חיתוך לייזר של מים באמצעות חלקיקים הידרופוביים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

חיתוך לייזר של מים באמצעות חלקיקים הידרופוביים

17.07.2023

מדענים סינים בתחום מדעי החומרים גילו יכולת מדהימה לחתוך מים רגילים באמצעות לייזר. המחקר הראה כי תערובת של מים עם חלקיקים הידרופוביים של סיליקון דו חמצני (סיליקה) מאפשרת ליצור מגוון תבניות על פני המים בהשפעת קרינת לייזר, שעשויות להיות חשובות לפיתוח שבבים מיקרופלואידיים.

עיבוד חומרי לייזר נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות בשל הדיוק והמהירות הגבוהים שלו. עם זאת, השימוש בלייזר לחיתוך מים היה קשה בגלל מתח פני השטח, המונע את הלחץ הדרוש לחיתוך. המים נוזלים מדי, מה שמקשה על החיתוך. עם זאת, לאפשרות של חיתוך מים בלייזר יכולה להיות חשיבות רבה לפיתוח שבבים מיקרופלואידיים המשמשים בביו-רפואה, ביולוגיה, כימיה אנליטית ותרופות.

מדענים מאוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג, יחד עם עמיתים, מצאו פתרון לבעיה זו. הם גילו שהוספת ננו-חלקיקי סיליקה הידרופוביים למים מאפשרת לחתוך אותם בלייזר באמצעות אור לייזר באורך גל של 10,6 מיקרומטר. חלקיקים הידרופוביים משנים את נזילות המים ואת העברת האור שלהם, מה שמבטיח קליטה יעילה של קרינת לייזר ועיוות. החום הנקלט על ידי החלקיקים מועבר למים, וגורם להם להתאדות. מים מסביב נעים יחד עם חלקיקים הידרופוביים, סוגרים את אזור החיתוך.

חשוב שקצב אידוי המים יעלה על קצב חידושם באזור המושפע מהלייזר. לכן, עבור חיתוך מוצלח, ננו-חלקיקים הידרופוביים צריכים להיות כ-5 אחוזים מהנפח הכולל. במהלך הניסויים הצליחו מדענים ליצור מגוון צורות עם דיוק חיתוך גבוה בטווח של 200 מיקרומטר וליצור תעלות מנוזלים שונים, המהווה תנאי מוקדם לטכנולוגיות מיקרו-נוזליות. הצורות שנוצרו שומרות על המבנה שלהן לאחר החיתוך.

<< חזרה: גילה את סודות חוש הריח של החתול 17.07.2023

>> קדימה: אנשים יצירתיים נהנים לבזבז זמן. 16.07.2023

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

סגסוגת עמידה ביותר 22.08.2018

מהנדסים ומדעני חומרים במעבדה הלאומית של סנדיה יצרו סגסוגת שלטענתם היא הארוכה ביותר מבין כל סגסוגות המתכות הידועות מעשה ידי אדם ומתרחשות באופן טבעי. המורכב מזהב ופלטינה בפרופורציות מסוימות, הסגסוגת החדשה עמידות בפני שחיקה פי 100 מפלדה חזקה ואיכותית. יתרה מכך, סגסוגת זו עצמה מהווה מקור לחומר סיכה מוצק, אשר בתנאים רגילים ניתן להשיג רק בתהליך קשה ויקר.

הסגסוגת החדשה מורכבת מכ-90 אחוז פלטינה ו-10 אחוז זהב. כדי להדגים את העמידות של חומר זה, Sandia Labs מספקת דוגמה צבעונית. לדוגמה, אם למישהו יש מספיק כסף כדי "לכסות" מכונית בגלגלים העשויים מסגסוגת חדשה, אז גלגלים כאלה, לאחר שעברו מרחק של 1 מייל (1,6 ק"מ), יאבדו רק שכבה אחת של אטומים מפני השטח שלהם. במילים אחרות, המשאב של גלגלים כאלה מספיק כדי להקיף את כל הגלובוס לאורך קו המשווה בערך 500 פעמים.

עובדה מעניינת היא שסגסוגות של זהב ופלטינה לא היו משהו חדש במשך זמן רב מאוד, אבל אף אחד לא עלה בדעתו להעריך את העמידות של חומרים כאלה. בדרך כלל, מדעני חומרים מעדיפים סגסוגות מתכת חזקות וקשות יותר, שנמצאות בשימוש נרחב מאוד בתעשייה. לסגסוגת החדשה אין קשיות גבוהה, עם זאת, יש לה מוליכות תרמית גבוהה ומאפיינים נוספים המאפשרים לה להתנגד להשפעות המזיקות של כוחות חיכוך.

הרכב הסגסוגת החדשה פותח בתחילה באמצעות הדמיות ממוחשבות מתוחכמות. הדמיה זו בוצעה ברמה האטומית, מה שאפשר לגלות כיצד מיקומם והתנהגותם של אטומים בודדים משתקפים בתכונות הסופיות של החומר בכללותו. גישה זו תאפשר בעתיד לפתח חומרים בעלי סט של תכונות קבועות מראש, ולאחר מכן ניתן ליצור דוגמאות של חומרים כאלה ולבדוק את התאמתם בתנאי העולם האמיתי.

במהלך ניסויים בסגסוגת החדשה, הבחינו החוקרים כי סרט שחור דק נוצר כל הזמן על פני החומר. החומר של הסרט הזה התברר כפחמן עם מבנה קרוב לזה של יהלום, והסרט הזה, שממלא את התפקיד של חומר סיכה מוצק יעיל, נוצר עקב פחמן שמגיע מהסביבה.

הנוכחות של חומר סיכה מפחמן מוצק מגבירה את העמידות של הסגסוגת החדשה פי כמה. יתרה מכך, סגסוגת זו יכולה לשמש כעת במיוחד לייצור חומרי סיכה מוצקים, המיוצרים בדרך כלל בתהליך יקר מאוד הכולל שימוש בתאי ואקום אטומים, חימום בטמפרטורה גבוהה וכימיקלים ספציפיים.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר