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Quando o grafeno fala, os cientistas agora podem ouvir

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Quando o grafeno fala, os cientistas agora podem ouvir

Pesquisadores da Rice University descobriram que o som pode ser usado para analisar as propriedades do grafeno induzido por laser em tempo real. Esta técnica pode ser útil na caracterização de materiais em uma ampla variedade de processos de engenharia e manufatura. Crédito: Brandon Martin/Rice University

Pode ser verdade que ver seja crível, mas às vezes ouvir é melhor.


Caso em questão: Dois irmãos no laboratório da Rice University ouviram algo incomum enquanto trabalhavam grafeno. No final, eles decidiram que a própria voz poderia fornecer dados valiosos sobre o produto.

Os irmãos, John Lee, um ex-aluno da Rice agora estudando na Universidade de Stanford, e Victor Lee, que era um estudante do ensino médio em Nova York e agora um calouro no MIT, são os principais autores de um trabalho de pesquisa que descreve a Realidade. Análise temporal da produção de grafeno induzido por laser (LIG) por som.

Os irmãos estavam trabalhando no laboratório de química do Rice James Tour quando apresentaram sua hipótese e a apresentaram em uma reunião de grupo.

“É interessante”, lembra John Lee, “disse o Professor Tour, e nos pediu para buscá-lo como um projeto em potencial.

Os resultados aparecem no formato . materiais funcionais avançadosDescreva um esquema simples de processamento de sinal de áudio que analisa o LIG em tempo real para determinar sua forma e qualidade.

A LIG, introduzida pelo Tour Lab em 2014, faz camadas de folhas de grafeno interconectadas aquecendo o topo de uma fina folha de polímero a 2.500 graus Celsius (4.532 graus Fahrenheit), deixando apenas átomos de carbono para trás. Essa técnica já foi aplicada para fazer grafeno a partir de outras matérias-primas, até mesmo alimentos.

Quando o grafeno fala, os cientistas agora podem ouvir

Alex Lathem, estudante de pós-graduação em física aplicada na Rice University, prepara uma amostra para o processo a laser. O laboratório usa som para analisar a síntese de grafeno induzida por laser em tempo real. Crédito: Brandon Martin/Rice University

“Em diferentes circunstâncias, ouvimos sons diferentes John disse porque diferentes processos estão acontecendo. “Então, se ouvirmos diferenças durante a síntese, seremos capazes de detectar os diferentes materiais que são formados.”

A análise acústica, disse ele, permite “capacidades de controle de qualidade muito maiores e é muito mais rápida do que a caracterização de grafeno induzida por laser por técnicas de microscopia”.

“Na análise de materiais, muitas vezes há compensações entre custo, velocidade, escalabilidade, exatidão e precisão, principalmente em termos da quantidade de material que você pode processar sistematicamente”, disse John. “O que temos aqui nos permite dimensionar com eficiência a produtividade de nossos recursos analíticos para a quantidade total de materiais que estamos tentando sintetizar de maneira robusta”.

John convidou seu irmão mais novo para Houston, percebendo que sua experiência seria uma vantagem no laboratório. “Temos conjuntos de habilidades complementares quase por design, onde evito me especializar em coisas que ele conhece bem e, da mesma forma, ele evita áreas que conheço bem”, disse ele. “Então, somos uma equipe muito forte.

“Essencialmente, fiz a conexão de que os sons certos correspondiam ao produto correto, e a conexão de que sons diferentes correspondiam a produtos diferentes”, disse ele. “Além disso, é muito mais poderoso do que eu com certas técnicas computacionais, enquanto sou basicamente um especialista empírico.”

Um mini microfone da Amazon de US$ 31 conectado à cabeça do laser e conectado a um telefone celular dentro do gabinete do laser capta o som para análise.

“Os irmãos transformaram o padrão sonoro através de um técnica esportiva É chamado de transformada rápida de Fourier, para que eles possam obter dados numéricos de dados de áudio. disse Tor. “Por alguns cálculos matemáticos, esses dados podem ser uma ferramenta analítica quase instantânea para avaliar o tipo e a pureza do produto”.

Os sons emitidos “fornecem informações sobre o relaxamento da energia de entrada quando o laser atinge a amostra e é absorvido, transmitido, espalhado, refletido ou geralmente convertido em diferentes tipos de energia”, disse John Lee. Isso nos permite obter informações locais sobre as propriedades da microestrutura do grafeno, e sua morfologia. e propriedades da nanoescala”.

O Tour ainda admira sua engenhosidade.

Ele disse: “O que esses irmãos conseguiram é surpreendente.” “Eles ouvem sons de síntese à medida que estão sendo feitos e podem determinar o tipo e a qualidade do produto quase instantaneamente. Essa pode ser uma abordagem importante durante O resultado de combinar a exposição e o oposto para orientar os padrões de fabricação.

Ele disse que a análise de som pode contribuir para uma série de processos de fabricação, incluindo aquecimento joule em seu próprio laboratório, um método para fazer grafeno e outros materiais a partir de produtos residuais, bem como sinterização, engenharia de fase, engenharia de estresse, deposição de vapor químico, combustão, recozimento e corte a laser Evolução de gás, destilação e muito mais.

“Entre a experiência experimental de John e o talento atlético de Victor, a equipe da família é fantástica”, disse Tour. “Minha maior felicidade é criar um ambiente onde mentes jovens Eles podem ser criativos e prosperar e, neste caso, eles demonstraram experiência além de seus anos, John tinha apenas 19 anos e Victor 17 na época de sua descoberta. “

Os co-autores do artigo são os estudantes de pós-graduação da Rice Jacob Beckham e Wen Chen, o pesquisador de pós-doutorado Bing Ding, o ex-aluno Doi Long e o pesquisador Carter Kittrell. Tour é o TT e WF Chao Chair em Química, bem como Professor de Ciência da Computação, Ciência dos Materiais e Nanoengenharia.


A equipe usa um processo de grafeno induzido por laser para criar padrões em escala micro no fotorresistente


Mais Informações:
Victor de Lee et al, Sons de síntese: análise acústica em tempo real de lasers induzidos por grafeno, materiais funcionais avançados (2022). DOI: 10.1002 / adfm.202110198

Introdução de
Universidade do Arroz

a citação: When Graphene Talks, Scientists Can Now Listen (2022, 19 de janeiro) Recuperado em 20 de janeiro de 2022 de https://phys.org/news/2022-01-graphene-scientists.html

Este documento está sujeito a direitos autorais. Não obstante qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.

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Talvez o maior vulcão de Marte fique no topo de uma piscina de magma com 1.600 quilômetros de extensão. É possível que o Monte Olimpo entre em erupção novamente?

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Talvez o maior vulcão de Marte fique no topo de uma piscina de magma com 1.600 quilômetros de extensão. É possível que o Monte Olimpo entre em erupção novamente?

Uma enorme coluna de magma com mais de mil milhas de largura está subindo lenta mas seguramente sob a região vulcânica de Tharsis, em Marte, e pode um dia levar a uma poderosa erupção de… Sistema solarA montanha mais alta do mundo é o Monte Olimpo.

Tem 13,6 milhas (21,9 km) de altura, Monte Olimpo Ela se eleva tão alto no céu marciano que sua cratera se projeta Atmosfera de Marte E em espaçoO Monte Olimpo é acompanhado por outros três grandes vulcões na região de Tharsis: Monte Askrios, Monte Arsia e Monte Pavonis. Todos estes vulcões estão adormecidos há milhões de anos, mas isso pode estar a mudar, sugerem novas pesquisas.

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Um par de enormes jatos de plasma foi visto saindo de um buraco negro gigante Buracos negros

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Um par de enormes jatos de plasma foi visto saindo de um buraco negro gigante Buracos negros

Os astrônomos observaram dois jatos de plasma recordes disparando de um buraco negro supermassivo para o vazio além de sua galáxia hospedeira.

Os fluxos de plasma extremamente poderosos são os maiores já vistos, medindo 23 milhões de anos-luz de ponta a ponta, uma distância equivalente a 140 galáxias da Via Láctea dispostas lado a lado.

Os pesquisadores chamaram o impressionante par de jatos de Porphyrion, em homenagem a um gigante da mitologia grega. Fluxos estreitos e violentos emergem da parte superior e inferior do buraco negro supermassivo, com uma força total de trilhões de sóis.

Os jatos de buracos negros são fluxos de íons carregados, elétrons e outras partículas. Estas partículas são aceleradas quase à velocidade da luz devido aos enormes campos magnéticos que rodeiam os buracos negros. Esses jatos são conhecidos há mais de um século, mas até recentemente eram considerados raros e pouco difundidos.

O porfírio foi avistado pelo Telescópio Europeu de Baixa Frequência (Lofar) durante uma pesquisa do céu que revelou mais de 10.000 jatos de buracos negros gigantes. Muitas são tão poderosas que são impelidas para muito além da galáxia hospedeira do buraco negro e para as profundezas dos vastos vazios da teia cósmica, a teia de matéria que liga as galáxias.

O gigantesco sistema de jato porfirion foi capturado pelo telescópio Lovar. Imagem: Instituto de Tecnologia da Califórnia

Dado o tamanho do porfírio, os astrónomos suspeitam agora que tais jactos gigantes desempenham um papel na formação da evolução do Universo. Os jatos de buracos negros podem eliminar a formação de estrelas, mas também podem expelir enormes quantidades de matéria e energia nas profundezas do espaço.

“Os porfírios mostram que coisas pequenas e grandes no universo estão intimamente ligadas”, disse o Dr. Martin Oei, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, e principal autor do estudo. Um artigo de pesquisa da revista Nature fala sobre esta descoberta“Vemos um único buraco negro produzindo uma estrutura em escala semelhante à estrutura de cordas e vazios cósmicos.”

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Depois de avistar o planeta Porphyrion pesquisadores incluindo Martin Hardcastle professor de astrofísica na Universidade de Hertfordshire usaram o Giant Metrowave Radio Telescope na Índia e o Observatório Keck no Havaí para determinar sua localização dentro de uma galáxia dez vezes maior que a Via Láctea e cerca de 7,5 bilhões de milhas de distância da Terra.

Os jactos Porphyrion começaram a formar-se quando o Universo tinha cerca de 6,3 mil milhões de anos, menos de metade da sua idade actual. Foram necessários mil milhões de anos para os jactos atingirem o comprimento observado, acreditam os investigadores.

“Pode ter havido mais sistemas de jatos de buracos negros do tipo porfirion no passado e, juntos, eles poderiam ter um grande impacto na teia cósmica, influenciando a formação de galáxias, aquecendo o meio nos filamentos, e também poderiam magnetizar o vácuo cósmico”, disse Ooi. Chegamos a isso agora.

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SpaceX leva seu foguete Falcon 9 ao limite em um pouso raro e arriscado

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SpaceX leva seu foguete Falcon 9 ao limite em um pouso raro e arriscado

Este não é um conselho de investimento. O autor não detém posição em nenhuma das ações mencionadas. Wccftech.com possui uma Política de Divulgação e Ética.

A SpaceX completou hoje um raro pouso de foguete, pousando o primeiro estágio de seu foguete Falcon 9 no Oceano Atlântico depois de voar mais rápido que o normal. Este foi um dos pousos mais difíceis do foguete Falcon 9, que já fez mais de 300 pousos em sua história de voo.

O impulsionador pousou em um navio drone da SpaceX no Oceano Atlântico depois de lançar os satélites de navegação Galileo da Comissão Europeia na órbita média da Terra. Esta missão foi a 90ª missão da SpaceX este ano, e outra em que a empresa conseguiu recuperar com sucesso um foguete propulsor.

O foguete Falcon 9 da SpaceX suporta mais de 700 quilômetros por hora de velocidade de retorno adicional após enviar satélites para a órbita média da Terra.

A missão de hoje segue-se ao lançamento de um satélite Galileo em abril, que viu a SpaceX aterrar o seu foguetão Falcon 9 devido aos elevados requisitos de potência da missão. De acordo com um apresentador da SpaceX hoje, embora o booster não tenha sido recuperado, “Os dados dessa missão foram usados ​​para ajudar a informar as mudanças que nos permitirão recuperar e reutilizar com segurança o booster para o lançamento de hoje.“.”

O foguete Falcon 9 decolou conforme programado da Estação Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, às 18h50. Além do pouso do foguete e da separação da carga útil, o lançamento foi um evento normal. O primeiro estágio do foguete Falcon 9 separou-se do segundo estágio dois minutos e meio após a decolagem. A missão transportou dois satélites Galileo para a órbita média da Terra, com cada satélite pesando cerca de 700 quilogramas. Eles serão implantados em uma órbita com altitude de cerca de 23.200 quilômetros, segundo a SpaceX.

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Após a separação do propulsor do segundo estágio, o Falcon 9 continua a ganhar altitude, durante a qual sua velocidade diminui. Depois de atingir seu pico, o foguete começa a cair de volta à Terra. A SpaceX liga seus motores Merlin durante esse período para desacelerar e redirecionar a descida vertical. Durante o lançamento de hoje, o impulsionador Falcon 9 atingiu uma altitude máxima de cerca de 120 quilômetros e uma velocidade máxima de cerca de 8.750 quilômetros por hora quando a queima de descida começou.

Sua altitude era cerca de 4 quilômetros superior aos 116 quilômetros alcançados pelo impulsionador da SpaceX durante o lançamento mais recente do Starlink. A diferença foi mais pronunciada na velocidade, com a velocidade máxima do impulsionador da missão Starlink na ignição por combustão interna sendo de cerca de 8.034 quilômetros por hora, resultando no impulsionador de hoje sendo mais de 700 quilômetros por hora mais rápido durante a mesma fase do perfil da missão.

Uma velocidade mais alta significa que o foguete experimenta maior calor e pressão durante a reentrada. Isto aumenta o risco de desintegração durante a reentrada ou de qualquer um dos seus componentes, especialmente os actuadores, ser submetido a uma quantidade significativa de tensão. No entanto, o vôo do propulsor desde a queima de entrada até o navio drone foi normal, pois ele pousou no navio aproximadamente oito minutos e meio após a decolagem. O pouso completou a 22ª missão do booster, com a SpaceX compartilhando durante a transmissão que pretende certificar seus boosters para até 40 missões cada.

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