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エアブラシの新しいやり方

03.05.2015

軽くて無重力なものについて話すとき、私たちはよく「空気」という形容詞を使います。ただし、空気にはまだ質量がありますが、小さいとはいえ、XNUMX 立方メートルの空気の重さは XNUMX キログラム強です。たとえば、XNUMX 立方メートルを占めながら、同時に XNUMX キログラム未満の重さの固体材料を作成することは可能ですか? この問題は、前世紀の初めに、エアロゲルの発明者として知られるアメリカの化学者でエンジニアのスティーブン・キスラーによって解決されました。

エアブラシの 3D プリントされたマクロ構造は、「グラフェン」の性質を失うことなく、独自の機械的特性を提供します。クレジット: Ryan Chen/LLNL エアブラシで塗装されたエアブラシの 3D プリントされたマクロ構造は、「グラフェン」の性質を失うことなく、独自の機械的特性を与えます。

おそらく、多くの人にとって、「ジェル」という言葉との最初の関連付けは、ある種の化粧品または家庭用化学品に関連付けられています。実際には、ゲルは完全に化学用語であり、液体が存在する空隙にある一種のフレームワークである高分子の三次元ネットワークからなるシステムを指します。この分子構造により、同じシャワージェルが手のひらに広がるのではなく、目に見える形になります。しかし、そのような普通のゲルを風通しの良いものと呼ぶことは不可能です。その大部分を占める液体は、空気のほぼXNUMX倍重いです。これは、実験者が超軽量素材を作る方法のアイデアを思いついた場所です.

液体ゲルを取り、何らかの方法で水を取り除き、空気に置き換えると、ゲルの骨格だけが残り、硬度が得られますが、同時に実質的に重量はありません。この材料はエアロゲルと呼ばれます。 1930 年の発明以来、最軽量のエアロゲルを作成するための一種の競争が化学者の間で始まっています。長い間、二酸化ケイ素をベースにした材料が主に使用されていました。このようなシリコンエアロゲルの密度は、0,18 立方センチメートルあたり 3 分の 0,16 グラムから 3 分の 160 グラムの範囲でした。カーボンナノチューブが材料として使用されるようになると、エアロゲルの密度はほぼ XNUMX 桁減少しました。たとえば、エアグラファイトの密度は XNUMX mg/cmXNUMX でした。今日まで、最も軽い固体材料の手のひらはエアブラシに属し、その密度はわずか XNUMX mg/cmXNUMX です。明確にするために、エアブラシ紙で作られたメーターキューブの重さは XNUMX g で、空気の XNUMX 分の XNUMX です。

しかし、化学者はスポーツへの関心だけでなく、エアロゲルの材料としてのグラフェンが偶然ではなく使用されるようになりました。グラフェン自体には多くのユニークな特性がありますが、それは主にそのフラットな構造によるものです。一方、エアロゲルには特殊な特性もあり、その 3 つは物質 XNUMX グラムあたり数百、数千平方メートルにも及ぶ巨大な比表面積です。このような巨大な領域は、材料の多孔性が高いために発生します。化学者たちは、グラフェンの特定の特性をエアロゲルのユニークな構造と組み合わせることにすでに成功していますが、リバモア国立研究所の研究者は、何らかの理由でエアブラシを作成するために XNUMXD プリンターも必要としていました。

エアロゲルを印刷するには、まず酸化グラフェンをベースにした特殊なインクを作成する必要がありました。エアブラシで塗装する必要があるという事実に加えて、そのようなインクは 3D 印刷に適している必要があります。この問題を解決した後、化学者は、望ましい微細構造を備えたエアブラシを製造できる方法を手に入れました。グラフェン固有の特性に加えて、このような材料は興味深い物理特性も備えているため、これは非常に重要です。たとえば、研究の著者が受け取ったサンプルは驚くほど弾力性があることが判明しました.エアブラシの立方体は、材料に害を与えることなくXNUMX回圧縮できましたが、圧縮とストレッチを繰り返しても特性を失うことはありませんでした.

繰り返し圧縮する機能は、印刷されたエアブラシを「通常の」方法で得られたものと区別します。新しいエアブラシの実用的なアプリケーションの XNUMX つは、柔軟な電池である可能性があります。この場合、材料の大きな内側表面が電極として使用され、印刷された構造によって望ましい柔軟性が得られます。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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脳制御補聴器 23.05.2019

コロンビア大学の科学者は、人間の脳波に依存する補聴器を作成しました。このテクノロジーにより、微調整を行って、後で無関係なノイズを消すことができます。

このユニークなデバイスは、人が聞きたい人の声を増幅します。したがって、不要なノイズを消音します。

デバイスには、脳の自然な能力を繰り返す複雑な数学的モデルであるニューロンのネットワークによる音声分離アルゴリズムがあります。最初の段階で、システムは個人の声を一般的なノイズから分離し、それらを比較して好ましい声を分離します。これは、さまざまな人の声に対する脳波の反応によって起こります。

好みの声が識別されると、補聴器はそれを増幅して、難聴者がはっきりと会話を聞くことができるようにします。同時に、不要な声やその他の無関係なノイズがこもり、音声情報の認識を妨げないようにします。デバイス自体はプロトタイプの初期段階にしか存在しないことに注意してください。しかし、多くの専門家は、この補聴器は重度の聴覚障害を持つ人々を助ける重要な一歩であると呼んでいます。

環境ノイズの処理に関しては、人間の脳は非常に効率的で敏感です。彼は一人の声の音を独立して増幅し、それを好ましいものにし、他の声をかき消すことができます. そして、これは明らかな努力なしに起こります。現代の補聴器には同様の機能がないため、あまり快適ではありません。新世代の薬は、そのような機会を最初に受け取るべきです。

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