Ученые настроили тонкие чешуйки графита так, что он приобрел невиданные ранее свойства.
Физики Массачусетского технологического института превратили графит или грифель карандаша в ценный материал, изолировав пять ультратонких чешуек, сложенных в определенном порядке. Полученный материал можно настроить так, чтобы он проявлял три важных свойства, никогда ранее не встречавшихся в природном графите — пишет «Mail.ru Hi-Tech».
Графит состоит из графена — одного слоя атомов углерода, расположенных в шестиугольниках. Ученые в течение последних 20 лет активно исследуют графен. Несколько лет назад исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что при скручивании и укладке нескольких слоев графена под небольшим углом друг к другу, материал приобретает новые свойства, такие как сверхпроводимость и магнетизм.
В последнем исследовании были обнаружены интересные свойства материала, которые не требуют скручивания. Ученые выяснили, что пятислойный графен, расположенный в определенном порядке, способствует «общению» электронов, что приводит к появлению новых свойств.
Для изучения нового материала, который был назван «пентаслоистым ромбоэдрическим стеком графена», использовался новый тип микроскопа, разработанный в MIT в 2021 году. Этот инструмент позволяет быстро и экономично определять характеристики материалов на наноуровне.
Используя этот микроскоп, ученые искали многослойный графен с точной укладкой, известной как ромбоэдрическая структура. Существует более 10 возможных вариантов укладки при переходе к пяти слоям, и ромбоэдрическая структура — лишь один из них.
После того, как исследователи определили правильный порядок слоев, они создали микроскопическую структуру, в которую включили электроды. Эта структура была составлена из защитного слоя нитрида бора и очень тонкого пятислойного графена в определенной последовательности. Благодаря этой конструкции ученые могли изменять электрические свойства материала, применяя разное напряжение. В ходе экспериментов было обнаружено, что при разном напряжении материал может проявлять изоляционные, магнитные или топологические свойства.
Топологический материал — это материал, в котором электроны могут свободно двигаться по его краям, но не через его середину. Можно представить, что они едут по «шоссе» вдоль края материала, пока не достигают центра. Края топологического материала являются отличными проводниками, а центр материала — изолятором. Это означает, что электрический ток может свободно протекать вдоль края материала, но не может пройти через него или распространиться по всему материалу.
Ромбоэдрический многослойный графен может использоваться как легко настраиваемая платформа для изучения новых возможностей физики.
Ранее корейские ученые впервые в мире разработали электронный текстиль на основе графена. Разработка пригодится при создании военной или медицинской одежды. Посмотрите на другие топовые изобретения 2023 года:
24-фотографий:
Apple Watch Ultra 2 названы самыми инновационными смарт-часами 2023 года.
Bhout Bag — первая в мире боксерская груша с ИИ. Груша отслеживает качество, быстроту и силу удара боксера, указывая на ошибки спортсмена.
Alef Aeronautics Model A — летающий гиперкар, презентация которого прошла в конце 2023 года. На сайте Hi-Tech Mail.ru есть материал, в котором мы рассказываем об особенностях машины. Если вкратце, Model A — первый в мире летающий автомобиль, которому разрешено проводить пилотные испытания в США. Продажи машины начнутся в 2025 году. Цена — 299 999 долларов.
CAN Go — умная трость с искусственным интеллектом, функцией обнаружения падения, отслеживанием активности и GPS, фонариком и функциями экстренного вызова.
OpenAI GPT-4 — самая продвинутая текстовая ИИ-модель, которая понимает текст, голос и картинки.
Honor V Purse — первый в мире смартфон-клатч.
Humane Ai Pin — нашумевшая «замена» смартфонам от бывших сотрудников Apple. Гаджет должен крепиться на одежду. Несмотря на хайп в сети, подробностей о разработке Humane немного. Известно, что это портативный смарт-проектор, оснащенный камерой, динамиками, микрофоном, модулем памяти и чипом с искусственным интеллектом. Функциональность девайса напоминает опции стандартного смартфона. С помощью Ai Pin можно делать фото, отправлять сообщения, отвечать на звонки, слушать почту, читать страницы в интернете, делать заметки и просматривать календарь. За все операции отвечает голосовой помощник.
Leia Lume Pad 2 — планшет, который умеет показывать 3D-картинку без очков. Все благодаря технологии отслеживания глаз.
Rollable Laptop — ноутбук от Lenovo, экран которого может раскручиваться (как свиток) вверх.
Shift Robotics Moonwalkers — ролики, которые крепятся к любой обуви. По словам создателей, гаджет способен ускорить ходьбу человека на 250%.
Развлекательный центр в виде сферы MSG Sphere в Лас-Вегасе. Об огромном шарообразном здании с самым большим экраном в мире гремел весь интернет. Соцсети заполонили видео с фильмами, которые показывают внутри центра, и объемной рекламой, которую крутят на самом здании.
Birdie+ Enterprise — сигнализация, которая сама вызывает экстренные службы, когда пользователь нажал на кнопку. Трекер автоматически передает геопозицию человека, оказавшегося в беде.
Aerogami — умная куртка от Nike, которая сжимается и разжимается в зависимости от внешней температуры. С ней человек никогда не будет потеть.
Nokia G22 — самый ремонтопригодный смартфон 2023 года. Девайс разрабатывался совместно с инженерами iFixit. Пользователь может в домашних условиях заменить практически любой сломавшийся компанент, включая АКБ, дисплей, камеры и заднюю крышку.
Необычный джойстик для PS5, который позволяет играть как обычным людям, так и геймерам с разными физическими потребностями.
Romotow T8 — уникальный дом на колесах, разработанный новозеландской архитектурной фирмой W2. Дизайн чудо-дома напоминает USB-накопитель, который можно крутить в руке. Сам дом тоже крутится. Внутренняя часть может поворачиваться на 90 градусов. Помимо этой уникальной особенности, Romotow T8 характеризуется большой террасной площадкой. На ней можно разместить столик или стулья. Цена — $270 000.
Salistick — первые в мире тесты на беременность, которые определяют беременность не по моче, а по слюне женщины.
Роботизированная зубная щетка Samba, которой не нужно двигать во время чистки зубов.
SMART Tire — уникальные колеса, созданные по технологии NASA. Эти колеса никогда не лопнут, так как давление внутри поддерживает не воздух, а металлическая пружина.
Vision Pro — первая AR-гарнитура от Apple. В 2023 году девайс только показали, а в продажу шлем поступит лишь в 2024-м. Редакторы Time, все же решили внести революционный «яблочный» продукт в свой рейтинг.
OpenAI Dall-E 3 — самый лучший генератор картинок в 2023 году.
Samsung Galaxy Z Flip5. По мнению Time, это самая лучшая «раскладушка», которую когда-то видело человечество.
Whiter Paint — самая белая краска в мире. Краска настолько хорошо отражает свет, что покрытые ею объекты на 4,5°C холоднее воздуха. Такой краской можно покрывать самолеты, машины и крыши домов, чтобы избавиться от нужды в кондиционировании.
Adobe Photoshop Generative Expand. Нейросети тоже есть в подборке Time. ИИ-художник от Adobe умеет дорисовывать картинку, расширять ее и менять предметы на фото.
Автор: Екатерина Садкова
