Ученые создали алмазные нанонити из сжатого жидкого бензола

Rus На русском Eng In English

Ученые открыли новый наноматериал - алмазные нанонити из сжатого жидкого бензола

Ученые из Университета Пенсильвании сообщили об открытии самого прочного и жесткого наноматериала, известного миру на сегодняшний день, на основе алмаза. Свойства этого сверхпрочного наноматериала предполагают его применение в таких важных областях, как, например, транспорт или аэрокосмическая промышленность, и это могло бы возродить идею строительства лифтов в космос.

кольца шести атомов углерода сплетаются, образуя алмазные нанонити. Изображение - John Badding lab, Penn State UniveristyГруппа ученых под руководством химика Джона Баддинга из Университета Пенсильвании обнаружили, что отдельные молекулы бензола в жидком состоянии, состоящие из колец атомов углерода, собираются в удивительно аккуратно организованные цепи после медленно чередующихся циклов давления.
В результате, полученная нить имеет диаметр всего три атома и в тысячи раз тоньше волоса. Образующее нить зигзагообразное расположение колец атомов углерода имеет форму треугольной пирамиды подобно алмазу.  
Такая структура материала, которую ученые до настоящего открытия считали невозможной, может оказаться самым сильным и прочным наноматериалом из когда-либо полученных.
 Уникальное открытие свой команды Баддинг считает счастливой случайностью. Томас Фитцгиббонс, аспирант лаборатории Баддинга, хотел изучить материалы, полученные из органического химического соединения бензола. При изоляции, молекулы бензола могут реагировать интересными способами, в результате образуя уникальные структуры. Для изучения этих структур обычными методами, Фитцгиббонсу понадобилось большое количество продукта. Он положил образец жидкого бензола в устройство под названием Париж-Эдинбург в Национальной лаборатории Oak Ridge в штате Теннесси и поставил молекулы в ячейку высокого давления. Суть процесса состояла в том, что когда жидкость под сильным давлением сжимается, она переходит в состояние твердого вещества. "По существу, она замерзает," говорит Баддинг. После замораживания молекулы бензола выравниваются в предсказуемые модели уложенных столбцов.
 Дальше события развивались необычно. Учеными принято считать, что поскольку сжатие продолжается, молекулы бензола в конечном итоге дают невзрачный белый порошок. "Люди думали, что они реагируют дезорганизованным способом и не образуют упорядоченную структуру," говорит Баддинг.

алмазные нанонити из сжатого бензола  Но вместо этого, в беспорядке Фитцгиббонс увидел порядок. "Это, по меньшей мере, было шоком для нас"- признается Баддинг. Исследователи были настолько удивлены, что они начали использовать разные методики для подтверждения полученного вывода, в том числе рентген и нейтронную дифракцию, просвечивающую электронную микроскопию и колебательную спектроскопию. Их результаты подтвердились: они увидели упорядоченность.
 Причина этого неожиданного выравнивания молекул бензола может быть связана с временем сжатия. Обычно ученые создают бензольные материалы в небольших количествах способом быстрых циклов изменения давления. Для того, чтобы получать больше продукта, циклы сжатия должна быть медленнее. "Очевидно, мы дали молекуле бензола время на подготовку для образования структуры, в частности нанонитей," говорит Баддинг.  Это медленное сжатие стало ключом к их открытию.
 Профессор Юрий Гогоци, директор Института Нанотехнологий Университета Дрекселя, считает результаты действительно захватывающим, но все же они требуют повторного подтверждения и анализа материала. По мнению профессора Юрия Гогоци, нужно получить и изучить много изображений высокого разрешения, которые могут в дальнейшем пролить свет на структуру этого необычного материала. "Если окажется, что предположение группы Баддинга верно, то, я считаю, есть веские основания полагать это открытие очень значительным."
Перед использованием нанонитей в коммерческих целях, Баддинг хочет определить их свойства и поведение в различных условиях и понять, каким именно образом связываются молекулы бензола. По его словам, исследования могут занять годы. Потом инженерам необходимо будет выяснить, как лучше всего запустить массовое производство нанонитей и включить их в существующую производственную инфраструктуру для различных целей. Похоже, что для начала, эти нити смогут заменить углеродное волокно, которое слабее и тяжелее, в таких коммерческих продуктах как велосипедные рамы, корпуса самолетов.
 Возможно, в далеком будущем, нанонити будут натягивать в космос для доставки припасов на Международную космическую станцию или для взаимодействия с орбитальными спутниками. Футуристы уже давно предполагали изобретение космического лифта, когда кабель закрепляется на Земле и натягивается к спутнику на орбите, но для противостояния высотным ветрам и благополучной переправы кабель должен быть достаточно прочным и длинным, что до сих пор является серьезным вызовом для ученых. Обычные стальные тросы рвутся под действием собственного веса, в то время как алмазные нанонити в принципе могут быть одновременно легким и прочным материалом для выполнения данной задачи.
Даже если эти нанонити не найдут свое применение в области доставки на орбиту, их открытие все равно должно проложить путь к лучшей альтернативе. Это не единственный случай, когда ученые изобрели алмазную структуру, сплетая углеродные кольца в уникальные конфигурации.  Алмаз подобные атомы углерода, также называемые аморфные атомы углерода, обычно применяются в качестве покрытий для других материалов, в качестве защитного слоя на металлическую подложку.
 Профессор Юрий Гогоци считает, что открытие новой структуры является удивительным и интересным, и в первую очередь это исследование подсказывает химикам о том, что открытие других подобных структур не за горами.

"Эта группа исследователей показала, что  в семье алмазных структур появился еще один материал, и я точно уверен, что он далеко не последний", говорит профессор Ю. Гогоци. Если это действительно так, то в перспективе может быть построен космический лифт, а там уже и действительно можно говорить о небе в алмазах.

По материалам: www.scientificamerican.com

 

НОВОСТИ НАУКИ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

Максен MXene, открытый группой ученых из Университета Дрекселя под руководством профессора Юрия Гогоци, - новое имя среди двумерных наноматериалов

Исследователи из Института Наноматериалов Университета Дрекселя изучали максины на протяжении боле половины десятилетия. Слева направо: Алексей Гогоци, директора Центра Материаловедения (Украина), Габриэл Скалл, Бабак Анасори, Мухаммед Альхабиб и профессор Юрий Гогоци.На данный момент синтезированы и изучены более двадцати максенов (MXenes) - двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов, и еще ожидается, что десятки их будут синтезированы. Применение высоко электропроводящих максенов является очень перспективным для хранения энергии, экранирования и защиты от электромагнитных помех, электрокатализа, плазмоники и многих других приложений.

 
Вакансия: Постдокторант или научный сотрудник в Цзилиньском университете, г.Чанчунь, Китай, с возможностью стажировки в США.

alt

К вниманию молодых ученых - отличная возможность для начала успешной научной карьеры под руководством известного авторитетного профессора Юрия Гогоци.

- Позиция в одном из лучших университетов Китая с возможностью стажировки в США.

- Работа под руководством наиболее цитируемого украинского ученого, работающего зарубежом, профессора Юрия Гогоци;

- Научная работа в области новых двумерных  наноматериалов для энергетики;

- Цель работы: достижение прорыва в области возобновляемых источников энергии, публикация статей в ведущих международных журналах.

- Начальный срок - 1 год с возможностью продления до трех лет. Оплата в зависмости от квалификации.

 
Доктор Юрий Гогоци стал почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай

профессор Юрий Гогоци и ректор Цзилиньского Университета Ли Юаньюань

20 октября 2016 года в торжественной обстановке прошла официальная церемония назначения доктора Юрия Гогоци почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай.

 
Доклад Алексея Гогоци, директора Центра материаловедения в Цзилиньском Университете, Чанчунь, Китай, 19 октября 2016

Доклад директора MRC Алексея Гогоци в Колледже Физики Цзилиньского Университета, Чанчунь, 19 октября 2016Алексей Гогоци, директор Центра материаловедения, был приглашен профессором Хан Вей в Цзилиньский Университет для обсуждения совместного сотрудничества с научными подразделениями Университета в области разработки, синтеза материалов и технологии изготовления суперконденсаторов.

 
Защитное покрытие из наноматериала максена MXene для отражения и поглощения электромагнитных помех

Максен это тонкий и легкий наноматериал, который обладает уникальной способностью блокировать и поглощать электромагнитное излучение, что делает его идеальным для использования в качестве защитного механизма в электроникеГруппа исследователей из Университета Дрекселя и Корейского института науки и технологий работает над очисткой от таких электромагнитных помех с помощью нанесения на компоненты тонкой защитной пленки наноматериала под названием Максин.

 
Профессор Юрий Гогоци, директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя, США, и директор Центра материаловедения Алексей Гогоци посетили Университет Цзилинь в Чанчуне, Китай.

Слева направо: директор Центра материаловедения Алексей Гогоци, проф. Юрий Гогоци, Университет Дрекселя, и проф Gao Yu, проф. Fei Du, и  директор Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь проф.Yingjin Wei, Чанчунь, Китай. Они встретились с китайскими партнерами по научным исследованиям из Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь

 
Профессор Юрий Гогоци был награжден престижной премией 2016 Nano Energy Award, 15 июля 2016 в Пекине.

директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. Эту награду профессору Юрию Гогоци вручал главный редактор журнала Elsevier и Nano Energy Zhong Lin Wang Профессор Юрий Гогоци сделал огромный вклад в изучение и понимание механизмов емкостного наколения энергии.

 
Поздравляем профессора Юрия Гогоци с победой в премии 2016 Nano Energy Award!

prof. Yury Gogotsi, Drexel University

Победителем престижной международной научной премии 2016 Nano Energy Award стал профессор Юрий Гогоци, директор Института наноматериалов Университета Дрекселя

 
Юрий Гогоци и Патрис Симон стали лауреатами международной премии RUSNANOPRIZE 2015 за разработку углеродных наноматериалов для суперконденсаторов

Лауреаты премии RUSNANOPRIZE 2015 проф. Юрий Гогоци (Университет Дрекселя, США) и проф. Патрис Симон (Университет Тулузы им. Поля Сабатье, Франция), 28 октября 2015 г. На форуме «Открытые инновации»,  открывшемся 28 октября 2015 г. в Москве, состоялась церемония вручения премии RUSNANOPRIZE за достижения в области нанотехнологий Юрию Гогоци и Патрису Симону

 
Проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье вошли в шорт-лист номинантов премии в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015

altОбъявлен шорт-лист претендентов на Международную премию в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015, в числе трех команд - претендентов проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя (США) и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье (Франция).

 
Поздравляем профессора Юрия Гогоци с избранием в Совет директоров MRS, Materials Research Society !

Профессор ГогоциНа протяжении уже более 20 лет проф. Ю. Гогоци  принимает активное участие в деятельности  MRS.

 
Профессор Юрий Гогоци - кандидат в члены Совета директоров MRS, Materials Research Society!

проф Юрий гогоци, Университет ДрекселяПрофессор Юрий Георгиевич Гогоци на протяжении уже более 20 лет он  принимает активное участие в деятельности  MRS.

 
Симпозиум по двумерным наноматериалам, 10-11 марта 2015 г., Мельбурн, Австралия

alt

Профессор Юрий Гогоци, Drexel University (США) выступил с докладом на Симпозиуме по двумерным наноматериалов в Мельбурне

 
Проф.Юрий Гогоци получил звание почетного доктора Университета Поля Сабатье, Тулуза,Франция , 8 октября 2014г.

Doctor Honoris Causa  в Университете Поля Сабатье, 8 октября 2014гТоржественная церемония Doctor Honoris Causa прошла в Университете Тулузы ІІІ Поля Сабатье 8 октября 2014г.

 
Ученые создали алмазные нанонити из сжатого жидкого бензола

алмазные нанонити

Ученые из Университета Пенсильвании сообщают об открытии самого прочного и жесткого наноматериала, известного миру на сегодняшний день, на основе алмаза.

 
Открытие нового 2D материала максена MXene исследователями из Дрекселя

2D material MXene

По словам профессора Юрия Гогоци, директора Института Нанотехнологий Университета Дрекселя, на сегодня известно много различных максенов, а также помимо них есть десятки возможных...

 
Лекция профессора Ю.Гогоци о материалах для емкостного хранения энергии на Mеждународном симпозиуме по функциональным материалам ISFM 2014, Сингапур, 4-7 августа 2014г.

the 6th International Symposium on Functional Materials (ISFM 2014)4-7 августа 2014 года в в Novotel Clark Quay Hotel, Сингапур, проходит 6-й Международный симпозиум по функциональным материалам ISFM 2014.

 
Ю.Гогоци признан агенством Thomson-Reuters одним из самых цитируемых ученых в мире в области материаловедения в 2014

http://mrc.org.ua/images/publications/thomson-reuters.jpgПрофессор Юрий Гогоци, Университет Дрекселя, США, по версии Thomson-Reuters  признан Highly Cited Researcher 2014

 
Семинар "Инновации в Украине: Уроки и рекоммендации для научного и образовательного лидерства в Украине", НТУУ КПИ, Киев, 28 мая 2014 г.

лекция заместителя исполнительного директора (от США) Украинского научно-технологического центра УНТЦ Вика КорсунаСеминар "Инновации в Украине" также был приурочен к юбилею 70-летию заместителя исполнительного директора (от США) Украинского научно-технологического центра УНТЦ Вика Корсуна.

 
10-й Международный симпозиум по характеризации пористых твердых тел, Гранада (Испания), 11-14 мая 2014г.

Второй день Симпозиума 13 ма 2014 будет открывать профессор Университета Дрекселя, США, Юрий Гогоци. Он выступит на пленарном заседании с докладом