Исследователи из Тихоокеанской Северо-западной национальной лаборатории (PNNL) разработали никельсодержащий комплекс, отличающийся удвоенной и большей производительностью в электрохимической реакции образования водорода – введение комплекса в систему значительно увеличивает скорость образования водорода, увеличивая эффективность процесса.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 5861

Помимо синтеза комплекса и его апробации было обнаружено, что увеличение содержания воды в электрокаталитической системе приводит к существенному увеличению скорости реакции. Результаты исследований позволяют приблизиться к решению вопроса добычи и аккумулирования энергии с помощью экологически чистых технологий.

Руководитель исследования, Юрайя Килгор (Uriah Kilgore) отмечает, что разработанные в его группе катализаторы на настоящий момент предоставляют собой наиболее эффективные электрокатализаторы образования водорода. Он добавляет, что лишь незначительные изменения их строения и введение в электрокаталитическую систему небольших количеств воды позволяет существенно увеличить частоту обращения каталитического цикла.

Создание окон, собирающих энергию, приблизилось благодаря тому, что исследователи из Университета Стэнфорда разработали прозрачные литий-ионные аккумуляторы. Электроды таких аккумуляторов представляют собой сетку, образованную проводами толщиной 35 мкм, такой размер не воспринимается невооруженным глазом.

Крайне тонкие электроды позволили исследователям получить прозрачные аккумуляторы. (Рисунок из Proc. Natl Acad. Sci. USA, 2011, DOI:10.1073/pnas.1102873108)

Главной проблемой при разработке прозрачных литий-ионных аккумуляторов являются электроды – как правило, материалы для изготовления как катода, так и анода непрозрачны. Исследователи И Цуя (Yi Cui) решили эту проблему, максимально уменьшив толщину электродов. Материалы для изготовления электродов были размещены в канавках-углублениях, проделанных в образце чистого полидиметилсилоксана [polydimethylsiloxane (PDMS)], образуя сетчатую структуру. Изменение параметров сетки и возможность многослойного расположение таких сетчатых структур позволяет увеличить емкость аккумулятора, не жертвуя при этом его прозрачностью.

Исследователи из Германии продемонстрировали созданный ими портативный ЯМР-спектрометр, размеры которого позволяют использовать его для слежения за химической реакцией in situ там, где она должна проводиться – в вытяжном шкафу.

С помощью системы трубок и перистальтического насоса реакционная смесь циркулирует через ЯМР-спектрометр, и ее ЯМР-спектры отображаются на экране ноутбука. (Рисунок из Phys. Chem. Chem. Phys., 2011 DOI: 10.1039/c1cp21180c)

ЯМР спектроскопия применяется для определения строения химических соединений. Обычно большая часть ЯМР-спектрометров устанавливается в специально оборудованных для них помещениях, полностью занимая их, и не отличаясь при этом даже подобием мобильности. Это связано как с размерами самих приборов, так и с тем, что для эффективной работы их сверхпроводящих электромагнитов необходимо постоянное охлаждение, и обеспечивающая его система, как правило, должна располагаться в достаточной близости от прибора. Таким образом, за исключением случаев, когда реакцию проводят непосредственно в ампуле, ЯМР-спектроскопия не может похвастаться тем, что может отслеживать протекание химических реакций in situ.

Федерико Казанова (Federico Casanova) из Университета Аахен смог создать мобильный ЯМР-спектрометр, заменив электромагниты постоянным магнитом, размер которого не превышает кулак.

Цилиндрический магнит состоит из трех колец, каждое из которых представляет собой систему восьми самариево-кобальтовых магнитов, разделенных параллельными щелями-просветами. В этих просветах могут перемещаться еще восемь меньших по размеру прямоугольных магнитов, перемещение которых позволяет менять напряженность магнитного поля. Магнит связан с портативным ЯМР-спектрометром, работа которого управляется с помощью ноутбука.

Группа компаний «Энергетические выставки России» объявляет о проведении Всероссийской специализированной выставки и конференции «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В РЕГИОНАХ РОССИИ—2011», которая пройдет с 25 по 27 октября 2011г. в павильоне №4 Экспоцентра Сокольники г. Москвы

Выставка и конференция проводятся в целях реализации Федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ», активизации деятельности в сфере энергосбережения в регионах Российской Федерации.

В рамках выставки состоится конференция научно-экспертного совета при рабочей группе Совета Федерации по мониторингу практики применения Федерального Закона №261 от 23 ноября 2009 года «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и подготовке предложений по совершенствованию законодательства в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности «Реализация 261 Федерального закона в регионах России. Практика. Проблемы. Решения».

Исследователи из США смогли внедрить углеродные нанотрубки в органические светоизлучающие транзисторы [organic light-emitting transistors (OLET)], получив устройства, которые по производительности превосходят кремниевые аналоги. Новая технология позволит получить большие по размеру и менее дорогие плоские телевизионные и компьютерные экраны.

Органические светоизлучающие диоды [organic light-emitting diodes (OLED)] дают более яркий свет, чем жидкие кристаллы и дешевле в производстве, чем неорганические светоизлучающие кристаллы, что делает их перспективными альтернативными материалами для больших по размеру плоских экранов.

Благодаря устройству, которое совмещает в себе функции транзистора и источника света, можно будет создать большие по размеру и менее дорогие плоские экраны.

Для изготовления системных панелей экранов на основе органических светоизлучающих диодов применяются поликристаллические кремниевые транзисторы – полупроводниковые устройства для усиления и переключения электрических сигналов. Тем не менее, достаточно сложно получить однородные зерна кристаллического кремния, что задает ограничения на максимально возможные размеры плоских экранов.

Исследователи из Южной Кореи получили результаты, которые ставят под вопрос ключевые предположения о фотохимических свойствах полупроводящих нанотрубок.

Результаты работы позволяют предположить, что казавшееся перспективным применение нанотрубок для увеличения производительности солнечных батарей и фотокатализаторов на основе оксида титана(IV) – хорошо известного кандидата для применения в этих областях, может оказаться менее эффективным, чем предполагалось ранее.

Сравнение каталитических свойств необработанных нанотрубок из TiO₂ (слева) с нанотрубками, края которых обработаны оксидом железа (справа) позволяетпоставить под вопрос ранее сделанные ключевые предположения о фотохимических свойствах этих материалов. (Рисунок из Journal of Physical Chemistry C, 2011, DOI: 10.1021/jp201215t)

Исследователи из Японии разработали новый сенсор напряжения, в котором используется сеть углеродных нанотрубок, которые возвращаются в исходное состояние после снятия нагрузки.

При натяжении сенсора сеть нанотрубок натягивается наподобие сетки-рабицы. (Рисунок из Nat. Nanotechnol., 2011, doi: 10.1038/NNANO.2011.36)

Сенсор, способный следить за движением человеческого тела, должен отвечать ряду требований – он должен точно и без перерыва сообщать о движении, точно соответствовать изгибам тела, а также выдерживать постоянное и неоднократное растяжение. Материал, соответствующий всем перечисленным выше условиям, на так просто получить, однако исследователи из Японии полагают, что новый сенсор из нанотрубок вполне сможет справиться со всеми непростыми задачами.

Сенсор может измерять напряжение за счет изменений в электрическом сопротивлении – сопротивление возрастает при растяжении сенсора. В отличие от сходных по конструкции систем, разработанный в группе Кенджи Хата (Kenji Hata) сенсор может выдерживать значительные нагрузки, измеряя напряжение неоднократно.

11 – 13 апреля 2011 года Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева проводит Вторую Всероссийскую школу-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых по тематическому направлению деятельности национальной нанотехнологической сети «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества».

Целью данного мероприятия является повышение качества подготовки и уровня квалификации студентов, аспирантов и молодых ученых в области тематического направления деятельности национальной нанотехнологической сети «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» на основе организации взаимного конструктивного обмена мнениями, данными и знаниями о состоянии и тенденциях развития науки и технологий.

Исследователи из США и Германии синтезировали и изучили необычный нитрид железа, который реагирует с водой в мягких условиях, образуя большое количество аммиака.

Результаты работы позволят установить механизм как промышленного, так и биологического образования аммиака на железосодержащих катализаторах и, в итоге, разработать дешевые нетоксичные катализаторы.

Рисунок из Science, 2011, 331, 1049

Ранее химики высказывали предположение о существовании железонитридных интермедиатов, играющих роль в каталитическом превращении атмосферного азота в аммиак, коммерчески важной реакции, лежащей в основе производства удобрений и лекарственных препаратов. Ранее сообщалось об образовании производных железа(IV) и железа(VI), а также приводились спектральные свидетельства в пользу существования нитрида железа(V). Однако строгие структурные и спектральные доказательства строения таких соединений до настоящего времени так и не были получены.

Исследователи из Кореи обнаружили, что применение нанолистов графена позволит организовать производство гибких и эластичных источников питания.

В наши дни применение электронных приборов не ограничивается рамками дома или офиса. Мы берем их с собой в командировки и путешествия и даже уже не можем представить свою жизнь без ставших привычными гаджетов. Одним из перспективных направлений развития микроэлектроники является создание гибких дисплеев и другой микроэлектроники (и в создании таких систем уже достигнуты некоторые успехи), однако, очевидно, что источники питания таких систем также должны быть гибкими.

Основная проблема, связанная с разработкой гибких источников питания заключается в недостатке материалов, которые бы сочетали гибкость с высокой электропроводностью. В подобных приложениях обычно применяются токопроводящие полимеры, но они могут разрушаться при относительно низких температурах, что существенно ограничивает их применение.

Гибкий литиевый источник питания, основанный на листах графена. (Рисунок из Energy Environ. Sci., 2011, DOI: 10.1039/c0ee00640h)

В группе Кисука Канга (Kisuk Kang) разработан гибридный электрод на основе графена – компонент гибкого литиевого аккумулятора. Материал для катода, в данном случае – V₂O₅, выращивали на графеновой подложке с помощью импульсов лазера, графеновое покрытие, нанесенное на литий, используется в качестве анода. Полученный с помощью таких технических решений источник питания весит немного и может перегибаться или сгибаться в трубочку без потери производительности.