שיטה חדשה לייצור איירבראש. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

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

דרך חדשה לעבור צחצוח אוויר

03.05.2015

כאשר אנו מדברים על משהו קל וחסר משקל, אנו משתמשים לעתים קרובות בשם התואר "אוויר". עם זאת, לאוויר עדיין יש מסה, גם אם קטנה - מטר מעוקב של אוויר שוקל קצת יותר מקילוגרם. האם ניתן ליצור חומר מוצק שיתפוס, למשל, מטר מעוקב, אך במקביל ישקול פחות מקילוגרם? בעיה זו נפתרה בתחילת המאה הקודמת על ידי הכימאי והמהנדס האמריקאי סטיבן קיסטלר, שידוע כממציא האיירגל.

מבנה המאקרו המודפס בתלת מימד של ה-airbrush נותן לו תכונות מכניות ייחודיות מבלי לאבד את אופי ה"גרפן" שלו. קרדיט: Ryan Chen/LLNL מבנה המאקרו המודפס בתלת-ממד של Airbrush מעניק לו תכונות מכניות ייחודיות מבלי לאבד את אופי ה"גרפן" שלו.

כנראה, עבור רבים, הקשר הראשון עם המילה "ג'ל" קשור לסוג כלשהו של מוצר קוסמטי או כימיקלים ביתיים. למרות שלמעשה ג'ל הוא מונח כימי לחלוטין המתייחס למערכת המורכבת מרשת תלת מימדית של מקרומולקולות, מעין מסגרת, שבתוכה יש נוזל. בשל המסגרת המולקולרית הזו, אותו ג'ל רחצה אינו מתפשט על כף היד, אלא מקבל צורה מוחשית. אבל אי אפשר לקרוא לג'ל רגיל כזה אוורירי - הנוזל, המרכיב את רובו, כבד כמעט פי אלף מהאוויר. זה המקום שבו הנסיינים העלו את הרעיון כיצד להכין חומר קל במיוחד.

אם אתה לוקח ג'ל נוזלי, ובדרך כלשהי מסיר ממנו מים, ומחליף אותם באוויר, אז כתוצאה מכך יישאר רק שלד מהג'ל, שיספק קשיות, אך בו זמנית כמעט ללא משקל. חומר זה נקרא airgel. מאז המצאתו ב-1930, החלה סוג של תחרות בין כימאים ליצירת האיירגל הקל ביותר. במשך תקופה ארוכה שימש בעיקר חומר המבוסס על דו תחמוצת הסיליקון להשגתו. הצפיפות של אירוג'לים מסיליקון כאלה נעה בין עשיריות למאותיות הגרם לסנטימטר מעוקב. כאשר החלו לשמש ננו-צינוריות פחמן כחומר, צפיפות הג'ל האוויר הופחתה בכמעט שני סדרי גודל. לדוגמה, לאירגרפיט היה צפיפות של 0,18 מ"ג/סמ"ק. נכון להיום, כף היד של החומר המוצק הקל ביותר שייכת ל-airbrush, הצפיפות שלה היא רק 3 מ"ג / cm0,16. למען הבהירות, קוביית מטר העשויה מנייר מוברש באוויר תשקול 3 גרם, שזה קל פי שמונה מאוויר.

עם זאת, כימאים מונעים בהרבה לא רק עניין ספורט, וגרפן כחומר לאווירג'לים החל לשמש לא במקרה. לגרפן עצמו יש הרבה תכונות ייחודיות, הנובעות בעיקר מהמבנה השטוח שלו. מצד שני, לאירוגלים יש גם מאפיינים מיוחדים, שאחד מהם הוא שטח פנים ספציפי עצום, המסתכם במאות ואלפי מטרים רבועים לגרם חומר. אזור עצום כזה מתעורר בגלל הנקבוביות הגבוהה של החומר. כימאים כבר הצליחו לשלב את התכונות הספציפיות של גרפן עם המבנה הייחודי של איירגלים, אבל חוקרים מהמעבדה הלאומית של ליברמור נזקקו משום מה גם למדפסת תלת מימד כדי ליצור מברשת אוויר.

על מנת להדפיס אירוג'ל, ראשית היה צורך ליצור דיו מיוחד המבוסס על תחמוצת גרפן. בנוסף לעובדה שיש להבריש אותם, יש צורך שדיו כזה יהיה מתאים להדפסה תלת מימדית. לאחר שפתרו את הבעיה הזו, כימאים שמו את ידם על שיטה שבאמצעותה ניתן לייצר איירבראש עם המיקרו-ארכיטקטורה הרצויה. זה חשוב מאוד, כי בנוסף לתכונות הגלומות בגרפן, לחומר כזה יהיו גם תכונות פיזיקליות מעניינות. לדוגמה, הדגימה שקיבלו מחברי המחקר התבררה כאלסטית בצורה מפתיעה - ניתן היה לדחוס קובייה מבושלת עשר פעמים ללא פגיעה בחומר, בעוד שהיא לא איבדה את תכונותיה במהלך מתיחה-דחיסה חוזרת.

היכולת לדחוס שוב ושוב מבדילה את ה-airbrush המודפס מזו המתקבלת בדרך ה"רגילה". אחד מהיישומים המעשיים של ה-airbrush החדש יכול להיות סוללות חשמליות גמישות, שבהן המשטח הפנימי הגדול של החומר ישמש כאלקטרודה, בעוד המבנה המודפס יעניק לו את הגמישות הרצויה.

<< חזרה: מלכודת מערבולת 03.05.2015

>> קדימה: MSP430FR5969 - מיקרו-בקר בעל ביצועים גבוהים עם זיכרון FRAM 02.05.2015

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

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, ... >>

גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים 07.05.2024

משחקי מחשב הופכים לצורת בידור פופולרית יותר בקרב בני נוער, אך הסיכון הקשור להתמכרות למשחקים נותר בעיה משמעותית. מדענים אמריקאים ערכו מחקר כדי לקבוע את הגורמים העיקריים התורמים להתמכרות זו ולהציע המלצות למניעתה. במהלך שש שנים, עקבו אחר 385 בני נוער כדי לגלות אילו גורמים עלולים לגרום להם להתמכרות להימורים. התוצאות הראו ש-90% ממשתתפי המחקר לא היו בסיכון להתמכרות, בעוד ש-10% הפכו למכורים להימורים. התברר שהגורם המרכזי להופעת התמכרות להימורים הוא רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית. בני נוער עם רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית אינם מגלים עניין בעזרה ובתמיכה של אחרים, מה שעלול להוביל לאובדן הקשר עם העולם האמיתי ולהעמקת התלות במציאות מדומה שמציעים משחקי מחשב. בהתבסס על תוצאות אלה, מדענים ... >>

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

טרנזיסטורים דו-קוטביים חדשים MJL4281A (npn) ו-MJL4302 28.01.2004

ON SEMICONDUCTOR הוציאה טרנזיסטורים דו-קוטביים חדשים מסוג MJL4281A (npn) ו-MJL4302 (pnp) עם מתח הפעלה גבוה של קולט-פליט (עד 350 וולט).

זרם האספן המרבי המותר הוא עד 15 A, הרווח הוא בין 80 ל- 240. מאפיין ייחודי של טרנזיסטורים הוא הליניאריות הגבוהה במיוחד שלהם בטווח הזרם שבין 100 mA עד 5 A, מה שמאפשר להשתמש בהם באיכות גבוהה מגברי תדר שמע. מיוצר בתיקים TO-264.

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