Жидкий металл превратили в электрическую цепь с изменяемой схемой
Британские исследователи разработали аппаратную и программную платформу для управления движением капель жидкого металла. Управление происходит за счет изменения напряжения между электродами. С помощью такой платформы инженеры создали электрическую цепь с изменяемой схемой. Разработка была представлена на конференции ISS ’17.
Для управления движением жидкостей используются разные подходы и материалы. К примеру, существует ферромагнитные жидкости, представляющие собой коллоидный раствор ферромагнитный частиц в растворителе. Из-за этого они крайне чувствительны к магнитному полю, и могут двигаться в зависимости от его характеристик. Британские исследователи решили создать систему управления жидким металлом с помощью электрического тока, а не магнитного поля.
Система, разработанная инженерами, представляет собой корпус с углублением, на дне которого располагается квадратный массив из 49 электродов. В этом углублении располагается одномолярный раствор гидроксида натрия, а также эвтектический сплав EGaIn, в котором три четверти составляет галлий, а оставшуюся четверть — индий. За счет такого состава сплав находится в жидком состоянии уже при 15,5 градусах Цельсия.
Управление движением этого жидкого сплава происходит за счет приложения напряжения к электродам из массива. Когда к электродам не приложено напряжение, и капля не находится в контакте с ними, на ее поверхности формируется равномерный слой противоположных зарядов. При приложении напряжения капля устремляется к соответствующему электроду.
Инженеры написали специальную программу, в которой пользователь может в реальном времени указывать электрод, к которому будет приложено напряжение, и таким образом управлять движением металла. Разработчики продемонстрировали с помощью этой системы возможность создания электрической цепи с изменяемой схемой. Для этого они закрепили над массивом электродов два светодиода, и замыкали цепь, перемещая металл к нужному диоду.
В прошлом году американские инженеры разработали микроэлектромеханическую платформу, единственным движущимся элементом в которой является капля воды или любой другой жидкости.
Григорий Копиев
Возможно, они образовались из мертвых бактерий
Японские ученые нашли в Южной Африке графеноподобные структуры возрастом около 3,2 миллиарда лет. Изотопный состав указывает на то, что структуры могли образоваться из мертвых бактерий. Ученые рассказали о своем открытии на геологической конференции Goldschmidt 2023. Графен — это изолированные слои графита толщиной в один атом. Графен уже используется во многих современных технологиях — от транзисторов и топливных элементов до устройств для опреснения воды. Будущие нобелевские лауреаты Андрей Гейм и Константин Новоселов впервые получили графен вручную, отделяя его слои на обычную липкую ленту. Однако эта технология плохо воспроизводится и для промышленного получения, конечно, не подходит. Сейчас графен получают методами осаждения из газовой фазы (CVD) или химическим отслаиванием. Все эти способы сложны и требуют использования высоких температур и жестких реагентов. Поэтому до недавнего времени обнаружение графена в природе казалось маловероятным. Японские геологи под руководством Йоко Отомо (Yoko Ohtomo) неожиданно обнаружили графеноподобные структуры в горной породе возрастом 3,2 миллиарда лет. Ученые изучали горные образцы железосодержащей силикокластической породы, полученные в районе золотой шахты Шеба (Sheba) в Южной Африке. Силикокластическими называют некарботнатные обломочные и осадочные породы. В одном из образцов Отомо и ее коллеги обнаружили прозрачные пленки и волокна размером до сотни микрон, состоящие преимущественно из углерода с незначительными примесями азота и серы. Все пленки оказались слоистыми, при этом слои имели графеноподобную структуру. Чаще всего такие графеноподобные структуры образовывали пленку вокруг более крупных частиц железа или титана. Анализ изотопного состава указывает на то, что углерод в составе графена мог иметь биологическое происхождение. Возможно, его источником были мертвые бактерии. Впрочем, Отомо и ее коллеги признают, что механизм образования структур требует более подробного изучения и роль бактерий в нем пока не ясна. Интересно, что несколько лет назад нидерландские химики уже показали, что живые бактерии способны восстанавливать оксид графена до графена в относительно мягких условиях. Возможно, результаты, полученные Отомо и ее коллегами помогут оптимизировать этот процесс и найти более простые пути получения графена. В начале года мы писали об исследовании японских и американских физиков, которые объяснили сверхпроводимость двухслойного графена необычной геометрией волновых функций электронов и структурой электронных зон. А о перспективах и проблемах использования графена можно прочитать в нашем интервью с нобелевским лауреатом Константином Новоселовым