Catalisadores oscilantes sem erros. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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Catalisadores oscilantes sem erros

09.03.2020

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Minnesota criou uma tecnologia de catalisador oscilante que pode acelerar certas reações químicas sem processos secundários ou erros.

Catalisadores são usados em muitos processos químicos hoje. Eles aceleram as reações químicas diminuindo sua energia de ativação. Uma reação química que ocorre na superfície de um catalisador, como um metal, acelera mais rapidamente do que os processos secundários indesejados. Se a reação alvo for muito mais rápida do que qualquer outra reação lateral, então o catalisador é adequado para a síntese dos produtos mais valiosos. Mas às vezes até mesmo uma leve mistura de subprodutos pode contaminar significativamente o composto final. Além disso, nem em todas as reações, os processos laterais ocorrem muito mais lentamente do que os principais - às vezes são comparáveis a eles em velocidade.

Para resolver esses problemas, cientistas das Universidades de Minnesota e Delaware, da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e da Universidade de Massachusetts Amherst desenvolveram uma nova classe de catalisadores que aceleram drasticamente as reações químicas específicas usando vibrações. Quando a frequência e a amplitude da onda atuante coincidem com as características da reação do alvo, ela se torna milhares de vezes mais rápida do que todos os processos laterais.

"Todas as reações químicas têm suas próprias frequências, como as cordas de um piano ou de um violão", diz o autor principal do estudo, Paul Dauenhauer. Pare."

A descoberta é de particular importância para a produção de produtos químicos-chave nas indústrias de energia, materiais, alimentos e medicina. Os produtos químicos mais importantes são produzidos em grande escala industrial, de modo que mesmo catalisadores bem desenvolvidos formam alguns subprodutos, gerando milhares de toneladas de resíduos por ano. Agora os pesquisadores sabem como lidar com isso.

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A existência de uma regra de entropia para o emaranhamento quântico foi comprovada 09.05.2024

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Mini ar condicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

O verão é uma época de relaxamento e viagens, mas muitas vezes o calor pode transformar essa época em um tormento insuportável. Conheça um novo produto da Sony – o minicondicionador Reon Pocket 5, que promete deixar o verão mais confortável para seus usuários. A Sony lançou um dispositivo exclusivo - o minicondicionador Reon Pocket 5, que fornece resfriamento corporal em dias quentes. Com ele, os usuários podem desfrutar do frescor a qualquer hora e em qualquer lugar, simplesmente usando-o no pescoço. Este miniar condicionado está equipado com ajuste automático dos modos de operação, além de sensores de temperatura e umidade. Graças a tecnologias inovadoras, o Reon Pocket 5 ajusta o seu funcionamento em função da atividade do utilizador e das condições ambientais. Os usuários podem ajustar facilmente a temperatura usando um aplicativo móvel dedicado conectado via Bluetooth. Além disso, camisetas e shorts especialmente desenhados estão disponíveis para maior comodidade, aos quais um mini ar condicionado pode ser acoplado. O dispositivo pode, oh ... >>

Energia do espaço para Starship 08.05.2024

A produção de energia solar no espaço está se tornando mais viável com o advento de novas tecnologias e o desenvolvimento de programas espaciais. O chefe da startup Virtus Solis compartilhou sua visão de usar a Starship da SpaceX para criar usinas orbitais capazes de abastecer a Terra. A startup Virtus Solis revelou um ambicioso projeto para criar usinas de energia orbitais usando a Starship da SpaceX. Esta ideia poderia mudar significativamente o campo da produção de energia solar, tornando-a mais acessível e barata. O cerne do plano da startup é reduzir o custo de lançamento de satélites ao espaço usando a Starship. Espera-se que este avanço tecnológico torne a produção de energia solar no espaço mais competitiva com as fontes de energia tradicionais. A Virtual Solis planeja construir grandes painéis fotovoltaicos em órbita, usando a Starship para entregar os equipamentos necessários. Contudo, um dos principais desafios ... >>

Novo método para criar baterias poderosas 08.05.2024

Com o desenvolvimento da tecnologia e a expansão do uso da eletrónica, a questão da criação de fontes de energia eficientes e seguras torna-se cada vez mais urgente. Pesquisadores da Universidade de Queensland revelaram uma nova abordagem para a criação de baterias de alta potência à base de zinco que podem mudar o cenário da indústria energética. Um dos principais problemas das baterias recarregáveis tradicionais à base de água era a sua baixa voltagem, o que limitava a sua utilização em dispositivos modernos. Mas graças a um novo método desenvolvido por cientistas, esta desvantagem foi superada com sucesso. Como parte de sua pesquisa, os cientistas recorreram a um composto orgânico especial - o catecol. Acabou por ser um componente importante que pode melhorar a estabilidade da bateria e aumentar a sua eficiência. Esta abordagem levou a um aumento significativo na tensão das baterias de iões de zinco, tornando-as mais competitivas. Segundo os cientistas, essas baterias têm várias vantagens. Eles têm b ... >>

Teor alcoólico da cerveja quente 07.05.2024

A cerveja, por ser uma das bebidas alcoólicas mais comuns, tem um sabor único, que pode mudar dependendo da temperatura de consumo. Um novo estudo realizado por uma equipe internacional de cientistas descobriu que a temperatura da cerveja tem um impacto significativo na percepção do sabor alcoólico. O estudo, liderado pelo cientista de materiais Lei Jiang, descobriu que em diferentes temperaturas, as moléculas de etanol e água formam diferentes tipos de aglomerados, o que afeta a percepção do sabor alcoólico. Em baixas temperaturas, formam-se mais aglomerados piramidais, o que reduz a pungência do sabor do "etanol" e torna a bebida menos alcoólica. Pelo contrário, à medida que a temperatura aumenta, os cachos tornam-se mais semelhantes a cadeias, resultando num sabor alcoólico mais pronunciado. Isto explica porque o sabor de algumas bebidas alcoólicas, como o baijiu, pode mudar dependendo da temperatura. Os dados obtidos abrem novas perspectivas para os fabricantes de bebidas, ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo

A transformação de um metal em dielétrico 03.05.2017

Pesquisadores da Escola Superior de Economia e do Jyväskul Nanocenter (Finlândia) demonstraram experimentalmente pela primeira vez o efeito do tamanho quântico em um nanofio metálico. O efeito descoberto é universal e deve ser levado em consideração ao projetar sistemas nanoeletrônicos ultrapequenos.

O estudo mostra como a resistência elétrica de um nanofio de metal feito de bismuto muda de forma não monotônica no processo de diminuição de seu diâmetro e depois aumenta acentuadamente, transferindo o objeto para um estado dielétrico (isolante). Segundo os cientistas, os efeitos de tamanho quântico estão associados a um fenômeno fundamental - a quantização do espectro de energia dos elétrons. E pode ser observado apenas em objetos de tamanhos extremamente pequenos.

"O portador de carga geralmente é um elétron e é impossível determinar sua posição precisa, mas sabemos a probabilidade de estar em uma determinada área. Essa probabilidade é descrita por uma função de onda mecânica quântica, e cada onda tem sua própria escala característica - o comprimento de onda", explica um dos coautores da pesquisa. - Então, se fizermos um condutor cujas dimensões sejam comparáveis ao comprimento de onda dessa onda, haverá uma mudança qualitativa nas propriedades do sistema. Neste caso, falamos de quantização de níveis de energia, ou seja, a divisão do espectro contínuo em níveis bem definidos. Além disso, existe o chamado nível de Fermi, que separa os estados de energia preenchidos dos não preenchidos. do condutor diminui, os níveis de energia começam a se deslocar em relação a esse valor limite e, no momento em que o último nível preenchido cruza o nível de Fermi, a amostra passa do estado metálico para o isolante. e essa é a essência do efeito do tamanho quântico no nosso caso."

Os nanofios foram escolhidos como "cobaias de teste", pois o fio é a base de qualquer circuito elétrico, e um filme fino também foi estudado como exemplo. Existem vários métodos para estudar efeitos de tamanho quântico (QSE). Na primeira, o tamanho da mesma amostra é reduzido de forma consistente; na segunda, são utilizadas várias amostras de diferentes tamanhos.

Os pesquisadores escolheram o primeiro porque acharam que combinava com o experimento "mais limpo". O principal problema neste caso foi a tarefa de reduzir a estrutura para não danificá-la. Os tamanhos das nanoestruturas foram reduzidos por ataque com um feixe direcionado de íons de um gás inerte (argônio), assim "triturando" a superfície. Foi encontrado o modo de processamento ideal, no qual a rugosidade da superfície era de aproximadamente 1 nanômetro (cerca de duas camadas atômicas). Neste caso, o menor diâmetro do fio foi de cerca de 40 nm e o diâmetro inicial foi de cerca de 300 nm. As próprias amostras foram fabricadas usando um processo bastante padrão de litografia por feixe de elétrons e deposição a vácuo direcional. Depois de fazer as amostras e verificá-las cuidadosamente, as melhores foram selecionadas para as medições. Em seguida, o ciclo de ataque de íons e medições foi repetido muitas vezes até o momento em que a estrutura foi afinada a tal limite que simplesmente falhou (ou seja, rasgada).

“O principal resultado do trabalho foi que essa acarinhada transição metal-isolante existe não apenas nos cálculos dos teóricos, mas também pode ser observada experimentalmente. em nanofios, mas sem muito sucesso. Assim, podemos dizer que nosso trabalho é um dos primeiros a demonstrar experimentalmente o efeito de tamanho quântico em um condutor metálico. O efeito de tamanho quântico é um fenômeno universal que deveria estar presente em absolutamente qualquer sistema de Assim, nossa pesquisa permite determinar as limitações fundamentais na miniaturização de elementos de circuitos (nano)eletrônicos", observam os cientistas.

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