Stanfordi Ülikooli teadlased töötasid hiljuti välja maailma esimese mitteinvasiivse pildistustehnoloogia, mis suudab tuvastada hiire aju veresoontes asuvaid kuni mikromeetrise läbimõõduga struktuure. Meetodis süstitakse hiire ajusse ühekihilisi süsiniknanotorusid (ingl. k. single-walled carbon nanotubes) ja detekteeritakse nende kiiratavat valgust. Veresoonte struktuuri ja seal oleva vere voolamist on erakordselt oluline teada näiteks insuldi, dementsuse ja ajukasvajate ravimisel. Tänapäeval tugineb ajust kujutise saamine peamiselt […]
Laser jäljendab valguse abil bioloogilisi neuroneid
Õhukestest pooljuhi kihtidest valmistatud pisike laser funktsioneerib täpselt nagu bioloogiline neuron, leidis grupp prantsuse füüsikuid. Teadlastel õnnestus näidata, et nende ,,mikrosammastest” (“micropillar”) laser kiirgab valgust kohe, kui selle sisend muutub vaid minimaalselt – just nagu neuron. Järjestikused kiirgamised peavad lisaks olema üksteisest ajaliselt eraldatud, mis on samuti bioloogiliste neuronite üheks olulisimaks omaduseks. Inimaju koosneb ligikaudu […]
Uued tugevad superkondensaatorid
Ameerika Ühendriikide teadlased töötasid hiljuti välja tahkiselise superkondensaatori, mis on võimeline töötama ka sellele mõjuvate suurte jõudude ja vibratsioonide korral. Erinevalt traditsioonilistest superkondensaatoritest, ei delamineeru antud seade sellele mõjuvate suurte jõudude korral. See uus seade võib viia mitmete praktiliste rakendusteni, seehulgas lihtsalt efektiivsematest seadmetest kuni taastuvenergia salvestamiseni. Erinevalt akudest, mis töötavad tänu keemilistele reaktsioonidele, salvestavad […]
Futuristliku õhusõiduki esitlus – pardal on Bayeri materjalid
9. aprill 2014 Payerne, Šveits – visionaarne projekt on nüüdseks avalikustatud: teine päikeseenergial töötav lennuk Solar Impulse on valmis. Lennuk, millega lennatakse 2015. aastal esimest korda kütuseta ümber maailma, avalikustati kolmapäeval Payerne’is Šveitsis. Pardal on arvukalt uuenduslikke tooteid ja lahendusi Bayer MaterialScience’ilt, mis teevad lennuki eriti kergeks ja energiasäästlikuks, nende hulgas ka uus ja äärmiselt […]
Hele täpp varju keskmes
Robert P. Crease võtab vaatluse alla lihtsa demonstratsiooni, mis on ühteaegu nii paeluv hariduslik vahend kui ka draamatiline õppetund ajaloost. ,,See on erakordselt lihtne demonstratsioon,” sõnab Hal Metcalf, lülitades samal ajal sisse väikese laserpointeri, tekitades seega 10m kaugusel asuvale seinale umbes 2mm diameetriga helerohelise täpi. Seejärel klammerdab ta ühe sirge naela hoidja külge ning asetab […]
Kuidas kann vile sai
Loed toas raamatut, on vaikus, ja äkki hakkab köögis kann vilistama. Selge, aeg teha teed. Ei midagi erakordset – või siiski. Osutub, et füüsikud ei osanud viimased sada aastat seletada, kuidas kannus vile tekib. 19. sajandil anti välja pöördeline tekst Heli Teooria (The Theory of Sound), autoriks Rayleigh’i kolmas parun John William Strutt. Trükises kirjeldatakse […]
Kloori tootmine oluliselt väiksema energiakuluga
Leverkusen, 12. juuni 2013 – Hetkel kogu maailmas kasutusele võetav Bayeri ja ThyssenKrupi uus tehnoloogia võimaldab kloori toota oluliselt väiksema elektrikuluga. Tavapärase tootmisega võrreldes vähendab uudne meetod selle olulise kemikaali tootmisele kuluvat märkimisväärset energiahulka pea 30 protsendi võrra. Tehnoloogia ulatuslik kasutuselevõtt tooks majanduslikus mõttes kaasa olulise energiasäästu. Uut hapnikku depolariseeriva katoodi tehnoloogiat (ODC) kasutatakse naatriumkloriidi […]
Kuullaagrite mehaanika uued nüansid
Nuno Araujo juhitud ETH Zürichi füüsikute töörühm arendas mehaanilistes süsteemides hõõrdumist vähendavate veerelaagrite parendmiseks uue meetodi. Arvutisimulatsioonist selgus, et mehaanilisest häiritusest taastub kõige paremini laager, mille iga üksiku veereva osa läbimõõt ja mass on proportsionaalsed. Töörühma kirjutatud matemaatiline mudel uuris kaht tasandis paiknevat ketaslaagrit, mille vahele oli pikitud väiksemaid veerekettaid. Libisemise vältimiseks omistati igale puutuvale […]
Süsihappegaasist saab tooraine
Süsihappegaasil on keskkonda kahjustava jäätme maine, kuid Bayer (Bayer MaterialScience) tahab selle kasvuhoonegaasi muuta kasulikuks tooraineks. Tänu uudsele protsessile saab energiatööstuse kõrvaltoote CO2 ühendada plastidesse, kus see hakkab osaliselt asendama naftat, mille defitsiit üha enam suureneb. Esimeste toodete turuletoomine on kavandatud 2015. a algusesse. Elektrijaama korstnatest väljuv süsihappegaas ei pruugi tulevikus enam lihtsalt atmosfääri haihtuda. […]
Tuuleturbiin toodab nii elektrit kui ka vett
Tavaliselt mõtleme me tuuleturbiinidest lihtsalt kui puhtast ning paremast energiaallikast. Mitmetes maailma paikades on elekter aga vaid üks paljudest rahvastiku vajadustest. Suuremale hulgale vajadustele keskendudes kasutab Eole Water WMS1000 turbiin osa toodetud energiast selleks, et õhu kondenseerimise teel päeva jooksul ligikaudu 1200 liitrit vett koguda. WMS1000 toodab lisaks saadud veele kuni 30kW elektrit. See ei […]
Teadlased leiutasid uue odavama nanolitograafia meetodi
Põhja-Carolina Osariigi Ülikooli teadlased töötasid välja uue nanolitograafia meetodi, mis on odavam kui teised lähenemised ning mida saab kasutada biomeditsiiniliste rakenduste loomisel. Nanolitograafiaks nimetatakse meetodit, mille abil saab nanoskaalas mustreid trükkida. ,,Lisaks kõigele muule saab seda tüüpi litograafiat kasutada selliste kiipide tootmisel, mida saab rakendada sihtmärkmolekule (proteiine või kindlate meditsiiniliste haigustega seotud geneetilist materjali) identifitseerivate […]
Uute sulamite loomine matemaatika abil
Uute sulamite valmistamisel on metallurgid tuginenud sajandite jooksul katse-eksitus meetodile. See võib aga muutuda. Grupp MIT teadlasi koostasid matemaatilise mudeli, mis võimaldab neil ennustada stabiilseid sulameid, jättes vahele tülika katsetusprotsessi laboris, kirjutab Yahoo! news. Enamik metalle koosneb nanomeetri suurusega pisikestest kristallidest. See annabki metallidele nende muutlikud omadused – näiteks tugevus või sepistatavus. Mitmete kõrgtehnoloogiliste metallide […]
Kuld kui kõrgtehnoloogiline materjal
Vaatamata oma mainele kui inertne materjal, on nanostruktuurne kuld vägagi paljulubav mitmel alal: katalüsaatori, sensori, energiat ammutava ning energiat salvestava ja optilise materjalina. Inimesed on aegade jooksul hinnanud kulda selle värvi, stabiilsuse ja eelkõige väärtuse tõttu. Nanoskaalasse viiduna kulla omadused aga muutuvad. Näiteks paistab kuld oma kollaka värvuse asemel vasekarva, muutub mehhaaniliselt tugevamaks, muudab sõltuvalt […]
Uus isoleeriv aerogeel on ülitugev
Tänu suurtele edusammudele maailma kergeima ning parima isoleeriva tahke materjali tootmises võib viia selle imematerjali kasutamiseni isoleerivates riietes, õhemaseinalistes külmikutes, hoonete soojustamises ning muudes toodetes. Uus materjal on paindlik aerogeel – midagi nii kerget, et seda on nimetatud ka tahkeks suitsuks, kirjutab ScienceDaily.com. Traditsioonilised aerogeelid, mis töötati välja juba aastakümnete eest ning mis on valmistatud […]
Teadlased valmistasid uue kõrge efektiivsusega painduva tahkisaku
Korea professori Keon Jae Lee töörühm KAIST’i Materjaliteaduste ja tehnoloogia osakonnast töötasid välja kõrge efektiivsusega painduva tahkisaku (solid state battery), millest võib saada paindlike ekraanide jaoks oluline energiaallikaks. Õhukeste, paindlike ja kergete ekraanide tehnoloogiline areng on motiveerinud teadlasi töötama välja suurema energiatiheduse ja soojakindlusega paindlikke akusid. Kuigi taaslaetavaid liitium-ioon akusid (LIB) peetakse kõrge efektiivsusega painduvate […]
Uus tiivikuteta tuulegeneraator kaks korda efektiivsem kui tavaline disain
Tuleviku-tuuleturbiinidest rääkides arvab üks firma, et need näevad välja oodatust täiesti erinevad ning on odavamad ja efektiivsemat üles seada. Tuneesia firma Saphon otsib parasjagu partnereid, et oma unikaalsel Zero Blade tehnoloogial põhinevaid energiaseadmeid masstootmisesse panna. ,,Zero Blade tehnoloogia on paljusti inspireeritud purjelaevadest ning tõstab tõenäoliselt olemasolevate tuuleenergiat elektriks muundavate seadmete efektiivsust. Tiivikud on asendatud purjekujulise […]
Grafeeni abil valmistatavad 3D kristallstruktuurid
Manchesteri Ülikooli teadlased demonstreerisid, et grafeeni saab kasutada uut moodi 3D kristallstruktuuride valmistamisel ehitusikividena. Üksikute grafeenlehekeste ning isoleerivate kihtide üksteise peale asetamine unikaalsete uute omadustega elektroonikaseadmete valmistamiseks võib avada füüsikateaduses uue mõõtme. Teadusajakirjas Nature Materials ilmunud artiklis tutvustavad teadlased, et uut külgvaatelist pilditehnoloogiat saab kasutada nende ehitatud seadmete üksikute grafeeni aatomkihtide visualiseerimiseks. Nad leidsid, et struktuurid […]
Grafeen on ka iseparanduv
Manchesteri Ülikooli ja SuperSTEM uurimislabori teadlased avastasid, et imematerjal grafeen on iseparanduv, lappides tekkinud auke oma struktuuris. Antud uurimus võib aidata kaasa grafeeni suure potentsiaali kasutamisele rakendustes, mis ulatuvad elektroonikast meditsiinini. Töörühm, kelle hulka kuulus ka 2010. aasta Nobeli preemiat jaganud professor Kostya Novoselov, uuris algselt seda, kuidas metallid grafeeniga reageerivad. Selle mõistmine on oluline, […]
Uus süsiniknanotorude põhine materjal aerografiit on kergeim materjal
Vaatamata sellele, et teadlased väärtustavad pigem intelligentsust kui füüsilisi võimeid, on nad siiski väga võistlushimulised. Tõendeid selle kohta võib leida erinevatest teadusaladest erinevat auhindade näol. Selliseid auhindu jagatakse teadlastele, kes teevad oma erialal esimestena avastusi. Lisaks on populaarsed virtuaalsed võistlused, nagu näiteks kes suudab valmistada väikseima või suurima asja või siis aerografiidi juhul – kergeima. […]
Teadlased valmistasid hõbeda nanojuhtmete abil juhtiva elastse materjali
Põhja-Karoliina Osariigi Ülikooli teadlased töötasid välja kõrge juhtivusega elastsed materjalid, mis on valmistatud hõbeda nanoskaalas juhtmetest (nanojuhtmetest). Neid elastseid juhte saaks kasutada venitatavate elektroonikaseadmete valmistamiseks. Venitatavate vooluringide abil saaks teha nii mõndagi, mida jäiga materjaliga ei saa. Näiteks aitaks elektrooniline ,,nahk” robotitel tõsta õrnu objekte ilma neid murdmata. Venitatavad ekraanid ja antennid võiksid muuta mobiiltelefonid […]
Valged LEDid otse paberil
Kujuta ette helendavat kardinat, mis tuule käes õrnalt liigub. Või siis tapeeti, mis valgustab kogu su tuba täiuslikult valge valgusega. Sellised rakendused pole enam kaugel. Tsinkoksiidist ja juhtivast polümeerist valmistatud LEDid saab printida otse paberile, nagu näitas Rootsi teadlane Gul Amin oma doktoritöös. Oma doktoritöös näitas Gul Amin, kuidas valgeid LEDe on võimalik otse paberile […]
Teadlased valmistasid ülikerge, painduva ja volditava päikesepaneel-tekstiili
Exotic Solar LLC on Salt Lake Citys asuv taastuva energia firma, kes teatas hiljuti, et on töötanud välja meetodi valmistamaks odavat, painduvat ja volditavad päikesepaneel-tekstiili, mille saab ühendada meie igapäevaste riietega, valmistades nii energiaallika. Menetluses oleva patendiga meetod muundab õrnad ja haprad fotoelemendid paindlikeks päikesepaneelideks. ,,Päike annab meile iga päev tohutus hulgas energiat. Kui me […]
Jaapani teadlased demonstreerisid auto varustamist elektriga läbi rehvide
Elektrisõidukite tulevik motiveerib teadlasi mõtlema välja uusi paljulubavaid ja praktilisi ideid, kuidas hoida sõidukid liikumises mööda kiirteid ilma, et neil tuleks laadimiseks pikk paus teha. Ühe sellise lahendusena esitasid Jaapani teadlased sel kuul, kuidas elekter saab kanduda läbi rehvide ning nelja tolli paksuse betoonkihi (teede ehitusel kasutatav betoon). Nende lahenduseks on juhtmeta elektri prototüüp, mille […]
Uus meetod kontrollib grafiidi üleminekut grafeeniks
Arkansase Ülikooli füüsikud leidsid viisi, kuidas süstemaatiliselt uurida ja kontrollida grafiidi üleminekut grafeeniks. See on oluline samm, kui tahame kasutada seda imematerjali tänapäeva tehnoloogias. Esmalt eraldasid füüsikud grafeeni – ühe kihi süsiniku aatomeid – kleeplindi abil. Läbi grafiidi liikuvatel elektronidel on mass ning nende liikumine on takistatud, kuid grafeenis liiguvad elektronid massitult ja peaaegu ilma […]
Teadlased töötasid välja uue skaneeriva läbivalgustava elektronmikroskoopia tehnoloogia
Uus kõrgtehnoloogiline meetod aatomite elektriväljade pildistamiseks võib viia edusammudeni mitmetel aladel, seehulgas andmesalvestuse, päikesepatareide ja fotoelementide tehnoloogias. Teadusajakirjas Nature Physics avaldatud artiklis kirjeldatakse protsessi, mille abil teadlased jälgisid aatomite elektrivälju uue parandatud skaneeriva läbivalgustava elektronmikroskoopia meetodi abil, kirjutab Physorg.com. Elektrivälju tekitavad aatomite sees asuvad elektriliselt laetud osakesed nimega prootonid ja elektronid. Positiivselt ja negatiivselt laetud […]
Hüdrogeel-elektroonika debüüt
Uut tüüpi hüdrogeel võib olla aluseks kõrgtehnoloogilistele energiasalvestuselektroodidele ja biosensoritele, ütlevad Stanfordi Ülikooli teadlased, kes kasutasid oma uurimuses juhtivat polümeeri polüaniliini (PAni), et valmistada suurepärast elektrooniliste ja elektrokeemiliste omadustega poorne nanostruktuurne materjal. ,,Meie materjal ühendab hüdrogeelide (millel on suur pindala) ning orgaaniliste juhtide (millel on kõrge elektrijuhtivus ja head elektrokeemilised omadused) eelised,” laususid uurimuses osalenud […]
Grafeeni plasmoneid saab kergesti kontrollida
Teemantist tugevama ning kõrge juhtivusega materjalina grafeen üllatab taas: selle abil saab elektronide laineid sisse ja välja lülitada. Seetõttu saaks imematerjali kasutada uut tüüpi vooluringides, eksootilistes materjalides ning üliteravates mikroskoopides. Kui valgus langeb teatud materjalidele kindlal viisil, tekivad selle pinnal lained, mida nimetatakse plasmonideks. Need lainetavad pinnad suudavad fokusseerida valgust läbi avade, mis on väiksemad […]
Ülimalt hüdrofoobne pind aitab teadlastel õhu ja vee abil optilisi displeisid valmistada
Teadlased on aastaid proovinud matkida viisi, kuidas lootose leht vett tõrjub. Soomes asuva Aalto Ülikooli juhitud rahvusvaheline teadlastegrupp töötas hiljuti välja täiesti uue viisi, kuidas vaid vee abil pindadele kirjutada ja kirjutatut kuvada. Antud protsessis kasutatakse ära lootosest inspireeritud kahestruktuurset vett-tõrjuvat kuid veega kaetud pinda. Ülima hüdrofoobsuse saavutamiseks peab pind sisaldama mikroskoopilisi pinnastruktuure, mis hoiavad […]
Isekorrastuvad nanokuubid järgmise põlvkonna antennide ja läätsedena
Teadlased töötasid hiljuti välja meetodi, mis võimaldab metalli nanokristallidel iseeneslikult suuremateks keerulisemateks materjalideks organiseeruda, pakkudes võimalusi järgmise põlvkonna antennide ja läätsede valmistamiseks. Need metalli nanokristallid on kuubikujulised ning organiseeruvad iseeneslikult justkui Tetrise klotsid suuremateks struktuurideks, omades üksteise suhtes täpseid orientatsioone. Antud uurimus kuulub uude uurimusvaldkonda – nanoplasmoonikasse – kus teadlased püüavad töötada välja materjale, mille […]
Antiikse efekti kasutamine elektri tootmiseks jääksoojusest
Nähtus, mille avastas ligi 2300 aasta eest üks Kreeka filosoof, on aluseks uuele seadmele, mille eesmärgiks on toota elektrit sellest tohutust kogusest jääksoojusest, mis igal aastal elektri tootmisel tekib. Selle seadme nimeks on püroelektriline nanogeneraator. Georgia Techi teadlane Zhong Lin Wang ja kolleegid selgitasid, et ligi 50 % USA-s aasta jooksul toodetud elektrienergiast läheb raisku […]
Mikroskaalas grafiidis kaob hõõrdumine pea täielikult
Superlibisevuse (ingl k superlubricity) nime all tuntud nähtuses võivad kaks tahket pinda liikuda üle üksteise peaaegu täielikult ilma hõõrdumiseta. See nähtus ilmneb, kui tahketel pindadel on kristalliline struktuur ning nende võrestikud on pööratud nii, et hõõrdejõud nullitakse. Superlibisevust vaatlesid teadlased esmalt 2004. aastal grafiidis ning siiani on kõik superlibisevuse eksperimentaaltõendid saadud nanoskaalas ning vaakumi tingimustes. […]
Teadlased valmistasid grafeeni abil kiirema ja tundlikuma fotodetektori
Marylandi Ülikooli Nanofüüsika ja Materjaliteaduste Keskuse teadlased töötasid välja uut tüüpi kuuma elektron-bolomeetri – tundliku infrapunavalguse detektori, mida saaks kasutada suures hulgas rakendustes alates keemiliste ja biokeemiliste relvade kaugdetekteerimisest ning turvaskaneeringu tehnoloogiatest kuni keemiliste analüüsideni laboratooriumites ning universumi uurimiseni tänu parandatud teleskoopidele. UMD teadlased töötasid antud bolomeetri välja grafeeni kaksikkihi abil. Tänu grafeeni unikaalsetele omadustele […]
Elektrontransport värvipõhistes päikesepatareides
Euroopa teadlased uurisid elektronide voolu orgaaniliste fototundlike värvide süsteemides ja titaaniumipõhistes ainetes. Teadustöö tulemused on eriti olulised ühe tulusa päikesepatarei klassi effektiivsuse tõstmiseks ning sel on potentsiaalselt lai rakendusala nanotehnoloogias ja puhta energia teaduses. Värvile tundlikud päikesepatareid sõltuvad õhukese fototundliku värvi kihi ladestamisest elektrit juhtivale alusele, näiteks poorsele titaanoksiidi nanoosakestest kihile. Samal ajal kui värvile […]
Kvanttäppidest metamaterjalidel põhinevad uued tehnoloogiad
Teadlased proovivad nanostruktureeritud metamaterjalide abil valmistada uusi optilisi tehnoloogiaid, mis muudaksid võimalikuks üliefektiivse valgusedastuse ning mille võimalikud rakendused ulatuksid uutest fotoelementidest kuni kvantarvutiteni. Antud metamaterjal – hõbeda ja titaanoksiidi kihid koos tillukeste komponentidega, mida nimetatakse kvanttäppideks –muudab dramaatiliselt valguse omadusi. Valgus muutub ,,hüperboolseks,“ suurendades seejuures kvanttäppidest väljuva valguse hulka. Selliseid materjale saaks rakendada päikesepaneelides, valgust […]
Liikumapanev valguskiir tõmbab väikseid objekte enda poole
Valguse haardekiired, mis objekte enda poole tõmbavad, ei ole enam kõigest ulmekirjandus. STAR Andmesalvestusinstituudi teadlane Haifeng Wang koos kolleegidega demonstreeris, et haardekiirt saab väikeses skaalas tõepoolest realiseerida. Haardekiired on ulmeteaduses tuntud ideeks. Selliseid valguskiiri kujutatakse tihti objekte vaatleja poole tõmbavat, rikkudes näiliselt füüsikaseadusi. Nüüd aga demonstreerisid teadlased sellise seadme realiseeritavust. ,,Meie töö demonstreerib, et üksikul […]
Grafeenipõhise fotoelemendi uus efektiivsusrekord
Sportlaste puhul pole doping hea asi, kuid Florida Ülikooli füüsikaosakonna teadlaste sõnul on dopeering uute grafeenipõhiste fotoelementide väljatöötamisel võtmerollis, tänu millele saavutati ka uus efektiivsusrekord. Grafeenipõhised fotoelemendid on odavamate ning vastupidavate päikesepatareide valmistamisel energiatööstuse suureks lootuseks. Varasemad katsed grafeeni kasutada on andnud tulemuseks vaid kuni 2,9 protsendilise energiamuundamisefektiivsuse. Florida Ülikooli teadlasterühmal õnnestus aga saavutada rekordiline […]
„Faasivahetusega“ aines on rohkem ruumi andmetele
Johns Hopkinsi inseneride poolt juhitud teadlaste rühm avastas tavapärase mäluaine seni teadmatud omadused, sillutades teed uut tüüpi mäluseadmete, filmiketaste ja arvutisüsteemide arendamisele, mis talletavad andmeid kiiremini, kestavad kauem ning võimaldavad oluliselt suuremat mahutavust kui hetkel kasutatavad andmesalvestusvahendid. Teadustöö tulemused avaldati teadusajakirja Proceedings of the National Academy of Sciences internetiväljaandes, vahendab Phys.org. Uurimustöö tegemisel keskenduti odavale […]
Samm edasi hübriidsete kvantseadmeteni
Euroopa Liidu poolt toetatavad teadlased tegid hiljuti edusamme hübriidsete kvantsüsteemide (hybrid quantum system , HQS) väljaarendamisel, kombineerides selleks erinevaid kvanttehnoloogiaid. Kvantfüüsikal on mitmetes meetodites ja tehnoloogiates kasutamisel tohutu potentsiaal. Selleks, et kvantfüüsika aga teaduslikest uurimustest kaugemale jõuaks, tuleb erinevad süsteemid üksteisega ühendada, säilitades samal ajal nende kvantloomust. Hetkel selline tehnoloogiline põhi puudub, kirjutab Physorg.com. Selle probleemi […]
Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
Juba rohkem kui kümme aastat on teadlased proovinud liitium-ioon patareide omadusi parandada, proovides ühte grafiidist klemmi asendada ränist klemmiga, mis suudab salvestada 10 korda rohkem laengut. Pärast kõigest paari laadumis- ja tühjenemistsüklit ränistruktuur aga laguneb, muutes patarei kasutuks. Nüüd õnnestus aga Stanfordi Ülikooli ja SLAC’i materjaliteadlase Yi Cui juhitud uurimusrühmal sellele lahendus leida: kavalalt valmistatud […]
Grafeenist ja kvanttäppidest valmistatud ülitundlik fotoandur
Hispaania teadlastel õnnestus valmistada grafeenist ja kvanttäppidest fotoandur, mis on teistest omasugustest miljard kurda tundlikum ning mis võib tähendada grafeenipõhiste valgussensorite ja päikeseelementide uut ajastut. Alustades ideest, et grafeenist – ühest süsiniku aatomkihist koosnevast tuntud imematerjalis – saaks valmistada häid fotoandureid, järeldasid teadlased, et puudu on vaid süsteem, mis suurendaks valguse neeldumist, mis on ainus […]
Täielikult kontrollitavad plasttransistorid
Kõrge mainega teadusajakirjas PNAS ilmus Linköpingi Ülikooli teadlase Loïg Kergoati kirjutatud artikkel, milles kirjeldatakse plastmassist transistorite ülitäpset kontrollimist. Magnus Berggreni juhitav Linköpingi Ülikooli (LiU) Orgaanilise Elektroonika Uurimisgrupp pälvis eelmisel aastal palju tähelepanu, kui Lars Herlogsson näitas oma doktoritöös, et täisfunktsionaalseid väljatransistoreid saab valmistada ka plastmassist, kirjutab Physorg.com. Kergoat, sama uurimisgrupi postdoktorant, näitas nüüd, et neid plastikust […]
Teadlased leidsid uue viisi superluminaalsete impulsside genereerimiseks
Ameerika Ühendriikide Standardite ja Tehnoloogia Riikliku Instituudi (National Institute of Standards and Technology ehk NIST) teadlased töötasid välja uue viisi ,,superluminaalsete” valgusimpulsside genereerimiseks – mingis mõttes liiguvad need impulsid valguse kiirusest kiiremini. Antud meetod, mida nimetatakse nelja laine kombineerimiseks (four-wave mixing), moonutab valgusimpulside kindlaid osi ning liigutab neid edasi sinna, kus need oleks olnud, kui […]
Grafeeni akustiline alternatiiv
See võib kõlada küll veidi kujuteldamatuna, kuid kaks Hispaania füüsikut valmistasid grafeeni akustilise alternatiivi lihtsalt plastmasslehte puuritud kärjelise struktuuri abil. Daniel Torrent ja José Sánchez-Dehesa Valencia Polütehnilisest Ülikoolist väidavad, et nad täheldasid ,,Diraci koonuseid” – grafeenile iseloomuliku elektronriba omadust – helilainetes, mis plastiku pinnal levivad. Kuigi veel on vaja teha palju tööd, enne kui sellest […]
Samm lähemal täisoptilise arvutuseni
Valguse kiirus on universaalne kiirusepiirang, mistõttu optilised tehnoloogiad on kiirete arvutusseadmete valmistamisel väga huviäratavad. Kiudoptika võimaldab meil andmeid ülikiiresti edasi-tagasi saata, kuid praegu toimuvad meie CPU-des (Central processing unit ehk keskprotsessor) arvutused siiski veel elektrooniliste transistorite abil. Hea uudis on aga see, et Purdue Ülikooli teadlased valmistasid ränist optilise transistori, mis suudab edastada loogikasignaale – […]
Grafeen kiirgab infrapunavalgust
Järjekordsed uudised grafeenist leiab teadusajakirjast Physical Review Letters, kus teadlasterühm väidab olevat leidnud grafeenil optilise võimenduse (ingl k optical gain) omaduse, mis tuleneb elektronide inversioonist pärast materjali valgustamist laseriga. Optiline võimendus tähendab seda, et materjali valgustamisel peegeldab see tagasi rohkem kui sellele algselt kiirati – väga kasulik omadus, kui juttu on sellistest optoelektrilistest seadmetest nagu […]
Tulevikus võib olla võimalik näha mobiiltelefonidega läbi seinade
UT Dallase uurijate hiljutised tehnoloogilised vägiteod võivad meid viia sammu võrra lähemale koomisikangelaste supervõimete saavutamiseni. Teadlased kavandasid kujutisi formeeriva kiibi, mille abil võib tulevikus näha mobiiltelefoniga läbi seinte, puidu, plastiku, paberi ja teiste objektide. Uurimustöö meeskonna uurimustööga on seotud kaks teaduslikku edasiminekut: seni kasutamata elektromagnetilise spektri vahemiku ära kasutamine ning uus mikrokiiptehnoloogia, kirjutab Phys.org. Elektromagnetiline […]
Tutvustame: orbiton
Tahkisefüüsikud armastavad kvaasiosakesi, ning nüüd on neil uus lemmik – orbiton. Vaid kümne aasta eest ennustatud orbiton on elektronide kollektiivne ergastus ühedimensionaalses tahkises. Selline ergastus käitub justkui üks elektron, millel on orbitaalne impulsimoment kuid puudub nii spinn kui elektrilaeng. Lisaks ühedimensionaalse tahkise ennustatud kolme elektronisarnase kvaasiosakese komplekti kinnitamisele võib antud avastus anda uut informatsiooni ka […]
Kõigest paberlehe paksune TV? Prinditav elektroonika muutus lihtsamaks
Kujuta ette, et omad vaid paberlehe paksust ja ja sama palju kaaluvat televiisorit. See saab kunagi tänu prinditava elektroonika tööstuse kasvule tegelikkuseks. Protsess, mis võimaldab materjale otseselt pindadele printida või rullida, moodustades elektrooniliselt funktsionaalse seadme, on juba orgaaniliste päikesepatareide ja orgaaniliste LED-ide tootmisel kasutusel. Kuigi eeldatakse, et investeeringud sellesse tehnoloogiasse kasvavad järgmise 10 aasta jooksul […]
Teadlased valmistasid nanoosakeste abil veekindla ja magnetilise paberi
Itaalia Tehnoloogiainstituudi teadlased, keda juhtis Roberto Cingolani, leiutasid viisi kuidas ühendada tavalise paberi tselluloosikiud nanoosakestega, saades tulemuseks uued omadused. Selline paber on näiteks veekindel, magnetiline, helendav või baktereid eemaldav. Antud protsessis segatakse üliparamagnetilised mangaanferriidi kolloid-nanoosakesed pabertooteid moodustavate tselluloosikiudude üksikmolekulide või monomeridega, saade vedelas lahuses tulemuseks polümeerid. Protsessis moodustub iga kiu ümber õhuke kest. Tulemuseks on […]
Kiireim juhuslike numbrite generaator
Austraalia Riikliku Ülikooli uurijad arendasid välja maailma kiireima juhuslike numbrite generaatori, kuulates „vaikuse helisid“. Uurijad Austraalia Riiklikust Ülikoolist – professor Ping Koy Lam, Dr Thomas Symul ja Dr Syed Assad –häälestasid oma ülitundlikke valgusdetektoreid, et kuulata vaakumit – tühja ruumipiirkonda, kirjutab Physorg.com. Professor Lami sõnul arvati kuni tänapäevase kvantteooria avastamiseni, et vaakum on täiesti tühi, […]
Teadlased valmistasid mittemürgised painutatavad nanolehed
Cornelli materjaliteadlased töötasid välja odava ja keskkonnasõbraliku viisi valmistamaks kõigest nanomeetrite paksuseid oksiidkristallist lehekesi, mille omadused oleks kasulikud nii elektroonika kui alternatiivsete energiaallikate rakenduste jaoks. Millimeetri pikkused ning 20 nanomeetrise paksusega naatrium-koobalt oksiidi kristallid saadi tänu uuele meetodile, mis kombineerib traditsioonilise sol-geel sünteesi elektrilise väli-indutseeritud kineetilise lahti segava protsessiga. Just viimane protsess oligi see, mis […]
Keerulised ultraheli lained
Rahvusvaheline teadlasterühm mõõtis samaaegselt esmakordselt füüsika ajaloos helilainete impulsimomendi ning pöördemomendi. Leiti, et see suhe on selges kooskõlas heli- ja optiliste lainete teoorias ennustatuga. Teadlaste sõnul võib nende meetodist olla kasu ka meditsiini-pilditehnikas ning ravis. Optika ning akustika üks põhiprintsiipe ütleb, et lained kannavad impulssi ning võivad seega kehadele jõuga mõjuda. Sama oluline on ka […]
„Kaks ühes“ seade kasutab reovett kütusena elektri tootmiseks ja reovee puhastamiseks
Teadlased kirjeldasid uut ja tõhusamat versiooni uuenduslikust, tavalise pesumasina suurusest seadmest. Selles kasutatakse linna reovees kasvavaid baktereid samaaegselt nii elektri tootmiseks kui ka reovee puhastamiseks. Teadlaste poolt esitatud raportis väideti, et kaks-ühes seadme kaubanduslikud versioonid võiksid olla õnnistuseks arengumaadele ja ka näiteks USA veepuuduses vaevlevatele piirkondadele. „Meie prototüübis on uuendused omavahel ühendatud nii, et seade […]
Tänu grafeenile saab elektronmikroskoopia abil nüüd ka vedelaid objekte uurida
Uudiseid grafeeni erinevate kasutusvõimaluste kohta ilmub hämmastava regulaarsusega. Hiljuti avastaski üks teadlastegrupp, kuidas grafeeni kasutada sellise kihilise struktuuri loomiseks, mille abil saab elektronmikroskoobiga uurida ka objekte, mis asuvad vedelikus. Siiani on nn vedela keemia objektide uurimine elektronmikroskoobi abil rohkem kui keeruliseks osutunud. See tuleneb sellest, et sellised mikroskoobid nõuavad, et katseeksemplar asuksid vaakumis, kus see […]
Kvanttunneleerimise kontrollimine valguse abil
Cambridge’i Ülikooli Cavendishi Laboratooriumi teadlased kasutasid valgust, et aidata lükata elektrone läbi muidu läbimatu tõkke. Kuigi kvanttunneleerumine on osakeste laineliste omaduste südames, on see esimene kord, kui seda efekti valguse abil kontrollitud on. Osakesed ei saa tavaliselt läbi tõkete minna, kuid kui need on piisavalt väiksed, siis on see kvantmehaanikast tulenevalt võimalik. See nähtus leiab […]
Teadlased töötasid välja üliõhukesed päikesepatareid
Jaapani ja Austria teadlased esitasid kolmapäeval päikesepatareisid, mis on õhemad kui ämbliku niit ning nii painlikud, et neid saab ümber üksiku juuksekarva kerida. See õhukese kile seade, mis koosneb plastikfooliumile asetatud elektroodidest, on umbes 1,9 mikromeetri paksune – vaid kümnendik praegu olemasolevaist õhemaist päikesepatareidest, kirjutab Physorg.com. ,,Seadme kogupaksus on väiksem kui tavalisel ämblikuniidil,” kirjutasid teadlased […]
Ioonkahuri abil on võimalik valmistada päikesepaneele
Twin Creeks Technologies teatas uuest meetodist, kuidas valmistada odavamaid päikesepatareisid. Me võime küll näha paljusid uudiseid odavate päikesepaneelide tegemisest, kuid enamus neist meetoditest keskendub paneelide tootmisele alternatiivsetest materjalidest, mitte ränist. Twin Creeksi poolt välja arendatud meetodi abil on aga võimalik toota üliõhukesi kristallilise räni tükke Hyperioniks nimetatud ioonkahuri abil. Päikesepatareide ehitamiseks kasutatakse mitmeid erinevaid aineid, […]
Tõeliselt plastsed polümeerid muudavad käsu peale tekstuuri
Duke’i Ülikooli teadlased demonstreerisid esmakordselt, et plastmasside tekstuuri saab käsu peale muuta, muutes näiteks sileda pinna kareda vastu ja tagasi. Kindlate pingete rakendamisel näitas töörühm ka seda, et sellise kontrolli saab saavutada üle suurte ning isegi kaardus pindade, kirjutab Sciencedaily.com. ,,Muutes polümeerile rakendatud pinget, võime me muuta selle pinna kumerast siledaks ning tagasi,” ütles Xuanhe […]
Piesoelektriline grafeen
Kuigi grafeen on nii mitmeski mõttes imepärane, ei ole see siiski piesoelektriline. Piesoelektrilisuseks nimetatakse mõndade materjalide omadust toota deformeerimise korral elektrit. Mis aga kõige olulisem: piesoelektrilisus on pööratav. Elektrivälja rakendamisel muudavad piesoelektrilised materjalid oma kuju, võimaldades teadlastel nii seda materjali kontrollida. Piesoelektrilist efekti on rakendatud loendamatutes seadmetes alates kelladest ja raadiotest kuni ultraheliaparaatideni, kuid kõik […]
Loodi laser-piksevarras
Pikne on kütkestav, kuid ohtlik atmosfäärinähtus. Uue uurimustöö kohaselt võivad intensiivse laservalguse impulsid neid võimsaid elektrilisi lööklaineid ümber suunata. Prantsuse uurijad kasutasid eksperimentaalseid seadmeid, et meelitada laboris loodud välku samasse kohta lööma – mitte ainult kaks korda, vaid korduvalt. See elektrilise ümbersuunamise vägitegu põhines femtosekundi (10-15 sekundit) kestusega laserkiirguse impulssidel, mille abil loodi ioniseeritud gaasist […]
Sidetehnoloogia võib nüüd olla 1000 korda kiirem
Pittsburghi Ülikooli teadlastel õnnestus luua sagedusvashemik rohkem kui terahetsises skaalas, eemärgiga luua meetmed tootmaks märkimisväärselt kiiremaid kommunikatsioonivahendeid. Mitmed kaasaegsed sidevahendid põhinevad valgusel ehk täpsemini öeldes informatsiooni lisamisel valguslainele. Senised elektroonikaseadmete ning arvutite kohta tehtud uuringud tuginevad mittelineaarsetel optilistel efektidel, andes tulemuseks seadmed, millede ülekandekiirus jääb gigahertsise sageduse kanti. Pittsburghi Ülikoolis läbi viidud uurimuses tõestati aga […]
Uut tüüpi grafeenipõhine patarei
Hong Kongi Polütehnilise Ülikooli teadlased leiutasid väidetavalt uut tüüpi grafeenipõhise ,,patarei”, mis töötab puhtalt ümbritseva soojuse toimel. Nimelt püüab seade lahuses olevate ioonide soojuslikku energiat ning muundab selle elektriks. Antud uurimuse tulemused on hetkel küll veel retsenseerimisel, kuid kinnituse korral saaks sellist seadet kasutada terves hulgas rakendustes alates kunstorganite energiaga varustamisest kehasoojuse abil kuni taastuva […]
Nanoosakeste uus valmistamismeetod
Arkansase ja Utah Ülikooli teadlased avastasid uue nanoosakeste ja nanokilede valmistamise meetodi, mida saaks kasutada paremate elektroonikaseadmete, biosensorite ja võimsamate mikroskoopide väljatöötamisel. Kiiremate, efektiivsemate ja töökindlamate elektroonikaseadmete valmistamine algab tegelikult molekulaartasemel, kus nanoosakesed, mis on inimsilmaga nägemiseks liialt väikesed, moodustavad seadme alustalad. Eesmärgi saavutamiseks uurivad teadlased ja insenerid pidevalt uusi materjale ja nende valmistamise meetodeid, […]
Eksootiline materjal suurendab magnetvälja ohutult
Duke’i Ülikooli ja Bostoni Kolledži teadlased arvavad, et neil õnnestub tehislike eksootiliste materjalide abil suurendada elektromagnetjõude ilma elusolendeid või elektrilisi seadmeid kahjustamata. Antud teoreetilisel töö võib olla rakendusi näiteks maglev tüüpi rongide alal, sest need liiguvad tänu elektromagnetitele, kirjutab Physorg.com. Nagu terminist juba järeldada võib, siis koosneb elektromagnetjõud kahest jõuväljast – elektrilisest ja magnetilisest. Vahelduvvooluallikad […]
„Negatiivne murdumisnäitaja“ avab tee uutele toodetele ja tööstustele
Oregoni Riikliku Ülikooli uurijad avastasid viisi, kuidas valmistada madala hinnaga ainet, mis võib saavutada valguse ja teiste kiirguste negatiivset murdumisnäitajat. Sellega täideti eesmärk, millest esmalt teoretiseeris Šoti füüsik James Maxwell 1861. aastal ning mille praktiline kasutuselevõtt on seni tabamatuks jäänud. Ka teiste ainetega on negatiivne murdumisnäitaja võimalik, kuid nad põhinevad kallitel keerukatel kristallilistel ainetel. Samu […]
Uus nanotehnoloogia muudab vajadusel soojuse elektrienergiaks
Enam pole vaja karta mobiiltelefoni aku äkitset tühjaks saamist. Tulevikus võib sellisel puhul abiks olla paljutõotav uus tehnoloogia nimega Power Felt. See on termoelektriline seade, mis muudab (keha)soojuse elektrivooluks. Tehnoloogia välja töötanud teadlaste sõnul võib Power Felt varsti olla võimeline tootma piisavalt energiat, et ka tühja akuga on võimalik puudutusel üle kantud energia abil helistada. […]
Meetod võimsamate elektriautode valmistamiseks
Põhja-Carolina Osariigi Ülikooli teadlased avastasid viisi, mille abil PVDF nimeline polümeer võimaldab kondensaatoritel salvestada ja vabastada suures koguses energiat väga kiiresti. Antud avastus võib viia võimsamate ja kiiremate elektriautode valmistamiseni. Kondensaatorid on akudega väga sarnased, sest nad salvestavad ja vabastavad energiat. Kondensaatorid kasutavad energia salvestamiseks keemiliste reaktsioonide asemel aga eraldatud laengukandjaid. Laetud osakesed võimaldavad energial […]
Teadlased leidsid uue viisi grafeeni oksüdeerimiseks
Northwesterni Ülikooli teadlased töötasid välja uue viisi grafeeni keemiliseks muutmiseks – samm, mis võib meid viia lähemale kiiremate, õhemate ning painduvate elektroonikaseadmeteni. Enne grafeeni imeliste omaduste reaalset rakendamist peavad teadlased õppima, kuidas selle elektrilisi omadusi kontrollida. Erinevalt sellistest pooljuhtidest nagu on räni, puudub grafeenil keelutsoo, muutes materjalist läbi mineva elektrivoolu väljalülitamise keeruliseks. Seetõttu pole puhas […]
Nanokestadest „sosistavad“ galeriid täiustavad õhukesi päikesepaneele
Mõnes õõnsas poolkupli-kujulises ruumis esineb huvitav akustiline efekt: kui keegi sosistab ruumi ühes otsas, kuuleb ruumi teises otsas olev inimene igat sosistatud silpi. Heli kandub üle poolringi-kujulise ruumipinna peaaegu kadudeta. Seda nähtust teatakse „sosistava“ galeriina. Teadusajakirjas Nature Communications avaldatud artiklis kirjeldab Stanfordi inseneride meeskond, kuidas nad valmistasid üliväikeseid õõnsaid fotogalvaanilisest nanokristallilisest ränist kerasid. Lisaks kirjeldavad […]
Teadlased avastasid uue energiaallika
MIT ja RMIT teadlased sooritasid hiljuti läbimurde energiasalvestuses ja -tootmises. Nende toodetud energia hulk on võrreldes energiaallika suurusega ligi neli korda suurem kui on võimalik olemasolevate parimate liitium-ioon patareidega. Uurimuse läbi viinud teadlased mõõtsid hoopistükkis nanotorul kulgeva keemilise reaktsiooni kiirust, kui nad avastasid, et reaktsioon tootis energiat, kirjutab Physorg.com. Nüüd kasutavad teadlased Dr Kourosh Kalantar-zadeh […]
Läbimurre andmesalvestuses
Rahvusvaheline teadlasterühm demonstreeris uut magnetilist andmesalvestusmeetodit, mis võimaldab andmeid salvestada tuhat kordi kiiremini kui olemasolevad kõvaketta tehnoloogiad. Teadlased avastasid, et andmeid saab salvestada ka ainult soojuse abil – idee, mis varem tundus täiesti kujuteldamatu. Uurijate sõnul ei muuda antud avastus mitte ainult magnetilisi salvestusseadmeid kiiremaks, vaid ka energiasäästlikemaks, kirjutab Physorg.com. ,,Selle asemel, et kasutada magnetilisele […]
IBM-i teadlased valmistasid süsinik nanotorudest 9 nanomeetrise läbimõõduga transistori
Antud uudis ei räägi küll väikseima olemasoleva transistori loomisest, kuid IBM-i teadlased valmistasid senini väikseima süsinik nanotorudest koosneva transistori. Oma üheksa nanomeetrise läbimõõduga on see väiksem kui ränitransistorite seni arvatud võimalik väikseim füüsiline piir. Lisaks tarbib antud seade vähem energiat ning kannab rohkem laengut kui olemasolev tehnoloogia. Kuigi süsinik nanotorudest valmistatud transistore on juba aastaid […]
Veelgi huvitavam grafeen
Imematerjal grafeen paljastas veel ühe oma hämmastavatest omadustest – Manchesteri Ülikooli teadlased avastasid, et grafeen on ülimalt vett läbilaskev. See leid annab grafeeni potentsiaalile üllatava lisa: seda saab kasutada ka alkolohi destilleerimisel. Teadusajakirjas Science ilmunud artiklis kirjeldab professor Sir Andre Geimi juhitud töörühm, kuidas grafeenipõhised membraanid on kõigile gaasidele ja vedelikele läbistamatud. Vesi aurustub aga […]
Peaaegu täiuslik: samm lähemal superläätse valmistamiseni
Superläätse abil võiks näha viirust veretilgas ning valmistada palju uusi, paremaid ja odavamaid elektroonikaseadmeid. Durdu Guney sõnul võiksid selle abil muutuda kõrgresolutsioonilised mikroskoobid sama tavapärasteks kui kaamerad meie mobiiltelefonides. Praeguseks pole keegi veel superläätse ehk nn. täiuslikku läätse valmistanud. Optilisi läätsesid piirab valguse omadus, nn. difraktsioonipiir, mistõttu ei saa ka parimatega neist näha vähem kui […]
Ülijuhist elektrivoolu piiraja tagab Boxbergi elektrijaama elektrivarustuse
Esmakordselt paigaldati elektrijaama ülijuhtiv elektrivoolu piiraja, mis põhineb YBCO (üttrium-baarium-vask-oksiid) ribajuhtidel (strip conductor). Vattenfalli Boxbergi elektrijaamas kaitseb voolu piiraja elektrivõrku oma tarbimise eest, mis on kavandatud 12000 voldi ja 800 ampri tarbeks, vältimaks lühiste ja pinge haripunkti jõudmise tõttu tekkivaid kahjustusi. Karlsruhe Tehnoloogiainstituudiga koostöös välja arendatud ja Nexans SuperConductors’i poolt valmistatud uus tehnoloogia parendab vooluvõrgu […]
Samm lähemal termotuumareaktsiooni kontrollimiseni
Kuumutussüsteemi abil õnnestus teadlastel esmakordselt hoida ära ebastabiilsuste teke efektiivsel ja alternatiivsel viisil, mis on tõenäoliselt kasulik termotuumareaktorite ehitamisel tulevikus. See on ITER reaktori ehitamises oluline samm edasi. Teadlastel õnnestus peatada ebastabiilsuste teke termotuumareaktoris. Kuidas? …Järgmisel joonisel on kujutatud selle energiaallika skeem. Kuigi sellise süsteemi kontrollimine on äärmiselt keerukas, on see vägagi paljulubav, kirjutab Physorg.com. Termotuumareaktsioonis püütakse […]
Kvanttäpid kui tuleviku valgusallikad
UT Dallase teadlased töötavad kõvasti, et mõista kvanttäppide loomust. Kvanttäppe saaks tulevikus kasutada mitmel viisil, alustades inimeha valgustamisest kõrgtehnoloogilistes meditsiinilistes rakendustes ja lõpetades energiaallikate efektiivsuse tõstmisega. Need pisikesed pooljuht-nanoosakesed omavad aga ka varjukülge – nad vilguvad ootamatult. Antud efekt on sarnane valgusti sisse ja välja lülitamisega, vähendades seega tunduvalt valguskiirguse efektiivsust, kirjutab Physorg.com. ,,Kvanttäppe peetakse […]
Grafeen paljastas oma magnetilise loomuse
Kas orgaaniline materjal võib käituda kui külmikumagnet? Manchesteri Ülikooli teadlased näitasid, et võib küll. Teadusajakirjas Nature Physics ilmunud artiklis uurisid teadlased Dr Irina Grigorieva ja professor Sir Andre Geim (üks 2010. aastal grafeeni uurimise eest Nobeli preemia saanud teadlastest) grafeeni magnetilisi omadusi, kirjutab Physorg.com. Oma puhtas olekus ei näita grafeen mingeid magnetilisi omadusi, mistõttu pihustasid […]
Teadlased valmistasid ränil kasutamiseks ülipeene juhtme
New South Walesi, Melbourni ja Purdue Ülikoolide teadlased valmistasid väikseima ränil asuva juhtme – kõigest üks aatom kõrge ja neli aatomit lai. Uurijate sõnul on imepisikese juhtme juhtivusomadused samad kui vaskjuhtmetel. Katsed ja juhet aatom-aatomi haaval uurivad arvutimudelid näitasid, et juhtmete takistus on vaatamata oma väiksusele (juhe on ligi 20 korda õhem kui mikroprotsessorite vaskjuhtmed) […]
Nanoväänded: muudetava funktsionaalsusega grafeen-nanomaterjalid
Elektroonilised vidinad muutuvad üha väiksemateks, seda tänu aatomskaalas seadmetega. Mitmed teadlased usuvad aga, et selle kahanemise lõpp pole enam kaugel: ilma alternatiivita ränipõhistele tehnoloogiatele jääb elektroonikaseadmete suurus pidama. Üheks paljulubavaks alternatiiviks on aga grafeen – õhim materjal, mis inimesele teada. Puhas grafeen pole aga pooljuht, ent siiski saab seda muuta nii, et ilmneksid hämmastavad elektroonilised […]
Nutikas optiline ahi võib vähendada päikesepatareide tootmiskulu
Fotogalvaaniline tehnoloogia on üks puhtamaid elektri tootmise viise. Siiski on päikesepaneelide tootmisprotsess üsna energiakulukas, mistõttu on selles vallas piisavalt arenguruumi. Head asja on aga võimalik teha veelgi paremaks. Täpselt seda teevadki teadlased USA Riiklikus Taastuvenergia Laboratooriumis. Nad leidsid viisi, kuidas vähendada päikesepatareide valmistamiseks kuluva energia hulka ja muuta päikesepatareid ka tõhusamaks. See on võimalik optilise ahju […]
Molekulaarne vaibakudumine: kahemõõtmelised boorhappe „võrgustikud”
Stabiilsed kahemõõtmelised orgaaniliste molekulide võrgustikud on olulised koostisosad paljudes nanotehnoloogilistes protsessides. Vaid ühe aatomi jämeduste võrgustike kõrgekvaliteediline tootmine suurima võimaliku stabiilsusega on aga siiani olnud tõeline väljakutse. Nüüd aga lõid Müncheni teadlased seesuguseid võrgustikke boorhappe molekulidest. Füüsikute meeskond arendas doktor Markus Lackingeri ja professor Thomas Beini juhendamisel välja protsessi, mille abil saavad nad boorhappe koostisosadest […]
Laserlõksud püüavad kinni suuri aatomeid
Michigani Ülikooli füüsikud on võimelised hiigelsuuri Rydbergi aatomeid lõksustama laservalgusest „munakarpidesse“ 90-protsendilise tõhususega. See saavutus võib aidata arendada muude rakenduste seas ka kvantarvutustehnikat ja teraherts pilditehnikat. Kõrgelt ergastatud Rydbergi aatomid võivad olla 1000 korda suuremad kui nende põhiolekus vasted. Peaaegu ioniseeritutena klammerduvad nad kaugel asuvate elektronide külge, mis asuvad vaevu nende “käeulatuses”. Rydbergi atomite […]
Teadlased mõõtsid temperatuuri nanomeetri skaalas
Illinois’ uurijad arendasid välja uut tüüpi elektro-soojusliku nanosondi, mis on võimeline iseseisvalt pinget ja temperatuuri kontrollima, olles kontaktis nanomeetri-skaalas puutepunktiga. Integreeritud küttekehadega aatomjõumikroskoobi konsoolitippe on laialdaselt kasutatud polümeerkilede kirjeldamiseks elektroonikas, optilistes seadetes, ravimites, värvides ja katetes. Neid kuumutatud tippe kasutatakse ka teadustöid läbi viivates laborites, uurimaks uusi ideid nanolitograafias ja andmetalletuses. Samuti leiavad tipud kasutust […]
Efektiivsemad fotoelemendid tänu kvanttäppidele
Fotoelektriline tehnoloogia on sammu võrra lähemal tulevikule tänu Riikliku Taastuva Energia Laboratooriumi (National Renewable Energy Laboratory ehk NREL) teadlastele, kes demonstreerisid hiljuti kvanttäppidel põhinevat fotoelementi, mille väline kvantefektiivsus on üle 100 protsendi. Uus fotoelement kasutab protsessi, mida nimetatakse Mitme Eksitoni Genereerimiseks (Multiple Exciton Generation ehk MEG), mis toodab ühe neelatud footoni kohta rohkem kui ühe […]
Kuidas molekulid pärast valguse neelamist energiat liigutavad
Michigani Osariigi Ülikooli teadlased kasutasid ära sama põhimõtet, mille abil iluuisutajad käte lähemale tõmbamisel kiiremini pöörlevad, et mõista, kuidas molekulid pärast valguse neelamist energiat ümber liigutavad. Impulsimomendi jäävuse seadus on looduse üks põhiomadusi – midagi sellist, mida astronoomid kasutavad kaugete planeetide ümber tiirlevate satelliitide tabamiseks. 1927. aastal ennustati, et seda seadust tasuks rakendada keemilistele reaktsioonidele, […]
Optilise kiu võimsust mõõtev prototüüp
Ameerika Ühendriikide Riikliku Standardite ja Tehnoloogia Instituudi (National Institute of Standards and Technology ehk NIST) teadlased demonstreerisid prototüüp-seadet, mille abil saab mõõta optiliste kiududega saavutatavat absoluutset optilist võimsust. Antud seade on maailma esimene fiibriga ühendatud krüogeenne radiomeeter, mis seostab optilise kiu võimsuse otse põhiliste elektriühikute ning riiklike standarditega. Seade kasutab mikroskoopilist süsiniknanotorude ,,metsa,” et mõõta […]
Soome teadlased leidsid viisi, kuidas kütuseelemente odavamalt toota
Soomes asuva Aalto Ülikooli teadlased töötasid kütuseelementide valmistamiseks välja uue ja tunduvalt odavama meetodi. Kütuseelementides kasutatav väärismetallist nanoosakese katalüsaator valmistatakse aatomkihtsadestamise meetodil, mis tähendab, et sel meetodil kütuseelemendi tootmine nõuab praeguste meetoditega võrreldes 60% vähem kallist katalüsaatorit. ,,See on oluline avastus, sest seni pole teadlased turul saadavate materjalide abil nii suurt säästlikkust saavutanud,” sõnas dotsent […]
Teemanti kasutamine tuleviku kvanttehnoloogiates
Macquarie’, Stuttgarti ja Ulmi Ülikoolide teadlased töötavad koostöös välja uusi sensoreid, mis põhinevad teemantstruktuuris leiduval tihtiesineval defektil, mida tuntakse lämmastiku-vakantsi (ingl. k nitrogen-vacancy ehk NV) nime all. Need sensorid mõõdavad nanoskaalas nõrkasid magnet- ja elektrivälju. Sellised sensorid võivad muutuda oluliseks tulevaste kvantinformatsioonseadmete ning elektriliste ja magnetiliste sensorite väljatöötamisel, kirjutab Physorg.com. ,,NV kese on eelistatav süsteem, mida me […]
Plii-happe aku saladus lahendatud
Keemikud lahendasid 150 aasta vanuse saladuse: mis annab plii-happe akule selle unikaalse võime hetkelise kiirusega tugevat vooluimpulssi tekitada. Plii-happe akud suudavad toota väga suuri automootori käimapanekuks vajalikke voolutugevusi tänu aku anoodi materjali, milleks on pliidioksiid, erakordselt suurele juhtivusele. Kuigi seda tüübi aku leiutati juba 1859. aastal, ei mõistetud siiani, miks pliidioksiid nii hea juhtivusega on, kirjutab […]
Isepuhastuv klaas
Enam pole vajadust puhastada prille ning määrdunud tuuleklaasid kuuluvad nüüdsest minevikku. Uurijad Max Plancki Instituudist ja Darmstadti Tehnikaülikoolist on nüüd isepuhastuva klaasi loomisele lähedale jõudnud. Nad kasutasid küünlatahma, et luua klaasist läbipaistev ülimalt mittemärguv kattekiht. Nii õli kui ka vesi rulluvad sellelt kattelt nii, et ei jäta endast midagi maha. See nähtus pidas paika isegi […]
Esimene molübdeniidist mikrokiip
Molübdeniit – uus ja paljulubav materjal – ületab räni füüsikalised takistused. EPFLi teadlased tõestasid seda, valmistades molübdeniidist mikrokiibi, millel on väiksemad ja vähem energiat nõudvad transistorid. Pärast molübdeniidi elektriliste eeliste avastamist tegid teadlased nüüd teise olulise sammu. Nimelt valmistasid teadlased sellest kiibi ehk integreeritud vooluringi, kinnitades, et materjal ületab oma suuruse, elektritarbivuse ja mehaanilise painduvuse […]
Mullid teevad liitium-õhk akude alal rekordeid
Tänu katkiste munakoorte sarnastele mullide ümber ehitatud grafeenstruktuuridele valmistati seni kõrgeima energiamahtuvusega liitum-õhk aku. See must poorne materjal võib tulevikus asendada liitium-õhk akudes praegu kasutatavaid traditsioonilisi siledaid grafeenlehti, sest need ummistuvad kasutamise ajal väikeste osakestega. Lisaboonusena võib tuua välja selle, et uus materjal ei sõltu plaatinast või teistest väärismetallidest, vähendades seega seadme võimalikku maksumust ning […]
Grafeenlehtedes avastati uus elektriline olek
Londoni Nanotehnoloogiate Keskuse (LCN) teadlased avastasid grafiidilise ülijuhi grafeenlehtede pinnal elektroonilised triibud, mida nimetatakse ,,laengutiheduse laineteks.” See on esimene kord, kui neid triipe grafeeni pinnal täheldatud on, ning sel on grafeeni kasutamisele tõenäoliselt suur mõju. LCN-i teadlased lisasid grafeeni pinnale lisaelektrone, libistades kaltsiumi aatomeid selle alt läbi. Tavaliselt võiks eeldada, et need lisaelektronid jagunevad grafeeni […]
Defektid võivad grafeensensoreid paremaks muuta
Kuigi Illinoisi Ülikooli teadlased leidsid, et grafeenist saab valmistada ülihäid keemilisi sensoreid, panid nad tähele ka üllatavat tõsiasja: sensorid on veelgi paremad, kui grafeen ise on ”halvem” – rohkem defekte tähendab paremaid tööomadusi. ,,See on täiesti vastupidine sellele, mida me vajame transistorite jaoks,” sõnas Eric Pop, uurimisgrupi üks liikmetest. ,,Fakt, et mida halvem grafeen oli, […]
NASA arendab välja revolutsioonilise tehnoloogia
Kaks NASA Kalifornia teaduskeskust arendavad välja uusi kosmoseajastu tehnoloogiaid, mis võiksid oluliselt muuta viisi, kuidas me vaatleme planeete eemalt ja kuidas saaksime turvaliselt transportida roboteid või inimesi läbi kosmose ning tuua nad turvaliselt tagasi Maale. Kalifornias Pasadenas asuv NASA reaktiivliikumise laboratoorium JPL kasutab arenenud ühendpooljuhtaineid, arendamaks uusi tehnoloogiaid kõrge töötemperatuuriga infrapunasensorite jaoks. Mida kõrgemad on temperatuurid, millel […]
Teadlased leiutasid pikalt infrapuna lähedast valgust kiirgava materjali
Materjalid, mis kiirgavad pärast valgustamist nähtavat valgust, on tavalised, ning neid võib leida kõikjal alates hädasignaalidest kuni pimedas helendavate kleepsudeni. Senini pole aga teadlastel õnnestunud valmistada materjale, mis kiirgaksid infrapuna lähedasi lainepikkusi – spektri osa, mida saab näha vaid spetsiaalsete pimedas nägemist võimaldavate prillidega. Äsja teadusajakirjas Nature Materials avaldatud artiklis kirjeldavad aga Georgia Ülikooli teadlased […]
Efektiivne meetod painduvate läbipaistvate elektroodide valmistamiseks
Kuna vedelkristallekraanide ja teiste elektroonikaseadmete turg tõstab jätkuvalt indiumi hinda, millest valmistatakse läbipaistvate elektroodide jaoks indium-tinaoksiidi(ITO), siis otsivad teadlased pidevalt odavamat ning dünaamilisemat alternatiivi – seda eriti paindlike elektroonikaseadmete jaoks. Lisaks selle kõrgele hinnale on ITO-l ka mitmeid puudusi. See on habras, muutes selle kasutamise painduvates ekraanides ja fotoelementides ebapraktiliseks, ning ITO kilede valmistamine on […]
Uus maailma kergeim materjal
Teadlased töötasid välja maailma kergeima materjali, mille tihedus on vaid 0,9 milligrammi kuupsentimeetri kohta – umbes 100 korda kergem kui stürovaht. Uue materjali uskumatu kergus saavutati tänu selle unikaalsele mikrovõrestiku rakulisele ehitusele. Teadlastel õnnestus valmistada materjal, mis koosneb 99,99% õhust, valmistades 0,01% osa tahkist nanomeetri, mikromeetri ja millimeetri skaalas. ,,Trikiks oli valmistada juuksekarvast ligi 1000 […]
Loodi „elektronnäpitsad“
Mitte aga näpitsad elektronide üles korjamiseks, vaid elektronidest valmistatud näpitsad. Riikliku Sandardite ja Tehnoloogia Instituudi (National Institute of Standards and Technology) ja Virginia Ülikooli uurijad demonstreerisid hiljutises uurimustöös, et tänapäevaste elektronmikroskoopidega tekitatud kiiri saab kasutada nii objektide vaatamiseks nanoskaalas kui ka nende liigutamiseks, asukoha muutmiseks ja võib-olla isegi kokku panemiseks. Oma olemuselt on kõnealune vahend […]