Сейчас очень популярны разговоры об альтернативной энергетике. Дескать, она спасёт окружающую среду, восстановит озоновый слой, устранит зависимость от стран, добывающих нефть и так далее. Главный вопрос всё-таки стоит так: на чём ездить будем, когда нефти будет мало?
Особым направлением нанотехнологического развития являются исследования по синтезу регулярных и фрактальных наноразмерных структур методами коллоидной самосборки и фотоэлектронного синтеза в высокоразрешающих регистрирующих полимерных средах параллельными методами, в отличие от первоначально провозглашенного последовательного метода формирования наноструктур – «атом за атомом». Научными обоснованиями этих технологических отработок являются как эволюционные исследования: создание компьютерно (графически)- синтезированных голограмм (CGH), создание фотонных кристаллов, так и революционные – создание метаматериалов, обоснование которых идет от пионерских исследований советского физика В.Г.Веселаго.
Нет батареек? Нет света? Нет проблем. Скоро вы сможете полностью зарядить свой мобильный телефон с помощью пластиковой солнечной батареи, построенной с таким расчетом, чтобы поглощать свет и тепло внутри помещения - Тед Сарджент из Университете Торонто создал пластиковую солнечную ячейку, поглощающую инфракрасное излучение, что позволит создавать дешевые и эффективные солнечные фотовольтаические элементы.
Интернет принес нам практически неограниченную информационную свободу. Но, как известно, за все надо платить. Мы платим колоссальным возрастанием информационного шума, однако есть в жизни справедливость и свободные источники технической информации. Один из них - патентная база данных США (www.uspto.gov).
Незаметное появление «вчера» новых наноматериалов для электродов в аккумуляторах позволяет «сегодня» создавать батареи с уникальными характеристиками, а «завтра» это кардинально изменит облик мирового автопрома. И это только один небольшой пример «эффекта бабочки» в нашей жизни, созданный нанотехнологией.
Их изучают как подопытных кроликов, на них будут зарабатывають миллионы. Наномашины. Одни предсказывают для них великое будущее, другие сулят гибель человечеству. Какими свойствами обладает самая совершенная наномашина? Кто способен создать подобное устройство? И что может случиться, если это произойдет?
В статье предложена новая энергоаккумулирующая смесь нанопорошков алюминия и оксида алюминия. В сравнении с классическим железоалюминиевым термитом при ее сгорании выделяется в пять раз больше тепловой энергии. Особенностью состава образующихся продуктов сгорания является наличие нитрида и оксинитрида алюминия в количестве 20-40 % мас., что, с одной стороны, снижает эффективность энергоаккумулирующей смеси, но, с другой стороны, благодаря нитридам образуются пористые легкоразрушаемые продукты, удобные для переработки в металлический алюминий.
Зачем нам нужны альтернативные фотовольтаике способы? Вовсе не потому, что фотовольтаические устройства несовершенны. Мне кажется, что ученые и инженеры должны помнить о принципиальной возможности альтернативных решений и заниматься постоянным поиском таковых наряду с эволюционным совершенствованием известных разделов знания и технологий. Иначе мы можем оказаться в ситуации, когда братья Райт будут производить высокотехнологичные велосипеды вместо того, чтобы собрать на живую нитку прототип первого самолета, а Эдисон разработает хай-тек свечи вместо примитивных электролампочек. В нашем проекте мы предлагаем найти способ использования фотохимических реакций (химический реакций, вызванных действием излучения) для создания неравновесного распределения ионов в полимерных материалах. Неравновесное распределение ионов впоследствии может быть напрямую превращено в электрический ток.
В связи с истощением запасов природных ресурсов сегодня перед человечеством встаёт очень важная проблема: какой источник энергии в будущем заменит традиционные виды топлива? Давайте посмотрим вокруг нас: топливо, которое мы сжигаем каждый день в баках автомобилей и которое используется для обогрева нашего жилья, вода, которую мы пьём, полимеры, которые нас окружают, содержат водород, во всех живых существах так же содержится огромное количество водорода, звёзды состоят в основном из водорода и гелия. H2 – самый распространённый элемент во вселенной (до 92% всех атомов во Вселенной).
Создание экологически чистого водородного транспорта сопряжено с решением проблемы безопасного хранения и транспортировки водорода. Выделяется ряд базовых принципов хранения водорода – в сжатом виде под давлением, в виде жидкости, в химически связанном виде (металлогидриды), впитанным в пористые материалы. Хранение газа с использованием углеродных нанотрубок привлекло очень большое внимание после эксперимента, в ходе которого, используя высокотемпературное статическое давление аргона, обнаружили аргон в закрытых нанотрубках, извлеченных после охлаждения и снятия давления. В настоящее время продолжаются интенсивные поиски путей повышения водород-углеродного отношения при аккумулировании до практически приемлемого уровня, для применения в топливных элементах для транспортных средств или большой и малой стационарной энергетики.
Исчерпывающее обеспечение нужд человечества энергией с сохранением полного экологического равновесия, при котором возможно долгосрочное устойчивое развитие человеческого общества в гармонии с окружающей средой, можно достичь только при использовании неисчерпаемой энергии окружающей среды. В статье рассмотрен лишь один аспект использования наноматериалов – для генерации «альтернативной» электроэнергии, что является только частью колоссального потенциала нанотехнологии по развитию экологически чистой энергетики. Но ведь произвести тепло и электричество – это только начало. Дальше требуется эффективно передавать, хранить, экономно потреблять энергию. Во всех этих процессах именно достижения нанонауки способны обеспечить принципиально качественные изменения.
Создание материалов с принципиально новыми характеристиками неразрывно связано с получением наноразмерных систем, что стало возможным благодаря разработке новых методов, позволяющих синтезировать структуры со свойствами, регулируемыми на атомно-молекулярном уровне и не достижимые для структурно-однородных материалов. На примере диоксида титана рассмотрено изменение свойств наносистем. В настоящее время диоксид титана широко используется в области фотокатализа, в частности, при фотолизе воды, как экономически выгодного способа получения водорода – альтернативного источника для производства электроэнергии.
В работе представлены результаты исследований взаимодействия нанопорошка алюминия с водой. Показано, что в условиях относительно невысоких температур нанопорошок алюминия нацело взаимодействует с водой, выделяя «горячий» водород. Процесс взаимодействия сопровождается химико-механическим эффектом, понижением температуры кипения воды и саморазогревом реагирующих частиц. Образующиеся нанопористые материалы имеют различный химический и фазовый состав. Проанализированы преимущества и недостатки применения нанопорошка алюминия для получения водорода.
Что такое биотопливо. Биотопливо прошлого. Вредные выбросы биотоплива. Сравнение биотоплива и топлива из нефтепродуктов. Преимущества биотоплива. Основные виды биотоплива
Если нанотехнология - это «возможность целенаправленного создания и манипулирования объектами нанометровой величины», то работу группы китайских ученых из Chinese University of Hong Kong (Chemical Dept., Nanotechnology in Medicine Group)можно назвать образцово-показательной. Им удалось... подковать вирус.
Новые материалы являются основой технологий 21 века, а индустрия наносистем и материалов - одно из приоритетных направлений развития науки и техники, влияющих сегодня почти на все научные направления и сферы деятельности. Важным, бурно развивающимся направлением науки о материалах является инженерия поверхности применительно к созданию функциональных наноструктурных пленок и покрытий с характерным размером кристаллитов от 1 нм до нескольких десятков нм.
В работе исследовано влияние древовидных пептидов на дифференцировку Т-лимфоцитов в органных культурах тимуса в широком диапазоне концентраций, а также возможность их использования для повышения резистентности экспериментальных животных к введению летальных доз опухолевых клеток.
В сжатой и систематизированной форме авторы дают представление о наиболее перспективных достижениях в области применения наноструктурированных материалов в устройствах хранения и превращения энергии и намечают тенденции развития в этой области
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) создана самой природой для хранения информации. Неудивительно, что и ученых привлекает ДНК как носитель информации, например, записанной в двоичном коде. Для такой записи проще всего поставить в соответствие одному нуклеотиду один символ – ноль или единицу. Однако группа исследователей из США считает, что определение нуклеотидной последовательности ДНК, которое в таком случае необходимо для расшифровки – это слишком дорого и слишком неудобно. Они же предлагают использовать метод шифрования, при котором важен не состав, а размер фрагментов ДНК.
Китайские исследователи предложили в качестве анодного материала литий-ионных источников тока использовать полые углеродные сферы, на внутренней стенке которых расположены наночастицы олова.
Микробные топливные ячейки позволяют перерабатывать в электричество органические соединения, в том числе отходы, при помощи бактерий. Мощность микробной топливной ячейки зависит прежде всего от анода, непосредственно на котором размещаются микроорганизмы. Ученые из Сингапура создали композитный анод из мезопористого оксида титана, модифицированного полианилином, благодаря чему мощность бактериальных топливных ячеек повысилась вдвое.
Исследователи из США и Австралии впервые продемонстрировали метод резонансной рентгеновской дифракционной микроскопии для визуализации наноструктуры материала в объеме.
Полевые транзисторы на основе углеродных нанотрубок являются очень перспективными для применения в микроустройствах, в качестве предельного, лимитированного квантовыми эффектами элемента. В частности, для баллистических транзисторов была предсказана область работы в субтерагерцовом диапазоне, что на порядок выше, чем для обычных полупроводниковых транзисторов. Экспериментально это пока не достижимо, однако частоты порядка 8-10 Ггц были получены при использовании многозатворного транзистора на основе одной углеродной нанотрубки.
Теплопроводнсть графенового монослоя была изучена методом конфокальной микро-рамановской спектроскопии. Чрезвычайно высокая теплопроводность при комнатной температуре, ~ 5000 Вт/мK, делает графен перспективным материалом для применений в микроэлектронике.
Платина обладает сочетанием необычных физических и химических свойств, благодаря чему находится под пристальным вниманием уже очень давно. У неё есть целый ряд применений в технике: химические сенсоры, биосенсоры, катализаторы для получения водорода из метана, электрокатализаторы в полимерных электродных мембранах топливных батарей и т.д. Все эти свойства в существенной степени зависят от формы и размера частиц платины. Поэтому синтез частиц разной морфологии представляет практический интерес. Группа учёных из Квебека создала очень простой способ получения "наноцветков" платины без использования трудоёмких темплатных методик.
Солнечные батареи на основе полимеров привлекают огромное внимание благодаря своим полезным характеристикам, таким как прочность, низкая стоимость, гибкость и т.д. Однако эффективность таких батарей по сравнению с батареями из неорганических материалов остаётся на низком уровне. Американские учёные из Лос-Анжелесского университета попытались решить эту проблему.
Синтезированы гексабензакоронены различными заместителями и симметрией. Показана зависимость от симметрии температуры перехода в изотропную фазу и самоупорядочения на границе, что делает возможным применение соединений этого ряда в полевых странзисторах.
Нанопроволока – это монокристалл, в кристаллической решётке которого практически отсутствуют дефекты (дислокации). Кроме того, поверхность нанопроволоки, имеющая чрезвычайно малый радиус кривизны (около 10 нм), сильно сжата и поэтому препятствует движению дислокации наружу, т.е. образованию микротрещины. Всё это приводит к тому, что у нанопроволок почти отсутствует пластическая деформации, а предел прочности в десятки раз выше, чем у обычных образцов.
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
