Login
Main menu

Ultra brza laserska spektroskopija svjetla – nov način za otkrivanje svojstva materijala

Znanstvenici s američkog ministarstva za energiju "Ames Laboratory" otkrivaju tajne novih materijala, i to uz primjenu iznimno brze laserske spektroskopije, slično kao i kod primjene ultra brzog fotografiranja kod kojih nam takve slike otkrivaju suptilne pokrete i promjene unutar materijala. Vidjeti dinamiku materijala na ovaj nov način jedna je od strategija za bolje razumijevanje kako se novi materijali ponašaju, kako bismo ih mogli koristiti za omogućavanje novih energetskih tehnologija.

Laser-600px 1k

Fizičar Jigang Wang i njegove kolege u zadnje vrijeme koriste ultra - brzu Lasersku spektroskopiju kako bi ispitali i objasnili tajanstvena elektronska svojstva supravodiča na bazi željeza. Rezultat je objavljen u časopisu "Nature Communications ovog mjeseca".

Supravodiči su materijali kod kojih specifični električni otpor nestaje kada se ohlade ispod određene temperature, karakteristika koja bi jednoga dana mogla omogučiti distribuciju električne energije bez gubitaka. Supravodljivost započinje u "normalnom" često magnetskom stanju vodiča da bi prešao u stanje supervodiča kada se ohladi na određenu temperaturu.

Ultra-malen i Ultra–brz Elektro-optički Modulator

Zahvaljujući optičkom signalu, e-pošta i ostali podaci mogu se ultra brzo prenositi širom svijeta. Ali ubrzati se može i razmjena digitalnih informacija između elektronskih čipova te povećati njihova energetska učinkovitost pomoću optičkih signala. To će zahtijevati promjene dosadašnjih komunikacijskih  metoda između elektroničkih komponenta tako da se prebace s električnih ka optičkim signalima. U časopisu "Nature Photonics" znanstvenici predstavljaju uređaj veličine od svega 29 µm, koji konvertira signale brzinom od oko 40 gigabita u sekundi. To je dosada najkompaktniji ultra brzi fazni modulator na svijetu.

2014 023 Nature - kleinster elektrooptischer Wandler der Welt-s

 

 

Zbog primjenjenog napona, snop svjetlosti (gore lijevo) je moduliran digitalnim bitovima (dolje desno) iz pretvarača (žuto). Električni signal pretvoren je u optički signal. (Grafika: A. Melikyan / KIT)

Pumpa od tekućeg metala - preokret u tehnologiji mikro-fluida

Istraživači sa RMIT Univerziteta su razvili prvu svjetsku pumpu od tekućeg metala, revolucionarni novi mikro uređaj bez mehaničkih dijelova. Jedinstveni dizajn omogućit će mikro-fluidima i lab-on-a-chip tehnologiji da konačno ostvare svoje potencijale, s aplikacijama u rasponu od biomedicine do biogoriva. Istraživanje je objavljeno ovog tjedna u znanstvenom časopisu "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS). Vodeći istraživač dr. Khashayar Khoshmanesh, znanstveni suradnik u Centru za naprednu elektroniku i senzore na RMIT, rekao je da dosada nije postojao jednostavan način upravljanja tekućinom oko fluidnih čipova u mikro-proizvodnim sustavima.

pumpa-od-tekuceg-metala
"Lab-on-a-chip" sustavi veoma su obečavajući za aplikacije kao što su biosensing i analizu krvi, ali oni se trenutno oslanjaju na nespretne, velike vanjske pumpe, što znatno ograničava mogućnosti dizajna," rekao je on.
"Naša jedinstvena pumpa omogućena jednom kapljica tekućeg metala može se lako integrirati u mikro uređaj, nema mehaničkih djelova te je i energetski učinkovit i jednostavan za proizvodnju ili zamijenu."
"Baš kao što je integrirana mikro-elektronika napravila revoluciju u načinu obrade podataka - omogućila razvoj računala i pametnih telefona - integrirani mikro-protok ima potencijal da revolucionira način na koji procesuiramo kemikalije i manipuliramo bio-česticama na mikro razini.
"Ova inovacija pokazuje da se upravljanje tekućinom na mikro i nano razini može postići s jednostavnim sustavom, što je ogromna prednost u području mikro-fluida" 

Tvrdnje da starenje čini vjetroelektrane lošom investicijom „ne drži vodu“ po novim istraživanjima

Od početka razvoja tehnologije za korištenje snage vjetra u proizvodnji električne energije podosta je bilo rasprava o tome da li su vjetro turbine više ograničene rokom trajanja od ostalih energetskih tehnologija. Prijašnje studije koristile su statistički model za procjenu da će izlazna snaga u vjetroelektranama pasti na trećinu nazivne snage nakon samo deset godina rada. Neki protivnici vjetroelektrana tada su tvrdili da će starenjem tehnologije vjetro turbina biti potrebno masovno mijenjati kompletnu tehnologiju vjetro turbina nakon samo deset godina, što i nije baš bila privlačna opcija za investiranje. Međutim u novoj studiji, istraživači su proveli analizu koristeći lokalne podatke postojećih farmi vjetroelektrana i podatke za brzinu vjetra od NASA-e, te se pokazao da će turbine trajati svoj puni životni vijek od oko 25 godina prije nego što će ih biti potrebno nadograditi. Vjetro turbine mogu biti produktivne i do 25 godina, što vjetroelektrane čini atraktivnom dugoročnom investicijom za energetska investiranja, prema novom istraživanju.

windfarm 1661728c
U novoj studiji, znanstvenici iz Imperial College Business School provode sveobuhvatnu analizu državne flote vjetroelektrana u Velikoj Britaniji, koristeći i lokalne podatke za brzinu vjetra iz NASA-e. Analiza je pokazala da će turbine trajati svoj puni životni vijek od oko 25 godina prije nego što će im biti potrebna bilo kakva nadogradnj.

Tim je otkrio da najranije vjetro turbine u Velikoj Britaniji izgrađene 1990 godine, još uvijek proizvode tri četvrtine njihove izvorne proizvodnje i nakon 19 godina rada, što je gotovo dvostruko više od iznosa za koji se prethodno tvrdio, te procjenjuju da će učinkovito djelovati do 25 godina. Ta je trajnost usporediva s trajnošću plinskih i parnih turbina koje se koriste u termo i nuk. elektranama.
Istraživanje je također pokazalo da je kvaliteta novijih turbina mnogo bolja od najranijih modela, što sugerira da će im se produžiti vijek trajanja sve boljom i naprednijom tehnologijama izrade. Tim znanstvenika kaže da to čini čvrstu poslovnu klimu za daljnja ulaganja u industriju vjetroelektrana.

Energija vibracija - tajna elektroničkih uređaja koji se pune sami

Inženjeri su razvili obećavajuće rješenje za punjenje baterija mobitela dok ste na putu, bez potrebe za električnim izvorom. Ugrađen izravno u kučište mobitela novi nanogenerator mogao bi pobrati i pohraniti energiju vibracija s površine putničkih sjedala vozila u pokretu u električnu energiju za punjenje baterija.
Ujedinjeni tim Inženjera sa više sveučilišta razvio je ono što bi moglo biti obećavajuće rješenje za punjenje baterija mobitela na putu - bez potrebe za električnim punjačem.

ako-zelite-razumijeti-svemir-Tesla

Ugrađen izravno u kučište mobitela, nanogenerator će koristiti i pretvarati energiju vibracija s površine sjedala vozila u pokretu. "Vjerujemo da bi razvoj ovog projekta mogao biti riješenje za stvaranje novih samostalno punjivih osobnih elektroničkih ljubimaca", kaže Xudong Wang izvanredni profesor znanosti o materijalima i inženjerstvu na Univerzitetu Wisconsin-Madison.

Wang, njegov nekadašnji student Ph.D. Yanchao Mao te suradnici iz Sun Yat-Sen Univerziteta u Kini i sveučilišta u Minnesoti Duluth opisali su svoju napravu, mezoporoznog piezoelektričnog nanogeneratora, 27 siječnja 2014, u časopisu Advanced Energy Materials.