Строй-материалы Будущего: магнетит, нанотрубки, лёд-VII,...

Строй-материалы Будущего: магнетит, нанотрубки, лёд-VII, ниобат серебра и др.

Есть такая гипотеза — как в песне поётся.
Совершенно очевидно, что дома высотой в несколько километров (см. проект 4-х километрового дома в Японии в Токийском заливе)
нужно строить не из железобетона.
Кевлар?
Нанотрубки?
Вот услышал я о магнетитовых нитях.
Может быть, коллеги, Вы имеете на этот счёт какую-то инфу?
С уважением
Иван

447
Комментарии (21)
  • 17 марта 2009 в 17:29 • #
    Дmитрий Куренков

    будущее за подземным строительством (я так думаю)

  • 18 марта 2009 в 12:54 • #
    Иван Купка

    Димыч, это Вы конечно поддерживаете фильм "Матрицу")))
    Хороший фильм, хоть и трагический до ужОса.
    Я думаю,а точнее футурю(предвижу и т.п.), что в течении 21 века Человечество распадётся на несколько цивилизационных форм существования:
    - лунная;
    - орбитально-земная;
    - подземно-земная.
    Мои интересы сегодня сосредоточены на 2-й подгруппе.
    Первой подгруппой я занимался ранее, готовил проект "Пилотируемая экспедиция на Венеру" в 1996-2003 годах. Показывал эту идею экс-президенту Украины Кучме Л.Д.,
    но он, как и многое другое в жизни страны, тупо протупил эту тему. И теперь Украина поражает мир не своими достижениями, а своим психотронным хаосом.
    В последние годы я почти полностью перешёл на 2-ую подгруппу, так как видится мне некоторый плавный фазовый переход от поверхностно-земной формы существования человека к орбитально-земной.
    Как Вы понимаете, плавных фазовых переходов в нашей жизни не так много,
    тем более такого масштаба. Поэтому с удовольствием погрузился в эту тематику.
    Которая начинается с многокилометровых домов - таких тем сейчас достаточно много вокруг.
    Почему Вы сомневаетесь, что под землёй не нужен хороший, лёгкий, высокопрочный стройматериал??
    С уважением, Иван.

  • 20 марта 2009 в 09:52 • #
    Александр Макаров

    РИСУНОК 4 а). Характерное изображение неупорядоченных агрегатов на основе комплекса наночастиц магнетита и полиамина спермина. б), г). Характерные изображения созданного нанопленочного материала, включающего наночастицы магнетита и полиамина спермина. Изображения б) и г) различаются увеличением. в). Характерное изображение образца, полученного в результате инкубации коллоидных структур созданного нанопленочного материала в водной суспензии анионных коллоидных латексных частиц на основе полистирола. Изображения получены методом просвечивающей электронной микроскопии

    С использованием такого подхода впервые получен и охарактеризован новый органико-неорганический нанопленочный материал на основе комплексов биогенного полиамина спермина и коллоидных магнитных наночастиц магнетита Fe3O4 размером 10 нм, характерное изображение которого представлено на рис. 4. Созданный материал представляет собой нанопленочную композитную структуру правильной геометрической формы микронных размеров с квазировными краями и толщиной, соответствующей диаметру 2-4 наночастиц магнетита (20-40 нм), самопроизвольно образующуюся в объеме водной фазы. Морфология и форма такого наноматериала подобна форме листов обычной офисной бумаги – отношение толщины к длине или ширине может составлять 1:1000 и меньше. В результате разработанных нами процедур синтеза в объемной водной фазе при определенных условиях вместо неупорядоченных агрегатов коллоидных наночастиц магнетита (Рис. 4а) образуются свободно плавающие в водном растворе высокоорганизованные нанопленочные композитные наноструктуры (Рис. 4б, г). Количество таких структур в объеме реакционной области определяется исходной концентрацией компонентов материала – наночастиц магнетита и молекул лиганда (в частности, спермина), а также физикохимическими характеристиками реакционной системы. Для иллюстрации возможностей использования полученного магнитного нанопленочного материала в технологиях магнитной сепарации на рис. 4 в представлено изображение такого материала с адсорбированными коллоидными латексными частицами. Такие структуры эффективно перемещаются в водной фазе под действием даже не очень сильного внешнего магнитного поля.

    Данная разработка дает новое фундаментальное техническое решение в области создания новых материалов и позволяет получать новые организованные на наноуровне тонкопленочные материалы, содержащие функциональные коллоидные частицы, при этом такие материалы могут находиться в свободном состоянии в объеме водной фазы и включаться в состав различных функциональных покрытий, материалов и устройств. Разработанный способ получения тонкопленочных материалов не требуют использования энергоемкой и сложной в производстве вакуумной и высокотемпературной техники, он экологически безопасен и относительно прост, что делает его перспективным для практического использования. Способ позволяет обеспечить высокую плотность упаковки частиц в тонкопленочном материале и высокую эффективность использования исходных материалов и реагентов.....
    === И ничего для строительства домов из магнетита (про нити ни слова) нет в Интеренете.

  • 20 марта 2009 в 14:04 • #
    Иван Купка

    Саша)) Поэтому мы и предельщики, что о наших темах нет ничего в этом большом бестолковом дяде-интернете...ну почти ничего...ну практически ничего.
    Приходится всё ноу-вотить (знаю что) и только потом уже ноу-хавить(знаю как).
    Наверное прийдётся создать специальную поисковую группу по магнетитовым нитям - хоть плачь, хоть смейся.
    Саша! давай будем выставлять твои темы здесь в группе??!!
    А то народ пока тут просто читает, а пишущих у нас в группе,
    ПОКА, маловато. Начнём многописание.
    С уважением, твой старый товарищ по духу, Иван.

  • 20 марта 2009 в 18:21 • #
    Александр Макаров

    Самый дешевый и экологический новый стройматериал Будущего - это лед 4-ре. Тает при +180С.
    Кто и что про это знает????

    • Комментарий удален
  • 21 марта 2009 в 15:51 • #
    Иван Купка

    Создан самовосстанавливающийся материал
    Американские ученые из Университета Южного Миссисипи получили полимерный материал, который может восстанавливать повреждения под воздействием солнечного света. Материал может быть востребован в качестве универсального покрытия кузовов автомобилей или любых других поверхностей. Восстановление механического повреждения, по словам ученых, занимает всего час. Ученые продемонстрировали эффективность такого подхода для восстановления царапин шириной до 10 микрон и глубиной до 50 микрон. В будущем исследователи планиурют создать целый класс аналогичных материалов, способных под действием солнечного света восстанавливать более серьезные повреждения.
    Материал представляет собой широко распространенный полимер полиуретан, молекулы которого дополнены модифицированными молекулами природного полимерного углевода хитозана, составляющего основу хитинового покрова ракообразных. Модификация этих молекул заключалась в присоединении к ним небольших органических молекул - оксетанов - циклических молекул, состоящих из трех атомов углерода и одного атома кислорода. В случае механического повреждения такого полимера (царапины или трещины) кольцевые молекулы оксетанов разрываются и "концы" этого разрыва становятся новыми реакционными центрами. Ультрафиолетовое же излучение разрывает часть связей между полимерной цепью хитозана и полиуретана, что приводит к образованию свободных радикалов, реагирующих с реакционными "концами" разорванных оксетановых молекул, сообщает РИА-Новости.

  • 21 марта 2009 в 15:52 • #
    Иван Купка

    Материал с самой большой удельной поверхностью
    Специалисты из Университета Мичигана создали материал с самой большой удельной поверхностью из всех известных на сегодняшний день. Суммарная площадь всех каналов и перемычек внутри одного грамма подобного материала составляет 5000 кв м. Материал, получивший имя UMCM-2 (эмпирическая формула C132H66O39S8Zn12), представляет собой кристаллическую структуру, на которую натянуты мембраны из полимера (наличие подобных мембран обеспечивает высокую удельную поверхность). Кристаллическая основа имеет ячейки, состоящие из семи шестиугольных блоков различной формы. Основная часть микроскопических пор в материале имеет диаметр менее двух нанометров. По словам исследователей, именно отсутствие более крупных отверстий является ключевым для создания материалов с высокой удельной поверхностью. Новый материал может оказаться полезным в области водородной энергетики. Его можно использовать для хранения топлива. Ученые установили, что данный материал поглощает водорода не более семи процентов от собственной массы, сообщает Lenta.ru.

  • 25 марта 2009 в 13:20 • #
    Иван Купка

    Новая липкая лента сильнее лап геккона
    Попытки создать материал, который бы позволял легко взбираться по вертикальным поверхностям, предпринимались и раньше. Однако все эти материалы не обладали высокой степенью адгезии. Сейчас корейские ученые разработали новую липкую ленту. Она оказалась в 10 раз сильнее лап геккона, который считается рекордсменом по «прилипанию» к различным поверхностям.
    Лента имеет множество микроскопических ворсинок, которые позволяют материалу прилипать. Ворсинки созданы из углеродных нанотрубок. Кусок такой ленты площадью 1 кв см способен выдержать нагрузку 2 кг. Ленту можно легко снять, потянув ее в противоположном направлении, при этом в месте соприкосновения не останется следа в отличие от традиционной липкой ленты, сообщает Ariang.

  • 25 марта 2009 в 13:21 • #
    Иван Купка

    Материаловедение Будущего - как оказалось это очень живенькая темка и её надо двигать дальше)))

  • 27 марта 2009 в 13:45 • #
    Иван Купка

    Нано-музыка из Поднебесной
    Китайские ученые изобрели новый вид динамика
    В одной из китайских лабораторий студенты, одетые в защитную униформу, слушают новую песню Марайи Керри. Однако, не песня привлекает их внимание, а то, откуда исходят все звуки - крошечный нано-динамик, который может стать настоящей революцией в мире проигрывания музыки. "Это настоящий прорыв", - заявляет профессор Шуншан Фан, глава пекинской лаборатории, которая занимается исследованиями в области нанотехнологий. Без специального оборудования и усилителей этот крошечный динамик, который представляет собой тоненькую пластинку из прозрачного пластика, сможет передавать любые звуки в большом помещении. По данным Guardian, этот динамик сделан из нанокарбоновых трубок, диаметр которых - 10-9 м (1 Нанометр). Этот материал обладает большой прочностью и износостойкостью. Трубки нагреваются, и воздух вокруг них начинает вибрировать, издавая звук. "Наш динамик можно сгибать, он очень эластичный", - добавляет профессор Фан. Революционный динамик - лишь малая часть в большой программе Китая по развитию нанотехнологий. Власти страны вкладывают в эту сферу науки большие средства и надеются, что в скором времени нанотехнологии смогут изменить жизни граждан этой страны. Сейчас Китай находится на первом месте среди стран, которые приступили к разработке новых технологий.

  • 27 марта 2009 в 13:48 • #
    Иван Купка

    Нанотехнологии отпугивают предпринимателей.
    Дмитрий Медведев собирается повысить интерес бизнеса к инновациям
    Вновь избранный президент Дмитрий Медведев считает главным барьером на пути инновационного развития страны инертность административной системы. Чтобы ее побороть, он предлагает переориентировать государственное управление на проектно-целевой принцип и усилить ответственность регионов. Инновационная составляющая в концепции социально-экономического развития страны до 2020 года, по мнению Медведева, должна быть усилена. Однако пока научный и корпоративный сектора инновационной системы разобщены, надеяться на успешное внедрение высоких технологий сложно. Перед началом пятничного заседания президиума госсовета, которое было посвящено переходу на инновационную модель развития, Медведев посетил Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ), где ознакомился с работой установок по синтезу сверхтяжелых элементов. Вновь избранному президенту показали нанотехнологии в действии на примере трековых мембран, которые делают, облучая полимерную пленку тяжелыми ионами в ускорителе. В результате на 1 кв. см такой мембраны можно получить до 1 млрд пор, через которые отфильтровываются даже бактерии. В результате эту технологию можно успешно применять как в медицине, так и в пищевой промышленности. В качестве примера Медведеву показали, как трековая мембрана очищает грязную воду. Директор ОИЯИ Алексей Сисакян смело отхлебнул очищенной при помощи трековой мембраны воды, но не рискнул предлагать проверить работу нанотехнологий вновь избранному президенту. Сисакян пожаловался, что из 50 проектов, разработанных в ОИЯИ, бизнес взял только пять. Директор считает, что без государственных инвестиций не получится внедрить нанотехнологии в массовое производство, потому что бизнесмены сейчас не готовы вкладывать деньги в науку на долгий срок. Поэтому участники заседания президиума госсовета отметили, что, пока не появятся налоговые льготы для бизнеса, инвестирующего в сектор инноваций, он не будет развиваться. Медведев предложил внести изменения в несколько законов, чтобы научные центры получили возможность учреждать малые предприятия, которые реализовывали бы их проекты. Кроме того, вновь избранный президент потребовал ускорить процесс принятия законов «О патентных поверенных» и «О передаче технологий». Он сообщил, что доля промышленных предприятий, осуществляющих разработку и внедрение технологических новаций, не превышает 10%, а доля инновационной продукции в общем объеме продукции промышленного производства составляет всего 5,5%. «Я вчера, когда готовился к сегодняшнему мероприятию, задался вопросом, как это считается, - заметил Медведев. - Мне пока не понятно, что это такое». Однако вновь избранному президенту было ясно одно: нужно обеспечить массовое создание инноваций, чтобы доля инновационных предприятий возросла до 40-50%, а инновационной продукции - до 20-25%. При этом затраты на исследования и разработки должны вырасти с 1% до 3% ВВП, в том числе за счет увеличения расходов частного бизнеса на науку. Однако министр образования и науки Андрей Фурсенко заметил, что увеличение бюджетного обеспечения научных исследований не приводит к увеличению объема ее финансовых ресурсов в целом, а лишь вытесняет и замещает в них деньги частного сектора. 21.04.2008 / АНАСТАСИЯ НОВИКОВА
    Материал опубликован в "Газете" №72 от 21.04.2008г.

  • 12 апреля 2009 в 12:31 • #
    Иван Купка

    Раскрыт секрет свойств важнейшего диэлектрического материала. Ниобат серебра AgNbO3 относится к классу керамических диэлектриков, которые используются для производства конденсаторов, фильтров и других базовых элементов устройств беспроводной связи. На практике применимость таких веществ определяется величинами диэлектрической постоянной и коэффициента диэлектрических потерь. Заметим, что в наиболее важном гигагерцовом диапазоне частот только ниобат серебра может обеспечить разработчику достаточно низкий уровень потерь, сопряженный с высоким значением диэлектрической постоянной. Как показали проведенные ранее исследования, диэлектрические свойства AgNbO3 имеют выраженную температурную зависимость, причем лучше всего материал проявляет себя как раз при температурах, приближенных к комнатной. Конкретные структурные изменения, формирующие эту зависимость, до сих пор оставались загадкой для ученых, поскольку никаких видимых трансформаций кристаллической решетки не происходило. «А все потому, что исследователи пользовались стандартными методиками, которые дают усредненную картину, — говорит Игорь Левин, сотрудник американского Национального института стандартов и технологии (National Institute of Standards and Technology, NIST). — Усреднение не позволяет зарегистрировать наноразмерные изменения». Масштабные исследования, выполненные командой специалистов из NIST в соавторстве с коллегами из других научных центров США и Англии, наконец дали ученым возможность зафиксировать ничтожные отклонения атомов вещества от их изначальных положений, которые и приводят к изменению физических свойств диэлектрика. В своей работе физики объединили сразу несколько методик (образцы подвергались воздействию рентгеновского излучения, пучков нейтронов и электронов). Обработка полученной информации открыла картину сложного взаимодействия между атомами кислорода, образующими восьмигранные структуры, и атомами ниобия, которые занимают положение в центрах восьмигранников. При высоких температурах атомы ниобия слегка смещаются (однако их усредненное во времени положение не изменяется); когда вещество остывает, сдвигаются уже атомы кислорода, вследствие чего октаэдры немного поворачиваются. В результате этого атомы ниобия оказываются (частично) «блокированы» в смещенной позиции; разупорядочение структуры приводит к изменению диэлектрических свойств. По мнению исследователей, такие результаты говорят о существовании потенциальной возможности искусственного модифицирования свойств других соединений с целью улучшения их диэлектрических показателей. Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Physical Review B. Подготовлено по материалам PhysOrg.

  • 20 апреля 2009 в 11:31 • #
    Иван Купка

    http://www.nanometer.ru/2009/04/18/internet_olimpiada_154597.html

    Углеродное чудо: Композиты УНТ-ГАП – идеальная биоактивная матрица для роста костных тканей.
    Ключевые слова: Интернет-олимпиада, Наноазбука
    Автор: Ковалёва Елена Сергеевна
    Опубликовал: Гудилин Евгений Алексеевич
    18 апреля 2009
    Предлагаем Вашему вниманию самые оригинальные работы конкурса Углеродное чудо, организованного в рамках Третьей Всероссийской Интернет-олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в Будущее" корпорацией Байер (Bayer MaterialScience).
    Автор: Ковалёва Елена Сергеевна

    Abstract
    Hydroxyapatite (HA) has been used in clinical bone graft procedures for more than 25 years, but it has some disadvantages. However, human bone mineral differs in composition from stoichometric HA in that it contains additional ions, of which carbonate is the most abundant specie (8 wt. %). Carbonated hydroxyapatite (CHA) is a more prospective material for medicine in order to mimic the composition of native bone. It is more soluble and bioactive (osteoinductive) material than stoichiometric HA. The incorporation of carbonate ions has a considerable influence on the physicochemical properties of the solid and hence on the mineralization. However, its poor tensile strength and fracture toughness compared with bone make it unsuitable for major load-bearing devices.
    Carbon nanotubes (CNTs), with their high aspect ratio and excellent mechanical properties, have the potential to strengthen and toughen CHA without offsetting its bioactivity, thus opening up a wider range of possible clinical uses for the material.
    CHA is a biologically active calcium phosphate material that is used in surgery to replace and mimic bone. While CHA’s bioactivity means it has a significant ability to promote bone growth along its surface, its mechanical properties are insufficient for major load bearing devices. To combat this problem, current devices could be used CHA combined with other materials, such as polyethylene, yttrium-doped zirconia, and Bioglass. However, significant amounts of the reinforcing phases are needed to achieve the desired properties, and as these phases are either bioinert, significantly less bioactive than CHA, or bioresorbable, the ability of the composite to form a stable interface with bone is poor compared with CHA. An ideal reinforcement material would impart mechanical integrity to the composite at low loadings, without diminishing its bioactivity. CNTs, with their small dimensions, high aspect ratio (length to diameter), and high strength and stiffness, have excellent potential to accomplish this. Even suggested that they may possess some bioactive properties. There is considerable interest in CNTs and their applications, with currently over 400 articles published a month in the field. In particular, their role in composite materials is being increasingly investigated. Several recent studies have shown their ability to improve the mechanical properties of ceramics. Therefore, an interest has developed in applying these findings to incorporate CNTs, for example Baytubes® C 150 HP or Baytubes® C 150 P, into CHA to improve its mechanical properties, thus creating a synthetic bone graft material that can be used in major load-bearing situations. Thus CHA/CNT composite should be with excellent biological and mechanical properties.

    Затрагиваемые темы:
    УНТ в медицине
    УНТ в изготовлении композитных материалов
    новые области использования УНТ (прогноз и его обоснование)
    свободная тема (необходимо сделать акцент на обоснование ее актуальности в работе)

    Ежегодно в области по развитию биоматериалов вкладываются большие денежные средства, но для существенного быстрого и успешного прогресса этих вкладов всё равно не хватает, необходимы дополнительные инвестиции. В США по данным 2003 года средства, выделяемые на исследования в этой области, составили 1.16 млрд. $ к 2006 году эта сумма выросла до 2.3 млрд. $. После 2007 г прогнозируемый рост 25-30% в год. Среди наиболее вероятных потребителей люди старше 65 лет, подверженные остеопорозам и артрита

  • 25 апреля 2009 в 10:59 • #
    Иван Купка

    Ученые сделали паутину прочнее.
    Известно, что паутина прочнее и легче, чем сталь, однако ученые из Института Микроструктурной Физики Макса Планка в Германии еще больше усилили ее свойства, увеличив прочность паутины в 3 раза. Для этого они добавили в паутину немного металла.
    Технология может быть полезна в производстве сверхпрочной ткани и медицинских материалов. Для того чтобы придать новые свойства паутине, ученые добавляли в нее небольшое количество цинка, титана или алюминия. Исследователи в своей работе воспользовались методом так называемого атомно-слоевого осаждения (ALD).
    Следующим шагом станет добавление других материалов, в том числе искусственных полимеров, таких как тефлон, сообщает Daily Mail.

  • 25 апреля 2009 в 11:03 • #
    Иван Купка

    Ученые синтезируют 117-й элемент таблицы Менделеева
    Российские и американские ученые намерены в начале июля синтезировать новый - 117-й - элемент периодической таблицы Менделеева. Об этом заявил научный руководитель лаборатории ядерных реакций имени Флерова Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне академик Юрий Оганесян. По его словам, американские ученые наработают 97-й элемент - берклий, необходимый для синтеза, а ОИЯИ предоставит аппаратуру для получения мощного пучка ионов. Берклий живет всего 320 дней, и надо успеть все сделать в эти сроки, говорит Юрий Оганесян, сообщает Вести.

  • 2 мая 2009 в 12:23 • #
    Иван Купка

    Японцы заставили кусок геля двигаться
    Японские исследователи из университета Васеда создали гель, который способен передвигаться так же, как гусеницы пяденицы. Гелевая субстанция состоит из полимеров, которые меняют свой размер в зависимости от химического окружения. Кусок геля двигается благодаря колебательной химической реакции Белоусова-Жаботинского. Движения осуществляются за счет сокращения и увеличения полимеров под влиянием ионов бипиридина рутения, теряющих и приобретающих электроны в циклической реакции. Пока кусок геля может передвигаться по поверхности, снабженной зазубринами, за которые он цепляется, однако в будущем ученые намерены создать гель, способный «путешествовать» по гладкой поверхности. Специалисты уверены, что технология будет полезна в изготовлении роботов, для передвижения которым не нужна электроника, сообщает Newscientist.

  • 4 мая 2009 в 18:09 • #
    Иван Купка

    Материалы на основе железа обнаруживают уникальный механизм перехода в сверхпроводящее состояние.
    Группа физиков из Лаборатории Эймса (США), возглавляемая Русланом Прозоровым, показала, что процесс образования электронных (куперовских) пар в сверхпроводниках на основе железа и мышьяка должен в значительной степени отличаться от уже известных механизмов, зарегистрированных в других сверхпроводниках. К такому выводу ученые пришли, проанализировав результаты экспериментов по измерению температурной зависимости лондоновской глубины проникновения (толщины приповерхностного слоя материала, на которую распространяется внешнее магнитное поле). Вид упомянутой зависимости связан со структурой энергетической щели (энергии связи куперовской пары) сверхпроводника, и для большинства материалов он уже определен; к примеру, у «традиционных» низкотемпературных сверхпроводников эта зависимость носит экспоненциальный характер, у высокотемпературных купратных — линейный, у сверхпроводников на основе диборида магния MgB2 — также экспоненциальный, однако для описания их свойств в широком температурном диапазоне приходится привлекать два различных значения энергетической щели (и два «сорта» пар). В опытах исследователей из США были задействованы кристаллы вещества, в состав которого входили барий, мышьяк и железо (часть его атомов замещали атомы кобальта; результирующая химическая формула — Ba(Fe0,93Co0,07)2As2). Как выяснилось, для этого материала зависимость лондоновской глубины проникновения от температуры выражается степенной функцией, причем показатель степени приблизительно равен 2,4. «Мы рассчитывали обнаружить степенную зависимость, но ни в одной серии измерений не зарегистрировали ничего подобного, — рассказывает г-н Прозоров. — Тогда мы решили попробовать образцы с разными концентрациями кобальта; на результаты это не оказало никакого влияния». Дальнейший анализ полученных данных показал, что для описания свойств подобных сверхпроводников также необходимо оперировать двумя величинами энергетической щели. Поскольку значение лондоновской глубины проникновения связано с особенностями образования куперовских пар, открытие говорит о существовании неизученных механизмов перехода в сверхпроводящее состояние. «Свойства сверхпроводников на основе железа и мышьяка не поддаются объяснению в рамках разработанных ранее теорий, — заключает Руслан Прозоров. — Внутри них происходит нечто совершенно уникальное». Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Physical Review Letters; электронную версию статьи можно скачать с сайта Лаборатории Эймса. Подготовлено по материалам PhysOrg.

  • 17 мая 2009 в 11:51 • #
    Иван Купка

    Получены светоизлучающие нанокристаллы непрерывного свечения

    Группа американских исследователей из Рочестерского университета и компании Eastman Kodak создала первые в мире светоизлучающие полупроводниковые нанокристаллы, которые обеспечивают бесперебойное свечение на протяжении нескольких часов.

    Немалое число молекул, как известно, обладает способностью поглощать и испускать фотоны. Однако свечение подобных молекул наблюдателю представляется мерцающим, поскольку избыточная энергия, передаваемая им падающими фотонами, может также рассеиваться в виде тепла. «Переход энергии в тепло равносилен ее потере», — комментирует ведущий автор работы Тодд Краусс (Todd Krauss), адъюнкт-профессор из Рочестерского университета.

    Группа г-на Краусса проводила поиск технологичных, долговечных и недорогих заменителей органических светодиодов; для экспериментального исследования были синтезированы нанокристаллы на основе нескольких различных соединений. Анализом полученных образцов занимался Сяоюн Ван (Xiaoyong Wang). Проводя рутинную проверку свойств одного из таких образцов, ученый отметил отсутствие признаков ожидаемого мерцания. Наблюдения продолжались в течение четырех часов, и все это время кристалл исправно испускал фотоны (заметим, что традиционные материалы могут обеспечить лишь несколько минут бесперебойного свечения).

    Тщательно изучив результаты опытов, авторы работы пришли к выводу о том, что выдающиеся свойства нанокристалла объясняются его исключительной структурой. В «обычных» образованиях такого типа разнородные слои полупроводниковых материалов оказываются четко отделены друг от друга. Новый нанокристалл, напротив, характеризуется наличием плавного перехода между «ядром» (CdZnSe) и «оболочкой» (ZnSe), что и позволяет подавить процессы, препятствующие испусканию фотонов.

    По мнению г-на Краусса, производство нанокристаллов CdZnSe/ZnSe в промышленных объемах может решить проблему создания дешевых источников лазерного излучения. В настоящее время при конструировании лазеров, работающих на разных длинах волн, применяется несколько различных материалов и технологий. Использование нанокристаллов позволит разработать универсальный техпроцесс, поскольку для изменения длины волны испускаемого излучения инженеру будет достаточно поменять физические размеры самой наноструктуры. Ученый также считает вполне реальной перспективу замены органических светодиодов на нанокристаллы; при нанесении последних на плоскую поверхность можно, утверждает он, получать качественные дисплеи толщиной с бумагу.

    Полная версия отчета будет опубликована в журнале Nature.

    Подготовлено по материалам Рочестерского университета.