РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 10.03.2010   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


10.03.2010

Нанотрубки и взрывчатка породили новый физический эффект

9 марта 2010











Покрытая взрывчаткой нанотрубка (фото Wonjoon Choi et al./Nature Materials).





Распространение ударных тепловых волн вдоль нанотрубки приводит к рождению мощного импульса тока: неожиданный метод генерации электричества нашли Майкл Страно (Michael Strano) и его коллеги из Массачусетского технологического института, а также корейского университета Сункхюнкхвана (Sungkyunkwan University).


Авторы использовали многослойные углеродные нанотрубки, получившие кольцевую оболочку из циклотриметилентринитрамина (гексогена) толщиной 7 нм (трубки были диаметром 13-22 нм). Их собирали в массивы нескольких миллиметров в поперечнике и порядка сантиметра длиной, взрывчатка поджигалась с одного из концов лазером или высоковольтной искрой, после чего проводились измерения различных параметров, а всё происходящее снималось на видео с частотой 90 тысяч кадров в секунду.


Оказалось, что из-за очень высокой теплопроводности нанотрубок (вспоминаются опыты с "демоническим" выпрямителем), возникает интересный эффект: жар от первых сгоревших порций проходит вдоль трубки на несколько порядков быстрее, чем распространялась бы химическая реакция. Это тепло вызывает подрыв последующих частей оболочки и так генерируется быстрая волна тепла. Она же вызывает в трубке сильный поток зарядов. Причём пик его тем выше, чем больше скорость термоволны, а она стремительно растёт с уменьшением массы образца.












Примеры подрыва нанотрубочных массивов (иллюстрации Wonjoon Choi et al./Nature Materials).



Авторы опытов получили столь сильные импульсы, что удельная мощность достигла 7 киловатт на килограмм. По расчётам учёных, это намного выше того, на что можно было бы рассчитывать исходя из эффекта Зеебека. "Там что-то другое происходит, — говорит Страно. — Мы называем это увлечением электронов. Тепловая волна, как представляется, увлекает за собой носители заряда, словно океанская волна подбирает и продвигает вдоль поверхности воды плавающий мусор".


Физики полагают, что на основе нанотрубок удастся построить микроскопические одноразовые батареи, способные без малейшей разрядки ждать годами, а при необходимости выдать сильный импульс тока. Их предложено встраивать в миллиметровые экологические датчики или в столь же крошечные биомедицинские имплантаты, которые после долгого бездействия смогут послать в эфир мощную радиоволну с пакетом информации.


Интересно, что по вычислениям некоторых учёных, само понятие температуры к нанотрубкам применять некорректно, поскольку квантовые эффекты тут уже заметно вмешиваются в картину происходящего. Может в этом кроется секрет нового эффекта? Сами авторы опытов намерены их продолжить, попытавшись получить от трубок переменный ток (играя составом взрывчатки и вызывая колебания скорости термоволны) и повысив КПД (пока львиная доля энергии уходит в тепло и свет). Детали же нынешнего эксперимента изложены в статье в Nature Materials, а увидеть сгорающий массив нанотрубок можно в ролике ниже.








Источник: Gizmag



 




Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок