#материаловедение

Слушатели узнают, как изменится работа ученого и почему участником поиска новых веществ вскоре сможет стать почти каждый.

Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.

После глобальных прорывов прошлого столетия космонавтика неспешно продолжает свое эволюционное развитие. Ученые и инженеры уже несколько десятилетий бьются за каждый килограмм полезной нагрузки, работая над созданием деталей для ракет и спутников из легких и прочных материалов. По словам генерального директора госкорпорации «Роскосмос» Дмитрия Баканова, за последние пять лет в отечественной космонавтике появилось около 30 новых сплавов и композитов, которые сокращают массу изделий. Однако для новых революционных прорывов в отрасли ограничения материалов по-прежнему остаются одним из фундаментальных барьеров, который ученые пока не могут преодолеть без серьезных компромиссов. Ко Дню космонавтики доктор технических наук, профессор кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Игорь Блинков рассказывает о перспективных материалах для космоса.

Ученые из МФТИ и Китая разработали новую методику совмещения разномасштабных изображений. Она позволяет получить точные изображения структуры сложных пористых сред, что важно для нефтегазовой отрасли, строительства и экологии.

Алмаз, как самый твердый из известных природных минералов, ценится не только в ювелирной индустрии, но и — за счет исключительной теплопроводности и оптических свойств — в промышленности. Однако искусственно выращенные из графита алмазы превосходят натуральные по твердости, хотя синтезировать их очень сложно. Ученые из Китая смогли получить такой образец с гексагональной кристаллической решеткой без примесей.

Американские ученые разработали новую технологию безопасной и эффективной переработки аккумуляторных батарей, без которых не обходятся сегодня ни многие виды бытовой техники, ни смартфоны, ни электротранспорт. В отличие от традиционных способов, этот метод позволил извлечь более 92 процентов наиболее ценных материалов — соединений никеля, кобальта и марганца — и превратить их в высокопроизводительные катодные порошки для дальнейшего использования.

Проследить в сверхвысоком разрешении за динамикой электронного микромира, играющего ключевую роль в химических реакциях, до сих пор не удавалось ни химикам, ни физикам. Электроны в возбужденном состоянии движутся с невероятной скоростью и прежде оставались размытыми или невидимыми при изучении. Международная группа ученых добилась беспрецедентной детализации и разрешения электронных процессов, применив инновационный подход к рентгеновской спектроскопии.

Международная группа ученых предложила экономически выгодный и в то же время эффективный способ синтезировать материал, обычно сложный в получении. Химики использовали доступные олово и серу, нагревая их определенным образом, чтобы создать ультратонкую кристаллическую пленку с уникальными свойствами.

Добиться «святого Грааля чистой энергетики», то есть подчинить термоядерную реакцию, мечтают ученые во всем мире на протяжении уже шести десятилетий. Получить его на строящихся реакторах пока не удалось никому, и одна из проблем, тормозящих этот процесс, — ненадежность сварных швов установок, в которых плазма должна нагреваться до температур, намного превышающих температуру на поверхности Солнца.

Международная группа исследователей из Китая, США и Германии разработала метаматериал с выдающейся механической емкостью хранения энергии. Придать ему уникальные характеристики удалось за счет структуры — скрученных гибких стержней, деформирующихся по спирали.

Специалисты смогли вырастить из графита алмаз, выигрывающий у природного в твердости. Они добились этого, создав условия для формирования гексагональной кристаллической решетки.

Ученые Северо-Западного университета (США) синтезировали новый материал с исключительными свойствами. Очень прочный, но в то же время гибкий и легкий, полученный ими полимер может изготавливаться в больших объемах, а применяться при создании бронежилетов и баллистических тканей.

Исследовательская группа из Великобритании разработала биоразлагаемые нанокомпозитные пленки. Новый материал может стать зеленой альтернативой пластиковым электронным компонентам, которые получают из продуктов нефтепереработки.

Ученые из Японии разработали инновационный материал на основе органических соединений. При ультрафиолетовом облучении его искусственный металлический глянец из серебристого становится золотым.

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.

Ученые создали блестки на основе нанокристаллов целлюлозы. Они по-настоящему биоразлагаемы и выгодно отличаются от традиционных по влиянию на окружающую среду.

Международная группа ученых внесла шестиугольные магнитные дефекты в структуру искусственного спинового льда. Открытый механизм настройки поведения спинового льда позволит сделать более эффективными магнитную память и спин-логику.

Одностенные углеродные нанотрубки, дополненные кольцевой молекулой с двумя аминными группами, значительно улучшили механические свойства пластика. Созданный материал может подвергаться переработке четыре раза с сохранением свойств.

Физики из США и Японии спроектировали и произвели материал с волнообразной структурой, необычными сверхпроводящими и металлическими свойствами. Материал предварительно спроектировали теоретически, и после изготовления он показал все запланированные свойства.

Ученые Йельского университета и Национальной лаборатории Брукхейвена повысили время работы сверхпроводящих квантовых устройств за счет нового подхода к дизайну микросхем и выбору материалов. Новая парадигма позволила увеличить время когерентности кубитов до одной миллисекунды. Результаты опубликованы в журнале Nature communications.

Австралийские ученые показали новый тип напечатанной на 3D-принтере титановой конструкции, обладающей сверхпрочностью, легкостью, а также повышенной коррозионной и термостойкостью. Исследователи считают, что в ближайшем будущем их материал, на изготовление которого уходит относительно немного времени и средств, может найти применение в авиационной и космической промышленности, где сейчас используются в том числе дорогостоящие магниево-литиевые сплавы.

По словам разработчиков, новый материал практически невозможно разбить, а область его применения может быть самой разной: от фотодетекторов до защитных покрытий автомобилей и обшивки космических аппаратов.

Человечество хотело добыть и обуздать ядерную энергию — фундаментальные науки обеспечили для этого теоретическую базу. Потребовалось реализовать теорию «в железе» — это сделали с помощью прикладных дисциплин: инженерного дела и материаловедения. Россия — несомненный лидер в мировой атомной отрасли, и на отечественных примерах Naked Science рассказывает, с какими практическими трудностями сталкиваются инженеры, проектирующие реакторы, почему в атомной отрасли приходится постоянно создавать новые материалы и как современные студенты могут стать баснословно успешными, всего лишь выбрав правильное направление обучения в области экзотического материаловедения.

Долгое время искусствоведы считали, что скульптуры, вывезенные британцами из главного храма Афин, не имели цвета. Авторы нового исследования доказали, что все было совсем не так.

Американские химики создали вещество, меняющее реакцию полимеров на температурные перепады, что повысило их стойкость к износу и сделало похожими на металлы. Разработка может найти применение в самых разных сферах — от производства смартфонов до ракетостроения.

Штукатурка, покрывающая пирамиды Нового Света, по прочности и долговечности может сравниться со знаменитым римским бетоном. Но технологии каменщиков доколумбовой Америки сильно отличались от древнеримских.

Запечатывание фаз высокого давления в нанокристаллическом алмазе позволяет извлекать их из алмазной наковальни и изучать ранее недоступными способами. При этом внутри капсулы сохраняется давление, близкое к использованному при синтезе.

Исследуя гель, который образуется из расслаивающихся растворов с добавлением наночастиц диоксида кремния и затвердевает при повышении температуры, ученые обнаружили необычное и ранее неизвестное оптическое явление.

Ученые давно научились подвергать материалы статическим давлениям, сравнимым с давлением в центре Земли, и долгое время в этой области не было дальнейшего прогресса. Теперь достигнутое в лабораториях давление сравнилось с недрами ледяных гигантов — Урана и Нептуна. Naked Science рассказывает, каким образом физикам удалось сделать следующий шаг.

Финансовый кризис Римской республики I века до нашей эры оказался серьезнее, чем считали ранее.

Любимый корабль английского короля Генриха VIII, поднятый со дна пролива Солент в прошлом веке, продолжает разрушаться, несмотря на консервацию. Теперь исследователи нашли виновных.

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

Вопрос разработки способов запасания электричества в XXI веке встал невероятно остро — ученые со всего мира ломают голову над тем, как сделать батареи более емкими. Армейская исследовательская лаборатория США добилась успехов в создании тончайших антисегнетоэлектрических пленок из гафната свинца. Это сложное в получении соединение обладает большим потенциалом к применению в аккумуляторах и электрических вентилях.

Американские ученые придумали и реализовали на практике метод исследования работающего двигателя внутреннего сгорания (ДВС) буквально на уровне отдельных атомов. Для этого использовали мощнейший в мире источник нейтронов и специально подготовленный мотор от бензинового генератора.

Группа ученых из Сколтеха применила методы машинного обучения для предсказания сверхтвердых веществ по кристаллической структуре. Помимо алмаза ученые обнаружили возможность существования нескольких десятков других сверхтвердых материалов.

Новая разработка позволит спасти имущество людей от уничтожения огнем — даже во время стихийного бедствия.

Команда американских ученых разработала материал, способный самостоятельно восстанавливаться, используя углекислый газ из воздуха.

Исследователи из Университета Северной Каролины создали эластичные сенсорные волокна. Авторы прочат своему детищу большое будущее в электронике.