор Максим Чая, ученый, хорошо знающий французский рынок, из штаб-квартиры компании в Ульме, Германия. Оба являются специалистами по конфокальной рамановской микроскопии с многолетним опытом работы в WITec. Новое представление может быть достигнуто по следующему адресу:

WITec Представительство Франции

Д-р. Филипп Аяссе

11 набережная Оганьер

69003 Лион, Франция

Телефон: +33 (0) 4 78 84 04 62

Мобильный: +33 6 12 13 21 73

E-mail: [email protected]

Source link

Исследователи изучают жизнь магнитных наночастиц в клетках

[19459007

Магнитные наночастицы широко используются в биоинженерии и клеточной визуализации тканей, однако то, что происходит с ними внутри стволовых клеток, в конечном счете, до сих пор не документировано. Ученые из CNRS, Университета Сорбонны и университетов Paris Diderot и Paris 13 продемонстрировали значительную деградацию этих наночастиц, после чего в некоторых случаях происходит «намагничивание» клеток. Это явление является признаком биосинтеза новых магнитных наночастиц из железа разряжается во внутриклеточной среде в результате деградации исходных наночастиц. Об этом сообщается в PNAS 11 февраля 2019 года. Это исследование может объяснить наличие «естественного» магнетизма в клетках человека и помочь ученым визуализировать новые инструменты для наномедицины, благодаря этому магнетизму, образованному самими клетками.

© Лаборатория MSC (CNRS / Университет Парижа Дидро)
[1945901]]

Магнитные наночастицы играют решающую роль в современной наномедицине: они служат диагностическими агентами для визуализации, лекарственными препаратами, тепловыми противораковыми агентами и тканеинженерными агентами. Вопрос об их судьбе в клетках после того, как они выполнили свою терапевтическую роль, не был должным образом понят.

Для отслеживания прохождения этих наночастиц в клетках ученые из Комплексов Laboratoire Matière и Systèmes (CNRS / Université Paris Diderot) и Laboratoire de Recherche Vasculaire Translationnelle (INSERM / Université Paris Diderot / Université Paris 13) в сотрудничестве с Исследователи из Университета Сорбонны разработали новый подход к наномагнетизму в живых системах: сначала они интегрировали магнитные наночастицы in vitro в стволовые клетки человека. Затем они оставили их для разделения и формирования в течение одного месяца, чтобы отслеживать их в течение длительного времени во внутриклеточной среде и проверять их изменения.

Отслеживая «магнитный отпечаток» этих наночастиц в клетках, ученые продемонстрировали, что они сначала деградируют (снижается намагниченность клетки) и выделяют железо во внутриклеточную среду. Впоследствии это «свободное» железо хранилось в немагнитной форме в ферритине, белке, ответственном за хранение железа, или служило основой для биосинтеза новых магнитных наночастиц в клетке.

Этот случай, как говорят, имеет место у некоторых бактерий, но такой биосинтез никогда не наблюдался в клетках млекопитающих. Это может объяснить существование магнитных кристаллов у людей, видимых в клетках различных органов, главным образом головного мозга. Кроме того, это накопление железа в магнитной форме также может служить для «детоксикации» клетки в течение длительного времени, чтобы сбалансировать дополнительное железо. С точки зрения наномедицины, этот биосинтез прокладывает путь к перспективе чисто биологической магнитной маркировки в клетках.

Source link

Nano падает в миллион раз меньше, чем Teardrop Взрывает теория 19-го века

14 2019

Капли, исходящие от молекулярного «нано-крана», будут вести себя совсем иначе, чем капли из бытового крана, в миллион раз больше, – обнаружили исследователи из Университета Уорика. Это потенциально важный шаг для ряда новых нанотехнологий, например, для производства наноразмерных частиц лекарственного средства, лабораторных устройств для диагностики на месте и 3D-принтеров с наноразмерным разрешением.

Молекулярное моделирование струй жидкости, сродни потоку воды, вытекающей из нано-крана, использовалось исследователями из Уорикского университета для исследования наноразмерного образования капель. Уменьшение масштаба от бытового реактивного самолета эквивалентно уменьшению размера Биг-Бен до человеческого волоса!

Распад струй имеет классическую теорию, разработанную Рэлеем и Плато в 19 веке, но было обнаружено, что это неадекватно в наномасштабах, где нельзя игнорировать присущие им толчки молекул, которые производит нановолны на границе жидкости. Разработанная новая теория улавливает эти нановолны и может точно предсказать образование нанокапелек.

Эта теория предсказывает, что капли легче производить в наномасштабе, чем из бытового крана, с нановолнами, действующими на распадающиеся струи, которые были бы классически устойчивы.

проф. Дункан Локерби из Инженерной школы Университета Уорика комментирует:

«Наше исследование связано с разработкой нового понимания для новых наноразмерных технологий, с использованием моделирования для методов проектирования, и это исследование иллюстрирует эти усилия с потенциальными приложениями в производстве и здравоохранении».

Доктор Джеймс Сприттлз из Математического института в Университете Уорика комментирует:

«Было замечательно поработать над проблемой, классическое решение которой я преподаю студентам 3 первого года, и разработать новую обновленную теорию для применения в наноразмерной области»

Статья «Пересмотр нестабильности Рэлея-Плато для наноразмерных масштабов» была опубликована в открытом доступе как Быстрое общение в престижном Журнале механики жидкости . Он также размещен на обложке тома 861 и в настоящее время является 4 наиболее читаемой статьей.

Источник: https://warwick.ac.uk/

Source link

Наноразмерное снятие отпечатков пальцев с использованием гиперболических метаматериалов

[19459007

Гиперболические метаматериалы – это структуры, созданные искусственно путем нанесения чередующихся тонких слоев проводника, такого как графен или серебро, на подложку. Одной из их отличительных способностей является содействие распространению очень узкого светового пучка, который можно получить, поместив наночастицу на ее верхнюю поверхность и используя лазерный луч для освещения.

На практике очень трудно получить субволновые изображения неопознанных и случайных объектов, но, как сообщают ученые из Мичиганского университета и Университета Пердью в APL Photonics, из AIP Publishing, не всегда необходимо получить полное изображение, когда что-то об этом объекте ранее известно.

Один знакомый пример из повседневной жизни – это отпечаток пальца. Система распознавания отпечатков пальцев не нуждается в получении полного изображения отпечатка пальца в высоком разрешении – она ​​должна только распознавать его.

Теодор Б. Норрис, профессор Мичиганского университета.

Итак, один из соавторов Евгений Евгеньевич Нариманов начал размышлять о том, можно ли распознать объекты нанометрового размера без необходимости получать цельные изображения.

Направление распространения луча в гиперболическом метаматериале определяется длиной волны света. Прокрутка длины волны падающего света позволяет узкому лучу сканировать нижний гиперболический метаматериал и его воздушную границу. Если нанообъекты расположены вблизи нижнего интерфейса, они рассеивают свет; это рассеяние является наиболее сильным, когда узкий луч направлен на них.

Мы можем измерить мощность рассеянного света с помощью фотоприемника и построить график зависимости мощности рассеянного света от длины волны падающего света. Такой график кодирует пространственную информацию о нанообъектах по длине волны пика рассеяния на графике и кодирует их информацию о материале по высоте пика.

Чжэнью Хуан, аспирант Мичиганского университета.

График действует как «отпечаток пальца», который позволяет ученым определить расстояние нижнего нанообъекта, который должен быть обнаружен относительно верхней наночастицы, а также расстояние между двумя нанообъектами и их материалом. свойства.

Получение проникновения в наноразмерный мир с помощью оптики было одним из наиболее сильно исследованных рубежей в оптике за последние 10 лет. «Традиционный микроскоп ограничен в разрешении длиной волны света», – сказал Хуан. «И, используя обычный микроскоп, наименьшая особенность, которую можно разрешить, составляет около 250 нанометров для видимого света – также известный как предел Аббе».

Для преодоления этого предела и разрешения небольших аспектов потребуются некоторые передовые технологии.

Большинство методов визуализации с изображениями, содержащими интересующие объекты в качестве измерения . Но вместо того, чтобы следовать подходу визуализации, наша работа демонстрирует новый способ получения пространственной и материальной информации о микроскопическом мире посредством процесса «снятия отпечатков пальцев».

Чжэнью Хуан, аспирант Мичиганского университета.

Важно отметить, что он может разрешать два объекта, которые находятся на расстоянии всего 20 нм друг от друга, что значительно превышает предел Аббе.

Наша работа потенциально может найти применение в биомолекулярных измерениях. Например, люди заинтересованы в определении расстояния между двумя биомолекулами с наноразмерным разделением, которое можно использовать для изучения взаимодействия между белками. И наш метод может также использоваться для мониторинга промышленной продукции, чтобы определить, были ли наноструктурированные детали изготовлены в соответствии со спецификацией.

Чжэнью Хуан, аспирант Мичиганского университета.

Source link

Новый композитный наноматериал имеет большие перспективы в приборостроении, авиации и аэрокосмической промышленности

12 2019

Ученый Балтийского федерального университета Иммануила Канта Дмитрий Серебренников получил патент на свое изобретение в области физики Композитный инвар материалы нового типа в январе 2019 года. Материалы, которые содержат как инвар, так и функциональные свойства, чрезвычайно востребованы в приборостроении, авиации, радиоэлектронной аппаратуре и аэрокосмическом секторе.

Дмитрий Серебренников, младший научный сотрудник (ИКБФУ). (Изображение предоставлено: IKBFU)

Ученый объясняет, что многие металлы расширяются при нагревании, но есть сплавы, которые едва меняют свой размер в определенном температурном диапазоне. Такой сплав называется инвар. В 1920 году швейцарско-французский ученый Шарль Эдуар Гийом получил Нобелевскую премию за изобретение Инвара. Позже он стал широко использоваться для производства высокоточных механических часов. Инвар, однако, не обладает другими уникальными физическими свойствами. Между тем, функциональные материалы в основном обладают очень высоким тепловым расширением, что является основной проблемой для многих технических устройств.

Тем не менее, проблему можно решить путем создания сплава, который состоит из функционального материала и частиц другого вещества со значительно более низким коэффициентом теплового расширения. Патент является эксклюзивным из-за предложенных материалов, которые были созданы, чтобы компенсировать тепловое расширение функционального материала. Эти соединения были валентно-нестабильными с отрицательным тепловым расширением. В отличие от простых металлов эти соединения сжимаются при нагревании. Поэтому они безупречно подходят для производства композитных инварных материалов.

Исследование проводилось в течение четырех лет. Им руководил Дмитрий Серебренников, младший научный сотрудник IKBFU, в партнерстве с доктором Евгением Клементьевым, руководителем лаборатории сильно коррелированных электронных систем в IKBFU, и доктором Pavel Alekseev, ученым из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ.

Source link

NSF предоставляет грант VCU для обучения магистрантов по химии и нанонауке

11 февраля 2019

Новая программа, финансируемая Национальным научным фондом, будет предоставлять обучение в области нанонауки и исследований в области химической биологии восьми студентам в Университете Содружества Вирджинии каждое лето в течение следующих трех лет.

Национальный научный фонд выделил VCU грант в размере 312 309 долларов США для предоставления летнего исследовательского опыта для студентов-химиков и химиков машиностроение. (Изображение предоставлено: Getty Images)

В рамках этой программы студенты будут знакомиться с передовыми методами исследований, инструментами и методами анализа данных, которые обычно не предоставляются в студенческих лабораториях, что повышает [their] осведомленность о химических исследованиях и вероятность того, что они будут зачислены в аспирантура по химии или [obtain] успешная карьера в химической промышленности .

Индика У. Араччиге, доктор философии, доцент, кафедра химии, гуманитарный и естественный колледж, Университет Содружества Вирджинии

Араччиге возглавит программу вместе с Сюзанной Рудер, доктором наук, профессором химического факультета.

Программа «Практика и перспективы в области нанонауки и химической биологии» предложит студентам опыт, который объединяет практические занятия по конкретным методам исследования с мероприятиями, которые ставят исследования в контексте более широких целей современной науки и техники в области нанонауки и химической биологии.

Кроме того, он будет предлагать тренинги по этике, профессионализму и планированию карьеры в течение лета с еженедельными обеденными встречами, практическими занятиями и семинарами. Участники получат возможность посетить местное фармацевтическое предприятие и принять участие в фиктивных интервью и групповых дискуссиях с промышленными исследователями, знакомя их с различными аспектами реальных позиций в области химии.

Недавно отдел химии в Управлении математических и физических наук Национального научного фонда выделил гранту в размере 312 309 долл. США.

Цель состоит в том, чтобы привлечь внимание студентов из VCU, а также из региональных колледжей, где меньше возможностей для студентов бакалавриата. Кроме того, целью программы станут женщины и студенты из числа меньшинств.

Большой целью программы является то, что участники из исторически недостаточно представленных групп населения получат возможность изучить концепции нанонауки и химической биологии и вернут знания в свои учреждения, одновременно продвигая разнообразную научную рабочую силу.

Программа VCU станет частью программы NSF «Опыт исследований для студентов», которая поощряет участие студентов старших курсов в исследовательских областях, финансируемых Национальным научным фондом.

Участники будут заниматься исследовательскими проектами, которые включают анализ данных, компьютерное моделирование, химический синтез и т. Д.

Программа VCU будет проходить с 28 мая по по 9 августа по начиная с 2019 года и продолжаться до лета 2021 года. Участники получат стипендию в размере 5000 долларов США и программу оплатит жилье и дополнительные сборы. Он также заплатит за пять студентов, которые пойдут на национальные или региональные конференции Американского химического общества, чтобы представить свои исследовательские проекты для студентов.

Программа познакомит студентов с основами междисциплинарной концепции нанонауки и химической биологии через непосредственный опыт проведения исследований, предлагая им уникальную подготовку и специальные технические знания, которые обычно не получают в студенческих лабораториях.

Как исследовательский факультет, я очень взволнован возможностью рассказать студентам об исследованиях в области нанонауки и химической биологии и взволновал их огромными возможностями в обеих дисциплинах .

Индика У. Араччиге, доктор философии, доцент, кафедра химии, гуманитарный и естественный колледж, Университет Содружества Вирджинии

Source link

Gratomic выпустит новые высокоэффективные шины из графена

Gratomic Inc., компания по производству вертикально интегрированных графитов и графенов, рада объявить о разработке новых высокоэффективных шин Graphene с графитовым покрытием (GUET), сертификация и испытания на местности которых планируется завершить в 3 квартале 2019 года.

«Чисто с точки зрения спроса мы оказались на рынке, который представляет очень большую возможность для Gratomic. Проще говоря, наши клиенты хотят того, что у нас есть, высококачественный графен. Мало того, что шины Hybrid Graphene с улучшенной топливной экономичностью, но они также могут продемонстрировать лучшую управляемость и длительный срок службы », – прокомментировал председатель и со-генеральный директор Gratomic Шелдон Инвенташ. «Рынок шин GUET представляет собой очень большую вертикаль для Gratomic, которую Компания будет активно развивать в 2019 году и в последующий период».

Gratomic признает, что рынок автомобильных шин велик, и ожидается, что к 2022 году он увеличится до 2,5 миллиардов шин. Gratomic надеется проникнуть и разрушить традиционные средства производства шин, предоставляя графеновые шины GUET. На сегодняшний день мировой рынок шин признал, что использование графенов в протекторах, стенках и внутренней обшивке шин может сделать шины легче, обеспечить лучшее сцепление и снизить сопротивление качению до такой степени, которая невозможна при использовании существующих шинных составов. В среднем это потребует от 20 до 25 граммов графена на шину. Тем не менее, для промышленности согласованность спецификаций и масштабируемость поставок были ограничивающими факторами, и до настоящего времени были самыми большими препятствиями в коммерциализации графена.

Приписывая правильную комбинацию геологии на руднике и нашем технологическом партнере, Gratomic твердо верит, что может удовлетворить спрос на качественные графены, необходимые для того, что, по мнению компании, является растущим рыночным спросом на экономичную шину нового века. Gratomic уверена в своей способности поставлять конечные пользователи стабильное качество и количество графена.

Компания Gratomic смогла достичь этого благодаря уникальному соглашению о сотрудничестве с партнером по разработке Perpetuus Carbon Technologies, который в настоящее время ежемесячно поставляет значительное количество поверхностно-модифицированных графенов для шинной промышленности посредством своего запатентованного плазменного процесса.

Ян Уолтерс, директор – Perpetuus Carbon Technologies Limited заявил:

«В результате исследовательского анализа и характеристики Perpetuus сделан вывод о том, что графены, полученные из шахты Gratomic, являются очень рыхлыми, в большей степени, чем любой другой графит, проверенный для целей лабораториями Perpetuus. Освобожденные графены при функционализации продемонстрировали превосходную технологичность. Первоначальное применение в области конечного использования продемонстрировал превосходную пригодность для целого ряда продуктов. Наиболее примечательными являются отличные результаты, полученные при включении гибридных графенов в эластомеры для производства шин. Perpetuus надеется на сотрудничество с Gratomic для выпуска, вероятно, первой линейки графена. разрешено использование сверхэкономичных шин. "

Используя специальное оборудование для запатентованного плазменного метода Perpetuus. Послеплазменная обработка в гратоме дает графены (менее 10 слоев) высокой чистоты (СК 99,10%), полученные из шахты графита в Намибии.

Источник: https://thegraphenecouncil.site-ym.com/

Source link

Понимание адгезии в крошечных весах может иметь важные последствия для наноразмерной инженерии

Ученые из Университета Брауна обнаружили уникальный способ слипания вещей на крошечных уровнях, который может оказаться полезным при разработке микро- и наноразмерных устройств.

Как материал держится – В очень малых масштабах силы сцепления являются доминирующими. В исследовании, которое может быть полезным в наноразмерной инженерии, новое исследование показывает, как незначительные величины шероховатости поверхности могут влиять на липкость. (Фото предоставлено Kesari Lab / Brown University)

В последующих работах, последняя из которых была опубликована в Scientific Reports ученые демонстрируют, что крошечные различия в шероховатости поверхности могут привести к удивительным изменениям в способе прилипания двух поверхностей. друг другу. Документы показывают, что определенные уровни шероховатости могут вызывать различное воздействие на поверхности поверхностей в зависимости от того, находятся ли они друг против друга или раздвинуты.

Люди работали над адгезией более 100 лет, но ни одна из существующих теорий не уловила этого. В ходе этой работы мы показали экспериментально, что это действительно существует, и теперь у нас есть теоретическая основа, которая фиксирует это .

Вейлин Дэн, аспирант, Университет Брауна.

Дэн также является ведущим автором исследования.

По мнению исследователей, это хорошее понимание, которое может иметь значительные последствия для наноразмерной инженерии. В незначительных масштабах доминирует класс адгезивных сил, известных как силы Ван-дер-Ваальса. Следовательно, крайне важно получить глубокое понимание того, как эти силы работают.

На субмикронных масштабах силы адгезии становятся доминирующими, в то время как сила тяжести по сравнению с ними по существу бессмысленна. Вот почему мелкие насекомые, такие как мухи и муравьи, могут без проблем масштабировать стены и потолки. Таким образом, с практической точки зрения, если мы хотим разрабатывать в этих масштабах, нам нужна более полная теория о том, как силы адгезии деформируют и формируют поверхности материала, и в сочетании с шероховатостью поверхности влияют на то, как поверхности прилипают и скользят друг над другом .

Ханиш Кесари, доцент, Техническая школа, Университет Брауна.

Кесари курировал исследование. Это направление исследований началось 10 лет назад, когда Кесари проводил эксперименты по исследованию адгезии в небольших масштабах. « Эти эксперименты были самым элементарным способом изучения проблемы », – заявил Кесари. « Мы просто соединяем два тела вместе и снова разрываем их, измеряя силы между двумя поверхностями ».

Чтобы выполнить это на микроуровне, Кесари использовал устройство атомно-силового микроскопа (АСМ). АСМ чем-то напоминает миниатюрный проигрыватель. Кантилевер, включающий маленькую иглу, которая висит на одном конце, проведен по поверхности. Исследователи могут наметить физические особенности поверхности, оценивая степень, в которой кантилевер колеблется вверх и вниз. Кесари провел свои эксперименты, слегка изменив настройки. Игла была заменена им на крошечную стеклянную бусину, и он использовал консоль, чтобы просто опустить и поднять бусину, заставляя ее контактировать с подложкой, а затем снова и снова оттягивая ее. Подложка была сформирована из PDMS, мягкого полимерного материала, обычно используемого в микромасштабных инженерных системах. Усилия, оказываемые двумя поверхностями друг на друга, измерялись кантилевером.

Эксперименты показали, что когда ПДМС и борт были сближены или едва касались друг друга, между ними возникла сила притяжения. Когда они полностью соприкоснулись, и консоль продолжила толкать вниз, в силе произошел переворот – два твердых тела пытались оттолкнуть друг друга. Снова подняв консоль и раздвинув два твердых тела, сила притяжения вернулась к точке, где зазор был достаточно большим, чтобы сила полностью исчезла.

Эти результаты не были удивительными. Они соответствовали тому, как обычно считается, что адгезия работает. Интересная часть заключалась в следующем: существовала разница в величине силы притяжения между подложкой PDMS и валиком в зависимости от того, шел ли кантилевер вверх или спускался.

Это меня очень удивило. У вас точно такое же расстояние разнесения, но силы при загрузке различаются по сравнению с разгрузкой. В теоретической литературе не было ничего, что могло бы объяснить это .

Ханиш Кесари, доцент, Техническая школа, Университет Брауна.

Чтобы исключить мешающие факторы, такие как жидкостное всасывание между обеими поверхностями или какой-то вид разрыва полимеров PDMS, Кесари проводил эксперимент различными способами, которые несколько отличались. Как только он продемонстрировал, что обнаруженный им эффект не был артефактом какого-либо знакомого процесса, Кесари начал выяснять, что происходит.

Было найдено, что решение связано с шероховатостью поверхности – незначительными величинами шероховатости, которые будут тривиальными при больших масштабах в тех же материалах или в тех же масштабах в более жестких материалах. Кесари и его ученики намеревались разработать математическую модель влияния этой шероховатости на адгезию.

В общем, теория оценивает, что ударная вязкость интерфейса – атрибут, необходимый для разделения двух поверхностей – постоянно увеличивается с увеличением шероховатости до определенной точки. После этой пиковой точки шероховатости наблюдается быстрое падение вязкости.

« Эта всеобъемлющая теория помогает проверить, что то, что мы видели в наших экспериментах, было реальным », – заявил Кесари. « Теперь это также то, что может быть использовано в наноразмерной инженерии ».

Например, он сказал, что глубокое понимание адгезии полезно при разработке микроэлектромеханических систем – устройств, которые имеют микро- и наноразмерные движущиеся части. Если способ, которым крошечные части могут прилипнуть и открепиться, не учитывается должным образом, они могут легко растереть себя на куски. Еще одним применением может быть использование наноразмерного рисунка поверхностей. Было бы целесообразно использовать наноразмерные поверхности для создания солнечных панелей, которые противостоят скоплению пыли, что лишает их эффективности.

« Мы можем многое сделать, спроектировав микро- и наноразмеры », – заявил Кесари. « Но это поможет нам лучше понять физику, которая важна в этих масштабах

Национальный научный фонд (1562656) поддержал исследование.

Source link