Naujas posūkis kuriant savarankiškai renkamas medžiagas

Tyrinėdami ploną plėvelę, vadinamą stroncio stanatu (SrSnO3), Minesotos universiteto mokslininkai pastebėjo nuostabų nano masto šachmatų egzempliorių susidarymą, panašius į pastatus brangiuose, daugiapakopiuose procesuose. Jų rezultatai rodo realią galimybę suprojektuoti panašias savaiminio surinkimo konstrukcijas, naudojant įvairiausias elektronikos ir optines medžiagas. Paskola: Alano Alano grupė, Minesotos universitetas

Minesotos universiteto „Twin Cities“ universiteto tyrėjų vadovaujama komanda rado lūžio tašką kuriant unikalių savybių medžiagą, vadinamą meta produktais. Jų rezultatai rodo realias galimybes projektuoti tokias savarankiškai montuojamas konstrukcijas, kurios galėtų sukurti „įmontuotas“ nanostruktūras, plačiai naudojamas elektronikoje ir optiniuose prietaisuose.

Tyrimas buvo paskelbtas ir pateiktas ant viršelio „Nano“ raidės:, recenzuojamas mokslo žurnalas, kurį išleido Amerikos chemijos draugija.

Apskritai metamedžiagos yra laboratorijoje pagamintos medžiagos, suteikiančios specifines fizines, chemines ir elektrooptines savybes, kurių kitaip nebūtų įmanoma naudojant natūraliai atsirandančioms medžiagoms. Šios medžiagos gali turėti unikalių savybių, dėl kurių jos idealiai tinka įvairiems tikslams, pradedant optiniais filtrais, baigiant medicinos prietaisais, baigiant orlaivių garso izoliacija ir baigiant infrastruktūros stebėjimu. Paprastai šios nanometrinės medžiagos kruopščiai gaminamos specializuotoje švarių patalpų aplinkoje, dienomis, savaitėmis, atliekant daugiapakopį paruošimo procesą.

Šiame naujame tyrime Minesotos universiteto komanda tyrė ploną plėvelę, vadinamą stronnio stannatu arba SrSnO3. Tyrinėdami jie pastebėjo stulbinamą nanometrinių šachmatų pavyzdžių masyvą, panašų į metalinių medžiagų struktūras, sukurtas brangiu, daugiapakopiu procesu.

„Iš pradžių manėme, kad tai turėtų būti neteisinga, tačiau netrukus supratome, kad įprastas kiaušinis yra dviejų tos pačios medžiagos fazių mišinys su skirtingomis kristalinėmis struktūromis“, – sakė vyresnysis medžiagų sintezės autorius ir „Shell“ kėdės pirmininkas Bharatas Alanas Alanas. Minesotos universiteto Medžiagų mokslo chemijos inžinerijos katedra. „Pasitarę su kolegomis iš Minesotos universiteto, Niujorko universiteto ir Niujorko universiteto supratome, kad galbūt atradome kažką labai unikalaus, kuris galėtų turėti unikalių programų.

Medžiaga buvo automatiškai sutvarkyta į užsakytą struktūrą, nes ji keitėsi iš vieno etapo į kitą. Procese, vadinamame „pirmos eilės struktūrinės fazės perėjimu“, medžiaga buvo perkelta į mišrią fazę, kurios metu vienos sistemos dalys užbaigė perėjimą, o kitos – ne.

„Šie periodiniai nanodalelių modeliai yra tiesioginė šios medžiagos pirmos eilės struktūrinės fazės pasekmė“, – sakė Richardas Jamesas Amesas, Minesotos universiteto aviacijos ir kosmoso inžinerijos ir mechanikos profesorius ir tyrimo bendraautorius. “Pirmą kartą mūsų darbas siūlo daugybę galimybių naudoti grįžtamąsias struktūrinių fazių transformacijas nanoelektronų-fotonų sistemose.”

Tiesą sakant, komanda pademonstravo procesą, kai pirmą kartą surenkamas savaime sureguliuotas, savaime prisitaikantis nanoparkas, kad būtų sukurtos medžiagos tik vienu žingsniu. Mokslininkams pavyko nustatyti galimybę išlaikyti elektrinį krūvį vienoje plėvelėje, naudojant temperatūros և lazerio bangos ilgį. Jie efektyviai sukūrė kintamą fotonų kristalinę medžiagą su 99% efektyvumu.

Naudodami didelės skiriamosios gebos elektroninius mikroskopus, mokslininkai patvirtino unikalią medžiagos struktūrą.

„Pastebėjome, kad ribos tarp šių kristalinių fazių buvo smarkiai apibrėžtos atominiu mastu, o tai yra nepaprastai svarbu dėl savaiminio susibūrimo proceso“, – sakė tyrimo bendraautorius profesorius Andre Mkhoyan, Ray D. ir Mary T. Johnson / Mayon plastikų katedra, Minesota. Chemijos inžinerijos katedra, Medžiagos mokslas, Universitetas.

Tyrėjai dabar ieško būsimų programų, kaip jas aptikti optiniuose-elektroniniuose įrenginiuose.

„Pradėję šį tyrimą niekada negalvojome apie šias programas. „Mes vadovavomės esminiu materijos fizikos tyrimu“, – sakė Alanas Alanas. “Dabar staiga mes, atrodo, atvėrėme visiškai naują tyrimų sritį, kurią paskatino daugelio naujų ir įdomių projektų galimybė.”

Nuoroda. Abhinav Prakash, Tianki Wang, Ashley Bussek, Tristan K. „Periodiškai surenkamos nanostruktūros, naudojant menisko fazių transformacijas“. Trutmanas, Alireza Fali, Michelis Cotrofo, Hwanhui Yunas, ong-Wu Kimas, Philipas R. Ryanas, K. Andre Mkhoyan, Andrea Alo, Johannes Abate, Richard D. Jamesas Amesas և Bharat alanas Alanas, 2020 m. Gruodžio 2 d „Nano“ raidės:,
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c03708:

Be komandos, komandoje dalyvavo mokslininkai iš Minesotos universiteto Abhinav Prakash, Ashley Buxek, Tianki Wang, Tristan K. Trutmanas, Hwanhui Yunas, K. Andre Mkhoyan և Richard James Ames. Tyrėjai Alireza Falin և Johannes Abate; Niujorko universiteto mokslininkai Michele Cotrofon և Andrea Alu. ոն Mokslininkai iš Argonne nacionalinės laboratorijos ong-woo Kim և Philipas R. Ryanas.

Tyrimą pirmiausia finansavo Nacionalinis mokslo fondas (NSF), Oro pajėgų tyrimų biuras (AFOSR), papildomą finansavimą skyrė Minesotos universiteto Aplinkos institutas, Šimtmečio pirmininkas Norvegijoje ir dvi Vanjaro Busho mokyklos stipendijos. JAV energetikos departamentas rėmė filmo filmavimą Minesotos universitete. Kai kurie tyrimai buvo atlikti Minesotos Nano centre, Minesotos universiteto frachtavimo institute, kurį iš dalies finansuoja Nacionalinis mokslo fondas. Papildomą darbą „Advanced Photon Source“ atliko Argono nacionalinė mokslo biuro laboratorija, veikusi JAV Energetikos departamente.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Išradingi vandenyno mikrobai puikiai renka maistą, kai jo trūksta

Coscinodiscus wailesii diatoma su pritvirtinta Pseudovorticella coscinodisci ciliarine epibionte. Brūkšninės linijos gaunamos iš srautų, kuriuos generuoja silikatiniai epibionai. Šaltinio vaizdo įrašas buvo...

Žindymas – net kelias dienas – susijęs su mažesniu vaikystės kraujospūdžiu

Net keletą dienų žindomų kūdikių kraujospūdis 3 metų amžiaus yra žemesnis nei vaikų, kurie niekada nemaitino krūtimi. Žindomų naujagimių kraujospūdis yra žemas, neatsižvelgiant į jų...

Dirbtinio intelekto naudojimas norint rasti senėjimo cheminius junginius

Iki Surėjaus universitetas 2021 m. Liepos 24 d Surrey universitetas sukūrė dirbtinio intelekto (AI) modelį, kuris identifikuoja sveiką senėjimą skatinančius cheminius junginius, atverdamas kelią farmacijos naujovėms,...

NASA apdovanojo „SpaceX“ sutartį su „Europa Clipper“ misijos įkūrimu

Jis yra NASA 2021 m. Liepos 24 d Šis vaizdas, patikslintas 2020 m. Gruodžio mėn., Rodo NASA erdvėlaivį „Europa Clipper“. Vidaus vandenynams padvigubėjus žemės vandenynų...

Surasti povandeninį kalną šalia Kalėdų salos kaip Saurono akis

Autoriai: Philas Vandenbossche'as ir Nelsonas Kuna / CSIRO Kaip ir „Žiedų valdovo“ trilogijos Saurono akis, povandeninį vulkaną tyliai atskleidė kelių spindulių sonaras, esantis 3100 metrų...

Newsletter

Subscribe to stay updated.