Рубрики
Химия

Ученые робота решена самая большая проблема в химии

Коронавирус был выявлен факт хорошо известен в научном сообществе, но не часто признаются общественности: сам научный процесс зачастую отнимает много времени и утомительным.

Ускорить научный процесс без ущерба для точности был ученым мечты преследовали в течение многих лет. Теперь, исследователи разработали новый автономный робот-химик, который может выполнять задачи до 1000 раз быстрее, чем ученые, одновременно освобождая их, чтобы сделать новые важные открытия.

Что это?— Этот робот Химик не может иметь такое же количество кандидатов наук, под его поясом, как и его коллегами-учеными, но во многом, он предназначен, чтобы быть просто как человека-минус несколько основных косметических функций.

С помощью лазерного сканирования и осязания, ориентироваться в его окрестностях, а не видение, этот робот не имеет никакую потребность для человека, как и лицо. Кроме того, вместо манипулирования ампул с неустойчивой человека оружия или перемещении по лаборатории на неустойчивые человек-как ноги, этот робот может автономно само колесо вокруг лаборатории и завершить научные эксперименты, используя невероятно чувствительным и точным один рычаг.

  • См. также: как лаборатория ‘Дикий Запад’ 3D принтами роботов и реализм

И с человекоподобных пропорций, этот робот предназначен для установки в уже существующие помещения лаборатории и переход права в научных исследованиях без специализированных модификаций. Только с пол-дня человека, этот робот может работать автономно на научные эксперименты для более 20 часов подряд.

Нет, кандидат наук, необходимых для этого робота химика, чтобы начать проводить важные исследования в лаборатории вдоль стороны ученых. Природы

Кто это сделал? — Ввел в исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature, этот бот предназначен исследователи из Университета Ливерпуля в Великобритании, ведущий автор исследования и директор университетского материал «Фабрика инноваций», Андрей Бондарь, говорит обратное, что этот новый робот-компаньон для химических лабораторий стоит особняком от других видов научной робототехники в один из решающих путей.

«Есть немало документов, в химии, что люди называют «роботов».Это не новые вещи», — говорит Бондарь. «Но почти во всех автоматизированных системах до сих пор строятся, чтобы сделать определенную вещь; они, по сути, жестко. Это разные понятия, [потому что] мы автоматизировали исследователь, [смысл] мы построили робота, который использует инструменты как человека».

Ведь этот робот не ограничивается одной задачей, Купер говорит, что он на самом деле может быть намного более полезным и гибким в лабораторных условиях.

Что он сделал? — В этом исследовании, робот был поручено помогать ученые открывают новый фотокатализатор — химическое вещество, которое под воздействием солнечных лучей будут разделять на водород и воду. Эти катализаторы являются невероятно важными для производства экологически чистой энергии, поскольку они позволяют водорода должны быть собраны без использования ископаемого топлива. Но найти оптимизированный катализатор, это как искать иголку в стоге сена.

Потому что эксперимент пространстве эта проблема настолько обширна и займет исследователи человеческой месяца, чтобы исследовать, ученые использовали робота, который будет делать ту же работу чуть более чем за неделю. С параметрами (например, какие химические вещества будут использоваться и какие вопросы будут задавать) установите на место человека исследователи, робот самостоятельно выбирала между 98 миллионов различных возможных экспериментов и самостоятельно проведенных им в лаборатории, чтобы обнаружить оптимизированы химические вещества для этого катализатора. И, после завершения экспериментов, робот был также сможете уточнить его открытия через пять гипотез, чтобы сузить еще больше оптимизировать формулы.

В конце процесса, робот открыл новый катализатор, который был в шесть раз более реакционноспособны, чем ранее обнаружен.

Человеческие размеры, этот робот химик сможет самостоятельно маневрировать химии с легкостью.

Что это означает для роботы заменить ученых, Как ли или не учеными робот заменит человека ученые в ближайшее время, говорит Куперу, что эти роботы предназначены, чтобы быть полезным, партнеров для сотрудничества.

«Мы не видим его, как замена рабочих мест в исследованиях», — говорит Купер. «Мы не замена ученый, это что-то, чтобы помочь ученым…, что будет более мощным, чем пытаться сделать все с роботом.»

  • См. также: любопытный помощник робот помогает ученым сделать новые открытия

Что дальше … для того, чтобы облегчить сотрудничество и общение между этими роботами и их человеческие аналоги, Купер говорит, что они работают теперь включают функции, такие как распознавание голоса и повышение интеллекта в роботах. Это помогло бы им лучше работать с учеными в своих лабораториях, а также с поддержкой кросс-океан сотрудничестве с учеными робот в лабораториях по всему миру. Говорит Бондарь ожидать, что эти достижения уже в ближайшие 18 месяцев.

И, в то время как не ожидалось при данном исследовании изначально, Купер говорит, что эти роботы могут помочь ученым продолжить социальное дистанцирование в ближайшие месяцы без существенных потерь исследований.

«Если вы можете настроить эксперимент в понедельник утром, а потом вы можете остаться дома на всю неделю-и до сих пор добиться прогресса-это чрезвычайно мощный», — говорит Купер. «Я думаю, что эта идея выглядит даже лучше, чем это было до пандемии».

Рубрики
Химия

Новое исследование показывает, насколько сложной химии могут иметь отношение к происхождению жизни на Земле

Химики давно пытались понять происхождение жизни, одна популярная модель, предполагая, что жизнь началась, когда простые молекулы РНК, способные копировать сами складываются спонтанно в первобытной среде. Как это происходило, в точности сопряжено с трудностями. Новые исследования группа химиков под руководством Ruiqin Йи Земли-наука о жизни Института (Элси) в Токийском Институте технологии и Альберт Fahrenbach, преподает в Университете Нового Южного Уэльса, показывает, что смеси простых органических соединений в воде подвергается действию к радиации с высокой энергией реагировать, чтобы сформировать целый ряд более сложных органических соединений, которые могли бы помочь РНК. Исследователи из Института перспективных исследований в Принстоне, Токио Tech и Университета Аризоны также помогал в работе.

Рис. 1. Недавнее исследование показывает, как предшественники РНК могут возникнуть из-за сложных химических сетей, которые развиваются из простых химических веществ, обеспечивая новые направления для тестирования как РНК могут образовываться на примитивных планетах. Кредит: CROCOTHERY/систему.ком

Для проведения этой работы, команда взяла смесь очень простые малые молекулы, поваренной соли, аммиака, фосфатов и цианистый водород, и выставила их на высокой энергии источника гамма-излучения в Токио тек. Эти условия имитируют средах, облучаемых природных радиоактивных минералов, которые были гораздо более широко распространены на ранней Земле. Они также позволили их реакции на периодически сухих вниз, имитируя испарение в мелких лужах и пляжей. Их реакция на удивление высказали целый ряд соединений, которые могут иметь важное значение для возникновения жизни, в том числе прекурсоры аминокислот и других мелких соединений, известен быть полезно для создания РНК.

Они показали, что этот набор условий создает то, что они называют непрерывной реакции сети, в которых большое разнообразие веществ, которые постоянно образуются и разрушаются, и эти реагируют друг с другом с образованием новых соединений. Эти непрерывные сети реакции составляют целый комплекс реакций, и тем, как они происходят, они могут сделать целый ряд важных соединений одновременно. Команда думает, что это делает их изучение особенно проницательным, как пребиотической химии на примитивной Земле не могло бы быть настолько избирательной и целенаправленной, как и современные органические химики, работающие в лаборатории, которые могут добавлять химикаты в точно правильное время и очистить точных соединений они хотят сделать.

Команда думает, что моделей этого типа может помочь объяснить, какого рода среда наиболее пригодным для внесения РНК в примитивных планетарных параметров. Действительно, поскольку на поверхности планет так переменную (думаю крутые горные реки, бурлящие горячие источники и солнечными пляжами), есть много мест, где такая химия может произойти, только при несколько иных условиях. Эти исследования, в свою очередь, может помочь другим ученым определить лучшие области, чтобы искать жизнь за пределами Земли.

Как ведущий автор Ruiqin Йи говорит, А мы еще не сделали РНК, эта работа поднимает новые вопросы. Мы можем изменить эти реакции, чтобы сделать все необходимые строительные блоки для РНК из таких смесей в непрерывном моды? Мы можем создать другие полезные вещества, такие как более сложные аминокислоты в этой «грязной» химии сложные химические реакции сетей?’

Рубрики
Химия

Открытие Неуловимые «черные» структуры азота, наконец, решает химия загадкой

Когда дело доходит до сдачи на более легкие элементы периодической таблицы под высоким давлением, азот, кажется странным. В то время как кислорода, бора, углерода и вся структура меняется по определенному шаблону, азот не, вопиющий аномалии ученые пытались решить.

Новая находка показывает, азот не может быть такой чудик в конце концов — он просто нуждается в правильном экстремальные условия давления, а затем он попадает в линию, ведет себя так же как и остальные.

В периодической таблице Менделеева располагаются в порядке возрастания, на основе числа протонов в атомном ядре каждого элемента, слева направо через 18 пронумерованных Граф, известный также как семьи. Эти семьи не являются случайными — они состоят из элементов, имеющих схожие свойства, повторяющиеся через интервалы.

Элементы в верхней части такого столбца семьи имеют наименьшее число протонов и низкой массы. А вот где это становится интересным.

В некоторых семьях, когда альтернативных физических формах — аллотропных формах — верхнего элемента создаются под давлением, они проявляют подобные структурные свойства тяжелых элементов ниже в группе, но при нормальных условиях, без излишнего давления.

Аллотропы завораживают; они представляют собой различные формы элементов, которые могут существовать в одном государстве. Например, графита, графена и Алмаза аллотропных форм углерода, все существующие в твердом состоянии. Дикислорода и озона аллотропы кислорода — все из которых являются газообразными. Бор имеет несколько аллотропных тоже.

По словам исследователей, все вышеперечисленные аллотропных следовать модели семьи хорошо.

То есть азот. Его семья содержит азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут и moscovium. В предыдущие высокого давления эксперименты, азота проявили никакой структуры, аналогичные любому из этих элементов.

Но, возможно, мы просто их не нашел? Исследователи из Университета Байройт в Германии разработали новый метод для измерения азота под высоким давлением.

Во-первых, они выдавливали газа азота в алмазной наковальне, почти 1,4 миллиона раз атмосферное давление на уровне моря, в то время как, используя лазер, чтобы разогреть его до температуры около 3,726 градусов по Цельсию (6,740 градусов по Фаренгейту). Этот процесс выполняется в несколько этапов.

Затем они использовали синхротрон монокристаллической дифракции рентгеновских лучей — рентгеновские лучи стреляли через ускоритель заряженных частиц — изучить и определить материал, где он был, и осуществила дополнительный спектроскопии комбинационного рассеяния измерений и теории функционала плотности расчеты для подтверждения идентификации.

Кристаллической структуры сжатого и нагретого азота было что-то новое, но и привычное. Материал исследователи нашли не конструктивно похож на азот семью элементами, но семья из аллотропных форм азота. В частности, аллотропная модификация фосфора называемый черный фосфор, а также аллотропных форм мышьяка и сурьмы называют черным мышьяка и сурьмы черного.

«Мы были удивлены и заинтригованы данных измерений вдруг предоставив нам структуры, характерной для черного фосфора», — сказал химик и физик Доминик Laniel университета Байройта.

«Дальнейшие эксперименты и расчеты подтвердили этот вывод. Это означает, что нет сомнений в том, что азот является, по сути, не является исключительным элементом, но следует той же золотое правило периодической таблицы, как углерод и кислород делать».

Исследователи поэтому предложил название «Черный азот», и верю, что это имеет некоторые интересные возможности применения. Он состоит из двумерных слоев, причем атомы раскладывают в кросс-связан зигзагообразным рисунком.

Как и графен, черный азот-видимому, с высокой проводимостью, а значит, могут быть полезны для полупроводников, транзисторов и других высокотехнологичных применений.

На данный момент, хотя, он слишком нестабилен. Она может существовать только в тех высокого давления, высокотемпературные условия. В тот момент как влияет на отдых, черное азота растворяется.

«Из-за этой нестабильности, в настоящее время промышленного применения не представляется возможным», — сказал Laniel.

«Тем не менее, азот остается весьма интересным элементом в научно-исследовательских материалов. Наше исследование показывает, что высоких давлениях и температурах может производить материальные структуры и свойств, которые исследователи раньше не знали.»

Исследование было опубликовано в физическая.

Рубрики
Химия

Австралийские исследователи установили рекорд по улавливанию углекислого газа

05 июня 2020 года

Исследователи из Университета Монаша и на набережной установили рекорд по захвату углекислого газа с использованием металлоорганических каркасов (МОК). Технология напоминает губку, наполненную крошечными магнитами.

  • Исследователи из Университета Монаша и на набережной установили рекорд по захвату углекислого газа с использованием металлоорганических каркасов (МОК).
  • Технология напоминает губку, наполненную крошечными магнитами. Губка поглощает углекислый газ от всех атмосферных источников.
  • Энергия, необходимая для того, чтобы это произошло-одна треть любой другой сообщил способ.

Исследователи из Университета Монаша и на набережной установили рекорд для улавливания и хранения диоксида углерода (уху) с использованием технологии, которая напоминает губку, наполненную крошечными магнитами.

С помощью металлоорганических каркасных соединений (МОК) нанокомпозит, который может быть регенерирован с поразительной скоростью и низкой стоимостью энергии, исследователи разработали губки-как технологии, которые могут поглощать углекислый газ из нескольких источников, даже прямо из воздуха.

Магнитная губка используется для удаления диоксида углерода, используя те же методы, как и индукционные варочные панели, используя одну треть энергии, чем любой другой сообщил способ.

Доцент Мэтью Хилл (КСИРО и Департамент химической инженерии, университет Монаш) и д-р Мунир Мухаммад Садык (кафедра химической инженерии, университет Монаш) вел это исследование.

В исследовании, опубликованном в Cell, сообщает физической науки, ученые разработали уникальный адсорбент материал под названием М-74 КПП@PTMSP thatdelivered рекордно низкая энергетическая стоимость всего 1.29 МДж / кг-1CO2 , на 45% ниже коммерческой развернутые материалы, и лучшие уху эффективности записали.

МОК представляют собой класс соединений, состоящих из ионов металла, которые образуют кристаллический материал с большой площадью поверхности любого материала, известного. По сути, МОК настолько пористый, что они могут поместиться на всей поверхности футбольного поля в чайной ложке.

Эта технология позволяет хранить, отдельно, освободить или защитить ценные товары, что позволяет компании к разработке высококачественной продукции.

“Глобальные проблемы роста выбросов парниковых газов и связанных с этим экологических последствий привело к возобновлению призывов к сокращению выбросов и развитии «зеленых» и возобновляемых альтернативных источников энергии”, профессор Хилл сказал.

“Однако, существующие промышленные технологии захвата углерода используют Амины, такие как моноэтаноламин, которая очень едкая, энергоемки и захватывает ограниченное количество углерода из атмосферы.

“Наше исследование показывает самой низкой сообщили регенерации энергии, рассчитанной для любого твердого пористого адсорбента, включающий моноэтаноламин, Пиперазин и другие Амины. Это дешевый способ, который может быть сопряжен с использованием возобновляемых источников солнечной энергии, чтобы захватить лишний углекислый газ из атмосферы.

“По сути, мы можем улавливать СО2 из любой точки мира. Наш настоящий фокус для захвата непосредственно из воздуха в так называемых негативных технологий выбросы”.

Для МОК, чтобы быть использованным в применениях уху, важно иметь материалы, которые могут быть легко сфабрикованы с хорошими стабильностью и производительностью.

Стабильность м-74 КПП@PTMSP оценивалась путем оценки количества CO2 и H2O в плен и освобожден через исследователей магнитной индукции процесс адсорбцией качания (МИСиС) в течение 20 циклов подряд.

Регенерация энергии, рассчитанной для М-74 СРТ@PTMSP является самой низкой сообщили для любого твердого пористого адсорбента. На магнитные поля 14 и 15 Мт, регенерация энергии рассчитывается для М-74 КПП 1.29 и 1,44 МДж / кг СО2-1.

Для того, чтобы скачать копию исследования, пожалуйста, посетите https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(20)30065-5

Исследовательская группа включает доцент Мэттью Хилл (CSIRO и Университета Монаша); д-р Мухаммад Мунир садик и профессор Kiyonori Судзуки (университет Монаша); д-р Кристина Konstas и д-р Анита Хилл (КСИРО), и д-р Паоло Falcaro (техническим университетом г. Грац).

Рубрики
Химия

Ядерный Менделеева

Для того, чтобы построить атомную Менделеева, мы сначала расположить элементы с номерами Протон магии в одном и том же столбце. Таковыми являются: Он (З = 2), О (З = 8), Са (я = 20), никель (Z = 28), ЗП (з = 50), и ПБ (с Z = 82). ЗР (з = 40) часто показывает поведение человека по аналогии с магическим ядром из-за суб-оболочки закрытие при Z = 40 (см. фиг. 1; Гарсиа-Рамос и Хайде 2019), и мы также включаем ее в том же столбце. Хотя магия чисел может измениться в нейтроноизбыточных ядер, когда число нейтронов значительно превышает число протонов (Steppenbeck и соавт. 2013; Оцука и соавт. 2020), в этой статье мы рассмотрим только те ядра, которые находятся близко к линии бета-стабильности и не считаю такой эффект. Хотя самый тяжелый элемент, находится на Oganessson (с Z = 118), Протон магическое число после Z = 82 в настоящее время неизвестна. Теоретические расчеты, основанные на так называемой макроскопической–микроскопический подход, проведенных в 1960-х годах предсказали, что протонные оболочки закрытие отклоняется от Z = 126 за счет кулоновского взаимодействия между протонами, и появляется при Z = 114 вместе с нейтронной оболочки закрытие при N = 184 (Sobiczewski соавт. 1966; Нильссон и соавт. 1968). Здесь, замыкания протонной оболочки при Z = 114 получается при заполнении 2f7/2, 1h9/2, и 1i13/2-орбиталей выше по Z = 82 магическое число (см. рис. 1). Регион вокруг этого ядра, 298114184, был назван островом стабильности, обеспечивая важную мотивацию для изучения сверхтяжелых элементов. Более поздние расчеты предсказывают различные протонные оболочки затворов (с Z = 114, 120 или 126) в зависимости от теоретической модели, даже несмотря на закрытие нейтронной оболочки при N = 184 является более надежной (Бендер и соавт. 1999). В данной статье, мы выбираем традиционные Протон магическое число, то Z = 114, для сверхтяжелых элементов и организовать ФЛ ниже ПБ в ядерной Менделеева.

После того, как мы создали колонку для магических и полу магических ядер, мы в следующий раз организовать других ядер по строению ядерной оболочки, показанной на фиг. 1. На заказ каждый одночастичных уровней в оболочках зависит от количества нейтронов. Кроме того, для открытой оболочки ядер, эти одночастичные уровни заняты только частично из-за корреляции сопряжения. В середине оболочки ядер, ядра могут быть даже деформируется, уступая деформируется среднего поля потенциал. В этой ситуации, одночастичных уровней показаны на фиг. 1, основанных на сферической значит-потенциал поля, теряют ясный физический смысл. Поэтому мы рассмотрим группу одночастичные уровни в пределах каждой оболочки, вместо того чтобы рассматривать каждую одночастичных уровней в отдельности.

На рис. 2 показаны ядерного периодическая таблица так построена. Элементы, показанные в углу коробки-те, в которых с ядром статически деформированных в основном состоянии. Здесь, мы считаем, что ядро деформируется, когда абсолютное значение параметра квадрупольной деформации, β2, больше, чем 0.15. Параметр деформации β2 связана с зависимыми угол радиус ядра дается

$$Р\влево( \тета право\) \, = Г_{0} \левый( {1 + \beta_{2} Не{20} \влево( \тета право\)} \право),$$

где R0-радиус сферы и Y20 в это сферические гармоники. Здесь мы предполагали, что ядро имеет аксиально симметричную форму и взял симметричной оси Z-оси (θ = 0). Для каждого элемента, мы выбираем наиболее распространенных ядра и оценки параметров деформации, используя теоретические расчеты Меллер и соавт. (2016). Отметим, что результирующая таблица Менделеева будет практически такой же, даже если мы выбираем самый глубокий связаны изотопов. Для элементов легче, чем N, мы считаем, что элементами Li, ве, В, и с, как деформируется из-за хорошо известны альфа-частицы строение атомных ядер. Элементы с белыми символами являются нестабильные элементы, то есть элементы, все изотопы неустойчивы.

Рис. 2

На Фиг. 2, можно заметить, что элементы в непосредственной близости от замыканий оболочки всех сферической, в то время как деформация развивается в середине оболочки регионов. Бывший элементов может быть интерпретировано в терминах одного или двух протонов отверстия снаружи замыканий оболочки, и это может быть значимым, чтобы организовать их в один столбец. В добавлении, мы покажем другое представление этой таблицы с расцветкой для различных орбиталей L на основе уровней энергии на рис. 1.

Потому что частица-дырка симметрии, это может быть более целесообразным переставить элементы симметрично вокруг закрытия оболочки. Это сделано на фиг. 3, в котором магия и полу-магические ядра размещены в центре периодической таблицы. Ее бумажная модель, вдохновленная аналогичной спиральной модели атомного Менделеева “Elementouch” (Маэно 2002), показана на рис. 4. Можно увидеть, что многие элементы с одним дополнительным Протон на закрытие оболочки сферических в основном состоянии, хотя Ли и показать деформацию ТС, последний из которых вызван соотношение нейтронов на КР и валентных протонов. Для атомов с двумя валентными протонами вне замкнутых оболочек, ядер, как правило, деформирована вследствие альфа-частиц строение (не и ne) или к тому, что нейтрон в середине оболочки (Zn и МО).

Рубрики
Химия

Ученые разработали жизнеспособную батарею натрия

Пульман, мыть. — Университет штата Вашингтон (УАЗу) и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) исследователи создали натрий-ионный аккумулятор, который имеет столько энергии и работы, а также некоторые коммерческие литий-ионный аккумулятор химий, что потенциально жизнеспособных технология батареи из обильных и дешевых материалов.

Команда сообщает один из лучших результатов на сегодняшний день для натрий-ионных батарей. Он способен доставить аналогичной мощности на некоторых литий-ионных батарей и пополнения, сохраняя больше чем 80% своего заряда после 1 000 циклов. Исследования, возглавляемые Юхэ Лин, профессор в школе ведет к повышению механических и материаловедение, и Ли Сяолинь, старший научный сотрудник PNNL опубликованы в журнале, САУ энергетических письма.

«Это важное событие для натрий-ионных батарей,» сказал д-р Имре Гюк, директор накопления энергии для отделения Управления энергетики электроэнергии, которые поддержали эту работу в PNNL. «Есть большой интерес вокруг потенциальной замены литий-ионных аккумуляторов с Na-Иона во многих приложениях.»

Литий-ионные аккумуляторы широко распространены, используются в различных приложениях, таких как сотовые телефоны, ноутбуки и электромобилей. Но они сделаны из материалов, таких как кобальт и литий, редкие, дорогие, и встречаются в основном за пределами США. Поскольку спрос на электромобили и хранения электроэнергии повышается, эти материалы становятся сложнее и возможно дороже. На основе лития батареи также будет проблематично в удовлетворении огромный растущий спрос на электросетевых накопителей энергии.

С другой стороны, натрий-ионных аккумуляторов, изготовленные из дешевых, распространенных и устойчивых натрия из земных океанов или коры, можно было бы сделать хороший кандидат для крупномасштабного хранения энергии. К сожалению, они не держат столько энергии, сколько литиевые батареи.

Они также имеют проблемы заряжаться, как будет необходимо для эффективного хранения энергии. Ключевой проблемой для некоторых из наиболее перспективных катодных материалов является то, что слой не активен кристаллов натрия создает на поверхности катода, останавливая поток ионов натрия и, следовательно, убивая батарею.

«Ключевой задачей для аккумулятора иметь как высокая плотность энергии и жизненного цикла», — сказал Песня Цзюньхуа, ведущий автор на бумаге и УАЗу кандидат выпускник, который сейчас находится в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.

В рамках работы исследовательской группы, созданной многослойный металлический оксидный катод и жидкий электролит, что включены лишние ионы натрия, создавая солонее супа, что был лучшего взаимодействия с катода. Их конструкция катода и систему электролита допускается для дальнейшего движения ионов натрия, препятствуя неактивные поверхности кристалла и беспрепятственного производства электроэнергии.

«Наши исследования показали существенные корреляции между структурой катода эволюции и взаимодействия поверхности с электролитом», — сказал Лин. «Это лучшие результаты, когда-либо отмеченных на натрий-ионный аккумулятор с многослойный катод, показывая, что это жизнеспособная технология, которая может быть сравнима с литий-ионными батареями.»

Исследователи теперь работают, чтобы лучше понять взаимодействие между электролитом и катодом, поэтому они могут работать с различными материалами для улучшения дизайна батареи. Они также хотят разработать аккумулятор, который не использует кобальт, другой относительно дорогой и редкий металл.

«Эта работа открывает путь к практической натрий-ионные батареи, и основные выводы, которые мы получили о катод-электролит взаимодействия пролить свет на то, как мы могли бы развиваться в будущем кобальт-бесплатно или по низкой кобальта катодного материала В натрий-ионных батарей, а также в другие типы батарей, химии,» песня сказал. «Если мы сможем найти приемлемые альтернативы, как литий и кобальт, натрий-ионные батареи могут действительно быть конкурентоспособными с литий-ионными батареями.

«И, что будет игра-чейнджер», — добавил он.

###

Рубрики
Химия

Лучший способ, чтобы ‘выжать «вакуум» может ускорить поиск гравитационных волн

Два эксперимента продемонстрировали технику, которая поможет существующего гравитационно-волновых детекторов, чтобы удвоить их чувствительность.

Детекторов, называемых интерферометрами, чувство ряби в пространстве-времени производится далеких катастрофических событий, таких как столкновения черных дыр. В каждый детектор, лазерный свет отражается между зеркалами на концах вакуумных труб длиной в несколько километров.

Интерферометры повысили их чувствительность к относительно высокочастотных гравитационных волн ‘сжимая вакуум — манипулирование квантовыми свойствами лазерного луча так, чтобы его фотоны прибывают на датчик более регулярно, чем раньше. Но это может несколько ухудшить чувствительность детектора для снижения частоты гравитационных волн.

Тип вакуум сжатия, что улучшает чувствительность на высоких и низких частотах свидетельствует Элеонора Capocasa и Маттео Леонарди в Национальной астрономической обсерватории Японии в Токио и своих коллег, и отдельная команда во главе с Ли McCuller и Кристофер Уиттл в Массачусетском технологическом институте в Кембридже. Методика предполагает временное хранение света между вспомогательными зеркалами в интерферометре. Применения на существующих мощностей потребует строительства этих зеркал и дополнительную вакуумные трубы около 300 метров.

Коррекция: более ранняя версия этой статьи неправильно характеризовать роль Элеоноры Capocasa и Маттео Леонарди.

Рубрики
Химия

Исследователи Калифорнийского университета в развитие химии, необходимых для создания марихуаны алкотестер

Химики Калифорнийского университета сообщили об основных химических открытий, необходимое для создания небольшого, электронный марихуаны алкотестер. Результаты исследования были опубликованы в органических письма, рецензируемом научном журнале Американского химического общества.

Легализация и декриминализация марихуаны в Калифорнии и в другом месте сделали обнаружения марихуаны особенно важно, сказал старший автор исследования Нил Гарг, Кеннет Н. в Калифорнийском университете профессор Трублада химии и биохимии и кафедры в UCLA химии и биохимии.

“Когда я вырос, людей учили не ездить пьяным,” сказал Гарг. “Я не видел ни одного типа сообщений для марихуаны еще и статистические данные свидетельствуют о более, чем 14 миллионов людей в США курят марихуану и диск. Нашей целью было разработать очень простое решение, которое может быть принято обществом. Мы показали в этом исследовании, мы можем изменить химическую структуру и свойства тетрагидроканнабинола — основного психоактивного ингредиента марихуаны — используя простейшие химические средства можно: электричество, чтобы определить, является ли человек в нетрезвом состоянии”.

“Мы хотим, чтобы простой алкотестер, который не требует специальной подготовки, поскольку сотрудник полиции не обучены синтетической органической химии”, — сказал ведущий автор Эван Дарзи, бывший докторской ученый в лаборатории Гарг по.

А Дарзи и Гарг разработали химии, что будет в центре марихуаны алкотестер, они не создали реальное устройство. “Мы установили фундаментальное доказательство концепции”, — сказал Гарг, которые получили в 2018 году Роберт Фостер черри премии — который является крупнейшим учебно премии университета в США, награжден Бэйлорского университета — и был назван профессором Калифорнийского 2015 года.

Дарзи и Гарг разработали простой процесс окисления, аналогичный тому, который используется в алкоголь алкотестер. Окисление-это потеря электрона от молекулы. Ученые убрали молекулу водорода от ТГК (полное название дельта-9-тетрагидроканнабинол). Алкоголь алкометр преобразования этилового спирта в органические химические соединения, водород теряется через процесс окисления.

“Химия, которую мы делаем с ТГК-это то же самое”, — сказал Гарг. “Мы убираем молекулы водорода из ТГК. То есть окисления. Это приводит к изменению цвета молекулы, которые могут быть обнаружены”.

Дарзи и Гарг отчет можно сделать двумя способами окисления ТГК. Их предпочтительный, недорогой подход заключается в использовании электроэнергии.

“Некоторые из наших первоначальных идей, участвующих пытаясь сделать сложные молекулы, чтобы привязать к ТГК для того, чтобы обнаружить сигнал”, — сказал Гарг. “Через некоторое время, мы поняли, что самое простое решение для перекачки электроэнергии в ТГК и происходит химическая реакция, которая производит изменение можно обнаружить. Неважно, что это изменение, пока оно легко обнаружить. Окисление является одним из самых простых реакций можно сделать, чтобы молекула”.

В состав ТГК входят подразделения под названием фенол. Когда химики окисления фенола, окисление производит член класса органических соединений хинонов. “Мы знаем, как для окисления фенола в хинон,” сказал Гарг.

Вежливость Эван Дарзи

Эван Дарзи

ТГК и хинона поглощают свет по-разному. “Как только мы знали, что” Гарг сказал, “Мы решили использовать электричество для выполнения окисления.” Дарзи использовать новый прибор в лаборатории Гарг это (называется ElectraSyn 2.0 Ика работ), что позволяет ему выполнять электрохимических реакций.

Химики увидели изменение, где молекулы поглощают свет. ТГК поглощает свет при определенной длине волны, и Дарзи и Гарг обнаружили, что, когда он окисляется, поглощает коротковолновый свет.

“Делаем органической химии с использованием электрохимии не то, что люди в моем поле исторически регулярно делать”, — сказал Гарг. “Эван изучал различные вариации, как настроить химических реакций, пока не нашел лучший способ окисления ТГК”.

Для того, чтобы провести исследования, химики впервые получены лицензии управление США по наркотикам изучать ТГК в их лаборатории.

Химики сказали, что они имели положительные отклики от других химиков, с которыми они поделились своими исследованиями.

Следующий большой шаг, Гарг сказал, чтобы достичь того же результата с образцом дыхание от человека, который совсем недавно потребляли марихуану, и чтобы избежать ложных срабатываний. Исследования показывают марихуаны на дыхание может достоверно определить, есть ли марихуаны обкурился или иного использования в последние четыре или пять часов, — сказал Дарзи. Гарг надеется, что его лаборатория будет продолжать это исследование в сотрудничестве с компанией заинтересованы в развитии технологии. Однако, отметил он, существуют серьезные проблемы для развития этой технологии в вузе за счет федеральных нормативных актов. УКЛА подал предварительную заявку на патент на окислении ТГК.

Надеюсь, что Гарг-это то, что марихуана алкотестер будет достаточно недорогим для потребителей, чтобы купить, чтобы они могли проверить себя, прежде чем решить, следует ли диск. Гарг и Дарзи ожидать, что марихуана алкотестер будет получен числовой результат, возможно, похож на измерение уровня алкоголя в крови алкоголя алкотестер — но подробности выходят за рамки данного исследования.

“Профессор Гарг и я оба имеют малолетних детей”, — сказал Дарзи, “и наши дети будут расти в мире, где марихуана легальна. Мы рады, что мы можем сыграть определенную роль, помогая адреса общества этот вопрос”.

Рубрики
Химия

Почему английская соль (сульфат магния) работа по оживлению мертвых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей?

Я знаю быстрый ответ», он снимает сульфатацию с пластин», но я надеялся на немного более углубленный ответ.

Быстрый фон: у меня есть 48V гольф. Банка аккумуляторная батарея состоит из шести 8В батарей проводной в серии. Я оставил его вскоре после Дня Благодарения, но забыл подключить его. Перенесемся в начале марта и батареи капут, едва показывая 1В в каждой батарее. Я попытался получить быстрый поверхностного заряда на них, но был неспособен получить любые батареи по 6В. Замена всех батарей будет стоить более $700…РЭБ. Я вспомнил, что читал о Эпсом соли трюк, поэтому я дал ему шанс (читайте ниже краткий обзор).

После нескольких циклов зарядки и много шампанского активность слышал, тележка, кажется, работает так же хорошо, как и раньше.

Понимаю, что это не работает для «мертвых клеток», внутренних коротких замыканий, или сильно коррозия внутренних органов. Это исправление будет работать только с относительно здоровой, обслуживаемые свинцово-кислотные батареи, если пластины имеют тяжелые сульфатации.

Я думаю, мой вопрос, как сульфат снять сульфатацию? Может кто-нибудь объяснить это? Ни одно из мест, где я читал это исправление на самом деле получили в химии, почему это работает. Спасибо!

Соль Epsom хитрость: Смешайте 4 унции (вес)/Кварты теплой дистиллированной воды. Слейте половину электролита каждого аккумулятора и залить раствором соли выше пластин (спринцовки хорошо работает). Пусть сидят в течение нескольких часов, поставил на зарядку и он должен оживить батарею.

Рубрики
Химия

Новый Двойного Действия Покрытия Держит Бактерии От Перекрестного Загрязнения Свежих Продуктов

За время их путешествия из открытого поля витрин в продуктовых магазинах, свежие овощи и фрукты иногда могут быть загрязнены микроорганизмами. Затем эти элементы могут испортить другие продукты, дальнейшего распространения загрязнения и увеличения количества продуктов питания, которые могут вызывать болезни.

Для предотвращения перекрестного загрязнения между свежих продуктов, исследователи из Техасского университета в Остине создали покрытие, которое может быть применено в пищевой-контактные поверхности, такие как конвейерные ленты, ролики и ковши коллекция. В дополнение к тому, гермицидный, исследователи разработали их покрытия должны быть чрезвычайно водоотталкивающий. Исследователи говорят, без воды бактерии не могут прилипать и размножаться на поверхности, тем самым резко сдерживание загрязнения из одного куска продукта на другой.

“Употреблении загрязненных сырых продуктов заставляет сотни людей ежегодно болеют, и поэтому загрязнения пищевых продуктов-это не только огромная медицинская проблема, но также значительное экономическое бремя”, — сказал Мустафа Акбулатого, доцент кафедры химической инженерии Арти Макферрин. “В нашем исследовании, мы показываем, что наш новый двойной-функция покрытие — один, который может и оттолкнуть и убить бактерии, может в значительной степени уменьшить распространение бактерий, предотвращения перекрестного загрязнения.”

Результаты thestudy в февральском номере журнале ACS Applied материалы и интерфейсы.

Болезни пищевого происхождения может быть вызвана целым роем возбудителями являются различные штаммы вирусов и бактерий. Чтобы устранить любые инфекции после уборки урожая, свежих продуктов, как правило, промывают и затем продезинфицировать в мощных противомикробных средств, как перекись водорода или уксусной кислоты.

Однако, бактерии могут остаться целым и невредимым, если им удастся спрятаться в труднодоступных местах на кожице фруктов и овощей. Кроме того, если количество бактерий достаточно велика, они могут образовывать защитные оболочки, называемые биопленки, что в дальнейшем защитит их от действия дезинфицирующих средств.

Загрязненные производить предметы могут распространять возбудителей болезней непосредственно, касаясь других продуктов питания, или косвенно, через пищевой контактных поверхностей. В настоящее время существует несколько способов, чтобы предотвратить косвенные передачи, начиная с противомикробной поверхностью покрытия необрастающие поверхности полимера, которые действуют как пружины, чтобы отталкивать бактерии. Но исследователи сказали, что эти подходы, хотя и эффективны при первых, могут потерять свои эффекты с течением времени по целому ряду причин.

Чтобы преодолеть препятствия, поставленные на современные технологии, Акбулатого и его команда приступили к созданию антимикробное покрытие, что тоже очень гидрофобной. Они отметили, водоотталкивающие покрытия свойство может помочь пищевой-контактные поверхности сохраняют свои бактерицидные действия намного дольше.

“Большинство бактерий могут жить только в водной среде”, — сказал Акбулатого. “Если поверхности гидрофобные, то вода, а вместе с ней и большая часть бактерий будет отталкиваться от. С меньшим количеством бактерий вокруг, меньше гербицидов, используются, увеличивая общий срок службы покрытия”.

Иллюстрации, показывающие двойную функцию Акбулатого покрытие, которое является одновременно гидрофобные и антибактериальные. Рэйчел Бартон/Техасского колледжа МИИТ

Чтобы сделать их двойной функцией покрытия, Акбулатого и его команда начали с алюминиевый лист, металлический широко используется в пищевой промышленности для контактных поверхностей. На поверхность металла, они химически придает тонкий слой смеси под названием кремнезема с использованием высокой температуры. Затем, этот слой в качестве подложки, они добавили смесь кремнезема и естественным бактерицидным белок, содержащийся в слезах и яичный белок под названием лизоцим.

Вместе, кремний-алюминиевый слой, привязанный к кремнезем-лизоцим слой сделал покрытие, которое имеет шероховатую фактуру, если смотреть на микроскопических масштабах. Исследователи отметили, что это субмикроскопические неровности, или маленькие бугорки и трещины на покрытии, является ключом к супергидрофобность.

“В целом, если увеличить шероховатость, гидрофобность материала увеличивается, но всему есть предел”, — сказал Shuhao Лю, аспирант в колледже инжиниринга и ведущий автор исследования. “Если покрытие слишком грубое, бактерии снова могут прятаться за расщелины и загрязнить. Итак, мы немного изменили пропорции кремний и лизоцим, так что шероховатости принесли максимальную гидрофобность, не ухудшая общую функцию покрытия.”

Когда их гидрофобные, лизоцим проникнуты покрытия был доработан и готов, исследователи проверили, если он был эффективным в сдерживании роста двух штаммов болезнетворных бактерий, typhimurium сальмонеллы и Listeria innocua. При осмотре они обнаружили, что количество бактерий на поверхности был 99.99% меньше, чем на голой поверхности.

Несмотря на высокую эффективность их нанесения покрытий в предотвращении распространения микробов, исследователи говорят, что больше исследования необходимо, чтобы определить, если покрытие одинаково хорошо работает для снижения вирусного загрязнения. Хотя дольше, чем другие покрытия, они отметили, что их покрытие тоже должны быть повторно после определенного количества использования. Таким образом, в качестве следующего шага, Акбулатого и его команда работают над разработкой более постоянного, двойной функциональности покрытия.

“Наша цель заключается в создании умных поверхностей, которые могут предотвратить любой вид возбудителя прикрепляться и размножаться”, — сказал Акбулатого. “В этой связи мы разработали покрытия, которые могут предотвратить бактерии от сбора на поверхности, которая является одной из основных причин для перекрестного загрязнения. Сейчас мы работаем с исследователями в области сельского хозяйства принять наше изобретение от стенда к практике”.

Другие участники исследования включают Майкла Бэя и Итан А. ученый из Техасского департамента химико-технологического комплекса; Джереми Чжэн и Берил Ulugun из Техасского департамента биомедицинской инженерии; Хао Ли Чжун из университета сельского хозяйства и технологий, Китай; Томас Мэттью Тейлор, Луис Сиснерос-zevallos график и Ягмур Yegin из Техасского университета A&M в Департаменте питания и пищевой промышленности; и июня Кюн ой из Университета Данкук, Республика Корея.

Эта работа поддерживается программой изготовления пищевых технологий и Департамента сельского хозяйства США.