• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
17.10.2024, 19:15
Елена Авдеева
561

Методы древних китайских плотников помогли при создании микроструктур из керамики

❋ 6.7

Сингапурские ученые разработали способ получения крошечных частиц с уникальными свойствами и характеристиками, благодаря чему они могут найти применение в самых разных областях науки. Исследователи применили методы, изобретенные в Китае тысячи лет назад, — шиповое соединение и комбинаторику танграм.

Шиповое соединение / © Vitanes

Сохранить структурную сложность, точность размеров и в то же время целостность микрочастиц традиционными методами крайне сложно, а именно этого требуют современная микроэлектроника, медицина и фармацевтика, производства микрокомпонентов. Группа ученых из Наньянского технологического университета (Сингапур) взялась усовершенствовать процесс, выбрав, во-первых, исключительный по твердости и устойчивости к высоким температурам и химикатам материал, а во-вторых — способ соединения.

Взяв за основу керамику, химики синтезировали частицы в микрофлюидном реакторе. При этом каждая конструировалась так, чтобы соответствовать соседней. Принцип первой технологии повторяет крепеж шип-паз, с помощью которого плотники еще в Древнем Китае прочно закрепляли дома и мебель без единого гвоздя. До сих пор этот простой и проверенный вид монтажа встречается при укладке паркета.

Соответствие выпуклых и повторяющих их форму вогнутых деталей надежно соединяло деревянные конструкции любой формы, даже в виде лепестков. В исследовании, в частности, использовали такие формы в поперечном сечении, как десятизубчатые шестерни, треугольники, шестиугольники, трапеции.

Микрочастицы, полученные с помощью шипового соединения / © Chenchen Zhou et al

Второй метод ученых из Сингапура заключается в «скользящей сборке», то есть стыковке микрочастиц единой формы (квадратная, звездообразная), как в китайской головоломке танграм. Она, как правило, состоит из семи плоских геометрических фигур, или танов, складывающихся определенным образом для получения более сложной фигуры. Оба способа продемонстрировали высочайшую эффективность: сохраняемость и точность формы микроструктур при диаметре (200 микрометров) чуть больше человеческого волоса (до 80 микрометров).

Микроструктуры, созданные методом головоломки танграм / © Chenchen Zhou et al

Опробованные методы позволят в 10 раз быстрее производить микрочастицы и контролировать их параметры. Такой подход, кроме того, удешевит процесс, поскольку не требует работы на громоздком и дорогостоящем оборудовании.

О результатах эксперимента сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
6 февраля, 10:11
Александр Березин

В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».

6 февраля, 16:16
Александр Березин

Группа ученых представила расчеты, по которым события в центре Млечного Пути можно объяснить без черной дыры. Правда, с физической точки зрения новое объяснение существенно более экзотично — настолько, что возникает вопрос о его соответствии бритве Оккама.

6 февраля, 16:36
ФизТех

Ученые из МФТИ, НИУ ВШЭ и ОИВТ РАН показали, что жидкость может перейти в стеклообразное состояние под действием давления. Эта работа не только раскрывает механизм перехода, заполняя пробелы в фундаментальных вопросах физики, но и предлагает подход, с высокой точностью моделирующий поведение материалов в экстремальных условиях.

6 февраля, 10:11
Александр Березин

В 1980-х годах большую популярность приобрела борьба с озоновыми дырами. Из-за нее хладагенты из хлорфторгулеродов заменили на аналоги из гидрофторуглеродов. Теперь ученые выяснили, что эта замена — как и следующие за ней, уже в рамках борьбы с глобальным потеплением — ведет к накоплению в атмосфере довольно опасных «вечных химикатов».

5 февраля, 13:02
СГМУ им. В.И. Разумовского

Специалисты УКБ №1 имени С.Р. Миротворцева СГМУ имени В.И. Разумовского провели успешное эндоскопическое удаление крупного кровоточащего новообразования толстой кишки у ребенка без разреза, через просвет кишки.

2 февраля, 16:13
Губкинский университет

Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина и Института проблем управления имени В.А. Трапезникова РАН (ИПУ РАН) создали технологию экспресс-анализа качества природного газа. Впервые для этих целей была разработана нейросеть, что позволило определить показатели качества пробы в режиме реального времени за несколько секунд вместо 20-40 минут традиционным способом — с помощью газовой хроматографии.

12 января, 15:39
Александр Березин

От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно