Graphen aus Holz. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Holzgraphen

18.09.2017

Viele nennen Graphen das Material der Zukunft, weil es viele einzigartige Eigenschaften hat, aber Graphen hat auch einen entscheidenden Nachteil: Es ist immer noch sehr teuer, es in großen Mengen herzustellen. Und kürzlich haben Forscher der Rice University eine laserinduzierte Graphem-Technologie (LIG) zur Herstellung von Graphen vorgestellt, die gewöhnliches Holz als Rohmaterial verwendet.

Die neue Technologie nutzt das auf bestimmte Weise abgestimmte Licht eines Industrielasers. Der gesamte Prozess findet bei Raumtemperatur in einer geschlossenen Kammer statt, in der sich keine Luft befindet. Die Abwesenheit von Sauerstoff verhindert das Verbrennen von Holz, und der Druck und die Parameter des Lasers führen zur Bildung eines „Graphenfilms“ auf der Holzoberfläche.

Wissenschaftler der Rice University wählten Holz nicht zufällig, da es reich an Ligninzellulose ist. Seit 2014 entscheiden sich Experten für die Holzart und haben sich für Kiefernholz entschieden, da es den höchsten Gehalt an Ligninzellulose aufweist. Darüber hinaus haben Wissenschaftler festgestellt, dass sich die Änderung der Laserleistung auf die Qualität des resultierenden Graphens auswirkt. Die beste Qualität des Materials wird mit einer industriellen Laserleistung von 70 % des Originals erzielt.

Mit der neuen Methode stellte das Team Prototypen von Elektroden her, mit denen Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten wird, sowie Graphen-Superkondensatoren, die große Energiemengen speichern können. Wie Rukuan Ye von der Rice University sagte:

"Unsere LIG-Graphenelektroden wurden mit Kobalt-, Phosphor-, Nickel- und Eisenverbindungen beschichtet, um ihre Effizienz zu erhöhen, was sich positiv auf die Betriebsdauer auswirkt. Diese Technologie hat ein sehr breites Anwendungsspektrum. Sie kann in der Sammlung verwendet werden." Technologien Solarenergie, künstliche Photosynthese und eine Vielzahl anderer Bereiche."

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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

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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

Das Geheimnis der Hundefreundlichkeit gelüftet 27.07.2017

Wissenschaftler aus Oregon und Princeton haben gemeinsam die genetischen Grundlagen der Freundlichkeit von Haushunden herausgefunden.

In der ersten Phase verglichen die Autoren das Verhalten von 18 verschiedenen Haushunden – sowohl reinrassigen als auch Mischlingen – und 10 Wölfen, die in Gefangenschaft leben und von Menschen in engem Kontakt mit ihnen aufgezogen werden (in einem der Forschungsinstitute in Indiana, USA ). Es stellte sich heraus, dass Hunde viel freundlicher sind als Wölfe, sogar "Hauskatzen".

Danach wandten sich Udell und von Holdt Menschen mit Williams-Syndrom zu – einer Erbkrankheit, die sich in einem „Elfen“-Gesicht und teilweiser geistiger Behinderung, aber mit gesteigerter Freundlichkeit und Geselligkeit äußert. Dies wird durch eine Deletion (Verschwinden) eines Abschnitts des 7. Chromosoms verursacht, und je mehr Veränderungen es gibt, desto ausgeprägter ist dieses Syndrom beim Menschen.

Genetische Analysen zeigten, dass es bei Hunden einen ähnlichen Mechanismus gibt, nur nicht im 7., sondern im 6. Chromosom. Dort ist die entsprechende Stelle für die Produktion des Proteins GIF21 verantwortlich, das wiederum die Aktivität einiger anderer Gene reguliert.

Es stellte sich heraus, dass dieser Bereich bei Hunden im Allgemeinen variabler ist als bei Wölfen. Und je signifikanter die Veränderungen darin sind, desto freundlicher ist der Hund.

Diese Studie ist wichtig, denn obwohl wir in letzter Zeit viel über Hunde gelernt haben – zum Beispiel, dass sie Sprache wahrnehmen und ein episodisches Gedächtnis haben –, ist die genetische Grundlage dieser Fähigkeiten noch weitgehend unerforscht. In der Zwischenzeit kann es wichtige Konsequenzen haben, auch angewandte.

Diese Arbeit zeigt, dass die Genetik des Hundeverhaltens für die Genetik des menschlichen Verhaltens sogar noch relevanter sein könnte als bisher angenommen.

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