Sok fizikus dolgozik anyagokon, és minden évben várjuk, hogy írhassunk néhány legizgalmasabb kutatásról ezen a területen. Ez az év sem volt kivétel, és íme néhány kedvenc anyagtörténetünk 2023-ból.
Egy olyan korszakban, amikor a mesterséges intelligencia felhasználásával új anyagokat dolgoznak ki, megnyugtatónak találom, hogy a fa iránti érdeklődés újjáéledése közepén vagyunk. Ez minden bizonnyal az egyik legősibb ember által használt anyag, és ma a kutatók világszerte új módszereket fejlesztenek ki ennek a megújuló erőforrásnak a felhasználására izgalmas anyagok létrehozására. Most, Isak Engquist of A Linköping Egyetem Szerves Elektronikai Laboratóriuma és kollégái Svédországban tranzisztort építettek egy fa deszkából. Ezt úgy tették, hogy elektromosan vezető polimereket építenek be az egész anyagba oly módon, hogy helyet teremtsenek egy ionosan vezető elektrolit számára. Új gyártási technikájuk lehetővé teszi a fa felhasználását számos elektronikai alkatrész sablonjaként, de a csapat elismeri, hogy a fából készült tranzisztorok közel sem érnék el a hagyományos eszközök teljesítményét. Az egyik lehetséges alkalmazás az elektronika integrálása élő növényekbe – de még ha kevés gyakorlati felhasználási terület is van egy fa tranzisztornak, akkor is ügyes trükk.
A fához hasonlóan a víz is mindenütt jelen lévő anyag, rendkívüli tulajdonságokkal. A legtöbb anyaggal ellentétben a szilárd víz kevésbé sűrű, mint a folyékony víz, ami lehetővé teszi a vízi élőlények kialakulását a Föld hatalmas területein, ahol a hőmérséklet rendszeresen 0 °C alá esik. Ismeretes, hogy a jég legalább 20 különböző kristályszerkezetben létezik. Most, a kínai kutatók Lifen Wang és Xuedong Bai vezetésével Pekingi Nemzeti Kondenzált Anyagfizikai Laboratórium és a Songshan Lake Materials Laboratory Dongguanban az elsők, akik megerősítették a köbös jég létezését, amely vízmolekulákból álló gyémánt-köbös szerkezetű. Úgy gondolják, hogy ez a jég felelős a Scheiner-glóriáért, amely egy rendkívül ritka optikai effektus, amely körülbelül 28°-os fénygyűrűt hoz létre a Nap körül. Ez eltér a szokásos 22°-os fényudvartól, amelyet a hatszögletű jégkristályok által okozott fénytörés okoz. A csapat egyrétegű grafénből készült fagyasztólemezen köbös jeget készített, és kriogén transzmissziós elektronmikroszkóppal követte figyelemmel annak kialakulását. Technikájuk hasznosnak bizonyulhat annak tanulmányozásában, hogy a felületeken hogyan képződik mindenféle jég.
A 20. századi fizika egyik diadala a BCS szupravezetés-elmélet, amelyet az 1950-es években fejlesztettek ki, hogy megmagyarázzák, miért nulla az egyes anyagok elektromos ellenállása nagyon alacsony hőmérsékleten. Az ötlet az, hogy ezekben a szupravezetőkben az elektronok párosításával bozonok jönnek létre. Ezek a „Cooper-párok” azután kondenzálva szuperfolyadék-szerű anyagot képezhetnek, amely ellenállás nélkül tud áramlani. Noha vannak közvetett bizonyítékok a Cooper-párok létezésére, a fizikusoknak még nem kellett negatív korrelációt mérniük az elektronok spinjei között egy párban – ami közvetlen bizonyíték lenne egy pár létezésére. Most, fizikusok Svájcban és Olaszországban élén Arunav Bordoloi a Bázeli Egyetemen két kvantumpontot használtak Cooper-párok kinyerésére egy apró szupravezető darabból. Ezután felosztották a párokat, és megmérték a spin polarizációjukat, és megállapították, hogy általában ellentétes irányba mutatnak – ahogy azt a BCS elmélet megjósolta.
Évtizedekkel ezelőtt, amikor egyetemista voltam, a fraktálok divatosak voltak – részben a Benoit Mandelbrot által készített kiváló minőségű vizualizációk miatt. Szóval mindig érdekel, hogy mikor jelennek meg a kutatásban. Februárban, Claudio Castelnovo a Cambridge-i Egyetemen és kollégáival az Egyesült Királyságban, Németországban, az Egyesült Államokban és Argentínában kimutatták, hogy egy új típusú fraktál lappang a forgó jégben. A forgójégek olyan mágneses momentumokkal rendelkező anyagok, amelyek frusztráltak, mert alacsony hőmérsékleten nem tudnak periodikus konfigurációba rendeződni. Ehelyett a pillanatok olyan mértékű rendezetlenséggel fagynak meg, mint a vízjégben. 2009-ben a fizikusok azzal érveltek, hogy egyes forgó jégekben a gerjesztések mágneses monopólusként viselkednek. Most Castelnovo és munkatársai megmutatták, hogy ezek a monopólusok a folyton elágazó pályák fraktálvilágában mozognak, ahelyett, hogy szabadon mozognának 3D-ben. A forgó jég monopólusainak tanulmányozása számos alkalmazás számára fontos lehet, mondja a csapat tagja Jonathan Nilsson Hallén aki Cambridge-ben és Drezdában található. "A forgó jég a topológiai mágnesek egyik leginkább hozzáférhető példánya, és a forgó jégben lévő mágneses monopólusok a frakcionált gerjesztések egyik legjobban érthető példája" - mondja.
A jegesmedve fehér bundája álcázást biztosít a havas sarkvidéki tájon. Azonban azt gondolhatja, hogy egy fehér kabát rosszul melegíti fel a medvéket a napsütésben. Ez nem így van, mert a jegesmedve szőrét úgy tervezték, hogy a napfényt a medve sötét bőrébe irányítsa, ahol az hatékonyan felszívódik. Sőt, a szőr nagyon jó a medve bőre által kisugárzott hő megkötésében – lényegében üvegházhatást keltve. Most, Trisha Andrew és kollégái a Massachusetts Amherst Egyetemen új, jegesmedvék által ihletett, kétrétegű szövetet készítettek, amely elnyeli a Napból és a beltéri világításból származó energiát, és megtartja a meleget. 130 W/m fényerősségnek kitéve2 (Egy unalmas tél közepén Angliában) ugyanolyan melegen tartja viselőjét, mint a pamutszövet – de 10°C-kal hidegebb hőmérsékleten és 30%-kal kisebb súly mellett. „Jegmedve szövetünk nagyon hasznos lehet a hatalmas mennyiségű energiát fogyasztó helyiségek fűtésének energiahatékonyabb kezelésében, mivel az embereket a helyiségek fűtése helyett környezeti világítással fűtjük” – mondja Andrew.
Nagyon szeretünk egy kvázi részecskét itt Fizika Világa, ezért örültünk, hogy 2023-ban a fizikusok végre felfedezték a „fenyők démonát”. Először 1952-ben jósolta meg David Pines és a David Bohm, ez a kvázirészecske egy kvantált elektronsűrűség-ingadozás a plazmában. A kvázirészecske akkor képződik, amikor a fém különböző sávjaiban lévő elektronok elmozdulnak egymással úgy, hogy a teljes töltést statikusan tartják. Valójában a démon semleges kvázirészecskék kollektív mozgása – és a démon szintén tömegtelen, és nem képes kölcsönhatásba lépni a fénnyel. Mindez nagyon megnehezíti a kvázirészecskék észlelését. Most, Peter Abbamonte Az Illinois Egyetem Urbana-Champaign (UIUC) kutatója és munkatársai bizonyítékot találtak a démonra az elektronenergia-veszteség spektroszkópiának nevezett technikával, hogy azonosítsák a Pines-démonhoz kapcsolódó gerjesztést stroncium-rutenát egykristályaiban.
Úgy tűnik, hogy az emberek szeretet-gyűlölet viszonyban állnak a betonnal. Az anyag praktikussága az épített környezet nagy részét támasztja alá, mégis helytelenítjük néha brutális megjelenését és a gyártás során kibocsátott hatalmas mennyiségű szén-dioxidot. Most egy csapat az Egyesült Államokban, amelyet az MIT vezet Franz-Josef Ulm, Admir Masic és a Yang-Shao Horn kifejlesztettek egy olyan betontípust, amellyel szuperkondenzátorok készíthetők energia tárolására. A gyártás korom és cement száraz keverékével kezdődik, amelyhez vizet és szuperlágyítókat adnak. Ahogy az anyag megszilárdul, fraktálszerű pórushálózatot hoz létre, amely az anyagot nagyon nagy felületű vezetővé teszi. Pontosan ezt szeretnéd a kondenzátor elektródáinál, ahol minél nagyobb a felület, annál nagyobb a kapacitás. A csapat szerint egy 3.55 m-es kocka méretű betonkondenzátor körülbelül 10 kWh energiát tudna tárolni. Az ilyen kondenzátorokat tartalmazó alapokra épült ház tehát egy napi energiát tárolhat – például napelemekkel –, és szükség esetén felszabadíthatja. Az anyagot egy szélturbina alapjában is fel lehetne használni, ahol a felesleges energiát tárolhatná, amíg szükség van rá. A technológia megújuló energia tárolására is használható infrastruktúrákban, például utakon és parkolókban, ahol az energiát indukciós úton át lehet vinni a járművekbe.
Fizika VilágaAz év áttöréséről szóló tudósítását támogatja Jelentések a fizika fejlődéséről, amely páratlan láthatóságot kínál úttörő kutatásaihoz.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/materials-physics-highlights-of-2023/
- :van
- :is
- :nem
- :ahol
- $ UP
- 10
- 20
- 2023
- 3d
- 700
- a
- Képes
- Rólunk
- elnyelt
- elnyeli
- AC
- hozzáférhető
- Szerint
- át
- hozzáadott
- Augusztus
- Minden termék
- Is
- mindig
- am
- Környező
- Összegek
- an
- Ősi
- és a
- Andrew
- Másik
- Alkalmazás
- alkalmazások
- sarkvidéki
- VANNAK
- TERÜLET
- Argentína
- érvelt
- körül
- mesterséges
- mesterséges intelligencia
- művész
- AS
- társult
- At
- Rossz
- bázis
- alapján
- Basel
- BE
- Viselik
- Medvék
- mert
- válik
- hogy
- úgy
- lent
- BEST
- között
- Fekete
- áttörés
- épült
- de
- by
- hívott
- Cambridge
- TUD
- nem tud
- autó
- szén
- szén-dioxid
- eset
- okozott
- cement
- csatorna
- díj
- Kína
- kettyenés
- munkatársai
- gyűjtemény
- Kollektív
- Főiskola
- hogyan
- alkatrészek
- beton
- Sűrített anyag
- vezető
- Configuration
- megerősít
- tartalmaz
- hagyományos
- kádár
- Összefüggés
- tudott
- lefedettség
- teremt
- készítette
- teremt
- létrehozása
- Kristály
- Jelenlegi
- sötét
- nap
- Fok
- elragadtatva
- osztály
- tervezett
- kimutatására
- észlelt
- fejlett
- fejlesztése
- Eszközök
- DID
- különböző
- nehéz
- közvetlen
- felfedezett
- rendellenesség
- do
- szárítsa
- alatt
- föld
- hatás
- eredményesen
- elektrolit
- Elektronikus
- Elektronika
- elektronok
- energia
- Anglia
- Környezet
- Ez volt
- lényegében
- Még
- EVER
- Minden
- bizonyíték
- pontosan
- példa
- példák
- kivétel
- izgalmas
- létezés
- Magyarázza
- kitett
- kivonat
- rendkívüli
- rendkívüli módon
- szövet
- Esik
- február
- kevés
- mező
- Szűrők
- Találjon
- megtalálása
- vezetéknév
- áramlási
- ingadozás
- A
- forma
- képződés
- formák
- Előre
- talált
- Alapok
- Ingyenes
- Fagy
- ból ből
- fagyasztva
- frusztrált
- Németország
- jó
- Grafén
- nagyobb
- úttörő
- kellett
- boldog
- Legyen
- he
- itt
- Magas
- kiemeli
- vendéglátó
- Ház
- Hogyan
- azonban
- HTML
- http
- HTTPS
- hatalmas
- Az emberek
- i
- ICE
- ötlet
- azonosítani
- if
- Illinois
- kép
- fontos
- in
- magában
- amely magában foglalja
- szobai
- információ
- Infrastruktúra
- inspirálta
- helyette
- Intézet
- integráció
- Intelligencia
- kölcsönhatásba
- kamat
- érdekelt
- bele
- kérdés
- IT
- Olaszország
- ITS
- Munka
- jpg
- éppen
- Tart
- tartja
- ismert
- laboratórium
- tó
- táj
- nagy
- keresztnév
- legkevésbé
- Led
- kevesebb
- élet
- fény
- minőségi
- mint
- Folyadék
- élő
- logo
- Hosszú
- néz
- le
- szerelem
- Elő/Utó
- készült
- Mágnesek
- fenntartása
- KÉSZÍT
- Gyártás
- kezelése
- mód
- sok
- Massachusetts
- anyag
- anyagok
- Anyag
- max-width
- intézkedés
- tag
- fém
- Mikroszkópia
- esetleg
- MIT
- keverék
- módosított
- Pillanatok
- ellenőrizni
- több
- a legtöbb
- mozgás
- mozog
- sok
- nemzeti
- Közel
- szükséges
- negatív
- hálózat
- Semleges
- Új
- nem
- Most
- számos
- of
- Ajánlatok
- on
- ONE
- nyitva
- szemben
- organikus
- mi
- ki
- átfogó
- pár
- párok
- panelek
- rész
- Emberek (People)
- teljesítmény
- időszakos
- fázis
- Fizika
- Fizika Világa
- darab
- Telephelyek (Plants)
- Vérplazma
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- poláris
- polimerek
- pop
- lehetséges
- Gyakorlati
- jósolt
- Készült
- Termelés
- Haladás
- ingatlanait
- Bizonyít
- biztosít
- világítás
- Kvantum
- Kvantumpontok
- Harag
- RITKA
- Inkább
- rendszeresen
- kapcsolat
- engedje
- Megújuló
- megújuló energia
- Jelentések
- kutatás
- kutatók
- Ellenállás
- forrás
- felelős
- Gyűrű
- utak
- Szoba
- királyi
- s
- azt mondja,
- látszik
- rendezni
- kimutatta,
- mutatott
- hasonló
- egyetlen
- Méret
- Bőr
- So
- nap
- napelemek
- szilárd
- megszilárdul
- néhány
- néha
- Hely
- spektroszkópia
- Centrifugálás
- spinek
- osztott
- statikus
- Még mindig
- tárolni
- TÖRTÉNETEK
- tárolása
- struktúra
- struktúrák
- Tanul
- anyag
- ilyen
- nap
- napfény
- napfény
- Szupravezetés
- Támogatott
- biztosan
- felületi
- többlet
- rendek
- Svédország
- svájc
- csapat
- technika
- Technológia
- sablon
- mint
- hogy
- A
- Az Egyesült Királyságban
- a világ
- azok
- akkor
- elmélet
- Ott.
- ebből adódóan
- Ezek
- ők
- Szerintem
- ezt
- idén
- THOR
- Keresztül
- egész
- miniatűr
- nak nek
- Ma
- együtt
- átment
- lószerszámdíszítés
- csapdák
- kettő
- típus
- mindenütt jelenlevő
- Uk
- képtelen
- megértett
- egyetemi
- cambridge-i egyetem
- nem úgy mint
- példátlan
- -ig
- us
- használ
- használt
- használ
- segítségével
- szokásos
- rendszerint
- Hatalmas
- Járművek
- nagyon
- láthatóság
- akar
- meleg
- melegség
- volt
- Víz
- hullám
- Út..
- módon
- we
- mérés
- voltak
- Mit
- Mi
- amikor
- ami
- míg
- fehér
- WHO
- miért
- szél
- val vel
- nélkül
- faipari
- fa
- dolgozó
- világ
- világ
- érdemes
- lenne
- írás
- év
- még
- te
- A te
- zephyrnet
- nulla