Maailmas kõige kiiremini kasvava energiatehnoloogiana on päikeseenergial üha suurem osakaal maailma energiatööstusest. Hetkel valmistatakse enamik kaubanduslikke fotoelemente erinevatest pooljuhtmaterjalidest. Viimase paari aasta jooksul on teadlased aga uurinud mil moel suudaksid pooljuht-nanostruktuurid tõsta päikeseelementide efektiivsust ning uuendada tervet päikeseenergia tööstust. Kui palju nanoteadus reaalselt päikeseelemente parandada suudaks? Selle suhtes on olnud palju vastakaid arvamusi, kuid hiljutine uurimustöö, […]
Aine purskub supernoova plahvatusel välja asümmeetriliselt
Euroopa teadlastest koosnev töörühm sai hakkama millegi ennenägematuga – kolmedimensionaalse kujutise loomisega supernoova sisemistest kihtidest välja pursatavast ainest. Teadlased avastasid turbulentse keskkonna, kust tähematerjal purskub välja erakordselt asümmeetriliselt. Uurimisobjektiks on Supernoova 1987A (SN 1987A), mis asub Suures Magalhãesi Tähepilves. Kuna see asub Linnuteele üpriski lähedal, on SN 1987A põhjustanud teaduslikku huvi juba selle esmailmumisel 1987 aastal. See on olnud […]
Jahedam elu linnas
Suvi linnas võib olla lämmatav, seda eelkõige kuuma asfaldi ja umbset õhku puhuvate konditsioneeride tõttu. Siiski on õigete pindmaterjalide ja taimestikuga võimalik keskkonda jahutada, tehes elu ka odavamaks ja rohelisemaks, väidab Roland Ennos. Paljudele tähendab täiuslik suvi liivasel rannal varbaidpidi vees sulistamist, pargis jäätist limpsides jalutamist või jääkülma õlle lahtikorkimist, nuusutades õhus olevat grill-liha lõhna. Kuid […]
ExoMarsi seadmed välja valitud
Kas Marsil on elu? Sellele küsimusele võime me vastuse saada tänu viiele teadusaparaadile, mis valiti hiljuti välja 2016. aastal startiva ExoMarsi missiooni jaoks. Euroopa Kosmoseagentuuri ESA ning NASA ühisettevõtmine Exobiology on Mars, lühidalt ExoMars, sisaldab ka vähemalt kahte missiooni planeedi pinnale. Viis teaduslikku aparaati valiti välja 19 ettepaneku seast ning nende hulgas on kolm erinevat […]
Ränist komposiitmaterjal sulab tagurpidi
Teadlased Massachusettsi Tehnoloogiainstituudist avastasid hiljuti, et arvutikiipides ja päikeseelementides kasutatav räni sulab ‘tagurpidi’, kui see sisaldab suures koguses teatud metalle. Ränist, vasest, niklist ning rauast valmistatud komposiitmaterjal ‘sulab'(muutub tahkest ainest vedela ja tahke aine seguks) temperatuuri langemisel alla 900 kraadi Celsiuse järgi, puhas räni ise sulab aga 1414 kraadi Celsiuse juures. Madalamate temperatuuride tõttu saab materjali […]
Efektiivsemad päikeseelemendid valmivad seleenist
Teadusajakirjas Applied Physics Letters ilmunud artiklis kirjeldavad Lawrence Berkeley Laboratooriumi teadlased päikeseenergia ammutamist seleeni sisaldavate oksiidmaterjalide abil. Teadlased sidusid seleeni tsinkoksiidiga ning leidsid, et vaid 9-protsendilise seleenisisaldusega oksiidmaterjal suurendab drastiliselt materjali valgusneelamise efektiivsust. ,,Teadlased uurivad võimalikke viise nii päikeseelementide odavamaks kui ka efektiivseks tegemise jaoks, meie saadud tulemused on vastuseks mõlemale probleemile,” sõnas Marie Mayer, […]
Born’i postulaadi kehtivus kinnitati viimaks ka eksperimentaalselt
Austria ja Kanada kvantfüüsikud välistasid hiljuti eksperimentaalselt kõrgemat järku interferentsi olemasolu ning kinnitasid seega ühe kvantfüüsika põhiaksioomi – Borni postulaadi – kehtivuse. Borni postulaat on üks kvantmehaanika võtmeseadusi ning näeb ette, et interferents tekib tõenäosuste paaridena. Kõrgemat järku interferentside teke on välistatud. Siiani ei olnud seaduse kehtivust aga eksperimentaalselt tõestatud, mistõttu professor Gregor Weihsi juhitud uurimisgrupp Innsbrucki ning Waterloo […]
NASA teleskoop kinnitas C60-fullereenide olemasolu kosmoses
NASA Spitzeri Kosmoseteleskoobil töötavad teadlased avastasid esmakordselt C60-fullereeni ehk nn. buckyball’i molekulid kosmoses. Buckyballid on jalgpallikujulised molekulid, mida esimest korda nähti laboratooriumitingimustes 25 aasta eest. Samuti leidsid teadlased väljavenitatuma kujuga c70-fullereeni molekule. Buckyballide olemasolu kosmoses ennustati juba varem, kuid siiani pole suudetud neid otseselt tabada. ,,Meie leitud molekulid on nüüd avakosmose suurimad,” sõnas astronoom Jan Cami […]
Uus valmistusmeetod tekitab grafeenis keelutsooni
Šveitsi ja Saksa teadlased töötasid välja uue viisi tootmaks eriti peenikesi spetsiifiliste mõõtmete ja keelutsooniga grafeenribasid. Ülioluline on aga, et ribade ääred on siledad, ilma milleta grafeeni kasutamine elektrooniliste seadmete valmistamisel võimalik pole. Siiani on grafeenribasid valmistatud nn. ülevalt-alla meetoditel, näiteks ribade lõikamisel suurematest grafeenplaatidest või süsinik-nanotorude avamisel. Sellistel meetoditel saadud nanoribad on aga võrdlemisi laiad(üle […]
Uuendatud gravitatsiooniteooria ei kinnita Suure Paugu toimumist
Suure Paugu teooria on vorminud meie arusaamist Universumi tekkeloost alates selle väljakäimisest 1927. aastal Georges Lemaitre’ poolt. Teooriat toetavad kõik teadlaste viimasel ajal tehtud vaatlused ja eksperimendid ning see põhineb Einsteini üldtunnustatud üldrelatiivsusteoorial. Siiski otsitakse pidevalt ka tõendeid Suure Paugu alternatiivide kehtivuse kohta. Viimased uudised sellet alalt tulevad astrofüüsikutelt Maximo Banadoselt ning Pedro Ferreiralt, kes taaselustasid 20 […]
Ainult Päikese jõul liikuv kosmoselaev IKAROS osutus edukaks
Jaapani kosmoseagentuuri JAXA kosmoselaev IKAROS liigub ametlike andmete järgi läbi kosmoseavaruste kasutades selleks ainult päikeseenergiat. Pärast edukat starti 21. mail avanes masina ligi 280 ruutmeetrine purje ilma tõrgeteta ning hiljuti sai kinnitust väide, et IKAROS kihutab läbi kosmose ainult Päikese jõul. Teadlased kontrollivad pidevalt masina kiirust purje nurga muutmise ajal, mis suurendab või vähendab päikeseelementideni jõudva […]
Grafeeni abil saab vedelikest arseeni eraldada
Lõuna-Korea teadlased leidsid imematerjal grafeenile veel ühe kasutusviisi. Redutseeritud grafeenoksiidist(RGO) ja magnetiidist valmistatud komposiitmaterjali abil on saab joogiveest arseeni eemaldada. Vedeliku puhastamiseks lisatakse vette magnetiit-RGO komposiitmaterjali, kus see arseeni endasse imab. Seejärel eemaldatakse komposiit veest kiiresti ja efektiivselt püsimagneti abil, kirjutab physicsworld.com. Arseen on üks kõige kantserogeensemaid elemente üldse ning sellega mürgitatud joogivesi on igapäevane oht […]
Elektroonilised kiud kantavates elektroonikaseadmetes
Kantavatele arvutusseadmetele ollakse jälle samm lähemal, seda tänu Hiina Huazongi Teaduse ja Tehnoloogia Ülikoolile. Kiud on tegelikult pisike kondensaator, mis on painduvale riidekiule peale venitatud ning mida saab riide sisse pikkida. Tavalist rulli keeratud kondensaatorit kuumutades ja läbi ava surudes valmistas professor Jian Feng Gu töörühm pehme, painduva kiu, mille diameeter jääb 0,5 ja 1 millimeetri […]
Nanogeneraatorid energiatehnoloogiates
Teadusajakirjas Nano Letters ilmus hiljuti artikkel, mis kirjeldas Stevens’i Tehnoloogiainstituudi professori Dr. Yong Shi välja töötatud nanogeneraatoreid. Dr. Shi töö keskendus miniatuursetele energiaammutamise tehnoloogiatele, millede abil saaks tulevikus töös hoida juhtmeta, kaasaskantavaid ning painduvaid elektroonikaseadmeid ja samuti siiratavaid biosensoreid. Generaatorid põhineksid piesoelektriliste nanojuhtmete ja nanokiudude tehnoloogiale, mis varustaksid seadmeid energiaga muundades mehaanilise energia elektrienergiaks. Dr. […]
Ülikiire elektriauto laadija saavutab 50% kõigest kolme minutiga
Jaapani firma JFE Engineering töötas välja ülikiire elektriauto laadija, millega laadides saavutatakse 50% kõigest kolme minutiga. Viie minutiga saab laetud juba 70%. Võrdluseks võib tuua, et teised kiirlaadijad saavutavad 80%-se laetuse 30 minutiga ning standardsed laadijad vajavad täielikuks laadimiseks lausa tervet ööd. Seesugune seade on ideaalne kaupluste juures kasutamiseks, kus autojuhid saaksid oma auto kiiresti ära […]
Efektiivne valguse jõul töötav nanomootor
Teadlased Lawrence Berkeley Laboratooriumist ning California Ülikoolist valmistasid uue nanomõõtmetega mootori, mis suudab ringi ajada endast ligi 4000 korda suuremat ketast. Mootorit hoiab töös nn. plasmooniline efekt, ning seadet saaks kasutada üliväikeste objektide, näiteks DNA, manipuleerimiseks või nanoelektromehaaniliste masinate toitmiseks. Oma 100 nanomeetrise läbimõõduga näeb mootor välja justkui pisike tuuleveski, mistõttu teadlased seda ‘valgusveskiks’ kutsuvad. […]
Ülikõrgel rõhul valmistatud supermaterjal
Ülikõrge rõhu abil valmistasid Washingtoni Osariigi Ülikooli teadlased kompaktse, varemtundmatu materjali, millesse saab salvestada suuri energiakoguseid. ,,See on kõige kodenseeritum energiasalvestamise viis väljaspool tuumaenergiat,” sõnas Choong-Shik Yoo, WSU keemiaprofessor ning artikli üks peaautoreid. Vastav artikkel ilmus ajakirjas Nature Chemistry. Uurimus ise põhineb lihtsal teadusel, kuid Yoo sõnul näitab see mehaanilise energia salvestamise võimalikkust keemilise energiana […]
Hübriid-päikesepaneelide abil saab nii elektrit kui ka sooja vett
Päikesepaneelidel on üks suur viga: mida kuumemaks need lähevad, seda vähem efektiivsed nad on. Objekti jaoks, mis pidevalt päikese käes on, on see suureks puuduseks. Kuumad päikesepaneelid toodavad jahedamast tunduvalt vähem elektrit. Fotogalvaanilistest elementidest koosnev päikesepaneel kaotab umbes 0,5% efektiivsust iga Kelvini kohta. Selle probleemi lahendamiseks hakkas Türgi päikesepaneelide tootja Solimpeks valmistama hübriid-päikesepaneele, mis toodavad […]
Uus satelliit jälgimaks Maa orbiidil tiirlevat prahti ja teisi satelliite
Uus Ameerika Ühendriikide Õhujõudude satelliit hakkab edastama andmeid sadade satelliitide ning tuhandete kosmoseprahi tükkide asukohtadest, milledel potentsiaalne oht põrgata kokku Maa orbiidil tiirlevate seadmetega. See saab olema esimene omataoline kosmoses asuv satelliit, mis edastaks andmeid ööpäevaringselt. Kõigi plaanide kohaselt lennutatakse Space-Based Space Surveillance satelliit Vandenbergi Õhujõudude baasist kosmosesse 8. juulil ning see hakkab ööpäevaringselt jälgima jätkuvalt suureneva tihedusega liiklust Maa […]
Grafeen 2.0: unikaalse materjali uus valmistusmeetod
Arizona Osariigi Ülikooli Biodisaini Instituudi teadlane Nongjian Tao töötas välja uue meetodi grafeeni valmistamiseks, mis aitab kaasa materjali kasutuselevõtule ülikiiretes elektroonikaseadmetes. Koostöös kaasteadlastega Saksamaa Max Plancki Instituudist, Utah ning Pekingi Tsinghua Ülikoolist valmistas Tao kolmeteistkümnest benseenrõngast koosneva grafeentransistori, vahendab physorg.com. Superbenseeni ehk koroneeni molekulis on elektrooniline keelutsoon täiustunud – omadus, tänu millele võib olla võimalik […]
Kuult leiti grafiiti
Pärast 40 aastat tagasi astronautide poolt Kuult toodud kivi taasuurimist leidsid teadlased jälgi grafiidi olemasolust Kuul. Teadlased leidsid Apollo 17 meeskonna poolt Mare Serenitatisest ehk Vaikuse Merest 1972. aastal toodud kivist ligi 70 väikest grafiitnõelakest. Grafiit pärineb ilmselt 3,8 miljardit aastat tagasi toimunud meteoriidipõrkest Kuul, ütlesid teadlased. Uus uurimus võib heita valgust kosmilistele protsessidele, mis aegade jooksul Kuud […]
Programmeeritav materjal muudab kuju
Harvardi ja MIT teadlased töötasid välja programmeeritava materjali, mis toetub iidsele origami kunstile ning muudab kuju. Töörühm demonstreeris materjali programmeeritavaks voltumiseks kutsutavad meetodid, kus õhuke omavahel ühendatud kolmnurksetest osadest koosnev leht suudab muuta oma kuju, murdes end kokku paadiks või lennukiks – seda ilma mingi abita. Ajakirjas Proceedings of the Nationdal Academy of Sciences(PNAS) ilmunud artiklis kirjutavad […]
Võimsamad Liitium-ioon akud tänu nanotorudele
Vastavalt MIT teadlastele saab süsinik-nanotorudest valmistada suurepäraseid elektroode liitium-ioon akude jaoks, seeläbi suureneks nende väljundvõimsus tavapäraste seadmetega võrreldes pea kümme korda. Väidetavalt oleks selle tehnoloogia abil võimalik vähendada kaasaskantavate seadmete akude mõõtmeid. Pikemas perspektiivis viiks see tehnoloogia kõrgekvaliteediliste akude kasutamiseni suuremates rakendustes, näiteks hübriid-elektriautodes ning masinatööstuses, vahendab physicsworld.com . Liitium-ioon akud koosnevad kahest elektroodist: negatiivsest anoodist ja positiivsest […]
LHC suurendas põrkuvate osakeste arvu rekordtulemuseni
Suure Hadronite Põrguti (Large Hadron Collider, LHC) teadlased astusid sammu lähemale Universumi saladuste avastamisele. Nimelt kahekordistas suurima energiaga osakestepõrguti maailmas ajaühikus asetleidvate põrgete arvu. Füüsiku Andrei Golutvini sõnul toimub LHCs praegu ligi 10 000 osakeste põrget sekundis. Teadlaste sõnul tähistab see sündmus LHC saamist maailma võimsamaks osakestepõrgutiks, kirjutab BBC. Viimaste kuude jooksul on LHC teadlased järk-järgult suurendanud prootonkiirte energiat […]
Teadlased on tunnistajaks tähe sünnile
Hiljuti olid teadlased tunnistajaks arvatavalt universumi noorima tähe sünnile. Olles tähetekke algfaasis, hakkas objekt just enda poole tõmbama ainet ümbritsevast gaasipilvest. Vastavasisuline artikkel ilmus viimases Astrophysical Journal‘i väljaandes. Uurimuse autorid leidsid objekti tänu Submillimeter Array’le Hawail ning Spitzer’i Kosmoseteleskoopidele. L1448-IRS2E nime all tuntud objekt asub Perseus’e tähetekke regioonis, meist ligi 800 valgusaasta kaugusel, kuid siiski Linnutee Galaktikas, kirjutab […]
MINOS’e eksperiment: neutriinodel ja antineutriinodel erinevad massid
Fermilab’i MINOS’e eksperimenti läbi viivad teadlased teatasid hiljuti üllatavatest tulemustest, mis võivad viidata neutriinode ning nende antiosakeste vahelistele fundamentaalsetele erinevustele. Kui järgnevad uurimused tulemusi kinnitavad, saavad teadlased rohkem infot ka aine ja antiane erinevuste kohta. MINOS’e eksperiment loodi uurimaks teooriat, mille kohaselt neutriinod saavad üksteiseks muunduda, protsess, mida tuntakse neutriino ostsillatsiooni nime all. Teooriat peeti alguses […]
Valmis efektiivseim päikesepaneel
Päikesepaneelide suurtootja Sanyo teatas hiljuti, et on hakkama saanud seni efektiivseima päikesepaneeli valmistamisega. Paneel kannab nime HIT-N230 ning see koosneb Intrinsic Thin-Layer(HIT) tüüpi heterosiirde päikeseelementidest. HIT seeria päikeseelemendid koosnevad üksikust õhukesest kristallilisest räniplaadikesest, mida ümbritsevad üliõhukesed amorfsed ränikihid. Selliseid elemente iseloomustab suur efektiivsus kõrgetel temperatuuridel ning suurem energiatootlikkus isegi kuumadel suvepäevadel. HIT seeria paneelide suur energiamuundamise efektiivsus […]
Teadlased vaatlesid esimest korda reaalajas grafeeni muutumist C60-fullereeniks
Läbistuselektronmikroskoopiat kasutades olid Hispaania, Saksamaa ning Suurbritannia teadlased esmatunnistajateks grafeenlehtede muundumisele sfäärilisteks fullereenideks, inglise keeles tuntud kui ka ‘buckyballs,’ Buckminster fullerenes, eesti keeles ka C-60 fullereenina. Usutavasti annab eksperiment ka uut informatsiooni C-60 fullereenide tekkeprotsessi kohta, mis on aatomskaalas siiani saladuseks. ,,See on esimene kord kui keegi on otseselt fullereeni tekkimist jälginud,” sõnas Andrei Khlobystov […]
Aatomjõumikroskoobi teraviku abil saab grafeen-nanojuhtmeid ‘kirjutada’
Ameerika Ühendriikide ning Prantsusmaa teadlased on välja töötanud uue lihtsa meetodid grafeenist vooluringide valmistamiseks. Protsess seisneb voolu juhtivate grafeen-nanojuhtmete ‘kirjutamises’ grafeenoksiidile, kasutades selleks imepisikest kuumutatud teravikku. Meetodi abil saaks edukalt valmistada ka painduvaid elektroonikaseadmeid, vahendab physicsworld.com. Grafeenipõhiste seadmete rakendamiseks toodete valmistamisel peavad teadlased enne välja töötama meetodid, mis lubaksid toota grafeen-vooluringe suures koguses, kasutades selleks […]
Teadlased valmistasid kunstliku ‘musta augu’
Hiina teadlased said edukalt hakkama elektromagnetilise mikrolaine sagedusi neelava seadme valmistamisega. Kuuekümnest kontsentrilisest metamaterjalidest rõngast koosnevast õhukesest silindrist valmistatud seade suudab neelata mikrolainekiirgust, seda on võrreldud ka astrofüüsikalise musta auguga. Ajakirja New Journal of Physics 3. juuni väljaandes ilmuv artikkel näitab, kuidas teadlased kasutasid ära metamaterjalide erilisi omadusi. Metamaterjalid on komposiitmaterjalid, mis suudavad painutada valgust ning […]
Vasest nanojuhtmete abil saab valmistada painduvaid ekraane ja päikeseelemente
Rühm Duke’i Ülikooli keemikuid täiustasid lihtsa meetodi pisikeste vasest nanojuhtmete valmistamiseks suures koguses. Odavad voolu juhtivad nanojuhtmed on piisavalt väikesed olemaks läbipaistvad, see aga teeb nad ideaalseks materjaliks õhukesetest kiledest päikeseelementide, lameekraan televiisorite ning arvutite ja painduvate displeide valmistamiseks. ,,Kujutage ette kasvõi kokkumurtavat iPad’i,” sõnas Benjamin Wiley, keemia abiprofessor Duke’is. Antud töörühma uurimus avaldati ajakirja Advanced Materials selle […]
Leiti vihjed elu olemasolust Saturni kuul
Hiljuti leidis kosmosesond Cassini kaks potentsiaalset vihjet elu olemasoluks Saturni kuul Titanil. Siiski peavad teadlased võimalikuks, et nende vihjete taga võivad olla ka mittebioloogilised keemilised reaktsioonid. Titanil on liiga külm, et selle pinnal saaks eksisteerida vedel vesi, kuid mitmed teadlased on osutanud, et kuu pinda palistavates vedela metaani- ja etaanijärvedes võib elutseda eksootilisi eluvorme. 2005. […]
Esimesed kujutised rasketest elektronidest
Kristalli elektronide asetuse ja vastastikmõju jälgimiseks loodud spetsiaalse mikroskoobi abil said teadlased hiljuti esimesed kujutised elektronidest, mil tundub teatud ekstreemsete tingimuste korral olevat erakordselt suur mass. See tehnika paljastab ebahariliku faasiülemineku põhjuse ühes kindlas materjalis ning avab ukse teistelegi nn. raskete fermionide omaduste ja funktsioonide uurimustöödele. Antud uurimus viidi läbi Brookhaveni Riiklikus Laboratooriumis, McMaster’i Ülikoolis ning […]
Lisandiga grafeen
Hiljuti avastatud ränipõhiste elektroonikaseadmete valmistamisel kasulik orgaaniline molekul võib olla kasutatav ka grafeenipõhiste seadmete väljatöötamisel. Max Plancki Metalliuuringute Instituudi teadlaste vastavasisuline artikkel ilmus Physical Review B 1. juuni väljaandes. Üliõhukest süsinikukihti, tuntud ka kui grafeeni, saaks tulevikus kasutada suure hulga väikesemõõtmeliste ja efektiivsete elektroonikaseadmete valmistamisel. Kuid kasuliku komponendi valmistamiseks tuleb räni või grafeeni elektrilisi omadusi kontrolli […]
Tsirkooniumoksiidist (ZrO2) mikrorullid – kas kõrgtehnoloogiline läbimurre?
Üks märkimisväärne tulemus, millega Tartu Füüsika Instituudi materjaliteadlased on viimasel ajal silma paistnud, on uudsete oksiidmaterjalist mikromõõdus rullide valmistamine sool-geel meetodil. Käesoleva kokkuvõtte autor, TÜ Füüsika Instituudi doktorant Sven Lange kaitseb 17.juunil sel teemal oma doktoritööd (Toim. A.Tamm). Sool-geel meetod kätkeb endas vajaliku keemilise koostisega meetaolise viskoosse metall-orgaanilise lähtematerjali mehaanilist vormimist ja sellele järgnevat keemilis-termilist […]
Lühikese elueaga tina on topeltmaagiline
Ameerika Ühendriikide ning Suurbritannia teadlased kinnitasid hiljuti, et lühiealine tina isotoop on eksklusiivse ‘kahekordselt maagiliste’ tuumade klubi uusim liige. See isotoop on neist jäigalt sfäärilistest tuumadest alles seitsmes, mille ‘maagilised’ omadused mõõtmiste kaudu kindlaks on tehtud. Antud eksperiment võib anda ka vihjeid raskete elementide tekkemehhanismide kohta massiivsete tähtede supernoovade plahvatustes. Juba kaua on teada olnud fakt, et prootonitel ja […]
Suhkruvatimasinast inspireeritud nanokiudude valmistamise meetod
Harvardi Ülikooli bioinsenerid töötasid välja uue, ülikiire tsentrifuugi ning suhkruvatimasina ristsugutiseks nimetatava praktilise tehnoloogia nanokiudude valmistamiseks. Peaautori Mohammad Reza Badrossamay artiklis olev viide laadaplatsil müüdava suhkruvati valmistamise masinale on tahtlik, sest nende seade sõna otseses mõttes keerutab, venitab ja tõukab pöörlevat trumlit ja düüsi kasutades väljapoole 100-nanomeetriseid polümeeripõhiseid kiude. Ajakirja Nano Letters veebiväljaandes ilmunud artikli kohaselt on […]
Ehituskivid uut sorti optiliste vooluringide valmistamiseks
Kujutage ette uusi, hämmastavate ja eksootiliste optiliste omadustega seadmeid, unikaalseid kogu maailmas – ja seda kõike lihtsalt mõne osakestest koosneva ainetilga aurustamisel pinnale. Valmistades vedelikust keemilisel teel nanosfääride klastreid Harvardi Ülikooli teadlased koostöös Rice’i ja Texase Ülikooli teadlastega just selliste seadmete valmistamisega hakkama saidki. Ajakirjas Science ilmunud artikkel nende uurimusega demonstreerib lihtsaid, skaleeritavaid, seadistatavate optiliste omadustega seadmeid, millede kasutusalad […]
Sidney Perkowitz: laserrelvadest Blu-rayni. Laseri 50 sünnipäev
,,Surmarelv!” ja ,,Kena idee, kuid mis sellest kasu on?” olid esimesteks reaktsioonideks laserite kohta. Praeguseks on laserid osa meie igapäevaelust, lihtsatest aparaatidest kuni popkultuurini välja. Enne kui pahatahtlik Empire filmist Star Wars Episode IV: A New Hope lasi tähelaeva Death Star’i laseriga õhku terve planeedi, olid laserid juba rohkem kui puhas fantaasia. Laserid muutsid juba siis meie […]
Üliõpilased genereerivad tuulevibratsioonidest energiat
Vibro-Wind Research Group töötab efektiivse ning odava meetodi kallal, mille eesmärgiks on muuta tuulevibratsioonid elektrienergiaks. Tuuline ilm paneb liiklusmärgid värisema ning puulehed võbelema. Just selliseid vibratsioone kasutabki ära Cornelli uurimisgrupp, muutes need elektrienergiaks uut moodi energialadustamissüsteemi jaoks. Frank Moon ‘i juhitud Vibro-Wind Research Group töötab välja efektiivset ning odavate hoolduskuludega tuulevibratsioonide elektrienergiaks muutmise meetodit. Teadlaste arvates asuksid […]
Grafaanil veel rohkemgi potentsiaali: kvanttäpid
Grafaan(ingl. keeles graphane, toim.) on praegu enimuuritav uus materjal kogu maailmas, vooluga on kaasa läinud ka Rice’i Ülikooli teadlased, kes on ehk sammu eeski. Rice’i ülikooli masinaehituse, materjaliteaduse ning keemia professori Boris Yakobsoni juhitud teadlased avastasid hiljuti, et eraldades kahedimensionaalselt grafaanlehelt kindlatest kohtadest vesinikuaatomeid, avanevad loomulikud puhta grafeeni alad, mis näevad välja ning ka käituvad kui kvanttäpid. Selline avastus […]
Tulevikus võib paberelektroonika seadmeid energiaga varustada paber-superkondensaator
Kõiki neid teadlaste poolt valmistatavate pabertransistoreid ning paberdispleisid on nüüd võimalik töös hoida samuti paberil asuva energiaallika abil, seda tänu uue paber-superkondensaatori väljatöötamisele. Stanfordi Ülikoolis konstrueeritud paber-superkondensaator on valmistatud spetsiaalselt töödeldud paberile prinditud süsinik-nanotorudest. Teadlased loodavad, et selline sisseehitatud disain viib tulevikus odavate, äravisatavate paberelektroonikaseadmete tootmiseni. Paber-superkondensaatori kõik vajalikud komponendid on paberilehele sisse ehitatud, seda ühe aatomkihiliste seinadega […]
Uus meetod galliumarseniidist päikeseelementide valmistamiseks
Uue, valgustundlike pooljuhtide valmistamiseks kasutatava ,,ülekande-printimise” meetodi abil oleks võimalik valmistada ka päikesepatareisid, pimedas nägemise kaameraid ning suurt hulka muid seadmeid ja seda kõike palju efektiivsemalt kui varem. Selline muutus võiks olla läbimurdeks päikeseenergia tööstuses. Teadlased Illinoisi Ülikoolist töötasid välja uue ning odavama meetodi mikrokiipide valmistamiseks galliumarseniidist(GaAs), valgustundlik sulamist valmistatud pooljuht. Galliumarseniid on päikesevalguse muutmisel valguseks ränist […]
Kriitilisest käitumisest grafeenis
,,Üks lootusi, mis inimestel grafeeni suhtes on, on selle kasutamine elektroonikaseadmetes. Selles nähakse potentsiaalset räni asemikku, seda just tänu selle unikaalsetele omadustele,” sõnas Herb Fertig. Grafeen on hea voolujuht ning seda on kerge jahutada, mistõttu oleks see ideaalne pidevalt vähenevate mõõtmetega elektroonikaseadmetes kasutamiseks. Siiski on teadlastel grafeeni omadustest veel palju teada saada, kaasa arvatud tähtis oskus elektronide voolu […]
Mitmekihiline grafeen püsib jahedana
Ameerika Ühendriikide teadlaste sõnul kahaneb materjali paksenemisel mitmekihilise grafeeni soojusjuhtivus. Vaatamata sellisele langusele on teadlased veendunud, et grafeen oleks väikeste elektrooniliste seadmete jahutamisel parem kui tavapärased vasest soojusjuhid. Samuti kinnitavad uurimustöö tulemused varasemaid uuringuid, mille kohaselt juhib grafeen soojust paremini kui ükski teine teadaolev materjal. 2008 aastal näitas Alexander Balandin koos oma kolleegidega California Ülikoolist, […]
Grafeentransistorid nanoseadmetes
Juba aastaid on teadlased uurinud süsinik-nanotorude ning grafeeni omadusi eesmärgiga kasutada neid nanoeletroonilistes seadmetes. ,,Grafeenil ning nanotorudel põhinevatel seadmetel ei ole praegu mingit masstoodangu rakendust,” sõnas Zhenxing Wang. ,,Nüüd on neil võimalus näidata, milleks nad suutelised on.” Wang on üks Pekingi Ülikooli Nanoseadmete Füüsika- ja Keemialaboratooriumi teadlasi. Koos Zhiyong Zhangi, Huilong Xu, Li Dingi, Sheng […]
Ränist nanoauk-päikeseelemendid
Taastuvate energiaallikate kasvava nõudluse tõttu on fotogalvaanilised päikeseelemendid viimase kümnendi jooksul suure arengu läbi teinud. Alates 2002. aastast on fotogalvaaniliste seadmete tootmine terves maailmas iga kahe aasta järel kahekordistunud, mitõttu on see maailmas kiireimini kasvav energiatehnoloogia. Siiski on fotogalvaaniliste seadmete energiamuundamise efektiivsus liiga madal, et konkureerida hinnalt fossiilkütustega, mistõttu pole seda laialdaselt edasiarendatud. Soovides seda muuta töötasid teadlased […]
Paberkujul päikesepatareid
Päikesepatareide materjalid muutuvad ühe õhemateks ja õhemateks. Hiljuti teatasid MIT (Massachusetts Institute of Technology, toim.) teadlased, et on välja töötanud uue meetodi, mille abil on võimalik päikeseelemente printida paberile. Seesuguse meetodi efektiivsus on kordades madalam kui teistel päikeseelementidel. Paberist päikesepatareide efektiivsus on ligikaudu 1,5 kuni 2 protsenti, tööstuslike räniplaatidest päikesepaneelide oma aga umbes 15 kuni […]
Teslast inspireeritud tuulegeneraator
Uue labadeta tuulegeneraatori, mille ainsaks pöörlevaks osaks on turbiin/kardaanvõll, välja töötanud Solar Aero teadlaste andmetel suudaks see toota energiat sama hinnaga kui seda teevad kivisüsi põletavad elektrijaamad. New Hampshire’is asuv firma patenteeris hiljuti Fulleri tuulegeneraatori, mis on edasiarendus Nikola Tesla 1913. aastal väljastatud patendile. Labadeta tuulegeneraator on täielikult suletud võrdlemisi väikesesse keresse. Selle asemel, et […]
Grafeen tugevamate ja purunemiskindlamate materjalide valmistamisel süsinik-nanotorudest etem
Kolm hiljutist Rensselaeri Polütehnilises Instituudis tehtud uurimustööd näitavad miks on grafeen praegustest nanomaterjalidest just parim materjal tugevdamaks sulameid kõiges: alates tuuleturbiinidest kuni lennukite tiibadeni välja. Grafeeni sisaldavad metallisulamid on võrreldes süsinik-nanotorusid või muid nanoosakesi sisaldavatest sulamitest tugevamad, jäigemad ning vähem altid murduma. See tähendab et grafeeni võimaldaks luua nanokomposiitmaterjalide järgmise generatsiooni. ,,Ma olen töötanud nanokomposiitmaterjalidega ligi 10 aastat ning materjali mehaaniliste […]
Uue plaatinaga teel odavamate, efektiivsemate küttekehade poole
Teadlased Houstoni Ülikoolist ning Energeetikaministeeriumi SLAC Riikliku Kiirendi Laboratooriumist viisid plaatina uuele kujule, mida saaks tulevikus kasutada odavamate ja efektiivsemate kütuseelementide valmistamisel. 25 aprillil ajakirjas Nature Chemistry ilmunud artiklis kirjeldatud protsess võimaldaks laialdasemat kasutust sellistele seadmetele mis toodavad vesiniku abil saastevaba energiat. ,,See on suur edusamm,” sõnas Anders Nilsson, teadlane Stanfordi Materjali- ja Energiateaduste Instituudis. ,,Kütuseelemendid […]
Jäädvustati esimesed pildid aatomi spinnidest
Paljud teadlased on arvamusel et spintroonika(spin transport elektroonika) kiirelt arenev tehnoloogia hakkab lähiajal kiiremate, väiksemate ja efektiivsemate arvutite ning tehnovidinate valmistamisel asendama tavapärast elektroonikat. Vaatamata sellele pole keegi siiani aga spinni, elektronide kvantmehaanilist omadust, tegelikkuses üksikus aatomis näinudki. Seda kuni siiani. Veebipõhises teadusajakirjas Nature Nanotechnology ilmunud artiklis esitlesid Ohio ning Hamburgi Ülikoolide teadlased esimesi pilte spinnist. Teadlased kasutasid mangaani plaadil oleva koobalti […]
Euroopa superteleskoobi tulevane asukoht teada
Euroopa Lõunaobservatooriumi(European Southern Observatory, ESO) planeeritava miljard krooni maksma mineva superteleskoobi tulevaseks asupaigaks valiti ala Cerro Armazoneses Tšiilis. Euroopa Eriti Suure Teleskoobi(Extremely Large Telescope, E-ELT) asupaik valiti teisipäeval välja viie valiku seast, kaotajateks jäid veel 3 kohta Tšiilis ning üks La Palmas Kanaari saartel. Cerro Armazones, mis asub umbes 20km kaugusel ESO praegusest Paranal Observatooriumist, valiti välja […]
Mida on näha grafeeni sees?
USA teadlased Georgia Tehnikainstituudist ning Rahvuslikust Standardite ja Tehnoloogia Instituudist näitasid hiljuti et moiré mustrit, interferentskujutist, mis ilmub kahe või enama kihi üksteisele viltusel asetamisel, on võimalik kasutada teada saamaks kuidas grafeeni kihid üksteisele on asetatud ning avastata survestatud alasid. Oskus teha kindlaks grafeenkihtide asetuse suund ning leida survekohad on kasulik mõistmaks grafeeni mitmikkihtide elektroonilisi omadusi ning elektronide liikuvust selles. […]
Grafeenist nanorullid
Kas grafeeni on võimalik painutada, väänata ja kokku rullida? UC San Diego ning Bostoni Ülikooli füüsikud väidavad et saab. Ajakirjas Physical Review B ilmunud artiklis väidavad teadlased et grafeeni soodumust iseenda külge kleepuda ning ,,nanorulle” moodustada on võimalik elektrostaatiliselt kontrolli all hoida, tänu millele saaks tulevikus valmistada terve hulga uusi seadmeid. Erinevalt süsinik-nanotorudest, uudsete omadustega puhta […]
Grafeen: milleks on konarused kasulikud
Hetkel on grafeen tõenäoliselt enim uuritav uus materjalisüsteem kogu maailmas. Selle hämmastavate mehaaniliste, keemiliste ning elektrooniliste omaduste tõttu oleks seda võimalik tulevikus rakendada paljudel aladel, näiteks mikroelektroonikas. Elektronidel on grafeenis eriti suur liikumisvabadus ning seetõttu võiks grafeen olla praegu kiirete arvutikiipide tootmisel kasutatava räni aseaineks. Teadusliku koostööna uurisid Hanoveri Leibnizi Ülikooli ning Füüsika-Tehnika Instituudi(Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) […]
Grafeen värvitundlikes päikeseelementides
Grafeenile harjaste lisamine võib olla võti odavate päikeseelementide efektiivsuse suurendamiseks. USA keemikud on välja töötanud uudse grafeenipõhise värvaine, mis käitub kui fotoelektronide allikas, muutes selle kasutuskõlblikuks värvitundlikes päikeseelementides(dye-sensitive solar cell ehk DSSC), odavaks alternatiiviks ränist elementidele. Värvitundlikud päikeseelemendid kasutavad footonitest energia ammutamiseks valgustundlikke lahuseid titaaniumdioksiidiga kaetud alusetel. Valgus ergastab värvaines olevaid elektrone ning need kõrge energiaga elektronid […]
Paindlik päikeseenergia on teel
Õige pea tootmisliinidele jõudvad kleebitavad päikeseelemendid võivad tuua suuri muutusi päikesevalgusest energia ammutamise ärisse. Päikesevalgusest ammutatud energia: helge tulevikulootus või petlik ootus? Päikeseenergiale leidub nii mitmeidki halvustajaid, kes pigem viimast arvaksid. Fotoelemendid on liiga kallid, nende valmistamiseks kulub suurel hulgal materjali ja energiat, ütlevad nad. Lisaks on need ka ebaefektiivsed, muutes vaid ligi 20 protsenti pealelangevast valgusest […]
Grafeenkilede tootmisprobleemi ületamine
Grafeen on potentsiaalne tuleviku elektroonikatööstuse superstaar. Tänu ebatavaliselt hästi liikuvatele elektronidele, mis suudavad materjali läbida pea valguse kiirusel – 100 korda kiiremini kui elektronid läbivad räni – saaks grafeeni kasutada ülikiiretes transistorites või arvuti mälukiipides. Grafeeni ebatavaline meekärje sarnane struktuur on väga painduv ning mehaaniliselt vastupidav, samuti on sel unikaalsed optilised omadused, mis teevad selle kasutatavaks […]
Grafeeni edusammud uue põlvkonna rakenduste suunas
Vaid aatomkihi paksune materjal grafeen säilitab oma hea soojusjuhtivuse ka substraadile kinnitatult – omadus, mille olemasolu on kriitilise tähtsusega, et muuta laborileiutised kasutuskõlblikuks komponendiks suure hulga nanoelektrooniliste seadmete jaoks. Ajakirja Science 9. aprilli numbris ilmunud artiklis teatab rühm insenere ning teoreetilisi füüsikuid Texase Ülikoolist, Bostoni kolledžist ning Prantsusmaa Aatomienergia Komisjonist, et üliõhuke grafeen juhib soojust rohkem […]
Uued teadmised grafeeni-metalli vastastikmõjudest
Hiljutise uurimistöö käigus leidsid teadlased Brookhaven National Laboratory’st mitmeid hämmastavaid detaile grafeeni elektriliste ja optiliste omaduste kohta jälgides grafeeni kiht-kihi haaval ‘kasvamist.’ Tänu nende uurimusele võib grafeenist saada materjal, mida kasutatakse tulevikus arvutite, digitaalsete ekraanide ja elektrooniliste sensorite väljatöötamisel. ,,Grafeen on materjal millel on tõesti potentsiaali asendada elektroonikatööstuses kasutatavat räni,” lausus Peter Sutter, materjaliteadlane Brookhaveni Rakenduslike […]
Pigem efekt kui defekt – samm lähemale väiksemate, kiiremate grafeenipõhiste seadmeteni
Kuuldes sõna ‘defekt’ mõtleme me sellest kui lahendust vajavast probleemist. Ühes hiljutises uurimuses aga tekitasid Lõuna Florida Ülikooli teadlased defekti, mis võib ise olla lahenduseks probleemile üha uute elektroonikaseadmete väljatöötamisel. Ajakirjas Nature Nanotechnology ilmunud artiklis kirjeldatakse professorite Matthias Batzilli ja Ivan Oleyniku juhitud teadlasterühma uudset lahendust, mis seisneb grafeenile lisadefekti tekitamises. Et grafeen oleks kasutatav sellistes elektroonilistes rakendustes nagu näiteks […]
Grafeenipõhised uudsed OLED ekraanid
Stanfordi Ülikooli teadlased on välja töötanud täiesti uudse kontseptsiooni orgaaniliste valgusdioodide(OLEDide) valmistamiseks, kus läbipaistvaks juhtmaterjaliks on mõned nanomeetrid grafeeni. See saavutus sillutab teed laiaulatuslikuks odavaks OLEDide masstootmiseks plastikalusele, mida on võimalik kokku rullida nagu tapeeti ning ‘kleepida külge’ pea igale pinnale. Tänu oma suurepärasele pildi-kvaliteedile, väikesele energiavajadusele ning õhukesele struktuurile on OLEDide tehnoloogiat arendatud juba pea 20 aastat, kuid alles […]
Valmis esimene grafeenist fotodetektor
IBM-i teadlased on saanud valmis esimese grafeenist tehtud fotodetektori. Seadet, mis on võimeline ülitäpselt avastama optilist andmevoolu kiirustel kuni 10Gbit/s, saaks tulevikus kasutada uut sorti vooluringide valmistamiseks, mis kasutaksid informatsiooni töötlemiseks ja edastadamiseks nii valgus- kui ka elektrivoolu. Fotodetektorid on seadmed, mis detekteerivad valgust muutes optilise signaali elektrivooluks. Fotodetektoreid kasutatakse laialdaselt näiteks kommunikatsioonivahendites, fototöötluses ning andurites. Kaasaegsed fotodetektorid […]
Grafeen lahenduseks vesiniku ladustamisel
Tänu oma juhtivuslikele, soojuslikele ning optilistele omadustele on grafeenist saanud viimaste aastate ‘staar-materjal,’ sest ta on kasutatav suures hulgas sensorites ning pooljuhtseadmetes. Oma algsel kujul ei ole grafeen aga vesiniku ladustamiseks sobiv, leidsid teadlased NIST Center for Neutron Research’ist. Kuid kui asetada oksüdeeritud grafeenlehekesed kihiti, kus kihte ühendaksid molekulid nii, et vahele jääks ka piisavalt vaba ruumi, […]
Nanokujutiste kandmine grafeenile
Ajakirjas Nano Letters ilmunud artiklis kirjeldavad teadlased grafeeni elektrooniliste omaduste varieerimist pööratavas protsessis, kus omadusi on võimalik modifitseerida ka piiratud alas. Selleks on kasutatud üksteise järel vesinik-passiveerimist ning elektronstimuleeritud vesiniku desorptsiooni skaneeriva tunnelmikroskoobi abil. Grafeen on praktiliselt ideaalilähedane kahemõõtmeline juht, mis koosneb ühest lehekesest kuusnurkselt paiknevatest süsiniku aatomitest. Kasutades vesinik passiveerimist on võimalik grafeeni elektrilisi omadusi […]
Edusammud grafeeni masstootmise suunas
Hiljuti on teadlased teinud suuri edusamme lahendamaks probleeme, mis takistavad grafeeni masstootmist, mis teeks grafeenist tõsise konkurendi elektroonilistes seadmetes praegu kasutuses olevale ränile.. Tootmisprobleeme käsitlev artikkel ilmus ajakirjas Nano Letters, koostööd tegid teadlased Saksamaa, Itaalia, Rootsi ja Venemaa teadusinstituutidest. Victor Aristov ja kolleegid rõhutavad, et grafeen võiks tulevikus asendada räni ülikiiretes arvutiprotsessorites ning muudes seadmetes. Grafeeni masstootmise takistuseks […]
Grafeenkihtide valmistamine kristallatsiooni abil
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 […]
Elektrifitseeriv avastus: inimkeha liigutustest energiat genereeriv materjal
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 […]
Nanotorudest küttekeha tuleviku energiaallikana
American Chemical Society ajakirjas Nano Letters ilmunud artikkel kirjutab võimalusest tulevikus keemiatehaste, autode ja päikesepatarei komplekside poolt tekitatud soojust ära tarvitada elektrienergia tootmiseks, kasutades selleks süsinik-nanotoru elektroodide põhjal ehitatud kütusekehi. Uurimustöö viis läbi Dr.Ray Baugham , Alan G. MacDiarmid Nano Tech instituudi direktor, koostöös rahvusvahelise uurimisrühmaga. Tehastes või torujuhtmetes hetkel raisatava soojusenergia efektiivne ära kasutamine […]
Metallkontaktide paigutamise efektist elektronide transpordile grafeenis
Kasutades laiaulatuslikke superarvuti arvutusi analüüsisid teadlased hiljutises uurimuses metallkontaktide grafeenile paigutamise mõju elektronide transportimise omadustele, varieerides ühenduskoha pikkust, laiust ning suunda. Antud uurimustöö on esimene kvantitatiivne uurimus elektronide transpordist läbi metall-grafeen ühenduskoha, mis analüüsib detailselt ka varasemaid mudeleid. Informatsioon selle kohta, mil viisil metallkontaktide paigaldamine mõjutab elektronide transporti grafeenis on oluline seda materjali uurivatele teadlastele […]
Grafeenist ‘nanovõrgul’ potentsiaali muuta elektroonikaseadmete tulevikku
Grafeenil, ühe aatomkihi paksusel meekärje struktuuriga süsiniku võrestikul on potentsiaali leida tulevikus kasutust raadiotes, arvutites, telefonides ning muudes elektroonikaseadmetes. Kuid selle rakendamist takistab fakt, et pool-metallilisel grafeenil puudub keelutsoon, mistõttu ei saa seda hästi kasutada kui pooljuhti, et võimendada või lülitada elektroonilisi signaale. Kuigi grafeenlehekesi nanoribadeks lõigates võib tekitada suurema keelutsooni ning seeläbi seadmete töövõimet […]
Bloom Energy tõi avalikkuse ette tuleviku kütuseelemendi
Kolmapäeval tõi firma Bloom Energy avalikkuse ette uue innovatiivse kütuseelemendi, mis lubab toimetada ka kõige kaugematesse maailmanurkadesse puhast ja taskukohast energiat. Oma ametliku debüüdi tegid Bloom’i serverid eBay hoones, mida need energiaallikad nüüd osaliselt töös hoiavad. Serverid on kokku pandud kütuseelementidest, mis omakorda on valmistatud ränist – materjalist, mida leidub rikkalikult liivas. “Bloom’i kütuseelementide tehnoloogial […]
Grafeentransistor tegi uue kiirusrekordi
Ameerika Ühendriikides valmis hiljuti maailma kiireim grafeentransistor, äralõikesagedusega 100GHz. Transistori ehitanud teadlaste arvates on tulevikus võimalik seadme mõõtmeid vähendada ja optimiseerida nii, et see oleks kiireim kõigist harilikest ränipõhistest transistoritest. Uus transistor leiaks kasutust mikrolaine-kommunikatsiooniseadmetes ning pilditöötlustehnoloogiates. Et elektronid suudavad liikuda kõigest ühe süsiniku aatomkihi paksuses grafeenis ülisuurel kiirusel, on seda tulevikus võimalik kasutada paljudes elektroonikaseadmetes. […]