Сайт хіміків для хіміків

Електронний годинник підживлюється рухом зап'ястя власника

SergeyChem — Thu, 26 Nov 2015 11:13:16 GMT

Дослідники із Пекінського Інституту Наноенергетики та Наносистем (Ya Yang) створили електронний годинник з автономним джерелом живлення, який для забезпечення тривалої роботи пристрою конвертує механічну енергію руху зап'ястя власника годинника в енергію електричну. Гібридний наногенератор складається з невеликої коробочки (3.6см x 3.6см x 3см), всередині якої знаходиться магнітна кулька. При русі зап'ястя рух кульки сприяє виробленню електроенергії завдяки як електромагнітним, так і трибоелектричним явищам. Так, електромагнітний ефект генератора проявляється, коли кулька стикається з однією із шести металевих котушок, розташованих в коробці - в цьому випадку механічна енергія кульки перетворюється в електричну. Трибоелектричний ефект проявляється, коли відбувається тертя двох матеріалів один об одного, подібне спостерігається при електризації гребінця після причісування волосся. В якості трибоелектричного генератора енергії в пристрої використовується ремінець годин. Він виготовлений з двох матеріалів, що розрізняються за полярності - нейлону і полімерного композиту. Обидва з'єднані з дном коробочки-генератора і з двома електродами. У момент руху магнітна кулька натискає на ремінець годинника, нейлон і полімер контактує один із одним, а цей контакт викликає трибоелектричні зміни, в результаті чого електрони переходять до електродів. ( Ting Quan et al. ACS Nano, 2015)

Чому лужні метали вибухають у воді?

SergeyChem — Mon, 02 Feb 2015 20:55:01 GMT

Дослідники з Республіки Чехія (Павєл Юнгвірт) закликають переглянути механізм, який лежить в основі бурхливої взаємодії натрію з водою, що часто супроводжується вибухом. Вони припускають, що активний перебіг реакції та «стрибки» лужного металу можуть пояснюватися не займанням водню, що виділяється, як передбачалося раніше, а значною нестабільністю заряду в структурі самого металу. Для детального вивчення феномену Юнгвірт із колегами помістив невелику краплю калій-натрієвого сплаву у воду і спостерігав за вибухом за допомогою високошвидкісної камери, здатної реєструвати 10000 кадрів за секунду. Такий підхід дозволив дослідникам вивчити взаємодію лужних металів із водою із чотирьохсоткратним уповільненням у порівнянні із реальним перебігом цього процесу. Далі, за допомогою методів молекулярної динаміки дослідники продемонстрували, що в результаті накопичення істотного позитивного заряду металева кристалічна гратка сплаву в значній мірі втрачає стійкість. В результаті такої дестабілізації відбувається «кулонівський вибух» (coulomb explosion), відповідальний за збільшення площі поверхні зразка металу, що взаємодіє з водою. Дослідники з Чехії заявляють, що саме це розширення і призводить до бурхливої реакції металу з водою. ( P. E. Mason et al. Nat. Chem., 2015)

Нові сенсори дозволять визначати речовини за запахом

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 08:09:59 GMT

Дослідники з Канади використали струменевий принтер для створення сенсорів, які в присутності цільової біомолекули видають різкий запах. Найчастіше про наявність даної речовини в аналізованої системі ми можемо судити по зміні кольору індикатора або флуоресценції. Карлос Філіп (Carlos Filipe) з Університету МакМастер вирішив розробити сенсор-індикатор, який давав би сигнал про присутність речовини, яку необхідно виявити, у формі запаху. Дослідник підкреслює, що люди регулярно покладаються на нюх у повсякденному житті, однак у наш час застосування нюху для аналітичної хімії можна вважати недооціненим. У новій роботі дослідники повідомляють про розробку «пахучого» індикаторного паперу, до якої сенсорна система иммобілізована і методом друку нанесена на паперову основу, а паперова основа, в свою чергу, може бути сформована в тампон для відбору проб. ( Zhuyuan Zhang et al. Analyst, 2014, 139, 4775-4778)

Повідомлення, отримане парами алкоголю

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 08:07:19 GMT

Проста система кодування повідомлення випаровуваннями алкогольних напоїв, в тому числі й горілкою з подальшою передачою їх на відстань через повітря у вигляді простого текстового повідомлення. Дослідники із США та Канади заявляють, що це є першим прикладом лабораторного моделювання передачі хімічних сигналів тварин та рослин, які реалізуються при їх спілкуванні у живій природі. Наріман Фарсад (Nariman Farsad) та Ендрю Екфорд (Andrew Eckford) із Университету Йорка та Вейсі Гуо (Weisi Guo) із Университету Уорвіка протестували просту хімічну сигнальну систему, за допомогою якої вони закодували фразу «O Canada» в якості потоку одиниць та нулів, користуючись традиційним бінарним кодом. Дослідники змогли передати цю фразу на відстань 4 (чотирьох) метрів за допомогою парів пропан-2-олу, а потім – за допомогою парів етанолу, що вилітали із звичайного стакану з горілкою. (Nariman Farsad et al. PLoS ONE, 2013, 8(12)

Сонячні акумулятори в нашому одязі

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 08:05:18 GMT

Технічний інноваційний прогрес передбачає створення мобільних пристроїв в області споживчої електроніки, що сприяє усуненню потреби окремого перевезення пристроїв. Зокрема, інтеграція гнучких електронних пристроїв з одягом, окулярами, годинниками, і навіть людиною (вживлювати в шкіру) принесе нові можливості порівняно з тим, на що спроможні їх нинішні негнучкі аналоги. Автори статті пропонують замінити ключові компоненти сучасної батареї матеріалами, які підвищуватимуть механічну витривалість батареї, на характеристики якої абсолютно не впливатимуть на ті рухи та дії, що виконує людина під час прогулянки, спілкування або подорожі. (Yong-Hee Lee et al. Nano Lett., 2013, 13 (11), pp 5753–5761)

Жирність молока можна визначити за флуоресценцією

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 08:03:37 GMT

Перший флуоресцентний індикатор, здатний вимірювати вміст жиру в молоці, призначений для посилення контролю якості молока, особливо в областях з недостатньо розвиненою інфраструктурою для проведення аналізів. Головний елемент нової системи визначення жирності молока являє собою гідрофобний діпіррометен, що отримав назву «молочний помаранчевий» (Milk Orange) був виявлений за допомогою скринінгу близько десятка тисяч барвників. Явище, відоме як флуоресценція, индуцована деагрегаціей (disaggregation-induced fluorescence), призводить до того, що інтенсивність флуоресцентних сигналів, які дає ця молекула, збільшується паралельно збільшенню жирності молока і може бути без особливих проблем виміряна за допомогою звичайного детектора флуоресценції. У воді молочний помаранчевий знаходиться в агрегованому стані, що призводить до автогашення флуоресценції. Тригліцериди молочного жиру забезпечують ідеальне середовище для руйнування агрегатів помаранчевого молочного, в результаті чого генерується флуоресцентний сигнал. (Wang Xu et al. Chem. Commun., 2014, 50, pp 10398-10401)

У наступному житті шини стануть акумуляторами

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 08:01:33 GMT

Дослідники із Національної Лабораторії Оук Рідж заявляють, що перероблені автомобільні покришки зможуть реінкарнуватися в літій-іонні акумулятори, які зможуть давати енергію для електромобілів і запасати електрику, отриману в результаті переробки енергії сонця та вітру. Методика дослідників полягає у раніше розробленому і запатентованому ними ж способі виділення піролізної чорною сажі, структура якої багато в чому нагадує структуру графіту. Після ста циклів зарядки/розрядки ємність пристрою з таким анодом становила близько 390 міліампер-годин на грам вуглецевого аноду, що перевищує аналогічні параметри кращих літій-іонних акумуляторів, отриманих на основі комерційно доступних зразків графіту. Дослідники припускають, що такими властивостями нові акумулятори володіють завдяки унікальній микроструктурі вуглецю, отриманого переробкою відпрацювавших своє автомобільних шин. (Amit K. Naskar et al. RSC Adv., 2014, 4, pp 38213-38221)

Селективне розщеплення бензену в м'яких умовах

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 07:59:25 GMT

Ароматичні сполуки і ароматичні фрагменти можна виявити як в петро-, так й олеохімічній сировині, і, зазвичай, для отримання палива або цінних хімічних речовин з копалин або природних ресурсів необхідно проводити селективне розщеплення зв'язку Карбон-Карбон ароматичної системи. У новому дослідженні Жаомін Ху (Zhaomin Hou) з колегами продемонстрував, як за допомогою металлокомплексної сполуки - трьохядерного гідриду титану - можна активувати молекулу бензену і розщепити ароматичні зв'язки Карбон-Карбон досить селективно при відносно низьких температурах. Раніше завдяки щасливому, але при цьому випадковому збігу подій, дослідники вже продемонстрували, що поліметалічні гідридні кластери можуть виступати в якості платформи для активації молекулярного азоту за рахунок кооперативної дії окремих атомів металу, і така активація могла б спростити фіксацію атмосферного азоту та отримання азотних добрив. У новій роботі було виявлено, що ця ж кооперативна дія може виявитися корисною і для активації інших інертних хімічних зв'язків, теаких як C-H і C-C. (Shaowei Hu et al. Nature, 2014, 512, pp 413–415)

Рак легенів можна буде діагностувати за аналізом сечі

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 07:56:04 GMT

Завдяки новому медичному аналізу, заснованому на застосуванні поверхнево-посиленою рамановської спектроскопії [surface enhanced Raman spectroscopy (SERS)], рак легенів може бути діагностований на ранніх стадіях - метод заснований на виявленні біомаркеру раку в сечі. У новій роботі Ройвен Гордон (Reuven Gordon) і співавтори з Університету Вікторії (Канада) розробили метод, що дозволяє швидко і точно визначати AcAm в сечі, причому гранична концентрація виявлення становить 1 нг/мл, при цьому перед проведенням аналізу немає необхідності в очищенні зразка сечі. Для проведення аналізу дослідники модифікували комерційно доступний субстрат для рамановської спектроскопії гідрофобними фрагментами β-циклодекстрину (ці фрагменти сприяли екстракції AcAm з модельної сечі до проведення спектроскопії).(Guangyi Cao et al. Analyst, 2014)

Гвинтові сходи з перилами із молекули

SergeyChem — Thu, 22 Jan 2015 07:53:56 GMT

Хіміки з Університету Базеля (Швейцарія) змогли отримати витончену спіральну молекулу, комбінуючи молекулярні нитки різної довжини. Більш довга нитка обвивається навколо коротшої центральної аналогічно перилам гвинтових сходів. Весь молекулярний агрегат демонструє особливі фізичні властивості. Ефективні масштабовані методи отримання хіральних сполук і молекулярних агрегатів такого типу можуть виявитися корисними для фундаментальних досліджень та мати практичну значимість: такі спіралі з настроюваною хіральністю можуть застосовуватися в якості хіральних каталізаторів синтезу природних сполук, ароматів для парфумерії та харчової промисловості тощо. (Rickhaus M. et al. Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, p. 1-6.)