Бактерии помогают получить наноматериал для компьютеров

24.07.2019

Ученые из Великобритании и Нидерландов придумали новый способ получить наноматериалы из графена: смешивать окисленный графен и бактерии. Их метод экономичен, требует меньше времени, а также не наносит вред окружающей среде, по сравнению с химическим производством материала. Способ может привести к созданию инновационных компьютерных технологий и медицинского оборудования, сообщается на сайте Рочестерского университета.

Чтобы создать новые и более эффективные компьютеры, медицинские устройства и другие передовые технологии, исследователи обращаются к наноматериалам - материалам, управляемым в масштабе атомов или молекул, которые обладают уникальными свойствами. Одно из таких революционных соединений - графен, двумерная форма углерода. Эта тонкая углеродная чешуйка обладает необычайной механической прочностью и гибкостью и способна легко проводить электричество. Тем не менее, мы пока не можем активно перемять графен в повседневной жизни: производить его в больших масштабах очень сложно. И не только с экономической точки зрения: графен, полученный в больших количествах, плотнее и теряет свои уникальные свойства.

Графен добывается из графита, материала, который используют в обычном карандаше. При толщине ровно в один атом графен является самым тонким и при этом самым прочным двумерным материалом, известным науке. В 2010 году ученые из Манчестерского университета получили Нобелевскую премию по физике за новаторские эксперименты с графеном: они смогли получить графен, расслаивая графит с помощью простой клейкой ленты. Однако их метод давал небольшое количество материала.

Для производства большего количества графеновых материалов группа исследователей под руководством Анны Мейер (Anne Meyer), доцента кафедры биологии в Рочестерском университете, начали с флакона с графитом. Они постепенно отслаивали графит до оксида графена, который затем смешивали с бактериями Shewanella. Они оставили флакон с бактериями и оксидом графена на ночь, за которую бактерии превратили материал в графен, удалив кислородные группы.

Оксид графена сам по себе плохо проводит электричество, но зато его легко производить. А графен, полученный с помощью бактерий не только хороший проводник, он еще и намного тоньше и стабельнее, чем химически полученный графен. Кроме того, его можно хранить намного дольше.

У графенового наноматериала множество применений. Его можно использовать для производства биодатчиков полевого транзистора (FET). Биосенсоры FET представляют собой устройства, которые обнаруживают биологические молекулы и могут использоваться, например, для мониторинга глюкозы в реальном времени у пациентов, больных диабетом.

Полученный бактериями графеновый материал также может быть основой для проводящих чернил, которые, в свою очередь, могут быть использованы для создания более быстрых и эффективных компьютерных клавиатур, плат или небольших проводов. По словам Мейер, использование проводящих чернил является "более простым и экономичным способом производства электрических цепей по сравнению с традиционными методами". Проводящие чернила также могут быть использованы для создания электрических цепей поверх нетрадиционных материалов, таких как ткань или бумага.

<< Назад: Ветроэлектростанции Шотландии работают с избытком 25.07.2019

>> Вперед: Разработан уникальный метод исследования генов 24.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Извлечение чистой воды из тумана 31.08.2023 Группа инженеров из Института исследований полимеров при Обществе Макса Планка и Швейцарской высшей технической школы Цюриха успешно разработала инновационный метод добычи питьевой воды из тумана. Эта технология может быть применена в областях с недостатком источников пресной воды, таких как регионы с ограниченным доступом к родниковой или дождевой воде. Инженеры создали специальную сетку с мельчайшими ячейками, изготовленную из металлической проволоки и покрытую комбинацией полимеров и оксида титана. Этот дизайн обеспечивает оптимальное скапливание влаги на поверхности сетки, а затем эффективное стекание воды в сборный резервуар, предотвращая вынос ее ветром. Оксид титана выполняет роль химического катализатора, разлагая органические загрязнения в каплях воды и обезвреживая их. Данная технология требует минимального обслуживания и не зависит от использования электричества, а для ее функционирования достаточно солнечного света. Для регенерации оксида титана периодически требуется ультрафиолетовое облучение, но этот процесс экономичен: всего полчаса солнечного света обеспечит активность катализатора на протяжении 24 часов. Исследователи провели тесты новой системы как в лабораторных условиях, так и на небольшом пилотном заводе в Цюрихе. Они смогли собрать 8% влаги из искусственного тумана и удалить 94% органических соединений, добавленных в туман. Среди удаляемых загрязнителей были мельчайшие капли дизельного топлива и вещества, такие как гормоноактивный химикат бисфенол А. В засушливых регионах люди уже используют металлические сети для сбора воды из тумана. Капли конденсируются на сетке, стекают и могут быть собраны. Коллекторы площадью всего несколько квадратных метров, установленные в местах с густым туманом, способны собирать несколько сотен литров воды. Однако существует проблема загрязнения воздуха: опасные и токсичные вещества могут скапливаться в водных каплях тумана. В рядах крупных городов загрязнение воздуха настолько значительно, что вода, собранная из тумана без предварительной очистки, может оказаться непригодной для питья или готовки. Новое открытие решает эту сложную задачу, предоставляя безопасный и доступный источник чистой питьевой воды.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026