Поведение датчиков на основе углеродных нанотрубок предсказали с помощью новой модели
Исследователи из Сколтеха (входит в группу ВЭБ.РФ) совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета и Университета Цзянсу (Китай) опубликовали работу, в которой представили первую эмпирическую модель для объяснения и прогнозирования сенсорного поведения иерархических трехфазных систем на основе углеродных нанотрубок в широком диапазоне температур (от –170 °C до 90 °C).
Однослойные углеродные нанотрубки считаются основой передовых многофункциональных материалов и могут производиться в виде порошков, пленок или волокон. В этом исследовании авторы объединили несколько форм, чтобы определить практические ограничения «умных» материалов, которые могут повлиять на их применение в качестве датчиков в экстремальных условиях. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в журнале Carbon.
«Волокна из однослойных углеродных нанотрубок и нанокомпозиты на их основе — это универсальные материалы. Они прочные, обладают высокой проводимостью и чувствительны к механической деформации, химическим веществам и перепадам температуры, — поясняет Никита Гордеев, аспирант программы «Физика» Сколтеха и первый автор статьи. — Однако эта мульти-чувствительность — обоюдоострый меч: если материал чувствителен ко всему одновременно, трудно определить, изменение какого параметра мы зафиксировали. Разделять такие сигналы — сложная задача, но ее решение позволяет понять, на что именно реагирует материал».
Команде удалось выяснить, что, несмотря на структурные различия, температурная зависимость электропроводности одно-, двух- и трехфазных систем подчиняется одному и тому же фундаментальному механизму: прыжковому переносу носителей заряда при криогенных температурах и металлическому рассеянию при высоких температурах.
Доцент Центра фотоники Сколтеха Дмитрий Красников подчеркнул простоту и универсальность этого результата: «Полученный, по сути, закон сложения сопротивлений встречается во многих разделах физики и естественных наук. Это одно из проявлений красоты природы, когда такая сложная многофазная система подчиняется столь универсальному и элегантному принципу».
«Материалы нового поколения позволяют упростить инженерные системы, используя один материал для выполнения задач, которые сегодня решаются набором различных систем и материалов. Нацеливая исследования на создание датчиков, которые в будущем будут интегрированы в рыночные продукты, мы обеспечиваем себе лидерство в их широкомасштабном внедрении. Для этого нам нужно понимать, как эти материалы взаимодействуют друг с другом, каковы их ограничения и что мы можем сделать для их улучшения», — отметил доцент Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Хассаан Ахмад Батт.
«Это исследование закладывает базис работы с иерархическими углеродными материалами, которые уже находятся на пороге промышленного внедрения, — комментирует профессор Альберт Насибулин, директор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха и руководитель Лаборатории наноматериалов. — Материалы на основе однослойных углеродных нанотрубок, бесспорно, впечатляют. Волокна из углеродных нанотрубок обладают исключительно высокой удельной проводимостью и могут быть интегрированы в аэрокосмические композиты в качестве датчиков или проводки без ущерба для материала-носителя. Равномерно диспергированные полимерные нанокомпозиты с однослойными углеродными нанотрубками обеспечивают многофункциональную основу, которую современное поколение композитов просто не может предоставить. Объединение этих двух подходов для создания „умных“ материалов, с самого начала спроектированных для обеспечения прочности, электрических и тепловых характеристик и мониторинга в реальном времени, — это следующий шаг. Однако понимание их сложного температурного поведения — уже другой уровень сложности. Благодаря этой работе мы теперь знаем, как меняются их сенсорные свойства при экстремальных температурах, которые испытывают крупные инженерные системы, например самолеты, и как отделить температурные эффекты от других внешних воздействий».
Telegram 
Дзен 
VK Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Международная исследовательская группа с участием профессора Центра инженерных систем и наук Сколтеха Александра Корсунского впервые в мире провела прямое измерение механических напряжений в зоне контакта между алмазным индентором и сложным наноструктурированным покрытием с разрешением менее 80 нанометров. Используя синхротронную рентгеновскую нанодифракцию на синхротроне ESRF в Гренобле, ученые показали, что многослойное покрытие из керамического ZrN с прослойками аморфного сплава ZrCu на 30% эффективнее рассеивает упругую энергию по сравнению с монолитным аналогом, предотвращая распространение трещин. Результаты дают инженерам прямые количественные критерии для проектирования защитных покрытий нового поколения.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно