Ученые НИТУ «МИСиС» совместно с зарубежными коллегами разработали технологию получения экономичных аккумуляторов из использованных масок. Кроме того, в качестве оболочки исследователи используют отходы упаковок от лекарств. Таким образом, для создании новой батареи нужно лишь добавить графен. Исследование опубликовано в журнале Journal of Energy Storage.

Себестоимость такого аккумулятора низкая, при этом они более прочные и более гибкие, чем традиционные. Низкая стоимость позволяет сделать батарейки из масок одноразовыми. Их можно использовать в любых бытовых устройствах, от часов до светильников.

Для создания аккумулятора сначала маски дезинфицируют с помощью ультразвука, затем окунают в „чернила“ из графена, которые пропитывают маску. Потом материал прессуют под давлением, нагревают до 140 градусов Цельсия. Между двумя электродами из нового материала размещают прокладку (тоже из материала масок) с изолирующими свойствами. Ее пропитывают особым электролитом, а затем создают защитную оболочку из материала упаковок от лекарств.

Батареи уже пробовали создавать по похожей технологии, это были таблеточные аккумуляторы, которые имели емкость 10 ватт-часов на 1 кг, но ученым НИТУ «МИСиС» и их зарубежным коллегам удалось получить 98 ватт-часов/kg.

Разработчики добавили к электродам, полученным из масок, наночастицы неорганического перовскита типа CaCoO и энергетическая емкость аккумуляторов возросла в два раза (208 ватт-часов/kg). Исследователи и ранее пробовали использовать отходы для изготовления электродов для суперконденсаторов. Это были оболочки кокосовых орехов, рисовая шелуха, старые газеты и покрышки от автомобилей и другие. Но работа всегда требовала высокотемпературного отжига в специальных печах.

Маски – простой и дешевый материал для обработки, пропитки графеном достаточно для придания им уникальных свойств. В будущем исследователи планируют использовать новую технологию для производства батарей для электромобилей и солнечных электростанций.

Обещал где-то в коментах, что если появится свободное время, попробую разобраться, что там с оксидом графена в вакцинах (ролик с теткой, бывшим сотрудником). Поковырялся чуть-чуть. Если совсем коротко, то:

1. Большинство фактов бьется. Это ничего не значит. Хорошая ложь и будет такой, в которой большинство фактов бьется.

2. Переход между "есть вакцины с использованием оксида графена" и "ведущие вакцины используют оксид графена" для меня не очевиден. Требуется больше времени и знаний, чтобы сказать точно - да/нет. Т.е. на данный момент для меня это скорее ложь, чем правда.

И ведь, казалось бы, чего проще, почитал, как его обнаружить, купил да проверил. И снова, вот постоянно, мы возвращаемся к одному и тому же вопросу - а почему я не могу свободно их купить? Чтобы что? Ну, и ниспровергатели фейков, по крайней мере с первой страницы гугла (вы же не удивляетесь, да, что на ней нет самого факта, есть только опровержения?), как это у них принято - в полном де жгут напалмом. Это ложь, потому что производители вакцин сказали нам, что это ложь. И это ложь, потому что он черный, и вакцина была бы черная. И т.д. Ни нашел ни единого случая, когда "взяли три левые лабы, разослали им номерные флакончики, публикуем тесты". Мне лично, сильно не нравится то, что "разоблачают" они не то, что нужно бы, а что-то другое. Жизнь научила, что когда такое происходит, почти всегда, что-то тут не так. Хотя, бывает конечно, и просто тупость.

А вообще, занятная конструкция - этот оксид графена. Может вылечить. А может убить. Смотря как сконструируешь... модуль? нанобот? Как вот это назвать? Занятно управляется реагирует на внешнее воздействие. Что наши, что не наши вовсю его уже крутят и так, и эдак. И некоторое беспокойство по данному поводу понять можно. Кхм. Кстати. А мы ведь не верим джентльменам на слово и периодически проверяем - что там внутри, да? Я бы почитал про результаты.

Физики продемонстрировали управление полярной ковалентной связью между атомом золота, размещенном на кончике зонда атомно-силового микроскопа, и атомом углерода на поверхности графена, прикладывая различную разность потенциалов между ними. Они показали, что при достаточно сильной связи зонд способен приподнимать и отпускать графеновый слой. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Химические связи играют важную роль в формировании свойств молекул и кристаллов как целого. Управление параметрами химических связей поможет физикам и инженерам в создании новых материалов и устройств. И чем локальнее окажется управление, тем более миниатюрные устройства можно будет создавать. В предельном случае речь идет о возможности управления химической связью одиночных атомов.

Ученые уже несколько десятков лет идут по этому пути. Так, например, физики смогли управлять свойствами одиночной молекулы, поатомно меняя число ковалентных связей с помощью игры сканирующего туннельного микроскопа. Кроме того, исследователи смогли визуализировать молекулу пентацена, изучая силу его связи с зондом при приложенном электрическом поле.

В новой работе физики из Германии и Дании при участии Мадс Брандбиге (Mads Brandbyge) из Датского технического университета смогли пойти дальше и провели эксперимент, в котором управляли силой связи между одиночными атомами золота и углерода, прикладывая электрическое поле. Атом золота находился на вершине тонкой иглы атомно-силового микроскопа, которая подводилась к поверхности графена. Поле создавалось путем подачи напряжения разной величины и знака между поверхностью и зондом.

Графен создавался путем нагрева карбида кремния до 1300 градусов по Цельсию. В этом случае на одной из его граней формируется слой сверхрешетки, состоящей их графеновых доменов. Помимо чистого графена авторы исследовали также его интеркалированную атомами лития форму. В таком графене атомы лития проникают в пространство между графеном и подложкой.

Исследование проводилось в бесконтактном режиме работы атомно-силового микроскопа. В нем зонд совершает механические колебания над поверхностью образца, не касаясь его. Несмотря на отсутствие контакта, на зонд действуют силы Ван-дер-Ваальса, которые влияют на частоту этих колебаний. Поскольку эти силы сильно зависят от расстояния от образца до зонда, это позволяет изучать свойства поверхности без ее разрушения.

Физики провели серию измерений частот и сил взаимодействия между иглой и поверхностью при различных напряжениях между ними на разных высотах для обеих форм графена. Измерения проводились в виде последовательности подвода и отвода зонда. При подаче отрицательного потенциала на образец кривые подвода и отвода практически полностью совпадали, как для частоты, так и для силы. Однако при подаче положительного потенциала кривые демонстрировали ярко выраженный гистерезис.

Изображения чистого графена (a) и интеркалированного графена (d), полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа. Зависимость изменения частоты колебания и силы между игрой и образцом для чистого графена (b, c) и интеркалированного графена (e, f). Потенциал на образце был равен –700 милливольт (b, e) и +700 милливольт (c, f). Кривые подвода обозначены сплошной линией, отвода – пунктирной.

Авторы объяснили такое поведение, предположив, что положительный потенциал на образце усиливает связь Au-C, в то время как отрицательный – наоборот, ослабляет. В результате в первом случае во время отвода зонд подобно миниатюрному крану утаскивает за собой слой графена, деформируя его. На некотором расстоянии упругая сила, вызванная деформацией графена, превышает силу связи между атомами, и графен возвращается в исходное состояние. Интеркаляция ослабляет связь графена с подложкой, и это выражается в том, что в этом случае гистерезис выражен гораздо сильнее. Авторы исследовали этот процесс для различных приложенных напряжений, зондов и точек контакта с образцом. В частности, они выяснили, что сила взаимодействия практически не зависит от того, в каком месте решетки расположен атом углерода.

Для подтверждения своих предположений физики промоделировали этот процесс с помощью метода функционала плотности и метода неравновесных функций Грина. Кроме того, они воспользовались методом зарядового анализа по Хиршфилду, чтобы понять, что происходит с электронной плотностью при приложении электрического поля разных знаков. Результаты моделирований продемонстрировали хорошее согласие с экспериментом.

(a) Рассчитанная зависимость перетекания заряда от атома золота к атому углерода от потециала для системы игла-графен (квадраты) и димер Au-C (кружки). (b) Рассчет индуцированной разности электронной плотности в системе игла-графен для напряжения 0,5 вольт. Красные (зеленые) изоповерхности соответствуют потере (приращению) электронной плотности в 20 элементарных зарядов на кубический нанометр. Черная стрелка указывает направление электрического поля. (с) То же, что и в (b), но с напряжением, равным ─0,5 вольт.

Авторы отмечают, что контроль химической связи на уровне одиночных атомов и возможность управления таким способом механической нагрузкой открывают дорогу к исследованию локальных искажений вещества. С точки зрения химии же полученные результаты дают инструмент для управления реакционной способностью и каталитической активностью на атомарном масштабе.

Ученые постоянно пытаются повлиять на химические процессы. Например, мы уже рассказывали, как они сделали это с помощью лазера.

Источник: https://nplus1.ru/news/2021/06/08/atomic-crane

Примерно месяц назад интернет захлестнула волна фейков о жизни в мед. масках: червей, моргелонов и прочей масонской нечисти, которые начинают "шевелится" после выдоха на них. Спустя некоторое время любопытными гражданами "черви" были найдены в ватных палочках,  ватных дисках для лица, предметах женской гигиены, тестах на КОВИД-19, упаковках ваты и т.д.

После долгих споров со  всякого рода маргиналами, быдлом и скотами я решил сам лично поискать эти "черви" и по возможности поэкспериментировать с ними, доказав неучам, что это обычное волокно, а все остальное - плод маразматического воображения, и невероятной умственной ущербности некоторых слоев общества.

В общем я взял из упаковки несколько новых масок и очень внимательно осмотрел их с помощью увеличительного стекла. Но, ничего не обнаружил. Потом исследовав 2 маски которые я уже использовал и еще 2 - новые длительное время лежащие на полке, я на всех сразу моментально заметил эти волокна, или как мракобесы говорят - черви. После чего я на них подул и они действительно начали шевелится и извиваться подобно маленьким змейкам, они это делали даже после того когда я перестал на них воздействовать. Далее я решил выяснить точную причину "шевеления",  может всему виной: потоки воздуха, влажность или какие-то вибрации в окружающей среде или может все факторы сразу. Подождав немного я взял полиэтиленовый пакетик, набрал в него воздуха, проделал отверстие и плавно сжимая выпустил под небольшим давлением воздух на эти волокна - ноль реакции. Далее я махал руками возле них и даже генерировал разные звуки и произносил слова, подносил источники тепла - результат тот же - никаких движений, они даже не реагировали на электростатику. Но стояло вновь выдохнуть на них на них, и они немедленно начинали "шевелится".

Исходя из этого можно сделать вывод, что волокна реагируют на влагу которая, всегда есть при выдохе. А эффект "оживания" создается благодаря тому, что оно очень гидрофильное (то есть хорошо может впитывать влагу). На микроскопическом уровне волокно неоднородно где-то толще, где-то тоньше, плотность в разных его участках тоже разная. В момент выдоха на это волокно - микро капельки влаги впитываются его поверхностью, но поглощение влаги происходит неравномерно за счет неоднородности самого волокна. Из-за того, что оно очень, очень маленькое и тоненькое - влага очень быстро поглощается и так же быстро испаряется, в разных участках волокна по разному, здесь виной все та же его неоднородность. Из-за этого создается эффект "движения" потому, что в разных местах от поглощения влаги волокно удлиняется, а после испарения уменьшается. Оно как бы разбухает, а потом возвращается в исходное положение. Этот вывод можно сделать из того факта, что эти структуры вообще ни на, что не реагируют кроме влажного воздуха.

Спустя некоторое время эти самые волокна были мной обнаружены на РАНЕЕ ПРОТЕРТЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ, а именно: столе, полках, телефоне, системнике, диване, подоконнике и все они представьте себе шевелились то влажного воздуха, и от ничего более.

Вердикт таков: обычное гидрофильное волокно -  пыль, скорей всего синтетического происхождения. На продукцию попадает в результате внешнего загрязнения.