Партнеры

Счетчики








Графен признан самым прочным материалом на Земле

Эксперименты, проведенные группой физиков Колумбийского университета, показали, что графен является самым прочным материалом из известных науке на сегодняшний день. Свои выводы ученые опубликовали в журнале Science.

Графен - углеродная пленка толщиной в один атом, был получен в 2004 году группой Андре Гейма (Andre Geim) из Манчестерского университета. Графен можно представить себе как двумерный "срез" кристаллической гексагональной решетки графита.

Физики из Колумбийского университета изучали механические свойства графена. В своих экспериментах они использовали частицы графена диаметром от 10 до 20 микрометров. Ученые помещали частицы на кристаллическую пластину, с отверстиями диаметром от одного до полутора микрометров. Ученые "давили" на незакрепленные частицы графена, расположенные над отверстиями, с помощью алмазной иглы атомно-силового микроскопа и оценивали, насколько сильно они деформируются.

Исследователи обнаружили, что прежде чем частицы графена начнут разрушаться, их можно продавить вниз приблизительно на 100 нанометров с силой около 2,9 микроньютона. Согласно подсчетам ученых, это соответствует пределу прочности на разрыв, равному 55 ньютонов на метр. Если бы физикам удалось получить слой графена толщиной с обычную пищевую пленку (около 100 нанометров), то для ее разрыва потребовалось бы приложить силу около 20 тысяч ньютонов. Если принять во внимание, что вес тела - это сила, с которой оно давит на опору, то для разрыва гипотетической графеновой пленки потребовалась бы тело массой около двух тонн.

Кроме необычной прочности графен обладает еще целым рядом уникальных характеристик. В частности, самая высокая среди известных материалов подвижность электронов делают его вероятным кандидатом на "материал номер один" в наноэлектронике.

Айсберги обвинили в разрушении экосистем Антарктиды

Специалисты Британского антарктического общества предположили, что увеличение количества айсбергов, вызванное потеплением, приводит к разрушению экосистем прибрежных антарктических вод. С пресс-релизом исследования, опубликованного в журнале Science, можно ознакомиться на сайте общества.

Исследователи разместили на дне океана вдоль западной части Антарктического полуострова множество специальных маркеров. Ежегодно в течение пяти лет они проверяли, целы ли они. Подсчитывая число поврежденных маркеров, размещенных на трех различных глубинах, ученые определяли ущерб, который айсберги наносят морскому дну. Они обнаружили, что в последние годы степень повреждения дна существенно возросла.

Воздействие увеличившегося числа айсбергов может необратимо нарушить некоторые популяции. По мнению ученых, в наибольшей опасности находятся антарктические черви, водяные пауки, морские ежи и еще некоторые организмы. Постоянное разрушения их естественных мест обитания может привести к тому, что популяции могут не восстановится.

Западная часть Антарктического полуострова - это область, где рост температуры выражен сильнее, чем в других местах Земли. Так, за десять лет там становится, в среднем, на полградуса теплее. Рост температуры сопровождается уменьшением количества полярного льда, который в норме "запечатывает" айсберги, что приводит к их усиленному образованию. Прохождение айсбергов приводит к "расчищению" территории, и пустые пространства обычно быстро заполняют различные виды животных.

Швейцарцы сконструировали рентгеновский сверхмикроскоп

Группа швейцарских ученых под руководством профессора Франца Пфайфера (Franz Pfeiffer) из университета Лозанны EPFL сконструировала рентгеновский микроскоп с самым большим в мире коэффициентом увеличения. Они стали первыми, кому на практике удалось реализовать идею дифракционной микроскопии. Подробная статья опубликована в журнале Science.

В основе микроскопа лежит Швейцарско-французский синхротрон (ускоритель частиц, являющийся источником сверхъяркого рентгеновского излучения), установленный в Институте Пауля Шеррера. Для регистрации рентгеновских лучей использовался новейший детектор "Пилатус". Он отличается от остальных тем, что способен быстро и почти без искажений "ловить" рентгеновские фотоны на достаточно большой площади. Аналогичные детекторы установлены в Большом адронном коллайдере.

В основе принципа работы микроскопа лежит явление дифракции – изменения параметров излучения при прохождении через неоднородную среду. В микроскопе происходит горизонтальное сканирование объекта, помещенного в фокус рентгеновского луча. Благодаря своей скорости, детектор "Пилатус" регистрирует не только интенсивность выходного сигнала (как в обычных электронных микроскопах), но и позволяет получить подробную дифракционную картину проникающего излучения. После этого к данным, которые представляют собой несколько десятков тысяч индивидуальных двумерных изображений, применяется специальный алгоритм. Он воссоздает из этих фотографий подробную трехмерную картину объекта.

Традиционные электронные микроскопы позволяют получать визуальную информацию только о поверхности изучаемого образца. Кроме этого, требуется, чтобы объект находился в вакууме. Новый микроскоп лишен этих недостатков. Сами ученые считают, что прибор найдет широкое применение в биологии и нанотехнологиях. Он позволяет, например, изучать полупроводниковые объекты нанометрового размера, а также внутреннее устройство живых клеток. Идеи, лежащие в основе микроскопа, можно использовать для создания электронных и оптических дифракционных микроскопов.