Добавить новость

Новости сегодня на DirectAdvert

Новости сегодня от Adwile

Учёные создали «дышащий» кристалл: как новый материал изменит энергетику и мир вокруг нас?

Представьте себе материал, который дышит. Не в биологическом смысле, конечно, а на химическом уровне: он вдыхает кислород из окружающей среды, а затем, по команде, выдыхает его обратно. Звучит как научная фантастика? Ещё недавно так и было. Но команда учёных из Кореи и Японии превратила эту идею в реальность, создав уникальный кристалл, способный на такое «дыхание». И это открытие — не просто любопытный лабораторный трюк. Это ключ к технологиям будущего, от чистой энергетики до умных домов.

Так что значит «дышать»?

Давайте сразу разберёмся. Речь идёт о процессе обратимого поглощения и высвобождения кислорода. Новый материал, сложный оксид из стронция, железа и кобальта, делает это с поразительной лёгкостью. При нагревании в определённой газовой среде он «выдыхает» атомы кислорода, а затем, когда условия меняются, «вдыхает» их обратно, возвращаясь в исходное состояние.

Умное окно, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

В чём же фокус? Главное преимущество этого кристалла — его выносливость и условия работы. До сих пор учёные знали материалы, способные на подобные фокусы, но они были либо слишком хрупкими, либо требовали для работы поистине адских температур и давлений. Они рассыпались после нескольких циклов, что делало их практически бесполезными. Новый же материал стабилен, долговечен и работает в сравнительно мягких условиях.

Как говорит один из авторов исследования, профессор Хёнджин Джин из Пусанского национального университета, «это словно дать кристаллу лёгкие». И эти «лёгкие» могут кардинально изменить правила игры во многих отраслях.

a Схематическое изображение процесса восстановления в тонких плёнках SFCO со структурой браунмиллерита на подложке (001) SrTiO₃ путём отжига в формующем газе (3% H₂/Ar). Зелёные, красные, синие и серые сферы обозначают атомы Sr, Fe/Co, Ti и O соответственно. b Рентгеновские дифрактограммы исходных (as-grown) и восстановленных (reduced) плёнок SFCO. c Параметры кристаллической решётки вне плоскости в зависимости от температуры отжига (при фиксированном времени 1 час). d Параметры кристаллической решётки вне плоскости в зависимости от времени отжига при 400 °C. Синяя и жёлтая фоновые области указывают на фазу браунмиллерита и перовскитную фазу с дефицитом кислорода соответственно, подчёркивая температурный диапазон (300-400 °C), в котором происходит структурный переход. Цитирование: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Selective reduction in epitaxial SrFe0.5Co0.5O2.5 and its reversibility. Nat Commun 16, 7391 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62612-1
Автор: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Источник: www.nature.com
Почему это так важно? От топливных ячеек до умных окон

Контроль над кислородом на атомарном уровне — это святой Грааль для многих современных технологий. И вот где «дышащий» кристалл может проявить себя во всей красе.

1. Энергетика будущего. Слышали о водородной энергетике? Одним из её ключевых элементов являются твердооксидные топливные элементы (SOFC). Говоря просто, это устройства, которые смешивают водород с кислородом и получают на выходе электричество, тепло и… обычную воду. Никаких вредных выбросов. Но для эффективной работы им нужны материалы, которые могут легко пропускать через себя ионы кислорода. Новый кристалл — идеальный кандидат на эту роль. Его способность контролируемо впитывать и отдавать кислород может сделать топливные элементы гораздо эффективнее и долговечнее.

2. Умный дом на молекулярном уровне. А как насчёт окон, которые сами подстраиваются под погоду? «Дышащий» кристалл может стать основой для таких «умных» покрытий. Теряя или приобретая кислород, материал меняет свою структуру и, как следствие, теплопроводность. В жаркий день такое окно могло бы «выдохнуть» кислород и стать барьером для солнечного тепла, сохраняя в доме прохладу. А в холодную погоду, «вдохнув» его обратно, оно бы, наоборот, лучше пропускало тепло внутрь.

И это не всё. Подобный принцип лежит в основе «тепловых транзисторов» — устройств, которые смогут управлять потоками тепла так же, как обычные транзисторы управляют электричеством. Это открывает дорогу к созданию сверхэффективных систем охлаждения для компьютеров и другой электроники.

a Атомная структура SFCO со структурой браунмиллерита указывает на три неэквивалентных положения атомов кислорода. На схеме зелёные, синие и красные сферы обозначают атомы Sr, Fe/Co и O соответственно. b Рассчитанные энтальпии образования кислородных вакансий для различных положений атомов кислорода и конфигураций B-site. Цитирование: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Selective reduction in epitaxial SrFe0.5Co0.5O2.5 and its reversibility. Nat Commun 16, 7391 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62612-1
Автор: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Источник: www.nature.com
Магия химии: как это работает?

Вся соль открытия кроется в уникальном поведении ионов кобальта внутри кристаллической решётки. Когда материал нагревается, именно атомы кобальта меняют своё состояние и «отпускают» соседние атомы кислорода.

Самое поразительное, по словам исследователей, заключается в том, что кристалл при этом не разрушается. Он перестраивается в совершенно новую, но тоже стабильную структуру. Представьте себе конструктор LEGO, который может сам разобрать часть себя, превратиться в другую фигуру, а потом, когда нужные детали вернут, собраться обратно в первоначальную форму. Именно эта полная обратимость и делает открытие таким значимым.

«Это важный шаг на пути к созданию умных материалов, способных адаптироваться в режиме реального времени», — подчёркивает профессор Хиромити Ота из Университета Хоккайдо.

a Спектры оптической проводимости плёнок SrFe₁₋ₓCoₓO₂.₅ (x = 0, 0.2, 0.5 и 1.0), демонстрирующие особенности поглощения, зависящие от состава. b Спектры оптической проводимости SrFe₀.₅Co₀.₅O₂.₅ до и после восстановления, подчёркивающие подавление спектрального веса и увеличение ширины запрещённой зоны с 2.47 эВ до 3.04 эВ. На врезке: фотографии исходных (тёмных и непрозрачных) и восстановленных (более светлых и частично прозрачных) плёнок на SrTiO₃, визуально подтверждающие повышение прозрачности при восстановлении. Цитирование: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Selective reduction in epitaxial SrFe0.5Co0.5O2.5 and its reversibility. Nat Commun 16, 7391 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-62612-1
Автор: Lee, J., Seo, YS., Pitike, K.C. et al. Источник: www.nature.com
Что дальше?

Конечно, от лабораторного образца до массового производства умных окон и новых топливных элементов ещё долгий путь. Учёным предстоит проверить материал в более суровых условиях, масштабировать технологию и убедиться в её экономической целесообразности.

Но сам факт создания такого кристалла — это огромный прорыв. Он доказывает, что мы можем создавать материалы с программируемыми свойствами, которые ведут себя почти как живые системы. И кто знает, возможно, уже через десяток лет в наших домах и автомобилях будут работать технологии, которые в буквальном смысле дышат.

Читайте на сайте


Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. Абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city
Музыкальные новости
Новости России
Экология в России и мире
Спорт в России и мире
Moscow.media









103news.com — быстрее, чем Я..., самые свежие и актуальные новости Вашего города — каждый день, каждый час с ежеминутным обновлением! Мгновенная публикация на языке оригинала, без модерации и без купюр в разделе Пользователи сайта 103news.com.

Как добавить свои новости в наши трансляции? Очень просто. Достаточно отправить заявку на наш электронный адрес mail@29ru.net с указанием адреса Вашей ленты новостей в формате RSS или подать заявку на включение Вашего сайта в наш каталог через форму. После модерации заявки в течении 24 часов Ваша лента новостей начнёт транслироваться в разделе Вашего города. Все новости в нашей ленте новостей отсортированы поминутно по времени публикации, которое указано напротив каждой новости справа также как и прямая ссылка на источник информации. Если у Вас есть интересные фото Вашего города или других населённых пунктов Вашего региона мы также готовы опубликовать их в разделе Вашего города в нашем каталоге региональных сайтов, который на сегодняшний день является самым большим региональным ресурсом, охватывающим все города не только России и Украины, но ещё и Белоруссии и Абхазии. Прислать фото можно здесь. Оперативно разместить свою новость в Вашем городе можно самостоятельно через форму.

Другие популярные новости дня сегодня


Новости 24/7 Все города России



Топ 10 новостей последнего часа



Rss.plus


Новости России







Rss.plus
Moscow.media


103news.comмеждународная интерактивная информационная сеть (ежеминутные новости с ежедневным интелектуальным архивом). Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "103 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию.

Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам объективный срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть — онлайн (с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии).

103news.com — живые новости в прямом эфире!

В любую минуту Вы можете добавить свою новость мгновенно — здесь.

Музыкальные новости




Спорт в России и мире



Новости Крыма на Sevpoisk.ru




Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России