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XNUMXD-Materialien verändern ihre Form und speichern Energie

08.09.2021

Die Gruppe von Professor Peter Baum von der Universität Konstanz untersuchte zweidimensionale Materialien, die ihre Form und ihre einzigartigen Eigenschaften ändern, wenn sie einem Laser ausgesetzt werden.

Mittels Laserpulsen lässt sich die MXene immer wieder zwischen flach und wellig umschalten, was vielfältige Anwendungsmöglichkeiten eröffnet.

MXene sind zweidimensionale Schichten aus Übergangsmetallcarbiden oder -nitriden: Sie sind in wenigen Atomlagen dicken Einzelschichten angeordnet. Eine solch feine Struktur lässt sich nur erreichen, indem man ein Material in viele kleine Schichten abblättert.

Im Gegensatz zu den meisten anderen einschichtigen Materialien kann MXene dank der Entdeckung einer skalierbaren und irreversiblen chemischen Peeling-Methode problemlos in großen Mengen hergestellt werden.

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von MXene sind je nach Wahl des Übergangsmetalls konfigurierbar. Daher kann das Material zur Sensorik, Energiespeicherung, Lichtsammlung und sogar zur Erzielung einer antibakteriellen Wirkung verwendet werden.

In der neuen Studie verbesserten die Autoren die Eigenschaften von MXene, indem sie schnelle Lichtpulse auf das Material richteten. Als Ergebnis fanden sie heraus, dass Laserenergie in einer Rekordzeit – nur 230 Femtosekunden – auf das Atomgitter übertragen wird. Zudem gelang es den Forschern, die Ausrichtung von Nanowellen mittels Laserpolarisation zu steuern: Das Material besitzt also ein optisches Gedächtnis auf Nanoebene.

Wenn der Laser erneut auf die MXene gerichtet wird, verwandelt sich das Material außerdem wieder in eine Ebene.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Robotern wurde das Riechen beigebracht 22.01.2023

Die Entwickler der Universität Tel Aviv brachten den Werken mit Hilfe eines biologischen Sensors das Riechen bei. Der Sensor sendet elektrische Signale als Reaktion auf das Vorhandensein eines Geruchs in der Nähe, die der Roboter erkennen und interpretieren kann.

Dieser biologische und technologische Durchbruch gelang der Doktorandin Nata Shvil von der Sagol School of Neurology der Universität Tel Aviv, Dr. Ben Maoz vom Fleishman Department of Engineering und der Sagol School of Neurology sowie Prof. Yossi Yovel und Prof. Amir Ayali von der Sagol School of Zoology und der School of Neuroscience.

Die Entwickler haben eine Plattform geschaffen, in die biologische Sensoren und Elektronik integriert sind. Es ermöglicht Ihnen, die biologische Nase an einem bestimmten Ort mit einem elektronischen Gerät zu verwenden. Heuschreckenantennen werden als biologischer Sensor verwendet.

Wissenschaftler haben ein autonomes Fahrgestell mit künstlicher Intelligenz und Sensoren hergestellt. Der Algorithmus lernte, acht „reine“ Gerüche zu erkennen, darunter Geranie, Zitrone und Marzipan, sowie zwei Mischungen verschiedener Gerüche. Gleichzeitig erwies sich die Empfindlichkeit der hybriden „Nase“ als 10-mal größer als die moderner spezialisierter Geruchsanalysatoren.

Laut den Entwicklern wird ihre Plattform eines Tages in der Lage sein, Drogen, Sprengstoffe und mehr zu finden.

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