[视频]看科学家如何将纯净水变成金属

[视频]看科学家如何将纯净水变成金属如果我们能创造出由水制成的金属会怎样?纯水本身作为一种绝缘体几乎是完美的。由于其中的杂质和矿物质,世界上自然发现的水是一个完美的电力管道。但水只有在极高的压力下才会变成“金属”。现在,研究人员已经找到了一种方法,他们通过使用某些金属将纯水金属化来实现。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330047.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1330047.htm

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在迪拜如何喝健康纯净水,听听净水专家如何说?

在迪拜如何喝健康纯净水,听听净水专家如何说?Victor是一位净水专家,他于2019年因为世博会的原因外派到迪拜工作,因为职业关系,他对阿联酋的水尤为关注。阿联酋基于降雨少,是一个非常缺水的国度。但我们生活中的自来水从来没有断过,因此大众似乎感受不到这边缺水的状况,那是因为阿联酋大部分生活用水,都是经过海水淡化处理得来的。海水淡化虽然解决了基础生活用水的问题,但由于海水本身是又咸又苦的,即便对它进行净化和过滤处理,依然还是保留了许多杂质,比如细菌、有害的有机物、铁锈、沙尘、余滤、甚至重金属。迪拜虽然自己给自家海水淡化来的自来水贴上了安全饮用标签,但迪拜的大量居民都对迪拜自来水的品质保持怀疑,许多人把来迪拜后所产生的脱发和皮肤干燥等问题也归咎于水的责任,也因此瓶装水在这里极为受欢迎。为了检测迪拜水的品质,Victor使用小米的一款TDS水质检测笔,它主要是检测水中含有的杂质含量。一般来说,显示的数值越低,水中含的杂质越少,说明水的过滤的效果越好。根据国际标准TDS低于50是可以直接饮用的,51~80的水需要微滤比如活性炭过滤,80~100的水质则需要进行超滤,而101以上的则需要进行反渗透的净水过滤。根据检测结果,迪拜的自来水TDS值在193左右。而迪拜市面上的某品牌瓶装水TDS值在95左右。而通过一台反渗透净水机出来的水,TDS值只有15左右,非常纯净,完全可以直接饮用。基于迪拜的水环境,Victor也建议大家在选购净水机的时候,尽量选择反渗透净水机,同时多了解产品滤芯的过滤能力、使用寿命和服务保证。Victor希望把一些健康安全的纯净水带给千家万户,让每个人都能喝上纯净健康洁净的水,提升生活的幸福感和舒适度。爆料投稿无聊就找:迪拜华人必备纸飞机大事件频道:【】【】

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科学家发现金属裂纹可自我修复

科学家发现金属裂纹可自我修复科学家首次目睹了断裂的金属碎片在没有任何人为干预的情况下融合在一起,这一过程推翻了基本的科学理论。如果能将这种新发现的现象加以利用,可能会引发一场工程革命:自我修复的发动机、桥梁和飞机可以逆转磨损造成的损害,从而更安全、更耐用。疲劳损伤是机器磨损并最终损坏的一种方式。反复的应力或运动导致微观裂纹的形成。随着时间推移,这些裂纹会生长和扩散,直至断裂。2013年,时任MIT材料科学与工程系助理教授、现得克萨斯农工大学教授MichaelDemkowicz开始研究传统材料理论。他发表了一项基于计算机模拟结果的新理论,认为在某些条件下,金属应该能够修复由磨损形成的裂纹。最新发现证明Demkowicz的理论是正确的。关于金属自修复过程还有很多未知数,包括它是否会成为制造业中的实用工具。来源,,来自:雷锋频道:@kejiqu群组:@kejiquchat投稿:@kejiqubot

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科学家用铜和碳原子锻造出世界上最细的金属丝

科学家用铜和碳原子锻造出世界上最细的金属丝洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员利用计算方法研究了78万多种晶体的结构特性,确定了潜在的单维纳米材料,包括可能是最细的金属丝。他们的发现聚焦了14种在电子学和量子研究中具有潜在用途的材料。资料来源:NCCRMARVEL研究人员利用计算工具寻找可以从已知三维晶体中剥离出来的新型一维材料。在一份包含78万多种晶体的初始清单中,他们得出了一份包含800种一维材料的清单,并从中选出了14种最佳候选材料--这些化合物尚未合成为真正的金属丝,但模拟结果表明是可行的。其中包括金属丝CuC2,它是由两个碳原子和一个铜原子组成的直线链,是迄今发现的在0K温度下稳定的最细金属纳米线。洛桑联邦理工学院材料理论与模拟实验室的研究人员利用计算方法确定了可能是最细的金属丝,以及其他几种单维材料,这些材料的特性可能会被证明对许多应用领域很有意义。单维(或一维)材料是纳米技术最引人入胜的产品之一,由原子排列成线或管状组成。它们的电学、磁学和光学特性使其成为从微电子学到生物传感器再到催化等各种应用的绝佳候选材料。虽然碳纳米管是迄今为止最受关注的材料,但事实证明它们非常难以制造和控制,因此科学家们迫切希望找到其他化合物,用于制造具有同样有趣特性但更容易处理的纳米线和纳米管。因此,ChiaraCignarella、DavideCampi和NicolaMarzari想到利用计算机模拟来解析已知的三维晶体,根据它们的结构和电子特性,寻找那些看起来很容易"剥离"的晶体,从本质上剥离出稳定的一维结构。同样的方法过去曾成功用于研究二维材料,但这是首次应用于一维材料。研究人员从文献中的各种数据库中收集了超过78万个晶体,这些晶体通过范德华力(原子距离足够近,电子重叠时产生的一种微弱相互作用)结合在一起。然后,他们采用一种算法,考虑原子的空间组织,寻找具有线状结构的原子,并计算出需要多少能量才能将这种一维结构从晶体的其他部分分离出来。论文第一作者Cignarella说:"我们一直在寻找金属丝,但这种金属丝应该很难找到,因为一维金属原则上应该不够稳定,无法进行剥离"。最终,他们得出了一份包含800种一维材料的清单,并从中选出了14种最佳候选材料--这些化合物尚未合成为真正的导线,但模拟结果表明是可行的。然后,他们开始更详细地计算这些材料的特性,以验证它们的稳定性如何,以及人们对它们的电子行为有何期待。四种材料--两种金属和两种半金属--成为最有趣的材料。其中金属丝CuC2是由两个碳原子和一个铜原子组成的直线链是迄今发现的在0K温度下稳定的最细金属纳米线。Cignarella说:"这真的很有趣,因为你不会想到由单线原子组成的实际金属丝会在金属相中保持稳定。科学家们发现,它可以从三种不同的母晶体中剥离出来,这些晶体都是实验中已知的(NaCuC2、KCuC2和RbCuC2)。从它们中提取这种物质所需的能量很少,而且其链可以弯曲,同时保持其金属特性,这将使它对柔性电子产品产生兴趣。"这项发表在《ACSNano》上的研究还发现了其他有趣的材料,其中包括半金属Sb2Te2,由于其特性,可以研究一种50年前就被预测但从未被观测到的奇异物质状态,即激子绝缘体,这是量子现象在宏观尺度上变得可见的罕见情况之一。此外,还有另一种半金属Ag2Se2和TaSe3,后者是一种著名的化合物,也是唯一一种已经在实验中剥离成纳米线的化合物,科学家将其作为基准。至于未来,Cignarella解释说,研究小组希望与实验人员合作,实际合成这些材料,同时继续进行计算研究,了解它们如何传输电荷以及在不同温度下的表现。这两点对于了解它们在实际应用中的性能至关重要。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435196.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1435196.htm

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科学家建议将废弃的矿井变成重力电池

科学家建议将废弃的矿井变成重力电池在其他时候,当电网有多余的能量时,重力电池系统使用一些能量来拉动负载,有效地储存能量供以后使用。该技术最常见的类型之一是所谓的抽水蓄能水电系统。在这种设置中,水从高海拔地区被释放出来,在流向山下时通过旋转涡轮机来发电。当有多余的能量时,这些水被抽回起点。去年,奥地利国际应用系统分析研究所(IIASA)的科学家提出了一种不同类型的重力电池。其基本想法是,高层建筑中的电梯将使用再生制动系统来发电,同时将有重量的有效载荷从较高楼层降到较低楼层。自主的拖车机器人将根据需要把货物拉进和拉出电梯。这给我们带来了基于矿山的地下重力储能(UGES)系统,最近由相同的研究人员提出。它同样会利用电梯,但这些电梯将在现有的废弃矿井中,而且它们将提升和降低装满沙子的容器。拟议的地下重力储能系统的图示竖井两侧的一系列电动机/发电机组将使每个电梯上下移动,在下行时通过再生制动发电,然后在上行时使用其中的一些电力。为了获得最大的效率,电梯可以在地面上装载沙子,在井底将其移走,然后空着返回地面。不用说,在这种情况下,井底的储存区最终会被沙子填满。出于这个原因,当电网中的能量过剩时,电梯将不得不把一些沙子带回顶部。电动传送带和自卸卡车的组合将被用于上、下料。科学家们估计,UGES的全球储能潜力为7至70太瓦时(terawatthours),其中大多数工厂位于已经有大量废弃矿井的国家,如中国、印度、俄罗斯和美国。"当一个矿山关闭时,它将解雇成千上万的工人[......]UGES将创造一些空缺,因为矿山在停止运营后将提供储能服务,"IIASA的JulianHunt说,他是该研究论文的主要作者。"矿山已经拥有基本的基础设施,并与电网相连,这大大降低了成本,有利于UGES工厂的实施。"这篇论文最近发表在《能源》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339055.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1339055.htm

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科学家发现能自我修复的金属

科学家发现能自我修复的金属这一发现是由桑迪亚国家实验室和德克萨斯农工大学的研究小组共同完成的。7月19日,《自然》杂志对他们的研究成果进行了介绍。在这幅桑迪亚国家实验室发现的金属纳米级自愈合艺术效果图中,绿色标记为裂缝形成的位置,然后重新融合在一起。红色箭头表示意外触发这一现象的拉力方向。资料来源:丹-汤普森,桑迪亚国家实验室桑迪亚材料科学家布拉德-博伊斯(BradBoyce)说:"亲眼目睹这一切绝对令人震撼。我们已经证实,金属具有内在的自然自愈能力,至少在纳米级疲劳损伤的情况下是如此。"疲劳损伤是机器故障的常见原因。这种损伤表现为由于反复受力或运动而形成的微小裂纹。随着时间的推移,这些裂缝会不断扩大和扩展,直至最终导致设备断裂,用科学术语来说就是失效。博伊斯和他的团队看到消失的裂缝就是这些微小但后果严重的裂缝之一--以纳米为单位。博伊斯说:"从我们电子设备的焊点到汽车的发动机,再到我们驶过的桥梁,这些结构经常会由于循环加载导致裂纹产生并最终断裂,从而发生不可预知的故障。当它们发生故障时,我们不得不面对更换成本、时间损失,在某些情况下甚至会造成人员伤亡。这些故障对美国的经济影响每年以千亿美元计。"桑迪亚国家实验室研究员RyanSchoell使用由KhalidHattar、DanBufford和ChrisBarr开发的专业透射电子显微镜技术研究纳米级疲劳裂纹。资料来源:克雷格-弗里茨,桑迪亚国家实验室虽然科学家们已经开发出了一些自修复材料,主要是塑料,但自修复金属的概念在很大程度上还停留在科幻小说的范畴。"金属的裂缝只会越来越大,而不会越来越小。甚至我们用来描述裂纹生长的一些基本方程也排除了这种愈合过程的可能性,"博伊斯说。然而,这一由来已久的观念在2013年开始受到MichaelDemkowicz的挑战,他当时是麻省理工学院材料科学与工程系的助理教授,现在是德克萨斯农工大学的全职教授。Demkowicz发表了一项基于计算机模拟的新理论,认为在特定条件下,金属应该能够焊接封闭磨损造成的裂缝。Demkowicz的理论是在桑迪亚国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室联合运营的能源部用户设施"集成纳米技术中心"无意中得到证实的。。现任田纳西大学诺克斯维尔分校副教授的哈立德-哈塔尔(KhalidHattar)和现供职于能源部核能办公室的克里斯-巴尔(ChrisBarr)在发现这一现象时正在桑迪亚进行实验。他们当时只是想评估裂缝是如何在一块纳米级的铂金中形成和扩散的,他们使用了自己开发的一种特殊电子显微镜技术,以每秒200次的速度反复拉扯金属的两端。令人惊讶的是,实验进行了大约40分钟后,破坏的方向发生了逆转。裂缝的一端重新融合在一起,就像在重走自己的路一样,没有留下任何痕迹。随着时间的推移,裂缝沿着不同的方向重新生长。了解这一理论的博伊斯与Demkowicz分享了他的发现。随后,这位教授在计算机模型上重现了实验,证实在桑迪亚看到的现象与他多年前的理论相同。他们的工作得到了能源部基础能源科学科学办公室、国家核安全局和国家科学基金会的支持。关于自修复过程还有很多未知数,包括它是否会成为制造环境中的实用工具。博伊斯说:"这些发现在多大程度上具有普遍性将成为广泛研究的课题。我们展示了纳米晶金属在真空中发生的这种情况。但我们不知道这是否也能在空气中的传统金属中诱发。尽管存在种种未知,但这一发现仍然是材料科学前沿的一次飞跃。"Demkowicz说:"我希望这一发现能够鼓励材料研究人员考虑,在适当的情况下,材料可以做出我们意想不到的事情。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372193.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1372193.htm

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科学家将癌细胞变成逻辑门以揭开其运动的秘密

科学家将癌细胞变成逻辑门以揭开其运动的秘密多年来,机械工程教授BumsooHan和他的研究小组一直在研究癌细胞。他建立了微流体结构来模拟它们的生物环境;他甚至用这些结构建立了一个"时间机器"来逆转胰腺癌细胞的生长。"在我们的实验中,我们一直在观察和研究这些癌细胞如何迁移,因为这是癌症转移的一个重要方面,"Han团队的博士后研究人员Hye-ranMoon说。"但这是不同的。我们正试图解决这些行为背后的基本机制。而这是非常具有挑战性的,因为细胞是非常复杂的分子系统,而且它们会接触到导致它们移动的多种线索。"这些线索之一涉及化学线索,许多细胞天生就被吸引(很像蚂蚁追寻气味线索)。另一个是液体流动;如果液体在细胞周围朝某个方向流动,许多细胞就会顺势而行。因此,如果一个细胞在移动,怎么能知道它是由化学物质、液体运动或两者共同驱动的呢?该团队采用了一个三元逻辑门模型来分析这些线索,并预测细胞在不同环境下会如何移动。他们的研究已经发表在《芯片实验室》(LabonaChip)上,这是英国皇家化学学会的一份期刊。他们的实验是在一个微流控平台上进行的,该平台有一个中心室供细胞使用,还有两个侧面平台。使用这个设备,他们可以复制一个方向的液体流动,也可以复制相反方向的流动,或者根本不流动。他们还可以引入一种已知的化学物质,使细胞迁移。同样,他们可以选择朝一个方向、相反的方向或完全没有方向的趋化作用。这两种线索会相辅相成,还是相互抵消?有了两个线索和三个选择,就有足够的可观察数据来建立一个三元逻辑门模型。逻辑门是一种来自计算的构造,晶体管接受1或0的输入并返回1或0的输出。二元逻辑门接受两个1和0的组合,并根据它是哪种门而输出不同的结果。三元逻辑门做同样的事情,只是有三个可能的输入和输出。1、0和-1。穆恩对细胞在两种不同刺激下的移动方向进行了赋值。如果细胞在流动的方向上移动,那就是1。如果它们没有方向性,那就是0。如果它们朝与流动相反的方向移动,那就是-1。当细胞单独遇到化学品或液体流动时,它们向正方向移动("1")。当两者在同一方向出现时,其影响是相加的(仍然是"1")。然而,当两者的流动方向相反时,细胞向化学品的方向移动("-1"),而不是向液体流动的方向移动。基于这些观察,穆恩推断出一个3×3的网格来简化结果。这些癌细胞的线索现在可以被绘制成图表,就像电气工程师绘制电路图一样。当然,现实世界从来没有那么简单。"Moon说:"实际上,化学刺激是一个梯度,而不是一个开关。细胞只有在引入一定的流量阈值后才会移动;如果你引入太多,细胞就会短路,根本不会移动。我们能够预测这种运动的准确性是一种非线性关系。"穆恩还强调,这个特定的实验非常简单:两个刺激,方向严格相反,在一个单一维度上。下一步将是建立一个类似的实验,但在一个二维平面中;然后在一个三维体积中建立另一个。而这只是开始;一旦施加了多个刺激,并将时间作为第四维的因素,计算就会变得非常复杂。"现在你明白为什么生物学家需要使用超级计算机了!"穆恩说。"这是一个完美的例子,说明微流控设备可以用于癌症研究,"穆恩说。"在生物环境中做这个实验将是非常困难的。但是有了这些设备,我们可以直接深入到单个细胞,在受控环境中研究它们的行为。""这个模型可以适用于远远超过物理上的癌细胞,任何细胞都会受到不同线索的影响,这为研究人员提供了一个框架,以研究这些影响并确定它们发生的原因。遗传工程师也接受了逻辑门模型,将基因视为能产生不同结果的处理器。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343805.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1343805.htm

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