Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

21.03.2018
22:51

Процессоры «Эльбрус» получили поддержку систем распознавания фото и видео

21.03.2018
22:48

Карбид кремния: в России нашли материал для сверхскоростной передачи информации

21.03.2018
22:04

Создан первый в мире квантовый «процессор» размером с один атом

21.03.2018
20:51

Мы по-прежнему не понимаем, почему время идет только вперед

21.03.2018
20:44

Беспилотные грузовики появятся на российских дорогах летом

21.03.2018
19:29

ЕКА запустит в 2028 году первый зонд для изучения атмосферы экзомиров

21.03.2018
17:31

Российские ученые создали наночастицы, избирательно убивающие бактерий

21.03.2018
17:05

Ученые нашли первые следы звезды, пролетевшей через Солнечную систему

21.03.2018
16:54

На что способны звезды, или Криминал в космосе

21.03.2018
16:48

Двумерный нитрид бора превратили в квантовое сито для разделения изотопов водорода

    Пленки из многослойного гексагонального нитрида бора оказались подходящим материалом для транспорта протонов и разделения изотопов водорода. Материал разделяет частицы благодаря эффекту квантового сита, который основан на разнице в длине волны де Бройля между ядрами водорода и дейтерия, пишут физики в Nature Nanotechnology.

    В квантовой механике волновую природу частицы, обладающей массой, можно показать, описав ее поведение с помощью волны де Бройля, определяющей вероятность обнаружить объект в данной точке пространства. Несмотря на то, что такую волну можно приписать любому объекту, для всех крупных частиц длина волны де Бройля ничтожно мала, однако она становится измеримой для элементарных частиц или самых легких атомов. Так, для атома водорода длина волны де Бройля при комнатной температуре составляет порядка десятой доли нанометра, что соизмеримо с длиной химической связи. С одной стороны, это тоже совсем немного, а с другой — такой величины уже может оказаться достаточно для использования волновых свойств атомов в полезных целях.

    Волна де Бройля напрямую зависит от массы объекта, поэтому эту разницу для разных частиц можно использовать для их разделения. Например, неоднократно этот эффект предлагали использовать для создания квантового сита, которое за счет разницы в длине волны де Бройля может отделять друг от друга, например, изотопы водорода. Так, при комнатной температуре для атома водорода H длина волны де Бройля составляет 0,145 нанометра, а для атома дейтерия D (у которого, кроме протона, в ядре есть один нейтрон) — 0,102 нанометра. А при понижении температуры до температуры, близкой к абсолютному нулю, длина волны де Бройля изотопов водорода может достигать и микрометровых величин. За счет эффектов квантовой локализации этой разницы оказывается достаточно, чтобы отличались адсорбционные или диффузионные свойства, например у молекул H2 и D2, что и используют в квантовых ситах на основе цеолитов или металл-органических каркасных структур для разделения этих изотопов.

    Группа физиков из Великобритании, Бельгии, Ирана и Германии под руководством Марсело Лосады-Идальго (Marcelo Lozada-Hidalgo) из Манчестерского университета предложила использовать в качестве основного вещества подобного квантового сита многослойные материалы, составленные из двумерных кристаллов, связанных между собой силами Ван-дер-Ваальса. Свой подход ученые проверили на трех различных двумерных кристаллах: нитриде бора, графене и дисульфиде молибдена. В первых двух случаях расстояние между кристаллами составляло примерно 0,331 нанометра, в третьем — 0,615 нанометра.

    Для проверки возможности разделения частиц ученые размещали пленку многослойных двумерных кристаллов толщиной до 500 нанометров на пористую мембрану из нитрида кремния, сквозь которую проходил поток смеси двух типов частиц — протонов и дейтронов (ядра водорода и дейтерия соответственно). Эти пленки имели такую геометрию, что частицы оказывались в пространстве между отдельными кристаллическими слоями. Для улучшения транспорта водорода пленку двумерных кристаллов дополнительно покрыли тонким слоем палладия. Физики при этом отмечают, что двухатомные молекулы водорода, которые также могли содержаться в начальной смеси, вообще не могли просочиться между слоями из-за своего слишком большого размера.

    Возможность протонов и дейтронов проникать сквозь три типа мембран ученые оценили, измерив ионную проводимость пленок. Оказалось, что лучше всего ядра атомов водорода проходят между слоями нитрида бора, а через графен — не проходят совсем. Исходя из полученных результатов, физики оценили коэффициент диффузии протонов и дейтронов и в случае нитрида бора он оказался, например, на три порядка больше, чем для ионов лития в графите, который используется в качестве материала электродов в литий-ионных батареях.

    При этом за счет разницы в длине волны де Бройля ядрам водорода и дейтерия требуется разная энергия для попадания внутрь пленки. Так, входное сопротивление для ядер дейтерия в пленке из нитрида бора длиной 500 нанометров оказалось на 40 процентов меньше, чем для протона, а в такой же пленке из дисульфида молибдена — на 20 процентов меньше. Этот эффект ученые предлагают использовать для изотопного разделения водорода и создания квантовых сит из многослойных двумерных материалов. При этом по словам исследователей, расстояние между атомарными слоями в таких кристаллах — почти минимальное возможное для прохождения через них атомов, и меньше размера пор, в том числе в углеводородных, металл-органических и цеолитных квантовых ситах.

    Использование многослойных двумерных материалов для более традиционных методов фильтрования — не редкость. Так, с помощью оксида графена удалось разработать фильтр для опреснения воды, который полностью очищает ее от растворенных в ней солей. При этом результаты моделирования свидетельствуют, что даже более эффективным может оказаться фильтр из другого двумерного материала — дисульфида молибдена.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/03/21/bn-for-isotope-separation

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

21.03.2018
16:08

Огнеупорные обои с графеновыми сенсорами поднимут тревогу при пожаре

21.03.2018
16:02

ESA построит космический телескоп для изучения атмосфер экзопланет

21.03.2018
15:58

Российские ученые создали альтернативное автомобильное топливо

21.03.2018
15:54

Создана новая форма жизни

21.03.2018
15:34

Объяснено происхождение загадочного радиосигнала от погибшей звезды

21.03.2018
15:25

Под супервулканом в США нашли аномальную зону

20.03.2018
23:17

Иконическое изображение "звездного кольца", снятое космическим телескопом Hubble, является более странным, нежели считалось ранее

20.03.2018
19:26

Ученые рассказали, что создало нужные условия для образования воды на Марсе

20.03.2018
19:19

Ученые обнаруживают «радиоэхо» со стороны черной дыры, поглощающей звезду

20.03.2018
19:06

Открыты две экзопланеты субюпитерианского типа на орбитах вокруг ярких звезд

<< 291|292|293|294|295|296|297|298|299|300 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList