Firma Nanoscience Instruments valmistas uue väikeste mõõtmetega, labori töölauale ja tõmbekappi mahtuva süsinik-nanotorude sünteesiks mõeldud seadme Nanotech Innovations SSP-354, mille abil saab valmistada kõrgekvaliteedilisi mitmeseinalisi süsinik-nanotorusid. Seade kasutab NASA välja töötatud injektsioon-keemilisel aursadestusel põhinevat protsessi. Süsteem võimaldab toota uurimustööks vajaliku kvaliteediga mitmeseinalisi süsinik-nanotorusid kõigest mõne tunniga. SSP-354 CNT süsteem töötati välja nii, et ta oleks […]
Elektronide pakkimine nanokarpi: mitme keha probleemi kontroll kvantvangistuse abil
Dr. Takashi Kuroda ning Marco Abbarchi juhitud töögrupil koostöös Hokkaidō Ülikooliga õnnestus hoida kontrolli all pooljuht-kvanttäpi paarist osakesest koosnevad kvantolekut ning muuta selle seoseenergiat. Tänu selle uurimustöö tulemustele võib tulevikus olla võimalik valmistada mittelineaarseid pooljuhtseadmeid, mis võimaldavad stabiilset voolu tüürimist vähese energiakuluga. Kui elektron ning prooton vaakumis üksteise lähedusse viia, tõmbuvad osakesed tänu Couloumbi jõule […]
Füüsikud: Kvanttäpid ei olegi täpid
Teadlased Kvantfotoonika Grupist(Quantum Photonics Group) DTU Fotonik’ust koostöös Kopenhaageni Ülikooli Niels Bohri Instituudiga üllatasid teadusmaailma avastusega, mille kohaselt valguskiirgus tahkiselistest footonemitteritest ehk nn. kvanttäppidest on siianiarvatust fundamentaalselt erinev. Uus pilguheit võib pakkuda olulisi rakendusi kvantinfromatsioon-seadmete efektiivsemaks muutmisel. Tänapäeval on võimalik toota ning kohandada üliefektiivseid valgusallikaid mis kiirgavad vaid ühe footoni korraga. Selliseid emittereid nimetatakse kvanttäppideks […]
Nanotorud käituvad kui optilised antennid
Just nagu raadiosaatjad edastavad ning võtavad vastu raadiolaineid suudavad süsinik-nanotorud vastu võtta ning edastada valgust nanoskaalas, leidsid Cornelli teadlased. Süsinik-nanotorudest võivad ühel heal päeval saada ideaalsed optilised hajutavad juhtmed – pisikesed, peaaegu nähtamatud antennid, mis suudavad kontrollida, neelata ning kiirata kindlatel värvustel valgust nanoskaalas, kirjutab Physorg.com. Teadlased kasutasid oma uurimuses Rayleigh valguse hajumist – sama […]
Esimene kvantmasin
Teadlaste valmistatud seade, mille liikumist saab kirjeldada vaid kvantmehaanika, võib tulevikus panna proovile meie reaalsusetaju. See masin ei pruugi küll osutuda nii kasulikuks kui Ford T, kuid oma põhimõtte uudsuselt ületab sel aastal esmakordselt avalikkuse ette toodud pisike masin Henry Fordi kuulsad autod ning ka kõik muud masinad. Siiani on kõik masinad liikunud klassikalise mehaanika seaduste […]
Maailma väikseim patarei: nanojuhtmest anoodi jälgimine reaalajas
Sandia Riiklike Laboratooriumite(Sandia National Laboratories) teadlane Jian Yu Huang koos kolleegidega valmistasid maailma väikseima patarei esmaversiooni. Selle anoodiks on kõigest üks nanojuhe, mille paksus on vaid üks seitsmetuhandik inimese juuksekarva omast. Anoodi omaduste paremaks uurimiseks, valmistati pisike korduvlaetav liitium-ioon patarei läbivkiirguse elektronmikroskoobi sisse. ,,Selle eksperimendi abil saame uurida patarei laadimist ja tühjakslaadimist reaalajas ning aatomskaalalise […]
Nanotorudest kumm on veniv ka kõrgetel temperatuuridel
Jaapani teadlased töötasid välja uue viskoelastse materjali mis püsib stabiilsena hämmastavalt suures temperatuurivahemikus, -196 °C kuni 1000 °C. See on esimene sellesarnane materjal, kuna tavaliselt lähevad seesugused materjalid kõrgete temperatuuride juures katki ning muutuvad madalate temperatuuride puhul rabedaks. Tsukuba AIST-i teadlane Ming Xu ja kolleegid avastasid nanotorude uue erakordse omaduse – viskoelastsuse suure temperatuurivahemiku korral, kirjutab […]
Leiti grafeeni nõrkus
Columbia Ülikooli teadlane Chris Marianetti soovis leida grafeenist valmistatud seadmete nõrkuse. Marianetti uurimus keskendub aatomskaalas materjalide käitumise modelleerimisele. Antud uurimuses tundis ta huvi just grafeeni vastu, vahendab Physorg.com. Marianetti töö seisnes grafeeni purunemistingimuste uurimises. Ta leidis, et kui grafeen asetada igas suunas ühtlase survepinge alla, muutub selle struktuur mehaaniliselt ebastabiilseks. Süsiniku aatomite kärjesarnane struktuur hakkab […]
Teadlased imiteerivad nanokilede valmistamiseks loodust
Looduses suudavad liuskurlased vee peal kõndida, liblikad heidavad vee oma tiibadelt ning taimed püüavad kinni putukaid ja õietolmu. Teadlased Mereuuringute Laboratooriumist(Naval Research Laboratory) võtavad osa uurimusest, mille raames püütakse töötada välja pindasid, mis mõndasid seesuguseid looduses leiduvaid vetthülgavaid omadusi imiteerivad. Seesuguse tehnoloogia abil saab nii sõjaväelistel, meditsiinilistele kui ka energeetilistel eesmärkidel kasutatavate kattematerjalide taset märgatavalt […]
Füüsikud leiutasid uue valgusallika: Bose-Einsteini kondensaadi superfootonid
Bonni Ülikooli füüsikud töötasid välja täiesti uue valgusallika, footonitest koosneva Bose-Einsteini kondensaadi. Seniajani arvati, et selline asi on võimatu. Antud meetod võiks sobida uute, röntgenkiirguse lainepikkustel töötavate laserisarnaste valgusallikate väljatöötamisel. Muude rakenduste hulgas saaks antud valgusallika abil ehitada võimsamaid arvutikiipe. Jahutades rubiidiumi aatomeid ning kontsentreerides nad väikesesse ruumi, ei saa neid järsku enam üksteisest eristada. […]
Avastati soojade ülijuhtide uus omadus
Simon Fraseri Ülikooli füüsiku Jeff Sonieri juhitud uurimuses avastasasid TRIUMFi teadlased midagi, mis nende arvates võib suuresti takistada toatemperatuuriliste ülijuhtide valmistamist. 25 aastat on spekuleeritud, et probleemiks võib olla magnetism. Uue uurimuse kohaselt esineb kindlates lantaanipõhistes vaskoksiidmaterjalides nõrka magnetismi. See materjal on aga toatemperatuurile kõige lähedamal temperatuuril töötav ülijuht. Kui ülijuhid töötaksid toatemperatuuril, ei oleks […]
Teadlased valmistasid kindlaid lainepikkusi peegeldavad klaaskiled
Tselluloosi nanokristallide abil valmistasid Briti Kolumbia Ülikooli(UBC) keemikud klaaskiled, mida saab rakendada hooneehituse energiasäästlikkuses tänu nende võimele peegeldada valguse kindlaid lainepikkusi, nende hulgas ultraviolettkiirgust, nähtavat- ja ka infrapunavalgust. Need, hiljutises teadusajakirja Nature väljaandes kirjeldatud nanopoorsed kiled on kasutatavad ka optiliste filtrite ja sensoritene või ka ravimitööstuses vajalikus molekulide eraldamise protsessis, vahendab physorg.com. ,,See on esimene […]
Grafeeni Faraday nurk oodatust palju suurem
Rahvusvahelistest füüsikutest koosneva teadlasterühma sõnul saab magnetväljas asuvat üksikut grafeenkihti läbiva valguse polarisatsiooni pöörata peaaegu 6 kraadi võrra. See grafeeni uus omadus tuli ootamatult, sest nii suured pöörded esinevad tavaliselt palju paksemates materjalides. Teadlased usuvad, et uut omadust saab ära kasutada seadmetes, mis valgust magnet- ja elektriväljade abil ümber suunavad. Alexey Kuzmenko ning kolleegid Genfi […]
Teadlased valmistasid maailma väikseima ‘veepudeli’
Teadlased valmistasid mahuti, millesse mahub kõigest üks veemolekul. Anumaks on fullereeni puur ning fosfaatosa, mis käitub kui kork, mille abil vesi anumas püsib. Qianyan Zhang ning teised Pekingi ja Saksamaa instituutidest avaldasid oma uurimuse pisikesest fullereenipuurist teadusajakirja Angewandte Chemie viimases väljaandes. Kuigi eelnevad uurimused on näidanud, et fullereenpuuri saab teiste molekulide ümbritsemiseks kasutada, mõtlesid selle […]
Kvantmälu kui sidevõrkude tulevik
Kopenhaageni Ülikooli Niels Bohri Instituudi uurijatel on õnnestud kahe “põimunud” valguskiire abil kvantinformatsiooni salvestada. Kvantmälu ehk kvantinfo ladustamine on vajalik kvantsidevõrgustike loomiseks. Uued leiud on avaldatud ajakirja Nature Physics 7. novembri numbris. Kvantvõrgud suudavad andmete turvalisust paremini kaitsta kui praegu kasutusel olevad traditsioonilised sidevõrgud. Kvantside nurgakiviks on kahe kvantsüsteemi, näiteks kahe valguskiire, omavaheline põimumine. Põimumine tähendab, […]
Tulevik: kärjelise struktuuriga päikeseenergiat ammutavad aknad
Materjaliteaduse uusim läbimurre Ameerika Ühendriikides ning Taiwanis võib viia uut tüüpi Päikeseenergiat ammutava akna välja töötamiseni. Äsjaloodud läbipaistev materjal püüab efektiivselt footoneid, mille abil tänu aine kärjelisele struktuurile, milles pooljuhtpolümeeride omadused segunevad süsinikurikka fullereeni omadega,genereeritakse elektrienergiat. Kui polümeer P1 footonid kinni püüdab, kombineeruvad materjali elektronid ja seotud olekusse, mida nimetatakse eksitonideks. Fullereenide roll on see […]
Liikuvad hologrammid astuvad sammu argielule lähemale
Arizona ülikooli teadlaste poolt välja töötatud hologrammide kirjutamise tehnika viib mänguasja staatuse omandanud leiutise peaaegu ulmefilmide tasemele. Hologrammid võivad tunduda justkui leiutis mõnest ulmefilmist. Kaugete tähtede taha saadetav kangelase rääkiv kolmemõõtmeline kujutis annab olemuselt selleks ka piisavalt põhjust, kuid Tähesõdadest tuttavad hologrammid on argipäeva osaks saamisele suure sammu võrra lähemal. Peaaegu reaalajas vahetuvad hologrammpildid juba […]
Vee abil grafeen-nanoelektroonika rakendusteni
Teadlased Rensselaeri Polütehnilisest Instituudist töötasid välja uue meetodi kontrollimaks grafeeni keelutsooni laiust vee abil, avades seega uusi uksi grafeenipõhistele transistoritele ning muudele nanoelektroonika seadmetele. Asetades grafeenkile niiskuse kätte, tekitasid Rensslaeri professor Nikhil Koratkar koos kaasteadlastega grafeenis keelutsooni – omaduse, mis on grafeentransistorite valmistamisel ülimalt tähtis, kirjutab physorg.com. Koratkari tüürühm demonstreeris keelutsooni tekitamist grafeenis muutes vee […]
Kulla nanoosakesed panevad puulehed helendama
Taiwani teadlased on arvamusel, et suudavad lõpuks asendada tänavalambid pimedas helendavate puulehtedega, seda tänu kulla nanoosakestele, mis muudavad lehed bio-valgusdioodideks. Valgusdioodid ehk LED-id on palju energiaefektiivsemad kui tavapärased valgusallikad, kuid Taiwani teadlasterühm, keda juhib Yen Hsun Su Taipei Academia Sinicast, soovisid leida viisi muutmaks LEDid veelgi energiaefektiivsemateks kui nad hetkel on. Neil õnnestus sünteesida kulla […]
Nanomaterjalide ning molekulide rõhu all deformeerumise jälgimine võib viia tugevamate materjalideni
Tugevuse uurimisel ei ole grafiidil just parimad tulemused. Ülikõrgetel rõhkudel saab grafiidist aga teemant – teadaolevalt kõige kõvem materjal, mis on nii mitmeteski rakendustes erakordselt kasulik. Enamiks materjale, mis kõrgel rõhul deformeeruvad, taastavad pärast rõhu eemaldamist oma esialgse kuju, kaotades seega kõik kasulikud omadused, mida rõhu all olemine neile andis. Mõistes nii teoreetilisest kui ka […]
Soojusenergia nanotorudest
Kaaludes erinevaid energiasalvestamise viise osutuvad oluliseks nii mitmedki tegurid, olenevalt olukorrast näiteks energia- ja võimsustihedus. Üldiselt on energia saamiseks kasutusel patareid, suure võimsuse saamisel aga kondensaatorid. Oleks muidugi tore saada mõlemat korraga. MIT teadlased eesotsas Michael Stranoga uurisid energia salvestamise viise süsinik-nanotorudes, lisades neile kogu toru ulatuses kütust – keemilist energiat, mille saab hiljem ühte […]
Uuring kirjeldab lauale mahtuvat eredate ja koherentsete röntgenkiirte allikat
Koondatud kõrge energiaga röntgenkiirte tekitamine, mille abil saab uurida kõike alates molekulaarstruktuuridest lennukitiibade terviklikkuseni, võib uue uurimuse kohaselt lihtsamaks ning odavamaks muutuda. Ajakirja Nature Physics 24. oktoobril ilmunud numbris kirjeldavad Londonis asuvast Imperial College’ist, Michigani Ülikoolist ning Lissabonis asuvast Instituto Superior Téchnico Lisbon pärit uurijad lauale mahtuvat seadet, mis tekitab sünktrotron-röntgenkiiri, mille energia ja kvaliteet on […]
Avastati ootamatu magnetism
Oak Ridges asuva Rahvusliku Laboratooriumi Energiaosakonnas (Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory) tehtud teoreetiline töö on andnud lahenduse kahe erineva materjali vahelise ootamatu magnetismi mõistmiseks. Ajakirjas Nature Communications avaldatud tulemustel on, ORNL’i Materjaliteaduse ning Tehnoloogia Osakonnast (ORNL’s Materials Science and Technology Division) pärit kaasautori Satoshi Okamoto arvates, eriti tähtis koht arvutialadel elektrooniliste seadmete loomisel […]
Nanoosakeste tekkimist jälgiti esmakordselt reaalajas
Teadlasterühm Ameerika Ühendriikide Energiaministeeriumi Argonne’i Rahvuslikust Laboratooriumist(U.S. Department of Energy’s Argonne National Laboratory) ning Washingtoni Carnegie Instituudist olid esmakordselt tunnistajaks nanoosakeste sündimisele reaalajas. Uue revolutsioonilise meetodiga tekib teadlastel võimalus õppida tundma nanoosakeste tekke algstaadiume, mis on siiani tänu ebaadekvaatsetele sondeerimismeetoditele saladuseks jäänud. Samuti võib uus tehnoloogia kiirendada nanoosakeste kasutamist näiteks päikeseelementides, sensorites ning muudes kõrgtehnoloogilistes […]
Teadlased valmistasid grafeenipõhise võimendi
Rice’i Ülikooli teadlaste läbi viidud uurimustöö, mis kasutab ära grafeeni laiaulatuslikke võimeid, võib viia vooluringide rakendusteni, mis on hulga kompaktsemad ning paindlikumad kui praegu kasutatavad ränipõhised tehnoloogiad lubavad. Kolme terminaliga, ühetransistorilised grafeenipõhised võimendid võivad saada võtmeelementideks tuleviku elektroonikaseadmete vooluringides. Seesugust võimendit saab töö käigus positiivsete, negatiivsete või mõlemamärgiliste laengukandjate abil seada töötama ükskõik millisel kolmest […]
Uus grafeeni valmistamise meetod kasutab ränikarbiidist šabloone
Georgia Tehnoloogiainstituudi teadlased töötasid grafeeni sadestamiseks välja uue meetodi, milles süsinik sadestatakse ränikarbiidist šabloonile. Uus meetod hõlmab endas ränikarbiidi pinnale mustrite söövitamist ning grafeeni kasvatamist sellele. Muster käitub kui šabloon, juhtides kogu grafeeni sadestamise protsessi, tänu millele on võimalik valmistada kindlate mõõtmetega nanostruktuure, kasutamata seejuures e-kiiri või muid materjali lõhkuvaid lõikamistehnikaid. Uuel viisil valmistatud nanoribadel on sujuvad ääred, mistõttu väheneb ka elektronide […]
Valguse lainepikkusest õhemad päikesepatareid ületavad efektiivsuse piiri
Stanfordi Ülikooli teadlaste sõnul neelavad ülõhukesed päikeseelemendid valgust tavapärastest kallitest ränipõhistest elementidest efektiivsemalt, sest valgus käitub nanomeetrises skaalas erinevalt. Teadlaste arvutuste kohaselt neelab õigesti koostatud mitmest õhukeste kilede kihist koosnev süsteem päikesevalgust seniarvatust kuni 10 korda paremini. Uurimustööst selgub, et väga õhukeste polümeerkilede sees rikošetina liikuv valgus käitub teisiti kui paksemates kiledes. Et ületada valguse kiles kinnihoidmise aja […]
Loodust matkiv ‘kunstlik leht’ toodab elektrienergiat
Põhja-Carolina Osariigi Ülikooli teadlased näitasid hiljuti, et vee-geeli põhised ‘kunstlikud lehed’ käituvad kui päikesepatareid ning toodavad päikeseenergiast elektrienergiat. Uurimustöö tulemused lubavad tulevikus toota rohkem loodust matkivaid päikeseelemente. Seesugused seadmes tõotavad olla ka odavamad ning keskkonnasõbralikumad kui praegused ränipõhised elemendid. Painduvad seadmed koosnevad veel põhinevast geelist, millesse on lisatud valgustundlikke molekule – ühes katses kasutati selleks […]
Uus tehnoloogia lubab uut energiasäästmise viisi
Teadlased Tokio Tehnoloogiainstituudist ning firmast MERSTech koostöös Mereuuringute Osakonna(Office of Naval Research) Tokio kontoriga töötasid välja uue süsteemi, mis hoiab kontrolli all valgustusele kuluvat elektrivoolu. Süsteem tõotab tuua uusi tuuli tuleviku energiasäästlikusse. Uus süsteem kasutab ära ning töötleb ümber elektrivoolu tõttu tekkiva magnetjõu ülejääki. Tänu elektrivoolu kontrollivatele seadmetele saaks lambipirnide efektiivsuse viia maksimumini. Süsteemi töötavust kontrolliv […]
Kvantfüüsikud muudavad üleliigse soojuse elektrienergiaks
Arizona Ülikooli teadlased avastasid uue meetodi saamaks üleliigsest soojusest elektrienergiat. Meetod põhineb nn. molekulaarse termoelektrilise seadme teoreetilisel mudelil, mille abil saaks tulevikus valmistada efektiivsemaid autosid, elektrijaamu, tehaseid ning päikesepaneele. ,,Termoelekter muudab võimalikuks soojuse otsese muutmise elektrienergiaks seadmes, kus puuduvad liikuvad osad,” sõnas uurimuse läbi viinud Justin Bergfield. ,,Meie kolleegide sõnul on arvutis modelleeritud seadmete valmistamine võimalik, […]
Grafeenelektroodidega superkondensaator
Ameerika Ühendriikide teadlased said hakkama kõrgsagedusliku vahelduvvoolu-superkondensaatori valmistamisega, kus elektroodidena kasutati grafeenlehekesi. Tavalistest kondensaatoristest palju väiksemat seadet saab kasutada arvutite protsessorites ning teistes väiksemõõtmelistes kiipides. Superkondensaatorid ehk elektrilised kaksikkiht-kondensaatorid(electric double-layer capacitors,DLC) või ka elektrokeemilised kondensaatorid on kondensaatorid, millesse mahub tänu elektrolüüdi ning elektroodi ühenduskohas pinge rakendamisel moodustuvale kaksikkihile palju rohkem laengut. Tööstuslikud DLC-d on tavaliste patareidega […]
Süsinik-nanotorud arvatust kaks korda tugevamad
Hiljutiste uurimuste kohaselt on süsinik-nanotorud varemarvatust ligi kaks korda tugevamad. Uutest uurimustest selgus, et nanotorud on vähemalt 117 korda tugevamad kui teras ning 30 korda tugevamad kui Kevlar, materjal, mida kasutatakse kuulikindlates vestides ning muudes toodetes. Tänu uutele andmetele võib suureneda nanotorudest materjalide tööstuslik kasutamine ning rakenduste hulk, kirjutab physorg.com. Et teha kindlaks nanotorude tegelik […]
Teadlased valmistasid nanotorude abil kunstnaha
Biotehnoloogia teadlased töötasid välja elektroonilise puutetundliku naha. Laboris testitud materjal reageerib samasugusele survele kui inimnahk ning teeb seda ka samal kiirusel. Kunstnahk oleks rakendatav järgmise generatsiooni tarkade robotite väljatöötamisel. Ali Javey töörühma valmistatud “e-nahk” koosneb germaaniumist valmistatud nanojuhtmete maatriksist ning kleepuvale polüamiidkilele rullitud ränist. Pinnale on laotud nanoskaalas transistorid, millede peal omakorda on survetundlik kumm. 49 […]
Iseparanduvad päikesepaneelid tõotavad pikemat eluiga
Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi teadlased on konstrueerinud miniatuurse päiksepaneeli, mis on suuteline päikesekiirguse poolt kahjustada saades iseennast parandama. Kuigi taimed pole just eriti head päikesevalguse energiaks muundajad, nende maksimaalne efektiivsus jääb 26·% piirile, on neil inimeste poolt konstrueeritud päikesepaneelide ees üks suur eelis. Nimelt suudavad fotosünteesi eest vastutavad rakud päikesekiirguse poolt kahjustada saades iseennast parandada. Seevastu MIT […]
Betoonalus tõstab tuulegeneraatorite efektiivsust
Betoon pole küll kõige rohelisem materjal, kuid tuulegeneraatorite juures kasutamisel on betoonil lausa mitu eelist. Betoonaluse kasutamine vähendab generaatori torni üleval hoidmiseks muidu kuluva betooni hulka rohkem kui 2/3 võrra. Tänu betoonalustele on generaatorite paigaldamine ka ökönoomsem ning tornide püsti saamine on kiirem. Suurimaks kasuks on aga fakt, et betoonaluseid kasutades võib ehitada kõrgemaid tuulegeneraatoreid, saades nii elektritootmisel […]
Kopsude struktuurist inspireeritud kütuseelement
Teadlased Norra Teaduste Akadeemiast(Norwegian Academy of Science and Letters) konstrueerisid uue, kopsude struktuurist inspireeritud kütuseelemendi. Uus kujundus vajab vähem kallist plaatina katalüsaatorit, suurendades samal ajal elemendi efektiivsust. Kütuseelemendi kanalid on valmistatud kopsutorude ülesehituse eeskujul, torudest liigub vesinik ja hapnik vastavatele elektroodidele. Seesugune süsteem kannab gaase elektroodidele ühtlasemalt laiali, tänu millele suureneb elemendi efektiivsus ning suurema pindala […]
Grafeentransistor purustab kiirusrekordeid
Ameerika Ühendriikide teadlased töötasid välja uue viisi grafeenist transistorite valmistamiseks. Uus meetod ületab olulisima probleemi, mis on olnud seni takistuseks elektroonikaseadmetes kasutatava räni asendamisel grafeeniga. Samuti valmistati selle tehnoloogia abil seni kiireim grafeentransistor. Praegu pooljuhttööstuses kasutatavad töötlusmeetodid ei sobi grafeeni töötlemiseks, sest tekitavad materjali sisse defekte, halvendades seeläbi selle tööomadusi. Selle probleemi lahendamiseks töötas Xiangfeng […]
Laserid võivad viia uut tüüpi südamestimulaatori väljatöötamiseni
USA teadlased on välja töötanud meetodi lühikeste valgussähvatustega südamelöökide tempo reguleerimiseks, mis võib viia vähem rakke kahjustava stimulaatori väljatöötamiseni. Andrew Rollinsi juhitud meeskond Clevelandis asuvas Case Western Reserve Universitys näitas esmakordselt, kuidas vutilootes löövat süda infrapunalaseri valguse võngetega sünkroniseerida saab. Selletaolised uurimused said alguse 2008. aastal, kui titaan-safiir laseri eriti lühikeste, femtosekundiliste võngetega suudeti südamelihase […]
Isepuhastuv tehnoloogia hoiab päikesepaneelid tolmuvabana
Eile demonstreerisid teadlased uut lahendust päikesepaneelide tolmuseks saamise probleemile: isepuhastuvad päikesepaneelid. Tehnoloogia ise põhineb Marsi missioonidel kasutatud lahendustel. Oma uurimustööd tutvustavas ettekandes kirjeldasid teadlased, kuidas isepuhastuv kattepind päikeseelementide pinnal suurendab päikesekiirgusest elektrienergia tootmise efektiivsust ning vähendab hoolduskulusid suurtes päikesepaneelide parkides. ,,Meie tehnoloogia on kasutatav nii väikse- kui ka suuremõõtmeliste fotogalvaaniliste süsteemide puhul. Meie andmete kohaselt […]
Nanoskaalas valgust juhtiv antenn
Nanotehnoloogia lubab tulevikus palju uuendusi sensoritele ja optilistele komponentidele, kuid nende väikesed mõõtmed tekitavad kasutajatele raskusi infovahetusel nende seadmetega. Hiljuti demonstreerisid Hispaania teadlased uudset lahendust sellele probleemile, kinnitades selleks nanoskaalas objektide külge ‘antenni,’ mis optilisi andmeid ülitäpselt välja annab ja vastu võtab. Nanoskaalas antennil on voolujuhtivateks osadeks ridamisi asetatud kullast nanovardad. Vardad on asetatud nii, et […]
Pistikupessa ühendatav päikesepaneel toob kodudesse odava energia
Päikeseenergia seadmetele keskenduv firma Clarian Technologies tuli välja uue ideega kodumajapidamise toitmises päikeseenergiaga: nn. Sunfish ehk päikesemasin. Sarnaselt külmikule või mikrolaineahjule saab majaomanik osta Sunfishi päikesemasina energiasüsteemi ning pista juhtme suvalisse õuepealsesse pistikusse, misjärel seade hakkabki maja odava päikeseenergiaga varustama. Kui enamik päikeseenergia süsteeme eeldavad alltöövõtjat, kes mooduli paigaldab ning elektrikut, kes selle läbi vaheldi elektrisüsteemiga […]
Muudetavate mõõtmetega nanoskoopiliste mustritega materjalid
Koostöö CNM’i Elektrooniliste&Magnetiliste Materjalide&Seadmete Grupi(Electronic & Magnetic Materials & Devices Group) ning Argonne’i Energiasüsteemide Osakonna(Energy Systems Division) teadlaste vahel on viinud täiesti uue kahe- ja kolmemõõtmeliste funktsionaalsete nanomaterjalide valmistamise meetodini. Teadlaste uus lähenemine kombineerib plokk kopolümeeride iseorganiseerumise aatomkiht sadestuse isepiirava ja valikulise protsessiga, vahendab physorg.com. Valides sobiva polümeeri ja sadestuse esialgsed keemilised omadused, on võimalik saavutada […]
Grafeen koos kuusnurkse boornitriidiga võib räni turult välja tõrjuda
‘Valgeks grafeeniks’ kutsutav materjal võib meid viia nanoelektroonika uue ajastuni. Rice’i Ülikoolis uuritav kuusnurksetest boornitriidi aatomitest koosnev ühekihiline materjal võib leida rakendusi ka makroskaalas rakendustes. Teadlased Pulickel Ajayani Laboratooriumist on töötanud välja viisi valmistamaks h-BN’i lehekesi, millest tulevikus võib saada just see õige lisand, mida grafeenitööstus oodanud on, vahendab sciencedaily.com. Uurimustöö tulemused avaldati teadusajakirja Nano Letters eelmise […]
Uurimus: nanoteadus tõstab tunduvalt järgmise generatsiooni päikeseelementide efektiivsust
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, […]
Topoloogilised isolaatorid astuvad sammu edasi
Sellel aastal ei ole tahkisefüüsikaga tegelevate teadlaste konverentsidel olnud enam peamiseks kõneaineks sugugi mitte grafeen vaid hoopiski topoloogilised isolaatorid. Seda ka väga heal põhjusel. Nimelt võivad need tulevikus elektroonikatööstuses tekitada samasuguse revolutsiooni kui grafeen. Kuigi nende nimes esineb sõna isoleeriv, ei ole topoloogilised isolaatorid tegelikult täies ulatuses isoleerivate omadustega, vaid nende pind juhib elektrit. Kuid […]
Külmkapimagnetid asendavad tulevikuarvutite mälu?
Osaka ülikooli teadlasterühm on valmistanud külmkapimagnetitele sarnase materjali, mis võib hakata tulevikus asendama traditsioonilisi andmete talletamise seadmeid. Külmkapimagnetid ning enamik teisi magneteid, millega igapäevaelus kokku puututakse, on valmistatud keraamiliselt sulamist BaFe12O19. Igal aastal toodetakse materjali umbes 830,000 tonni. Vaatamata sellele, et need täiesti tavalised tunduvad, on seda tüüpi magnetid tegelikult üpris ebaharilikud. Nimelt kuuluvad need […]
Uut tüüpi metamaterjalid säästavad valgust
Purdue ülikooli teadurid on leidnud viisi, kuidas vähendada metamaterjale läbiva valguse energiakadusid kuni 50 korda. Metamaterjalid astuvad oma olemuselt välja justkui ulmefilmidest. Nende murdumisindeks on alla ühe või isegi negatiivne. Looduses selliste optiliste omadustega materjale ei leidugi. Tavatingimustes võivad elektromagnetlained nagu valgus murduda tihedamasse keskkonda sattudes erinevate nurkade all ning kiirustega vaid pinna ristsirgest eemale. […]
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, […]
Grafeenimullid matkivad ülitugevat magnetvälja
Plaattina peale kasvatud grafeenikiht avab tee viisile, kuidas igapäeva rakendustes kontrollida grafeeni elektroonilisi omadusi. Just siis kui oleks võinud juba arvata, et grafeeni võrratute omaduste loetelule võiks joone alla tõmmata, suutsid USA teadlased leida imematerjalil veel ühe uue omaduse. Omaduse, mis võiks eriti rõõmustada elektroonikaga tegelevaid insenere, kellele meeldib ülitugevate magnetväljadega mängida. Selgus, et grafeen […]
Täpsemalt kui Heisenberg·? – Ainult superpositsiooniga
Kahe Žürichi ülikooli teadlased on leidnud viisi Heisenbergi määramatuse printsiibist kõrvale hiilida võttes abiks teise intuitiivsust trotsiva kvantmaailma poolt võimaldatava abivahendi – kvantmälu. Kvantosakesi on raske hoomata, kuna kõiki nende omadusi ei saa lihtsalt korraga mõõta. Kindlad parameetrite paare nagu näiteks nende asukohta ja impulssi saab mõõta ainult nii täpselt, kui Heisenbergi määramatuse printsiip seda […]
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 […]
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 […]
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 […]
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 […]
Ränist nanosfäärid seavad kõvaketaste mahule uued piirid
MAFIN-i projektis osalenud teadlased saavutasid tillukeste nanosfääride abil andmete salvestamistiheduseks rekordilised 1000 GB ruuttolli kohta. Esimestest arvutitest saadik on võimalused andmete talletamiseks kasvanud lausa eksponentsiaalselt – tänaseks on tavatarbijatele kätte saadavad 1 TB (terabaidise) mäluga arvutid. Ja Western Digital teatas eelmise aasta novembris, et on loonud 2TB mahuga kõvaketta. Võib tunduda, et arengul piire ei […]
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 […]
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 […]
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 […]
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 […]
Läätsetud mikroläätsed püüavad kulla ja kvanttäppide abil infrapunakiirgust
Nanotehnoloogiat kasutavad kullaga kaetud mikroläätsed parandavad infrapunakiirguse salvestamissignaali kuni 20 korda seejuures taustamüra suurendamata. Rensselaneri Polütehnilise Instituudi teadurid on loonud uued nanotehnoloogia-põhised mikroläätsed, mis kasutavad kulda, et infrapuna pildisalvestust võrreldes praeguse tehnikaga tunduvalt parandada. Uuendused võivad viia uue generatsiooni ülivõimsate satelliidikaamerate ning öönägemisseadmeteni. Kasutades kulla nanoskaalal ilmnevaid erilisi omadusi õnnestus teadlastel pigistada valgus detektori pinnal […]
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, […]
Uus maailmarekord ajamõõtmise täpsuses
Teadlased Berliini Max Borni nimelise mittelineaarse optika ja lühikese aja spektroskoopia instituudis (MBI) on mõõtnud aega täpsusega 12 attosekundit (1.2 x 10-17 s,) mis tähendab uut maailmarekordit lühimas kontrollitavas ajaskaalas. Tänapäeva laserid suudavad tekitada kuni 100 attosekundi pikkuseid valgusimpulsse, millele ei ole kompromissitult ülilühikeste ajavahemike mõõtmisel vastast, kuna kasutavad mõõtmisteks valgust ennast. Nimelt on valgus […]
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 […]
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 […]
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 […]
Valguskaevud annavad valguse tulevikuarvutitesse
Tulevikus peaks arvutites ja arvutivõrkudes infot kandma valgus, mitte elektrivool. Olgu või sellepärast, et järjest suurenevate andmevoogude ülevalpidamiseks kulub juba tänasel päeval väidetavalt kuni kümnendik kogu tarbitavast elektrienergiast. Physical Review Letters’i (PRL 103, 113901 (2009)) hiljutises artiklis antakse teada edusammudest üliväikeste valgusallikate ehitamises. Juuresoleval pildil on näha uuritud valgusallikas: see on 700 nm läbimõõduga auk […]
Võimas laser tekitab vees plahvatuse
USA mereväe uurimislaboris on välja töötamisel tehnoloogia laseri-impulsside abil tugevate rõhulainete tekitamiseks ookeanivees. Niisugused lained pole midagi muud kui vees leviv heli ja seda kasutatakse näiteks kajalokatsiooniks, kus veealuste objektide asukohad määratakse neilt peegeldunud heli analüüsides. Uus lähenemine loob täiendvaid võimalusi nii kajalokatsiooni, kui ka allveeside ja -navigatsiooni vallas, sest rõhulainet saab tekitada mitmesaja meetri […]
Hammaste kontrollimine märkamatuks
Juba meie vanaemad oskasid serviisist välja praakida niisugused nõud, milles olid silmale tabamatud mikropraod. Selleks tuli tassi vaid lusikaga koputada ja kuulata, kas helin on "hele" ja kaunis või kiirelt sumbuv ja "tuhm". Praktikas on see nipp ammu tuntud, kuid alles hiljuti katsetati põhimõttelt sarnast tehnoloogiat hambaemaili seisundi hindamiseks. Nimelt on hambaemaili olulisteks parameetriteks kihi […]
Kosmosetehnoloogiast on kasu ka kaevandustes
Euroopa Kosmoseagentuuris tegeletakse lisaks taevastele teadusküsimustele ka hoopis maisemate murede lahendamisega, millest on kasu koguni kaevandustes maa all. Euroopa Kosmoseagentuuri juures tegutsev ettevõtlusinkubaator on loodud selleks, et kosmosetehnoloogiast võrsunud äriideedele toitvat kasvulava pakkuda. Hiljuti ettevõtlusinkubaatori tiiva alt välja kasvanud spin-off firma EstrellaSat seirab koostöös kolme partnerettevõttega kaevandusmasinate ja nende operaatorite seisukorda Maa eri Hiidkallurid perifeerses […]
























































































