Исследователи из США разработали новый катализатор электрохимического восстановления кислорода, в основе которого лежат углеродные нанотрубки. По их словам, новый материал может оказаться более эффективной и дешевой альтернативой платине в ряде топливных ячеек.

Вертикально расположенные углеродные нанотрубки, донированные азотом, могу использоваться в качестве катализатора для работы в топливных ячейках. (Рисунок из Science, 2009, 323, 760)

Исследовательская группа Лиминга Дая (Liming Dai) из Университета Дэйтона получила плотно упакованные, вертикально ориентированные углеродные нанотрубки, донированные атомами азота. При использовании такой системы из нанотрубок в качестве катодов в сильнощелочном растворе они проявили большую каталитическую активность в восстановлении кислорода.

Исследователи предполагают, что такие системы из нанотрубок могут оказаться полезными в щелочных топливных ячейках, основные принципы работы которых были сформулированы десятилетия назад, однако пока еще коммерчески нежизненноспособных. Одна из причин, затрудняющая применение таких топливных ячеек в значительных масштабах, кроется в том, что в них используются платиновые катализаторы.

Международная исследовательская группа, представленная учеными из Мадридского Института Перспективных Исследований Материалов (IMDEA Materiales) и Конструкторско-Технологического Бюро «Искра» (г. Уфа) разработала метод механической обработки металлов, позволяющий при комнатной температуре и атмосферном давлении создать и стабилизировать новые кристаллические состояния металлов.

В металлах упорядоченное расположение атомов образует так называемую кристаллическую решетку, геометрия которой определяется природой материала и условиями его получения, такими как температура и давление. При нормальных условиях (комнатной температуре и атмосферном давлении) чистые металлы, такие как золото, алюминий и медь имеют кубическую решетку; магний, титан и цирконий  – гексагональную.

При увеличении давления могут происходить изменения геометрии кристаллической структуры, что сопровождается образованием новой фазы. Например, титан при наложении гидростатического давления в 1 миллион атмосфер изменяет гексагональную структуру на кубическую. Полученное в таких условиях состояние нестабильно, и при возвращении к нормальным условиям металл снова переходит в гексагональную форму. Совершенно очевидно, что экстремальные условия, требуемые для получения новой фазы, существенно ограничивают возможности его практического использования.

С 18 по 20 марта 2009 г. в СК «Олимпийский» пройдет 6-я Международная специализированная выставка и конференция «Покрытия и обработка поверхности» — ExpoCoating. Организаторы проекта — компании «Примэкспо» и ITE Group plc.

ExpoCoating является уникальным проектом, так как не имеет аналогов в России. Благодаря значимости заявленной тематики для развития российской промышленности выставка ежегодно собирает ведущих специалистов со всего мира, а представленные разработки востребованы и отражают огромный потенциал отрасли.

Официальную поддержку мероприятию оказывают Российский Союз Химиков и Российское химическое общество им. Д.И.Менделеева.

Ежегодно выставка становится местом встречи ведущих специалистов отрасли, 2009 г. не станет исключением. На данный момент свое участие в ExpoCoating 2009 подтвердили более 80 компаний из России (Москва, Санкт-Петербург, Московская, Владимирская, Тамбовская, Ярославская, Калужская, Свердловская, Нижегородская, Псковская области, Республика Татарстан), Украины, Франции, Швеции, Германии, Чехии, Китая, Италии и США. Напомним, что в 2008 г. на выставке были представлены 110 компаний из 9 стран мира.

Участники выставки представят химикаты и материалы, оборудование и комплектующие для покрытия и обработки поверхности, контрольно-измерительную аппаратуру, полимеры, аноды для гальванических производств и многое другое.

В рамках деловой программы выставки традиционно состоится одно из самых значимых событий года в области гальванотехники, оборудования и технологий обработки поверхности — Международная научно-практическая конференция «Покрытия и обработка поврехности 2009. Последние достижения в технологиях и оборудовании». Организаторы конференции: Российское и Московское Химические Общества им. Д.И. Менделеева; РХТУ им. Д.И. Менделеева; журнал «Гальванотехника и обработка поверхности».

Полистирол в быту является в разных формах. Коробочки для компакт-дисков, стаканчики для йогурта и материалы для теплоизоляции — лишь некоторые примеры из множества тех обиходных вещей, которые состоят из этого полимера. В наномире исследователи тоже используют полистирол — а именно, в виде крохотных шариков.

Рисунок: Из воды — и снова в воду: сначала ученые из института Макса Планка получают из водной эмульсии стирола крохотные шарики (слева); помещенные снова в воду (в центре), шарики располагаются на ее поверхности в упорядоченный слой, после чего этот слой можно перенести на другой материал (справа). Рисунок: Max-Planck-Institut fur Polymerforschung

С одной стороны, с их помощью можно изучать основополагающие феномены наномира, с другой — потому, что эти частицы участвуют в различного рода задачах, например, в структурировании поверхностей запоминающих устройств или биосенсоров. При этом, однако, шарики должны образовывать упорядоченные слои.

Как удалось выяснить Ульриху Йонасу (Ulrich Jonas) и его коллегам из Института полимеров им. Макса Планка (Майнц, Германия), это совсем не трудно — организовать в такие слои шарики, каждый из которых меньше одного мкм в диаметре. Для этого сначала их «выращивают» из водной эмульсии стирола, в которой стирол находится в виде взвеси мельчайших капелек — наподобие масла, размешанного в воде. Добавление в эмульсию специальной соли приводит к тому, что капельки стирола превращаются в шарики полистирола. Исследователи высушивают эти крохотные шарики, с тем чтобы вновь поместить в воду — теперь шарики уже не тонут, а плавают на поверхности воды. Такое удивительное поведение полимеров известно химикам давно, но природа его до сих пор не ясна. Возможно, дело в том, что при высушивании «водолюбивые» части полимера уходят внутрь шарика, а водоотталкивающие оказываются на поверхности.

Для получения слоев ученые используют как раз этот переменчивый характер полимеров. Правда, для просушки им приходится распределять шарики по достаточно широкой поверхности. Потому что затем шарики организуются в высокоупорядоченный слой только в том случае, если они не касались друг друга в процессе просушки.