четверг, 26 января 2012 г.

Изотопически чистый графен обнаружил выдающиеся теплоотводящие свойства

Изотопически чистый графен обнаружил выдающиеся теплоотводящие свойстваВ экспериментах физиков из США и Китая изотопически чистый графен продемонстрировал чрезвычайно высокий коэффициент теплопроводности.

«Естественный» графен (~99% углерода-12 и ~1% углерода-13), напомним, уже зарекомендовал себя как отличный теплоотводящий материал. Поскольку основными переносчиками тепла в нём становятся фононы, средняя длина свободного пробега которых может зависеть от изотопного состава вещества, изменение содержания 12С и 13С должно вызывать заметные колебания коэффициента теплопроводности. Намереваясь проверить эти теоретические выкладки, учёные изготовили образцы однослойного графена с 0,01, 1,1, 50 и 99,2 процента углерода-13.

Стоит отметить, что графеновые плёнки выращивались на медной фольге методом химического осаждения из паровой фазы. Чтобы зафиксировать все прочие параметры, способные повлиять на результаты опытов, участки с разными изотопными сочетаниями создавали на одном и том же углеродном листе.

При измерениях подвешенный графен нагревало излучение аргонового ионного лазера, а коэффициент теплопроводности определялся бесконтактным методом, основанным на рамановской спектроскопии. Как и ожидалось, изотопически чистый — 0,01% 13С — материал показал наибольший коэффициент, равный 4 120 ± 1 410 Вт/(м•К) при температуре в ~320 К [для сравнения: обычная медь, часто используемая при охлаждении микроэлектроники, обеспечивает лишь 400 Вт/(м•К)]. У «естественного» графена примерно в тех же условиях значение измеряемой величины снизилось до 2 600 ± 658 Вт/(м•К), а наименьший результат, около 2 000 Вт/(м•К), был получен при работе с образцами однородного состава (50% 12С, 50% 13С).

В ближайшем будущем авторы планируют дополнить показанный выше график значениями, которые соответствуют температуре ниже комнатной. «Собранные нами данные помогут построить точную теорию распространения тепла в двумерных кристаллах», — уверенно заявляет руководитель исследования Александр Баландин из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature Materials; препринт статьи можно загрузить с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Эксперименты с лазером приближают разгадку тайны магнитного поля
Гравитация правит миром, это так. Но она не одинока на своём Олимпе. Ключевым помощником гравитации в формировании нашей Вселенной в том виде, в каком мы её знаем, считается магнетизм. То, каким образом эта сила, возникающая при движении электрических зарядов, способна появляться при их отсутствии, до сих пор оставалось загадкой. И вот теперь она, кажется, решена. Эксперимент, проведённый недавн...
  (читать дальше)

Интернет облегчит рецензирование научных статей
Открыт онлайн-сервис, способный произвести революцию в рецензировании научных исследований. Редакторам журналов больше не надо отправлять статьи потенциальным рецензентам. Эксперты регистрируются на сайте Peerage of Science и ждут, когда там появится работа с ключевыми словами, соответствующими их специализации. После ознакомления они оценивают статью по пятибалльной шкале, и редакторы, ломающие...
  (читать дальше)

Хакеры атаковали сайты ирландского правительства в знак протеста - СМИ
Хакеры из группы Anonymous атаковали сайты Минюста и Минфина Ирландии в знак протеста против принятия антипиратского закона, готовящегося к рассмотрению в правительстве страны, сообщила в среду газета Irish Times. Оба сайта подверглись DDoS-атаке, из-за которой не были доступны в среду в течение нескольких часов. В официальном комментарии, выпущенном ведомствами, чьи сайты были атакованы, призна...
  (читать дальше)

Разрабатывается самовосстанавливающийся бетон
Американские материаловеды пытаются создать самовосстанавливающийся бетон с помощью биоминерализации. Споры бактерий, естественным образом вырабатывающих карбонат кальция, будут помещаться в бетонную смесь и активироваться при образовании трещин. «Бетон в основном обладает малым сопротивлением растяжению и сильным — сжатию, — поясняет соавтор исследования Парамита Мондал из Иллинойсского униве...
  (читать дальше)

Обнаружено древнейшее гнездовье динозавров
На раскопках в Южной Африке обнаружено гнездовье прозавропода массоспондила (Massospondylus), возраст которого оценивается в 190 млн лет. Находка позволяет получить новые сведения об эволюции сложного репродуктивного поведения ранних динозавров. Она на 100 млн лет старше других гнездовий, известных науке. Роберт Рейс из Университета Торонто в Миссиссауге, Дэвид Эванс из Королевского музея Онта...
  (читать дальше)

Синтезированы «магнитные» поверхностно-активные вещества
Химики из Великобритании, Германии, Франции и Китая синтезировали поверхностно-активные вещества (ПАВ) нового класса, чувствительные к внешнему магнитному полю. ПАВ накапливаются на границе соприкосновения двух фаз и образуют на ней слой повышенной концентрации, сильно снижая поверхностное натяжение. Это их свойство определяет область применения: значительная часть производимых ПАВ используется ...
  (читать дальше)

Google запустила сервис оповещений о стихийных бедствиях Public Alerts
Интернет-компания Google запустила сервис информирования о землетрясениях, наводнениях и других стихийных бедствиях Public Alerts, интегрированный с существующим картографическим сервисом Google Maps, сообщает корпоративный блог Google. На странице сервиса Public Alerts пользователь может видеть карту, на которой специальными иконками отмечены зоны актуальных стихийных бедствий, которые происход...
  (читать дальше)

Мы рождаемся с элементарной физикой в голове
Элементарные представления об устройстве окружающего мира проявляются у детей уже в двухмесячном возрасте. Взаимодействие человека с окружающим миром происходит с помощью почти не осознаваемых реакций, в основе которых лежат интуитивные представления о физическом устройстве мира. Например, если мы видим падающий со стола стакан с водой, то постараемся схватить на лету стакан, но не воду. Мы знае...
  (читать дальше)

Противохолестериновое лекарство спасает от гепатита С
Вирус гепатита С проникает в клетку с помощью холестеринового рецептора; оказалось, что для подавления работы этого рецептора подойдёт препарат эзетимиб, давно используемый как регулятор холестеринового обмена. О том, что холестерин как-то помогает вирусу гепатита С проникать в клетки, учёные знали давно. Но в чём именно проявляется эта помощь, оставалось загадкой. И вот группа исследователей из...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)