Merepõhja rauaga rikastamine atmosfääris CO₂ hulga vähendamiseks võib kaasa tuua mürgise planktoni vohamise.

Kanada Lääne-Ontario ülikooli ökoloogi Charles Tricki juhitud töörühma leiud seavad kahtluse alla praeguste plaanide otstarbekuse süsihappegaasi tarbivate organismide kasvu kiirendamisest „See on tõsine näide sellest, et mil me arvame, et teame, mis keskkonnas toimub, me seda siiski tegelikult ei tea. Igas mastaapses läbi viidavas eksperimendis on mingisugune määramatus,“ ütles Trick.

Trick leidis oma kolleegidega Vaikse Ookeani põhjaosast, kus rauaga rikastamine läbi viidi, neurotoksiini domoic-hapet (C₁₅H₂₁NO₆ .) Laeval läbi viidud eksperimendid kinnitasid, et raua lisamine põhjustas piirkonnas mürgise planktonite perekonda kuuluva Pseudonitzchia vohamist.

Domoic-hape koguneb koorikloomadesse ning on neid söövate lindude ja imetajate jaoks mürgise toimega, põhjustades näiteks inimestel kooriklooma mürgitust. Nii sunnivad Pseudonitzchia puhangud USA läänerannikul sagedasti koorikloomade kasvatusi kevadel ja suvel oma uksi sulgema. Vetikaõitsemist uurivad teadlased arvates on domoic-hape põhjustanud ka merilõvide surma ning California hullunud lindude juhtumit 1961. aastal. (Sama juhtumit kasutas Alfred Hitchcock inspiratsiooniallikana kultusfilmis „Linnud.“)

Pseudonitchzia põhjustab neurotoksiinide teket. Pilt: B Bill / NOAA

Tricki töörühm kogus 2006. ja 2007. aastal mitmeid mereveeproove Lõuna-Alaska katsepaigast erinevatelt sügavustelt. Oma proovides leidsid nad domoic-happe jälgi, millest isoleerisid nad kaks Pseudonitzchia liiki. Seejärel kasvatasid nad planktonit uurimislaeva pardal olevates inkubaatorites, lisades mõningatesse rauda. Viimase tagajärjel suurenes planktonis mürgise toksiini hulk märgatavalt, mida võimendas veelgi vase lisamine. Antud tulemuste põhjal on Trick oma kolleegidega kindel, et massiline ookeanide rauaga rikastamine võib suurendada happe kontsentratsiooni nii palju, et mõjuda ranniku kalavarudele laastavalt.

David Caronit, Lõuna-California merebioloogi tulemused ei üllata: „Enamikes rauaga rikastamise eksperimentides kasvas Pseudonitzschia hulk. On üpris loomulik, et koos sellega leiad sa ka domoic-hapet.

Siiski ei kinnitanud kaks eelnevalt läbi viidud uuringut rauaga rikastatud piirkondades domoic-happe osakaalu kasvu. Tricki sõnul olid aga mõlemal uuringul oma metodoloogilised probleemid: „Neil ei olnud palju võimalusi selle kinnitamiseks, kuna planktoni rakud olid kahjustada saanud.“

Okeanograaf John Martin pakkus merevee rauaga rikastamise välja esmakordselt 1980-ndatel ühe võimaliku süsinikupüüdmise viisina. Alates sellest ajast on läbi viidud mitmeid eksperimente, mis kinnitasid teooriat, et raud põhjustab planktoni õitsengut, mis imeb atmosfäärist CO₂. Siiski on viimaste uuringute kohaselt meetodi efektiivsus väiksem, kui selle pooldajad väidavad

Sellest hoolimata on viimasel ajal tekkinud mitmeid firmasid, kes müüvad süsinikukrediite, pakkudes vastutasuks ookeanide rauaga väetamist. Üks firmadest, Planktos, lükkas 2008. aastal oma plaanid kindlasti edasi, ent teine – Climos, jääb veel mõtte suhtes äraootavale seisukohale. „Me peame veel õitsenguid, nii kuntslikke kui ka looduslikke veel lähemalt uurima, mis juhtudel domoic-hapet toodetakse.

Kuigi plaanitavad rauaga rikastamise piirkonnad asuvad kalavarudest kaugel, hoiatab Trick mürgise planktoni kandumise eest uutesse piirkondadesse näiteks kaubalaevade ballastitankides.

Allikas:

Nature

Carbon-capture scheme could cause toxic blooms

(artikkel on ligipääsetav piiratud aja, J.J.O)

Lisaks:

Raua külvamisest majanduslikel eesmärkidel

Assmy, P., Henjes, J., Klaas, C. & Smetacek, V. Deep-Sea Res. 54, 340-362 (2007). |

Marchetti, A. et al. J. Phycol. 44, 650-661 (2008). |

Martin, J. H., & Fitzwater, S. E. Nature 331, 341-343 (1988). |

Pollard, R. T. et al. Nature 457, 577-580 (2009). |

Grafeen on praktiliselt ideaalilähedane kahemõõtmeline juht, mis koosneb ühest lehekesest kuusnurkselt paiknevatest süsiniku aatomitest. Kasutades vesinik passiveerimist on võimalik grafeeni elektrilisi omadusi muuta, tekitades keelutsooni lokaalsete olekutiheduste vahele.

Aatomskaalas grafeen, millele on skaneeriva tunnelmikroskoobi ja vesinik passiveerimise abil kantud ,,muster''

Isoleeriv olek on ümberpööratav tänu vesiniku desorptsioonile, misläbi grafeeni esialgsed elektrilised omadused taastuvad.  Sellist mehhanismi kasutades on võimalik kanda grafeenile nanoskaalas ,,mustreid.” 20 nanomeetriste või suuremate alade puhul, kuhu sümbolid on kantud, on grafeeni esialgsed omadused 100-protsendiliselt taastatavad. Alla 20 nanomeetriste alade puhul võib elektriliste omaduste juures täheldada aga dramaatilisi erinevusi.

Sellisel pöörataval ning lokaalselt rakendataval meetodil on oluline tähendus rakendustele nanoskaalas vooluringides, mille tootmiseks on kasutatud grafeeni.

Lisaks:

Artikkel ajakirjas Nano Letters: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl902605t

Victor Aristov ja kolleegid rõhutavad, et grafeen võiks tulevikus asendada räni ülikiiretes arvutiprotsessorites ning muudes seadmetes. Grafeeni masstootmise takistuseks on aga praegused kohmakad ja kallid tootmismeetodid, mille tulemuseks on tööstusseadmetes kasutamiseks ebapraktiline halvakvaliteediline grafeen.

Grafeeni struktuur

Aristovi töörühm väidab olevat välja arendanud väga lihtsa protseduuri grafeeni odavaks tootmiseks. Artiklis on kirjeldatud kõrgekvaliteedilise grafeeni sadestamist tööstuses laialtlevinud ränikarbiidi plaadikestele, valmistades seega suurepäraste elektriliste omadustega materjali. See on suureks sammuks grafeeni tehnoloogiliste rakenduste suunas, sest see tootmisprotsess on rakendatav tööstuslikus masstootmises.

Rohkem informatsiooni:

Artikkel ajakirjas Nano Letters: “Graphene Synthesis on Cubic SiC/Si Wafers. Perspectives for Mass Production of Graphene-Based Electronic Devices”

http://pubs.acs.org/stoken/presspac/presspac/full/10.1021/nl904115h

Päikessüsteemi lähedusse sattuv täht Gliese 710 võib 1,5 miljoni aasta pärast häirida väliplaneetide orbiite ning saata Päikesesüsteemi keskosa suunas tapva komeetide ning asteroidide saju.

Kasutades Euroopa Kosmoseagentuuri Hipparcosi satelliidi andmeid hindas Peterburi Pulkovo Observatooriumi astronoom Vadim Bobylev Gliese 710 ja meie Päikesesüsteemi välisserva vahelise kokkupõrke tõenäosuseks 86%. Tema uurimus on ilmumisel ka ajakirjas Astronomy letters.

Gliese 710 võib häirida väliplaneetide tiirlemisorbiite. Allikas: ESO

Satelliidi andmete põhjal koostatud Hipparcosi kataloog sisaldab endas 100 000 meie lähiümbruses paikneva tähe täpset asukohta ning liikumiskiirust. Kataloogi kohaselt on juba 156 tähte Päikesesüsteemist möödunud või tulevikus möödumas. Statistiliselt leiavad sellised lähenemised aset iga 2 miljoni aasta tagant.

Hipparcosi andmeid kontrolliti ning kombineeriti uute tähekiiruste mõõtmistega 2007. aastal. Bobylev kasutas lisaks satelliidi andmetele aga veel mitut uuemat andmebaasi ning leidis lisaks veel 9 hulkuvat tähte, mis võivad Päikesesüsteemi mõjutada. Kui ta aga Gliese 710-le lähemalt pilgu heitis, oli ta aga šokeeritud.

„On 86% tõenäoline, et see läbib Päikesesüsteemi ümbritsevat külmunud komeetidest koosnevat Öpiku-Oorti Pilve. Kuigi poole parseki kaugusest möödumisest tingitud oht võib tunduda liialdusena, võivad sellel siiski olla tõsised tagajärjed. Selline möödumine võib saata Päikesesüsteemi komeetide saju, mis võib sundida meid veidi aega pead madalal hoidma,“ kirjutab Bobylev.

Dr Paul Dobbie Anglo Austraalia observatooriumist ütles, et meie Päiksesüsteemil on üle elanud juba mitmeid selliseid möödumisi. „See ei ole ainus külaline, mis on meie kanti sattunud. Umbes pool miljonit aastat tagasi möödus Gliese 208 Päikesest 4 valgusaasta kauguselt,“ väitis ta.

Kuigi see oli lähemal kui Päikese lähimad naabrid Alpha ja Proxima Centauri, oli see siiski piisavalt kaugel, et jätta Päikesesüsteem puutumata. Ent Dobbie kinnitab, et Gliese 710 ennustatud trajektoor on kindlasti meile lähemal. „Meie Päikesest mööduvad paari valgusaasta kaugusel veel mõningad objektid, ent mitte ükski nii lähedalt.“

Allikas:

ABC Science News

Rogue star in collision course

Lisaks:

Simulaator hulkuva tähe sattumisest Päikesesüsteemi

California, Zürichi ja Princetoni ülikooli füüsikute poolt läbi viidud rohkem kui 70 000 galaktikat hõlmav uurimus kinnitab, et vähemalt 3,5 miljardi valgusaasta raadiuses Maast kehtivad üldrelatiivsusteooria poolt seatud piirangud.

Analüüsides galaktikate kiirust ning paiknemist ja nende vahelise aine paigutust näitasid teadlased, et Einsteini teooria seletab lähiuniversumit paremini kui ükskõik mis teine alternatiivne gravitatsiooniteooria. See vihjab aga omakorda tumeaine eksisteerimisele. Seda kinnitab fakt, et galaktikad ja galaktikaparved liiguvad nagu mõjutaks neid mingisugune nähtamatu mass. Märkimisväärsena falsifisitseeriti ka tensor-vektor-skalaar (TeVeS) teooria, mis on üldrelatiivsusteooria kergelt modifitseeritud variant, et vältida tumeaine kaasamist. Samuti lähevad tulemused vastuollu ka eelmise aasta lõpus avaldatud uurimusega, et 8-11 miljardit aastat tagasi oli gravitatsiooni olemus teistsugune kui praegu.

„Kosmoloogilisele skaalale minemine on tore, kuna saame kontrollida ükskõik millist alternatiivset gravitatsiooniteooriat, kuna need peaksid kehtivuse korral vaatlusandmetega kokku minema. Alternatiivsed teooriad, mis tumeaine olemasolu ei ennusta, lähevad kogutud andmetega vastuollu.“ ütles uurimuse üks kaasautoreid Uros Seljak.

Einsteini üldrelatiivsusteooria kohaselt painutab gravitatsioon ruumi ja aega, mis tähendab, et valgus paindub suure massiga objektide, nagu galaktikate tuumade, lähedal. Teooriat on mitmeid kordi Päikesesüsteemi siseselt kinnitatud, ent galaktilises või kosmilises mastaabis on uurimused olnud veel ebaveenvad. „Üldrelatiivsusteooriat on galaktilises mastaabis kinnitatud mõningate ebatäpsete testidega, ent alternatiivsed teooriad lähevad katsetulemustega selgelt vastuollu,“ ütles Seljak.

Sellised testid on viimastel aastakümnetel oluliseks muutunud, kuna asjaolu, et suure osa universumist moodustab nähtamatu mass häirib siiani mõningaid teoreetikuid. Tumeenergia hülgamiseks on nad valmis minema isegi nii kaugele, et kahelda üldrelatiivsusteooria paikapidavuses. Nii väidab näiteks TeVeS, et gravitatsioonist põhjustatud kiirendus sõltub lisaks keha massile ka gravitatsiooni poolt põhjustatava kiirenduse väärtusest. Samasuguseid kõhklusi tekitab tumeenergia kontseptsioon, mis põhjustab universumi kiirenemist. Seetõttu arendati välja teisi teooriaid nagu dubleeritud f(R) teooria, mis seletab paisumist ilma tumeenergia kaasamiseta.

Sloani digitaalse taevauuringu galaktikate paiknemise kaart 7 miljardi valgusaasta ulatuses. Allikas: M. Blanton, Sloan Digital Sky Survey

Võistlevate teooriate kinnitamine või ümberlükkamine ei ole aga Seljaki sõnul kerge. Kosmoloogilised eksperimendid nagu kosmilise taustakiirguse mõõtmisega kaasneb tavaliselt ruumi võnkumiste mõõtmine. Gravitatsiooniteooriad aga ennustavad tiheduse ning kiiruse või gravitatsioonilise potentsiaali vahelist suhet. „Probleem on selles,et võnkumiste suurus ei ütle meile midagi kosmoloogiliste teooriate kohta. Meie rakendatud tehnika uudsus seisneb selles, et antud vaatlused ei tugine võnkumiste suurusele. Vaatlusandmete hulk on üldrelatiivsuse kontrollimiseks kui laetud relv,“ väitis Seljak

Kolm aastat tagasi soovitas Pengjie Zhangi juhitud astrofüüsikute töörühm Shanghai observatooriumist kasutada kosmoloogiliste mudelite kontrollimiseks dubleeritud EG-d. EG näitab, kuidas galaktikad paiknevad ning kui palju on nende asukoht ainet läbiva valguse paindumise tõttu moonutatud on. Protsessi nimetatakse nõrgaks fokuseerimiseks ning selle tõttu võivad ümmargused galaktikad näida ovaalsetena.

„Lihtsalt öeldes on EG proportsionaalne universumi keskmise tihedusega ning pöördvõrdeline universumi struktuuride moodustumise kiirusega. Antud kombinatsioon jätab kõrvale võnkumiste suuruse ja seega keskendub antud kombinatsioonile, mis on üldrelatiivsuse modifikatsioonide kontrollimiseks ülioluline,“ ütles Seljak

Kasutades rohkem kui 70 000 kauge punase galaktika andmeid Sloani digitaalsest taevauuringust arvutasid Seljak ning tema kolleegid EG suuruse ning võrdlesid seda TeVeS-i, f(R)-i ning praeguse üldrelatiivsusteooria ja külma tumeaine/tumeenergia kombineeritud mudeliga. TeVeS-i ennustused olid lubatud veapiiridest väljaspool, mil üldrelatiivsusteooria oli tegelike andmetega kooskõlas. f(R)i poolt ennustatud EG oli mõnevõrra väiksem kui vaadeldud EG, ent siiski lubatud veapiirides.

Galaktikaparv Sloani digitaalsest taevauuringust, mis on vaid üks paljudest eredatest käesolevas uuringus kasutatud elliptilistest galaktikatest. Allikas: Sloan Digital Sky Survey

Vea vähendamiseks ning et kontrollida teooriaid, mis jätavad kõrvale tumeenergia kontseptsiooni, loodab Seljak oma analüüsi laiendada miljonite galaktikateni. Viimane saab võimalikuks, kui SDSS-III barüonite võnkumiste spektroskoopiline uuring (BOSS) umbes viie aasta pärast lõpetatakse. LBNL-i ja UC füüsikute poolt kavandatav uuring BigBoss vähendaks viga isegi 10 kordselt. Lisaks saab lisaandmeid plaanitavatelt NASA ühendatud tumeenergia missioonilt (JDEM) ning Euroopa Kosmoseagentuuri Eukleidese missioonilt umbes 10-15 aasta pärast. Siiski rõhutab Seljak, et antud eksperimendid ei ütle meile siiski midagi tumeaine või tumeeenergia olemuse kohta, mida saab kontrollida vaid otsese vaatluse alusel.

Allikas:

California ülikooli pressiteade

Study validates general relativity on cosmic scale, existence of dark matter
Lisaks:

Tumeenergia paradigma vahetus

Washingtoni ülikooli uurimus heidab valgust kääbusgalaktikate kujunemisele

Alates1993. aastast  tähistatakse 22. märtsil maailma veepäeva. Tegemist on 1992. a Rio de Janeiros toimunud ÜRO Keskkonna-ja arengukonverentsi initsiatiiviga, et juhtida avalikkuse tähelepanu kvaliteetse joogivee nappuse probleemile maailmas, teadvustada veevarude kaitsmise vajadust ning innustada valitsusi, kodanikeühendusi ja erasektorit tegema ühiseid jõupingutusi veevarude säilitamiseks.

GLOBE programm julgustab kõiki koole osa võtma Maailma Veepäeva üritustest. GLOBE World Water Day üritused keskenduvad eelkõige vee kvaliteedi mõõtmistele 22. märtsil ja sellele järgneval nädalal. Põhiliselt palutakse teha vee pH-mõõtmisi, kuid ühtlasi võiks teostada ka muid hüdroloogiamõõtmisi. Lisaks mõõtmistele on päev heaks võimaluseks näidata GLOBE-programmi üldhariduslikku võimekust, suurendades laste teadmisi terendavast Maa puhta vee kriisist.

Täpsemat infot:

http://www.globe.gov/content/event/WWD10

http://www.worldwaterday2010.info/

MIT teadlaste töörühm on avastanud uue nähtuse, mis põhjustab energiarikaste lainete läbi süsiniknanotorude liikumisel elektrivoolu tekke, mis võib viia uue elektritootmisviisini.

Avastatud fenomeni võiks võrrelda ookeani poolt kantavate triivpuudega, mööda mikroskoopilist juhet liikuv soojusenergialaine põhjustab analoogselt elektronide liikuma hakkamise, tekitades sellega elektrivoolu. Protsessi kriitiliseks komponendiks on aga süsiniknanotorud, mis on seest õõnsad ning pelgalt mõne nanomeetrise läbimõõduga süsinikaatomite poolt moodustatavad struktuurid. Viimased on olnud viimasel kahel aastakümnel koos grafeeni ning jalgpallilaadsete fullereeni molekulidega materjaliteaduses toimuva uurimistöö fookuseks. Ajakirjas Nature Materials 7.märtsil ilmunud artikli vanemautor Michael Strano sõnul avab aga termoelektrilaineteks nimetatav nähtus tee uue energiaalase arendusstöö tegemiseks

Läbi viidud eksperimentides kaeti elektrit ning soojusenergiat juhtivad nanotorud kergesti põleva kütusega, mis toodab lagunedes energiat. Kütuse süütamisel laseri või kõrgepinge sädemega tekkis nanotorudes kiiresti liikuv soojuslaine, mis liigub süsiniknanotorude eriomaduste tõttu selles tuhandeid kordi kiiremini kui kütuses endas. Põlemistemperatuuriga 3000 kelvinit liikus soojusesõõr 10 000 korda kiiremini kui harilik keemiline reaktsioon, lisaks põhjustas liikuv sõõr teadlasi hämmastaval kombel ka elektronide liikuma hakkamise.

Süsiniknanotorud võivad pakkuda uut viisi soojusest elektritootmiseks. Allikas: Christine Daniloff

„Süütelaineid,“ nagu mööda traati liikuvad soojuslained, on matemaatiliselt õpitud juba üle 100 aasta. Siiski oli Strano esimene, kes ennustas selliste lainete juhtimist nanotorudega, samuti tekitatavat elektrivoolu. Töörühma esimestes eksperimentides olid teadlased äärmiselt üllatunud nähes, kui suure voolu kütuse põlemine reaalsuses põhjustab. Pärast mõningast arendustööd suutsid süsiniknanotorud proportsionaalselt välja anda umbes 100 korda rohkem energiat kui liitiumioon patarei. Kuigi mõningates pooljuhtides tekib neid soojendades elektriline potentsiaal (Seedbeck’i efekt, J.J.O.,) on see süsinikus äärmiselt väike.

Viimase põhjal arvab Strano, et antud nähtuses toimub midagi muud, kutsudes protsessi elektronresonantsiks (elektron entraiment,) kuna elektrivoolu suurus tundub olevat proportsionaalne lainekiirusega. Soojuslaine paistab elektrilaengu kandjaid – elektrone või elektroniauke – harmooniliselt võnkuma panema, täpselt nagu ookeanilained kannavad oma pinnal edasi rususid. Strano sõnul on äärmiselt tõenäoline, et viimane vastutabki süsteemis tekkiva kõrgepinge tekkimise eest.

Kuna tegu on siiski uue avastusega, on äärmiselt raske ennustada, mis selle praktilisteks kasutusaladeks saavad. Siiski annab Strano aimu äärmiselt väikeste elektroonikaseadmete tootmisest, mis võivad olla sama suured kui riisiterad. Organismi süstides võiks neid kasutada kui sensoreid või raviseadmeid, keskkonnauuringutes võiks see viia tolmuna atmosfääri pihustavate keskkonnavaatlusseadmetena.

Teoreetiliselt võivad sellised seadmed oma energiat igavesti talletada, kuni neid lõpuks kasutatakse. Praeguste patareide puuduseks on see, et neist lekib pidevalt energiat ka neid reaalselt kasutamata. Lisaks, kuigi nanojuhtmed on väiksed, saaks neist suuremaid süsteeme konstrueerida seadmeid, mis annavad ka rohkem energiat.

Järgmise sammuna plaanivad uurijad katsetada oma teooria teist külge – kasutades lagunemisreaktsioonis erinevaid materjale, võib hakata lainefront teoreetiliselt võnkuma, põhjustades seega alalisvoolu tekke. See omakorda avaks tööpõhimõtte praktikasse viimiseks uusi võimalusi, kuna vahelduvvoolu kasutakse näiteks raadiolainete tekitamiseks. Praegusel hetkel on aga kõik energiatalletusseadmed alalisvoolu tootvad. Samuti plaanitakse tegeleda praeguse süsiniknanotorudesüsteemi efektiivsuse tõstmisega, kuna suur osa energiast vabaneb hetkel soojuse ja valgusena.

Allikas:

MIT: “Big power from tiny wires”

Selle avastamisest  saadik on grafeen jätkuvalt huvi äratanud. Mitmel erineval viisil grafiidist saadav grafeen on moodustatud ühest kihist kuusnurkselt paiknevatest süsiniku aatomitest. Oma ehituse tõttu pakub grafeen kõige rohkem huvi just nanostruktuuride vallas. Lisaks grafeeni tänu selle elektrilistele ja optilistele omadustele võimalik kasutada alternatiivina muudele materjalidele nii elektroonikas kui ka sensorites. Räägitakse ka grafeeni kasutamise võimalustest energiaga seotud rakendustes. Grafeenlehti erinevail viisidel kombineerides on võimalik muuta selle omadusi ning panna see täitma erinevaid funktsioone.

Kahjuks on grafeeni valmistamine aga keeruline protsess. Samuti on siiani olnud mõneti keeruline ka grafeeni kihtide paksuse kontrolli all hoidmine. Lahenduseks sellele probleemile on välja mõelnud grupp teadlasti California ülikoolist  Berkeley’s. Vastav artikkel “Metal-catalyzed crystallization of amorphous carbon to graphene” ilmus ajakirjas Applied Physics Letters.

,,Valmistatava grafeeni paksuse kontrolli all hoidmine on väga tähtis,” sõnas Ali Javey, selle projekti juht. ,,Meie lähenemine seisneb mittekristalse süsiniku  muutmises kristalseks grafeeniks. Me leidsime, et kontrollides esialgse amorfse süsiniku paksust on võimalik kontrollida ka kristalse grafeeni paksust. Tänu meie protsessile on võimalik paremini kindlustada saadava grafeeni omadusi, ning see on erinevate rakendustega seoses väga vajalik.”

Javey ja tema töörühm kasutasid senisest grafeeni valmistamise meetodist erinevat viisi. ,,Suuremas osas on kasutatud keemilise sadestamise protsessi,” seletab ta. ,,Substraadil on katalüütiline kiht ning kuumutamise ajal lastakse kambrisse süsinikku sisaldavat gaasi nii, et süsinik sadestub. Et  see pole aga kinnine protsess, tõmbub ligi pea lõpmatu arv keskkonnas leiduvaid süsiniku aatomeid. Seetõttu ongi raske kontrollida saadavate süsiniku kihtide arvu.”

Võti kontrolli saavutamiseks seisneb sellise keskkonna loomises, kus süsiniku aatomite arv oleks piiratud. ,,Oma protsessis kasutasime me tahket süsinikuallikat, mis sadestatakse substraadile lõpliku paksusega kihina. Sinna peale asetatakse katalüütiline kiht. Kuna kontrolli all on juba esialgse süsiniku kihi paksus on võimalik kontrollida ka saadavate kihtide arvu,” seletab Javey.

,,See on tähtis kuna süsinikukihi paksus mõjutab otseselt grafeeni elektrilisi, optilisi ja mehaanilisi omadusi. Suutlikkus kontrollida grafeenikihte lubab toota grafeeni erinevateks otstarveteks, mis aga suurendab grafeeni kasutusvõimalusi üleüldises skaalas,” lisab ta.

Järgmiseks sammuks on teha kindlaks kas sel viisil ning keemilisel sadestamisel saadud grafeeni kvaliteedid ühtivad. ,,See on igatahes paljulubav,” on Javey kindel. ,,Võrdlemiseks kasutasime Ramani spektroskoopiat ning sellest selgus et kvaliteet on hea. Kvaliteedi veel paremaks hindamiseks valmistume lisaks läbi viima ka elektrilist analüüsi.”

Javey loodab, et tulevikus võimaldab selline meetod grafeeni laialdasemat kasutust. ,,Grafeenile on mitmeid rakendusi, kuid mõistes selle olemust  paremini on meil võimalus sellest veel rohkem kasu saada.”

Töörühma teisteks liikmeteks olid Roya Maboudian ning tema kolleegid Berkeley ülikoolist.

Lisaks:

Artikkel ajakirjas Applied Physics Letters: http://link.aip.org/link/?APPLAB/96/063110/1

Artikkel lehel Physorg.com: http://www.physorg.com/news186755474.html

Valminud on Teadusbussi Astronoomia ja Kosmose teemalist etendust tutvustav filmiklipp. Vaadake ise järgi!

Teadusbuss ja Kosmos

Teadlased on hiljuti teinud edusamme kõndimisest, hingamisest ja muudest loomulikest kehalistest liigutustest energia ammutamisel, et varustada energiaga näiteks mobiiltelefone ja südamestimulaatoreid. Ajakirjas Nano Letters ilmunud artiklis seletatakse painduvate, elusorganismis kohanduvate kummikilede väljatöötamist, mida saab kasutada siiratud või kaasaskantava energiatootjana. Näiteks saab materjali kasutada energia ammutamiseks  kopsude liikumisest hingamisel ning kasutada seda südamestimulaatori tööshoidmiseks, välistades seega patarei vahetamiseks tehtavate korduvate kirurgiliste operatsioonide vajaduse.

,,Piesokumm," pilt: Frank Wojciechowski

Michael McAlpine ja kolleegid juhtivad tähelepanud faktile, et paljukasutatavad käepärased elektroonilised seadmed kasutavad üha vähem ja vähem energiat. See avab aga võimaluse täiendada patareilt saadavat energiat keha liigutustest saadavaga. Parimaks kandidaadiks on nii-öelda ,,piesoelektrilised” materjalid , sest painutades või rõhudes on need võimelised tootma elektrienergiat. Piesoelektriliste materjalide tootmiseks on aga vaja üle 530-kraadiseid temperatuure, mis teeb keeruliseks nende kombineerimise kummiga.

Nüüd on aga teadlased välja mõelnud uue meetodi, mis need tootmisprobleemid lahendab. Tänu sellele meetodile oli võimalik asetada üliväikesed(iga haru on umbes 1/50000-ndik inimjuukse laiusest) plii-tsirkonaat-titanaat(PZT) ribad painduvatele silikoonribadele. PZT on üks kõige efektiivseimaid piesoelektrilisi materjale, mis siiani välja töötatud. See on võimeline muundama 80% mehaanilisest energiast elektrienergiaks. Lõpptulemuseks saadi üliõhuke kile, mida teadlased ise nimetavad ,,piesokummiks” ning mis paistab olevat suurepärane kandidaat kehaliigutustest energia ammutamiseks.

Lisaks: http://www.physorg.com/news186246669.html

Teadusartikkel: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl903377u