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I nanofili sul grafene crescono da soli

09.05.2013

Gli ingegneri dell'Università dell'Illinois hanno provato a far crescere composti semiconduttori da nanofili su un foglio di grafene e hanno scoperto che i nanofili crescono in un modo completamente inaspettato. Questa scoperta è estremamente importante per l'industria elettronica e cambia il paradigma della tecnologia dell'epitassia.

I nanofili sono minuscole strisce di materiale semiconduttore. Gli esperti ritengono che saranno i nanofili che diventeranno la base dell'elettronica del futuro e saranno ampiamente utilizzati per la produzione di transistor, pannelli solari, laser, sensori, ecc.

Scienziati americani hanno esplorato le possibilità dei nanofili facendoli crescere utilizzando la tecnologia dell'epitassia di van der Waals su un substrato piatto di materiali semiconduttori come il silicio. In particolare, erano impegnati nella coltivazione di fili della cosiddetta classe III-V (tre-cinque). Questi semiconduttori sono essenziali per la creazione di pannelli solari e laser di nuova generazione. In precedenza, gli scienziati hanno già osservato la crescita di nanofili III-V su substrati di silicio.

Recentemente, i ricercatori dell'Università dell'Illinois hanno deciso di provare a coltivare nanofili di indio gallio arseniuro (InGaAs) su un foglio di grafene e hanno trovato un risultato inaspettato. I nanofili InGaAs si sono autoformati in una struttura insolita in cui il nucleo è costituito da un materiale, l'arseniuro di indio, e il guscio esterno è costituito da un altro, InGaAs. Allo stesso tempo, la struttura dei nanofili può essere controllata utilizzando il rapporto tra indio e gallio, che consente di ottimizzare le proprietà ottiche e conduttive dei nanofili.

Molti laboratori stanno lavorando allo sviluppo di una tale tecnologia per nanofili compositi e fino ad ora la produzione di minuscoli fili in una "treccia" di un altro materiale era considerata un processo complesso che richiedeva un approccio speciale. La crescita di nanofili compositi su un substrato di grafene è un grande risultato. Il grafene stesso ha molti vantaggi rispetto al silicio. Quindi, il grafene è flessibile e conduce bene l'elettricità, inoltre, la materia prima per il grafene (carbonio) può essere prelevata direttamente dall'aria. Attualmente, circa l'80% del costo di una cella solare è il costo del substrato di silicio. Se è possibile stabilire una produzione di massa di grafene, ci aspetta una forte riduzione dei costi dell'elettronica e dell'energia solare.

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L’esistenza di una regola entropica per l’entanglement quantistico è stata dimostrata 09.05.2024

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Mini condizionatore Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'estate è tempo di relax e di viaggi, ma spesso il caldo può trasformare questo periodo in un tormento insopportabile. Ti presentiamo un nuovo prodotto di Sony: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che promette di rendere l'estate più confortevole per i suoi utenti. Sony ha introdotto un dispositivo unico: il mini-condizionatore Reon Pocket 5, che fornisce raffreddamento al corpo nelle giornate calde. Con esso, gli utenti possono godersi la freschezza sempre e ovunque semplicemente indossandolo al collo. Questo mini-condizionatore è dotato di regolazione automatica delle modalità operative, nonché di sensori di temperatura e umidità. Grazie a tecnologie innovative, Reon Pocket 5 regola il proprio funzionamento a seconda dell'attività dell'utente e delle condizioni ambientali. Gli utenti possono regolare facilmente la temperatura utilizzando un'app mobile dedicata connessa tramite Bluetooth. Inoltre, per comodità, sono disponibili magliette e pantaloncini appositamente progettati, ai quali è possibile collegare un mini condizionatore d'aria. Il dispositivo può oh ... >>

Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

La produzione di energia solare nello spazio sta diventando sempre più fattibile con l’avvento di nuove tecnologie e lo sviluppo di programmi spaziali. Il capo della startup Virtus Solis ha condiviso la sua visione di utilizzare la Starship di SpaceX per creare centrali elettriche orbitali in grado di alimentare la Terra. La startup Virtus Solis ha svelato un ambizioso progetto per creare centrali elettriche orbitali utilizzando la Starship di SpaceX. Questa idea potrebbe cambiare significativamente il campo della produzione di energia solare, rendendola più accessibile ed economica. Il fulcro del piano della startup è ridurre i costi di lancio dei satelliti nello spazio utilizzando Starship. Si prevede che questa svolta tecnologica renderà la produzione di energia solare nello spazio più competitiva rispetto alle fonti energetiche tradizionali. Virtual Solis prevede di costruire grandi pannelli fotovoltaici in orbita, utilizzando Starship per fornire le attrezzature necessarie. Tuttavia, una delle sfide principali ... >>

Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

Con lo sviluppo della tecnologia e l’uso crescente dell’elettronica, la questione della creazione di fonti energetiche efficienti e sicure sta diventando sempre più urgente. I ricercatori dell’Università del Queensland hanno svelato un nuovo approccio alla creazione di batterie a base di zinco ad alta potenza che potrebbero cambiare il panorama del settore energetico. Uno dei problemi principali delle tradizionali batterie ricaricabili a base d’acqua era il loro basso voltaggio, che ne limitava l’utilizzo nei dispositivi moderni. Ma grazie ad un nuovo metodo sviluppato dagli scienziati, questo inconveniente è stato superato con successo. Nell'ambito della loro ricerca, gli scienziati si sono rivolti a uno speciale composto organico: il catecolo. Si è rivelato un componente importante in grado di migliorare la stabilità della batteria e aumentarne l'efficienza. Questo approccio ha portato ad un aumento significativo della tensione delle batterie agli ioni di zinco, rendendole più competitive. Secondo gli scienziati, tali batterie presentano numerosi vantaggi. Hanno b ... >>

Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Una scoperta rivoluzionaria per la produzione della birra 27.03.2018

Per molti bevitori di birra, il gusto amaro e l'aroma caratteristico del luppolo sono gli attributi più importanti della loro bevanda preferita. Ma il luppolo è molto costoso, consumando 100 miliardi di litri di acqua all'anno solo negli Stati Uniti.

Per aggirare questi problemi, gli scienziati hanno scoperto come produrre birra "luppolata" senza l'uso di... luppolo.

I bioingegneri hanno creato un lievito geneticamente modificato che sintetizza i componenti aromatici del luppolo: gli alcoli terpenici geraniolo e linalolo. Nel processo di produzione della birra con questo lievito, si può omettere il luppolo, il che riduce notevolmente i costi e semplifica il processo di produzione. I test in doppio cieco di un lotto sperimentale della bevanda hanno mostrato che una tale birra ha un gusto e un aroma ancora più pronunciati di una birra americana prodotta in modo tradizionale.

Il luppolo conferisce alla birra il suo caratteristico amaro e aroma. Per ottenere il gusto desiderato, il luppolo viene aggiunto al mosto durante il processo di produzione della birra e per conferire aroma - nelle fasi successive della preparazione della bevanda; questa procedura è chiamata luppolatura della birra. Esistono molte varietà di luppoli che si differenziano per la concentrazione delle componenti aromatiche. Tuttavia, anche all'interno della stessa varietà possono esserci variazioni nel contenuto di oli essenziali, e questo è uno dei motivi per cui le caratteristiche della birra possono essere difficili da standardizzare.

La frazione aromatica del luppolo contiene molti componenti, ma i ricercatori hanno scoperto che due molecole della classe dei terpeni - geraniolo e linalolo - danno il contributo principale alla luppolatura della birra, almeno per le varietà popolari tra i produttori di birra americani. Queste sostanze sono formate da un unico precursore con la partecipazione di due diversi enzimi sintasi.

I bioingegneri dell'Università della California e del Bioenergy Institute di Emeryville (USA), in collaborazione con il produttore di birra californiano Lagunitas, hanno sviluppato una tecnologia che consente di luppare la birra senza l'uso del luppolo. A tale scopo, nel genoma di un ceppo di lievito industriale utilizzato nella produzione della birra sono stati inseriti geni per enzimi per la sintesi di geraniolo e linalolo. Inoltre, i ricercatori hanno imparato a regolare l'espressione di questi geni per modificare di proposito il gusto della birra.

Poiché gli enzimi coinvolti nella sintesi di questi terpeni non sono stati ancora identificati direttamente nel luppolo, gli scienziati hanno testato diversi geni di linalolo e geraniolo sintasi di altre piante aromatiche. Si è scoperto che una versione ridotta dell'enzima della menta e un enzima integrale del basilico mostravano un livello sufficiente di attività nelle cellule di lievito per queste due sostanze. Per consentire la sintesi del precursore terpenico, i bioingegneri hanno dovuto anche sovraesprimere molti degli enzimi del lievito. Per integrare le cassette genetiche nel DNA del lievito, i ricercatori hanno utilizzato il sistema CRISPR-Cas9.

Per testare in pratica la nuova tecnologia, gli autori del lavoro hanno preparato un piccolo lotto sperimentale di birra con ciascuno dei ceppi senza l'uso del luppolo. I lotti di controllo "tradizionali" utilizzavano luppoli Cascade provenienti da cinque diverse fattorie americane. I confronti delle birre hanno dimostrato che l'uso di luppoli provenienti da luoghi diversi provoca variazioni nelle concentrazioni di terpeni e quindi variazioni di sapore. Allo stesso tempo, l'uso del lievito modificato ha dato un risultato più stabile.

Nell'esperimento finale, i ricercatori hanno preparato una birra americana secondo una ricetta classica utilizzando la tecnologia del "dry hopping", quando il luppolo viene aggiunto alla birra già in fase di fermentazione, o con lievito geneticamente modificato. Gli assaggiatori nei test in doppio cieco non hanno notato una differenza significativa tra la presenza o l'assenza di "dry hopping", ma la birra sperimentale, prodotta con lievito modificato, aveva chiaramente un aroma di luppolo.

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