Кристаллический кремний благодаря высокому КПД и стабильности стал основным материалом для производства солнечных панелей. Команда корейских специалистов добавила еще одно необычное свойство — прозрачность.
Прозрачные солнечные элементы могли бы открыть для нас новые варианты получения чистой возобновляемой энергии — ими можно было бы заменить стекла в окнах небоскребов, покрыть крыши автомобилей или экраны смартфонов. Преследуя эту цель, некоторые команды ученых обращаются к другим материалам, не таким эффективным или надежным, как кремний. Однако исследователи из Южной Кореи уверены, что найденное ими решение проще и выгоднее, пишет New Atlas.
Ученые пришли к выводу, что кристаллический кремний — лучший материл для разработки стабильных, стекловидных, бесцветных и высокоэффективных солнечных элементов.
«Изначально кремний не прозрачный, так что никто до нас не пытался получить прозрачный кристаллический кремний с нейтральными цветами», — пояснил Се Квон Юн, один из руководителей исследования.
Чтобы добиться прозрачности, Се и его команда решили пробить в фотоэлементе крошечные отверстия размером с человеческий волос. Дыры расположены в заданном порядке и невидимы человеческому глазу, но не ухудшают КПД и стабильность элемента.
Испытания показали, что такой фотоэлемент сохраняет производительность 12,2%. Это, конечно, намного хуже, чем у непрозрачных коммерческих элементов (20 — 25%), но лучше, чем у многих прозрачных образцов из других материалов.
Обычно, когда подобные фотоэлементы ставят вертикально, как окна, то лучи света, падая под пологим углом, приводят к спаду электрического тока примерно на 30%. С новыми «дырявыми» кремниевыми элементами такого спада не зафиксировано: во время испытания производительность снизилась менее чем на 4%.
Теперь ученые намерены изготовить масштабную версию солнечного элемента и добиться КПД в 15%. По их словам, производственный процесс не потребует переоборудования производственных линий, так что у разработки есть коммерческие перспективы.
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне сумели создать живую биогибридную нервную ткань из стволовых клеток, чтобы разработать трехмерную модель нейронных сетей. Это поможет ученым лучше понять работу мозга и нейросетей. Статья об их работе опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Science.
Изучить функционирование головного мозга на живых людях сложно, поэтому создание подобных моделей невероятно важно для ученых. Это дает возможность, например, изучить процессы формирования нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
Для создания трехмерной модели нервной ткани ученые использовали гидрогели и фибрин — белок, составляющий основу тромбов при свертывании крови. Эти материалы позволяют сформировать структуры миллиметрового и сантиметрового масштабов произвольной формы. Активируется такая искусственная нервная система под воздействием синего света. Использование подобных структур поможет ученым анализировать сложные формы поведения в головном мозге и хотя бы частично отказаться от экспериментов на животных.
Созданные учеными модели содержат в себе сотни и тысячи нейронов, имитирующих популяции клеток, которые есть в живых организмах.
«Развивая методы биопроизводства [подобных структур], мы можем уловить множество процессов, проходящих in vivo, — говорит один из авторов исследования Желсон Паган-Диас. — Как только мы сможем это доказать, мы будем способны имитировать морфологию мозга».
Применение моделей, созданных учеными, не ограничивается изучением нейронных процессов вне живых организмов.
«Если мы сможем контролировать взаимодействие этих нейронов друг с другом, обучить их с помощью оптогенетических методов и запрограммировать, то с их помощью можно будет выполнять инженерные функции, — говорит соавтор работы Рашид Башир. — В будущем <…> мы сможем создавать биологические процессоры и компьютеры, похожие на человеческий мозг».
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/

Ученые Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива изучили особое состояние света, возникающее на границе холестерического жидкого кристалла и слоистой среды. Исследователи создали цифровую модель явления и показали, как можно менять время жизни сгустка света и длину его волны. Предполагается, что это поможет создать эффективные сенсоры для проведения медицинских анализов даже в домашних условиях.
Оптическое таммовское состояние — сгусток света, который образуется на границе двух различных сред. Сгущение происходит в результате множественного переотражения света граничащими друг с другом средами — они играют роль зеркал. Попадая в эту своеобразную ловушку, свет оказывается заперт на границе двух сред.
«Волны, возникающие на границе разных сред,— это, например, морские волны и волны, возникающие во время землетрясения. Очень часто подобные волны встречаются и в оптике. В школе учат, что на освещенной границе прозрачных материалов появляются лучи отражения и лучи преломления. В случае предельного угла полного отражения может возникать луч, скользящий вдоль границы,— световая поверхностная волна. В отличие от большинства поверхностных волн таммовское состояние может возбуждаться лучом, падающим перпендикулярно поверхности. В этом случае волна останавливается и не переносит энергию вдоль границы. В 2006 году мы узнали про обнаружение такой волны оптиками из Санкт-Петербурга, и мне показалось любопытным закрутить эту волну, как волчок,— скажем, при помощи холестерического кристалла. Этот кристалл — жидкость, которая не обладает зеркальной симметрией оптических свойств, потому что состоит из ориентированных продолговатых молекул, направление которых “закручивается” в пространстве подобно винтовой спирали, похожей на спираль ДНК. В конце концов световой волчок действительно получился, мы дали ему имя — хиральное оптическое таммовское состояние»,— рассказал руководитель научной группы, профессор кафедры теоретической физики и волновых явлений, ведущий научный сотрудник лаборатории нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии кафедры фотоники и лазерных технологий СФУ Степан Ветров.
Ученые уточнили, какие оптические материалы следует использовать, чтобы увидеть световой волчок.
«Для получения необходимого нам “сгустка света” нужно запереть световую волну в очень маленьком пространстве между двух зеркал, от которых она будет многократно отражаться. В качестве одного зеркала мы возьмем жидкий кристалл, чтобы закрутить волну. А для второго зеркала удобно использовать понятие поляризации. Световое поле представим вектором (стрелкой) электрической напряженности, основание которого находится в освещенной точке, а острый конец колеблется. Если стрелка вращается по кругу, то говорят, что свет обладает круговой поляризацией. Холестерический жидкий кристалл отражает свет только в том случае, когда стрелка поляризации вращается по кругу в ту сторону, куда указывают молекулы жидкого кристалла.
Трудность использования обычного зеркала — что при отражении от него волна меняет направление поляризации. Например, свет правой круговой поляризации, падающий на зеркало, отразится уже с левой круговой поляризацией. После такого отражения световую волну сложно запереть: меняя поляризацию, свет постоянно просачивается из ловушки сквозь жидкий кристалл. Но вот если взять слоистую структуру, напоминающую торт “Наполеон”, сложенный из одинаковых одноосных диэлектрических слоев, которые чередуются так, что оптическая ось каждого последующего слоя повернута на угол 90 градусов относительно оси предыдущего, то проблема будет решена! Такой “торт” мы назвали сохраняющим поляризацию анизотропным зеркалом. Более ста лет назад была изготовлена стопка из нескольких десятков слоев слюды, толщина каждого из которых меньше микрометра. Если вместо слюды использовать современные высокоанизотропные полимеры и на поверхность такого многослойного зеркала аккуратно нанести холестерический жидкий кристалл, то на границе может возникнуть запертое состояние, которое, собственно, нас и интересует»,— поделилась Наталья Рудакова, доцент кафедры физики СФУ.
Исследователи также отметили, что полученный световой волчок может использоваться для целого спектра устройств фотоники. Лазеры с «закрученным» лучом или биосенсоры, позволяющие в считаные минуты получить экспресс-результат анализа крови,— это только некоторые из возможных новинок, которые могут войти в нашу действительность благодаря открытию физиков.
«Очень важно, что новое состояние оказалось относительно долгоживущим: оно длится пикосекунды, за это время свет успевает отразиться от зеркал тысячи раз. Рассчитываем, что наши исследования помогут со временем создать новые типы микролазеров и биосенсоров. Предполагается, что биосенсорные системы будут чрезвычайно высокочувствительными и быстрыми — можно будет проводить анализ крови на дому и получать быстрый и точный результат»,— заключил старший преподаватель кафедры электротехнологии и электротехники, научный сотрудник лаборатории нанотехнологий, спектроскопии и квантовой химии СФУ Рашид Бикбаев.
В состав научного коллектива также вошли ученые Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН и Национального университета Чао Тун (Тайвань).
По материалам статьи Chiral Optical Tamm States at the Interface between an All-Dielectric Polarization-Preserving Anisotropic Mirror and a Cholesteric Liquid Crystal; Natalya V. Rudakova, Ivan V. Timofeev, Rashid G. Bikbaev, Maxim V. Pyatnov, Stepan Ya. Vetrov, Wei Lee; журнал Chrystals, октябрь 2019 г.
Источник: https://www.kommersant.ru/

Физик Ален Миллс предложил схему удивительной системы, стабилизирующей редкий газ позитроний и позволяющий использовать его как источник постоянного гамма-излучения.
Гамма-лазеры — давняя мечта физиков во всем мире, но лишь недавно исследователю из Калифорнии повезло приблизиться к созданию подобного аппарата. Его система основана на использовании пузырьков позитрония в специальном жидком гелии. Позитроний — летучее соединение, атомы которого существуют весьма непродолжительный период времени.
Со стороны он напоминает водород, однако в его структуре присутствует позитрон — античастица, своего рода противоположность электрона.
Впервые этот концепт был предложен еще в 1957 году, как уверяет автор нового исследования. Он ссылается на работу физика Ричарда А. Феррелла о «сокращенном отрыве», который позитроний испытывает при формировании пузырьков внутри жидкого гелия. Гелий естественным образом отталкивает от себя это вещество, создавая барьер между пузырьком и внешней средой. Таким образом, соединение остается стабильным намного дольше — ключевой фактор для создания лазера. Новая же работа качественно развивает идею Фаррелла. Физик Ален Миллс подсчитал, что позитроний не просто живет «чуть дольше» в среде из жидкого гелия — на самом деле он становится совершенно стабилен. В стабильной форме это вещество может образовывать то, что доктор Миллс называет конденсатом Бозе-Эйнштейна. Природа позитрония подталкивает его к переходу в квантовое состояние, но атомы позитрония по-прежнему соединяются друг с другом в одном и том же объеме.
В результате, взаимодействия внутри пузырьков позитрония в бозе-эйнштейновской конденсатной форме провоцируют гамма-излучение. Это самая энергичная форма светового излучения, способная проникать сквозь камень и бетон, а также опережать скорость света. Секрет заключается в крошечной (по сравнению с другим светом) длине волны. В гамма-хирургии используются гамма-лучи, созданные с помощью изотопа кобальта, который считается радиоактивным. Гамма-лучи кобальта также являются частью того, что мы обычно называем «радиационным» лечением рака, потому что гамма-лучи достаточно энергичны, чтобы пройти сквозь защитные барьеры и попасть в клетки организма.
Эти и другие применения гамма-лучей в современной науке и промышленности крайне эффективны. Гипотетический гамма-лазер должен быть мощнее и стабильнее существующих аналогов. Но именно Миллсу повезло составить теорию, на основании которой можно построить экспериментальную модель стабильного лазера. Ученый уверен, что гелий должен находиться не просто в жидком, но в сверхтекучем состоянии.
Подобно сверхпроводнику, такой гелий не имеет ни вязкости, ни собственного коэффициента трения.
Увенчается ли эксперимент успехом? Покажет лишь время. Стоит отметить, что команды по всему миру вот уже несколько десятилетий работают над решением проблем, препятствующих созданию гамма-лазеров. Работающий прототип подобного устройства многие ученые счеитают несбыточной мечтой. Любое потенциальное решение должно сочетать чрезвычайно высокий уровень знаний по различным дисциплинам и передовым инструментам, от проблемы переохлаждения до антиматерии. После разработки гипотезы, подобной предложению Миллса, ученые должны найти способ экспериментального тестирования этой идеи, что само по себе невероятно сложно из-за экстремальных условий и деликатных материалов.
Источник: https://www.popmech.ru/

Физики создали маленький световой парус из дифракционных решеток, который самостоятельно смещается к центру ускоряющего лазерного луча. Объект сантиметрового размера, отклоняющий свет в разные стороны, начинал колебаться при рассогласовании положения паруса и центра потока излучения. При этом удалось добиться затухания этого движения и достижения оптимальных параметров разгона, пишутавторы в журнале Physical Review Letters. Солнечный или, в более общем случае, световой парус — это принцип ускорения космических аппаратов, который опирается на принципы давления света. Так как любой поток электромагнитных волн переносит не только энергию, но и импульс, используя излучение достаточно мощного источника (например, Солнца), можно разгонять космические аппараты до высоких скоростей — это позволит за относительно короткое время достичь ближайших планетных систем.
Свечение естественных объектов, в том числе звезд, однако, неидеально, так как его энергия распределена по широкому спектру частот, с которыми разгоняемый объект будет взаимодействовать по-разному. В связи с этим возникли идеи ускорения космических аппаратов посредством передачи импульса от системы наземных или орбитальных лазеров, хотя и она не лишена недостатков.
С первого взгляда может показаться, что лучшим вариантом может быть аппарат с зеркальной поверхностью: для него эффективность передачи импульса от излучения самая высокая. Но в этом случае, однако, необходимо следить за попаданием лазерного луча ограниченного размера на поверхность тела. Если использовать обычное зеркальное покрытие, то добиться попадания можно только активной корректировкой траектории или направления потока электромагнитных волн. А вот если вместо отражения использовать отклонение света, то возникает сила, действующая поперек луча: в таком случае можно обеспечить оптимальное положение и ускорение.
Физики под руководством Гровера Шварцландера (Grover Swartzlander) из Рочестерского технологического института впервые продемонстрировали возможность удержания отклоняющего свет аппарата под воздействием лазерного луча. Эксперименты проводились на созданном учеными сантиметровом зонде из двух дифракционных решеток: в качестве диспергирующего элемента использовали нематические жидкие кристаллы, организованные в периодические структуры с помощью полимерной пленки. Ось анизотропии вещества поворачивалась в плоскости паруса, делая полный оборот при прохождении определенного расстояния, благодаря чему свет круговой поляризации испытывал дифракцию при взаимодействии с поверхностью. При освещении такого тела лазерным лучом нужной длины волны не по центру возникала возвращающая сила величиной порядка наноньютонов, возвращающая зонд в положение, в котором лазер попадает в центр паруса.
Такая система, однако, начинает колебаться около положения равновесия, поэтому авторы также продемонстрировали возможность работы системы в режиме параметрических колебаний: они позволяют эффективно снижать амплитуду отклонения от положения равновесия с помощью изменения мощности лазера во времени.
На следующем шаге ученые хотят провести эксперименты с настоящим (но все еще небольшим) космическим аппаратом, который можно было бы запустить с борта Международной космической станции. В перспективе также можно протестировать технологию с помощью путешествия к Солнцу или астероиду. Наибольших успехов в демонстрации возможностей солнечных парусов удалось добиться с помощью миссии LightSail-2. О том как первый в истории частный спутник на солнечном парусе вышел на орбиту мы писали в материале «На всех парусах». В более широком контексте о межзвездных перемещениях, не нарушающих законы физики, мы делали текст «Через пропасть».
Источник: https://nplus1.ru/

Американская компания Raytheon реализует проект по созданию боевой лазерной установки на автомобильном шасси в рамках базового контракта на сумму в 13,1 млн долларов. На данный момент контакт выполняется в интересах ВВС США.
Отмечается, что система высокоэнергетического лазерного оружия HELWS создаётся в том числе в качестве системы безопасности аэродромов. Так, отмечается, что боевой лазер позволит защищать аэродромы и находящуюся на них военную технику от применения ударных беспилотников. Когда выполнение контракта началось, стало ясно, что в отведённый бюджет компания не укладывается. Была осуществлена переоценка проекта. На текущий момент сумма контракта по созданию боевой передвижной лазерной установки составляет почти 37 млн долларов (почти 2,4 млрд рублей). В Raytheon сообщают о сроках окончания испытаний: планируется завершить тесты до начала ноября следующего года. Как заявлено, ценность создаваемой боевой лазерной установки состоит ещё в том, что она входит в комплекс, который позволяет отслеживать и сопровождать вражеские беспилотники. На определённом участке их траектории БПЛА планируют уничтожать с помощью лазерного луча. Обращает на себя внимание тот факт, что боевой лазер устанавливается на лёгком внедорожнике Polaris, основную часть которого занимает система энергопитания лазера. Polaris – по сути, это багги.
Фактически речь идёт об американском «лёгком» аналоге российского боевого лазерного оружия «Пересвет». На фото к материалу представлен прототип лазерной установки на лёгком шасси, который совершенствуется и проходит испытания. Первоначальная его версия появилась более 2-х лет назад. Американский комплекс, как отмечают в компании, является комплексом малого радиуса действия. На данный момент проводятся испытания по выявлению максимальной дальности поражения лазерным лучом летательного аппарата (типа «беспилотник»).
В Raytheon заявляют, что зарядка батареи осуществляется от сети 220 В. После зарядки система способна осуществить до 30 лазерных «выстрелов» с обеспечением разведки до 4 часов. На первом этапе компания столкнулась со сложностью следующего характера: чтобы нанести ущерб даже небольшому коптеру, требовалось несколько секунд направленного воздействия лазерного луча. Удалось ли повысить мощность лазерного импульса для снижения времени, требующегося для уничтожения дрона, не сообщается.
Источник: https://topwar.ru/

Российский лазерный комплекс "Пересвет" заступил на боевое дежурство. Об этом заявил начальник Генштаба ВС РФ генерал армии Валерий Герасимов на встрече с представителями военно-дипломатического корпуса, аккредитованными в России.
Генерал армии добавил, что "Пересвет" находится на боевом дежурстве с начала декабря нынешнего года "в позиционных районах подвижных грунтовых ракетных комплексов с задачей прикрытия их маневренных действий".
Впервые о лазерном комплексе "Пересвет" стало известно из послания президента РФ в 2018 году. Кстати, уже в нынешнем году в Сочи президент отметил, что лазерные комплексы будут определять потенциал армии и флота на весь XXI век. Пр разработке лазерного оружия используется отечественная оптика и высокочувствительная оптоэлектроника.
Технические характеристики "Пересвета" не разглашаются. Известно, что он мобилен и может размещаться на транспортных платформах. Имя новому оружию выбирали путем открытого голосования на сайте Министерства обороны России.
Источник: https://rg.ru/


Ученые Американского института физики разработали метод, включающий терагерцовое излучение, для мониторинга изменений температуры, когда лазерный свет фокусируется на крошечных частицах золота в воде.
Новая технология, включающая крошечные частицы, которые поглощают свет и превращают его в локализованные источники тепла, показывает большие перспективы в нескольких областях, включая медицину. Например, фототермическая терапия, новый тип лечения рака, включает в себя наведение инфракрасного лазерного света на наночастицы вблизи места лечения.
Локальный нагрев в этих системах должен тщательно контролироваться, поскольку живая ткань деликатна. Серьезные ожоги и повреждение тканей могут возникнуть, если нежелательный нагрев происходит в неправильном месте. Способность контролировать повышение температуры имеет решающее значение при разработке этой технологии. Было опробовано несколько подходов, но все они имеют недостатки различного рода, включая необходимость вставлять датчики или вводить дополнительные материалы.
Теперь ученые сообщают о разработке нового метода измерения температуры в этих системах с использованием формы света, известной как терагерцовое излучение. В исследовании участвовали суспензии золотых наностержней различных размеров в воде в небольших кюветах, которые освещались лазером, сфокусированным на небольшом пятне внутри кюветы.
Крошечные золотые стержни поглощали лазерный свет и преобразовывали его в тепло, которое распространялось по воде путем конвекции.
«Мы можем наметить распределение температуры путем сканирования кюветы терагерцовым излучением, получая тепловое изображение», - сказал один из авторов исследования Джулиан Донг.
Исследование также учитывало то, как температура менялась во времени.
«Используя математическую модель, мы можем рассчитать эффективность, с которой суспензии золотых наностержней преобразовывали инфракрасный свет в тепло», - сказал еще один автор работы Хольгер Брайтенборн.
Самые мелкие частицы золота диаметром 10 нанометров преобразовывали лазерный свет в тепло с максимальной эффективностью, приблизительно 90%. Это значение аналогично предыдущим сообщениям для этих частиц золота, указывая, что измерения с использованием терагерцового излучения были точными.
Хотя более мелкие золотые стержни обладали наивысшей эффективностью преобразования света в тепло, самые большие стержни диаметром 50 нанометров демонстрировали наибольшую молярную скорость нагрева. Это количество было недавно введено, чтобы помочь оценить использование наночастиц в биомедицинских условиях.
«Объединив измерения температурных переходных процессов во времени и тепловых изображений в пространстве на терагерцевых частотах, мы разработали бесконтактный и неинвазивный метод для характеристики этих наночастиц», - сказал третий автор работы Роберто Морандотти.
Представленное исследование предлагает привлекательную альтернативу инвазивным методам и перспективна для биомедицинских приложений, пишет EurekAlert.
http://kapital-rus.ru/news/

Спутники становятся все более важными в нашей жизни, так как они помогают нам удовлетворить потребность в большем количестве данных, которыми мы обмениваемся. Вот почему мы изучаем новые способы улучшения спутниковой связи. Спутниковая технология используется для навигации, прогнозирования погоды, мониторинга Земли из космоса, приема телевизионных сигналов из космоса и подключения к удаленным местам с помощью таких инструментов, как спутниковые телефоны и спутники Sky Muster NBN. Все эти коммуникации используют радиоволны.
Это электромагнитные волны, которые распространяются в космосе и в определенной степени через препятствия, такие как стены. Каждая система связи использует полосу частот выделенную для нее, и каждая полоса составляет часть электромагнитного спектра — это название, данное диапазону всех типов электромагнитного излучения.
Но электромагнитный спектр, который мы можем использовать с современной технологией, является ограниченным ресурсом и теперь он полностью занят. Это означает, что старые службы должны освободить место для новых служб или использовать более высокие полосы частот.
Хотя это создает технологические проблемы, одним из перспективных путей является оптическая связь. Вместо того чтобы использовать радиоволны для переноса информации, мы можем использовать свет от лазеров в качестве носителя. Хотя технически они все еще является частью электромагнитного спектра, оптические частоты значительно выше, что означает, что мы можем использовать их для передачи данных на более высоких скоростях.
Однако один недостаток заключается в том, что лазер хоть и может проходить через стены, но его могут блокировать облака. Пока что такая проблема существует на Земле. На Земле оптическая связь по оптоволоконный кабелям соединяет континенты и обеспечивает огромный обмен данными. Это технология, которая позволяет существовать облачным и онлайн сервисам. Оптическая связь между спутниками не использует оптоволоконные кабели, но включает свет, распространяющийся через космос. Это называется «оптической связью в космосе» и ее можно использовать не только для доставки данных со спутников на землю, но и для соединения спутников в космосе.
Другими словами, оптическая связь в космосе обеспечит такую же массивную связь, какую мы уже имеем на Земле. Некоторые системы, такие как Европейская система ретрансляции данных, уже работают, а другие, такие как Starlink SpaceX, продолжают разрабатываться. Но нам предстоит решить еще множество задач, ведь мы ограничены современными технологиями. Я и мои коллеги работаем над тем, чтобы сделать оптические и радиочастотные каналы передачи данных еще быстрее и безопаснее. Пока что много усилий было уделено исследованиям и разработкам радиочастотных технологий. Таким образом, мы знаем, что скорости передачи данных находятся на самом высоком физическом пределе и не могут быть дополнительно увеличены.
Источник: https://www.astronews.ru/

Исследователи кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ предложили новый способ синтеза порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов.
Ученые кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ Елена Сальникова, Олег Андреев и Юрий Денисенко предложили новый способ синтеза порошков твердых растворов оксисульфидов редкоземельных элементов.
Описание оптических свойств синтезированных соединений выполнили коллеги из Санкт-Петербургского государственного университета, Института физики имени Л. В. Киренского и Лаппеенрантского технологического университета (Финляндия). Работа опубликована в Journal of Solid State Chemistry.
Пристальному вниманию со стороны исследователей данные соединения обязаны оптическим свойствам. Твердые растворы оксисульфидов редкоземельных элементов обладают люминесцентными свойствами, а потому нередко рассматриваются в качестве потенциальных лазерных материалов. Практическое применение оксисульфидов редкоземельных элементов ограничивается трудностями, связанными с их синтезом. Классические методы синтеза весьма трудоемкие, а полученные соединения не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к лазерным материалам.
Ключевая особенность предложенного метода синтеза – использование оксидов редкоземельных элементов в качестве прекурсора. Для получения требуемого соединения авторы готовят водный раствор нитратов, который содержит все необходимые компоненты, а затем, путем соосаждения, переводят в твердый раствор сульфатов редкоземельных элементов. После химической гомогенизации, в ходе которой в реакционную смесь вводят ионы лантаноидов – церия, европия, диспрозия и эрбия, полученные соединения восстанавливают в атмосфере водорода и сульфидируют в атмосфере H2S.
Авторы сообщают, что кристаллическая структура синтезированных соединений имеет тригональную симметрию. Локальное микроокружение лантана и иттрия представлено многогранником с семью вершинами, четыре из которых занимают атомы кислорода, и еще три – атомы серы. Один атом иттрия или лантана в кристаллической решетке находится в неэквивалентном положении.
Стоит сказать, что люминесценция, или эмиссия света, для каждого соединения уникальна. Длина волны излучения, требуемого для возникновения люминесценции (длина волны возбуждения), может варьировать в весьма широких пределах. Ровно как длина волны эмиссии, которая определяет цвет люминесценции. Так, доминирующая длина волны эмиссии для активированных европием оксисульфида иттрия и оксисульфида лантана будет равна 545 и 623 нанометра соответственно. Цвет люминесценции в первом случае будет зеленым, а во втором – оранжевым.
Однако, люминесцирующие свойства зависят не только от иона-активатора, но и от структуры оксисульфида. Исследователи выявили различия в геометрии центра люминесценции в молекулах оксисульфидов иттрия и лантана, активированных европием. Авторы отмечают, что предложенный метод синтеза оксисульфидов может быть использован в производстве оптических материалов, поскольку отличается технологичностью, воспроизводимостью и способностью производить несколько десятков граммов продукта одновременно.
«В данный момент планируется публикация двух статей. Одна является продолжением нынешнего исследования, а вторая, совместно с сотрудниками Республики Бенин, будет посвящена использованию порошковых люминофоров в качестве биомаркеров злокачественных новообразований», – пояснила доцент кафедры неорганической и физической химии ТюмГУ Елена Сальникова.
Источник: https://naked-science.ru/

Команда ученых из США создала материал, который может скрывать находящийся под ним объект от инфракрасных камер — тепловизоров. Статья о разработке была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сегодня инфракрасные камеры в основном используют военные для обнаружения замаскированных противников или в условиях плохой видимости. Но за последнее десятилетие ученые разработали больше десятка материалов, которые способны прятать тепловую сигнатуру находящегося под ними объекта. Все они были сделаны на основе графена или черного кремния и блокировали тепловое излучение, которое излучал объект под ними.
Новая разработка исследователей из Гарвардского университета, Массачусетского технологического института, Висконсинского университета в Мэдисоне и Университета Пердью работает по другому принципу. Она «разъединяет» объект и излучаемые им инфракрасные волны. Это достигается благодаря квантовым эффектам материала, состоящего из оксида самария-никеля.
Авторы новой работы исследовали оксид самария-никеля в течение десяти лет. Ранее в этом году они обнаружили, что этот материал является изолятором в среде с низким содержанием кислорода. А когда кислород удаляется из его молекулярной структуры, оксид переходит в нестабильный проводник. Также оксид самария-никеля — один из немногих материалов, которые могут переключаться с изолирующего состояния в проводящее в условиях высоких температур.
Ученые предположили, что материалы с этим свойством могут быть способны «отделять» тепловое излучение от объектов, которые его создают.
«Обычно, когда вы нагреваете или охлаждаете материал, электрическое сопротивление меняется медленно. Но для оксида самария-никеля оно изменяется нетрадиционно, так как он становится проводником из изолятора. Это позволяет ему сохранить свойства теплового излучения почти одинаковыми для определенного температурного диапазона», — рассказывает один из исследователей, профессор материаловедения в Университете Пердью Шрирам Раманатан.
Авторы создали пленки оксида на сапфировых подложках, после чего измерили спектр излучаемого материалом света по мере его нагрева и охлаждения. В отличие от других материалов, оксид самария-никеля практически не нагревался, поддерживая свою температуру между 105 и 135 °C, тогда как температура среды менялась в интервале 120 °C.
Эта работа, по словам ученых, открывает путь не только для создания стелс-технологий, но и для разработки новых типов оптики и даже улучшения самих инфракрасных камер.
Источник: https://indicator.ru/

Tout sur Kamagra ici https://www.kamelef.com/kamagra-ou-viagra.html.

Поиск