中汇在线:这种类型的显微镜所使用的高压的电子束在纳米晶体中造成了断层和孔洞

2022-01-14 15:57:56 by Admin 波段操作
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  • 太阳能

  据报道,以色列理工学院的科学家们正在开发可用于太阳能电池板和其他电子设备的自修复纳米材料。从《终结者》到《蜘蛛侠》,能自我修复的机器人和设备在科幻电影中比比皆是。,注册12.9年的字母,没少向市场奉献啊 ,图片评论 ,两条傻狗自弹自唱 4块不见不散 海狗 ,你也发现了?[大笑]醉货嗝屁之后,居然就能上涨。 ,[大笑] 郑襄公姬坚

  然而,在现实中,磨损会降低电子设备的效率,直到它们需要更换。试想一下,如果有一天,你摔碎了的手机屏幕会在一夜之间自我修复,又或者为卫星提供能量的太阳能电池板会不断修复由微型陨石造成的损害,这个世界会变成怎样?

  事实上,自修复材料的领域正在迅速扩大,过去的科幻小说内容可能很快就会成为现实,这要归功于以色列理工学院的科学家,他们开发了能够自我修复的生态友好型纳米晶体半导体。其研究成果已于近期发表在了著名科学期刊《先进功能材料》杂志上。

  根据研究人员的描述,其中一组被称为双钙钛矿的材料在被电子束辐射损坏后显示出自愈特性。钙钛矿最早在1839年被发现,最近引起了科学家们的注意,因为它们具有独特的电光特性,尽管生产成本不高,但在能量转换方面却非常有效。

  来自材料科学与工程学院和以色列理工学院固态研究所的Yehonadav Bekenstein教授的研究小组正在寻找有毒的铅的绿色替代品和工程无铅钙钛矿。该团队专门从事新材料的纳米级晶体的合成工作。通过控制晶体的成分、形状和大小,他们改变了材料的物理特性。,自己多长个心眼吧!有真有假自己分辨的,请安装个迅雷软件 可以点击:http://www.xunlei.com
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http://61.129.76.84/dload1.html?cid=49469E6B14930CDEF3B7A8A3C17B944E9BC9CDDF,属于深证300的,美国航空航天局(NASA)官员12月4日首次透露,美国计划于2020年开始建立月球基地,进行地球人小规模短期移民,并用4年完成永久性定居。据美联社和《纽约邮报》报道,按照该计划,未来月球基地将可能落户月球南极地区,因为那里可以获取更多太阳能和氢气等资源。这将是人类开始恢复在太阳系进行载人太空探索的第一步,为未来登陆火星做好准备。
2020年重回月球,4年内实现永久定居
据报道,这一震撼人心的太空计划是NASA官员于4日在得克萨斯州休斯敦市第二届太空探险会议上首次透露的。按照该计划,NASA将于2020年前后开始向月球小规模移民。在头4年内,月球基地由于受能源和其他供给的限制,只能接待宇航员为期一周的短期访问。随着条件成熟,接待时间将延长至6个月,直至接受永久居民。
NASA官员解释道,这项兴建月球基地的计划属于人类探索火星计划的一个重要组成部分。在NASA的计划中,拟建中的月球定居点将作为一个人类登陆火星之旅的中途站,不仅提供安全避难所,而且还提供足够的氢气、氧气以制造水,提供火箭燃料。此间媒体评价说,如果这个计划得以执行,这将是人类继于1972年完成“阿波罗”登月壮举以来头一次“重回月球”。
基地选址“南极”,2008年探测器“趟路”
据悉,在上世纪六七十年代的美国“阿波罗”飞船登月计划中,宇航员的活动范围锁定在月球赤道附近的中央地区。
与此不同的是,按照此次NASA的2020年计划,宇航员届时将很可能选择在月球南极定居。这是因为那里一天中有3/4的时间能够享受到阳光的照射,可以充分利用太阳能。此外科学家们认为那里拥有更丰富的氢气、冰等多种有价值的资源。
在宇航员登月之前,NASA将事先进行一系列的机器人探测试验。其中第一步,将是于2008年发射月球轨道探测器。届时,后者将拍摄大量高清晰度的月球地图,并且承担寻找最佳登月地点、液态水等资源的艰巨任务。
为了实现登月计划,NASA计划运用两件法宝,“猪户座”登月探测器和与之配套的登月车。
欢迎国际合作,分摊开发费用
虽然目前NASA既未公布未来月球基地的概念图,也未宣布这项宏伟计划的经济预算。不过NASA欢迎世界其他国家的非政府组织、商业团体积极参与合作,以便共同分摊费用,并且提供包括动力系统、生活设施、月球表面旅行工具在内的相关配件。月球探索小组长斯考特·赫热维茨说,月球极地站将按照科学依据建造,他说:“我们感到很兴奋,因为我们不了解月球极地的任何东西,就像我们不了解火星的情况一样。”
"未来月球居民"名单
目前,《纽约邮报》已经初步评选出了5名“未来月球居民”,他们分别是:豪门艳女、希尔顿酒店女继承人帕丽丝·希尔顿,曾经三次连任的纽约州州长乔治·帕塔基,歌坛巨星芭芭拉·史翠姗,好莱坞巨星汤姆·克鲁斯,纽约出版业和地产巨头莫特·扎克曼。
月球资源与月球勘探
月球是地球惟一的天然卫星、离地球最近的天体,表面保存着自46亿年前形成以来至31亿年以前的地质活动记录,对人们认识地球、太阳系以至整个宇宙的起源和演化历史有重要意义,可以说月球是研究地球起源与演化的最佳“标本”。
一、月球:巨大的资源宝库
探查月亮一直是人类的理想,这不仅因为月球是地球的天然卫星,更重要的还在于月球宝贵的资源和月球位置的价值。
月球有丰富的矿藏,月球上稀有金属的储藏量比地球还多。在月球广泛分布的岩石中,蕴藏有丰富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、硅、钠、钾、镍、铬、锰等矿产,仅月海玄武岩中含有可开采利用的钛金属至少就有100万亿吨。月球上的岩石主要有三种类型,第一种是富含铁、钛的月海玄武岩;第二种是斜长岩,富含钾、稀土和磷等,主要分布在月球高地;第三种主要是由0.1~1毫米的岩屑颗粒组成的角砾岩。月球岩石中含有地球中全部元素和60种左右的矿物,其中6种矿物是地球没有的。
月球的矿产资源极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的沙土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。据悉,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。所以,利用月球进行资源加工可以获取海量月球资源,从而为人类资源的可持续发展开拓新的生长点。
月球的土壤中富含由太阳风粒子积累形成的气体,这些气体尤其是氦-3,是可控制核聚变发电的高效燃料,但它在地球上极为稀少。氦—3是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,利用氘和氦3进行的氦聚变可作为核电站的能源,这种聚变不产生中子,安全无污染,是容易控制的核聚变,不仅可用于地面核电站,而且特别适合宇宙航行。据悉,月球表面土壤中蕴藏着100万到500万吨的氦—3,1吨的氦—3所产生的电量足以供全人类使用1年。从目前的分析看,由于月球的氦3蕴藏量大,对于未来能源比较紧缺的地球来说,无疑是雪中送炭。许多航天大国已将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。西方几个国家正在计划建设可控制核聚变反应堆,预计在30年后,氦-3将成为人类的主要能源,并能让我们的子孙后代使用几万年。
氧占月球土壤含量的40%,这对发展以月球为基地的航天技术意义重大,如由于火箭发动机每燃烧1kg 氢要消耗6kg 氧,如果载人航天器飞经月球以外行星,能在月球上补给氧,那么在地面起飞时,月球以远飞行所需推进剂就可少带6/7,这一设想如能实现,至少能具有像19世纪为火车头补给木柴、为蒸气轮船补给水那种作用。
根据目前的探测结果,月球上的矿产资源极为丰富,其中探测与研究程度较高的有月海玄武岩中的钛铁矿和克里普岩中的稀土元素、钾、磷和铀、钍等。
月海玄武岩是巨大的钛铁矿的储存库。月球表面没有液态水,但由于早期观察者在无法看清月面的情况下,只能凭借丰富的想象力,给月球上许多地方冠上“海” 等的名字。实际上所谓的“月海”是月球表面的平原或盆地,是被一种暗色的、称为玄武岩的物质所覆盖的区域。我们一般把这些区域上的玄武岩称为月海玄武岩。根据目前的探测与分析结果,月球上有22个月海都被玄武岩所充填。
据专家的模式计算,分布在这些月海平原或盆地上的玄武岩的总体积大约有 106万立方公里,以目前地球上钛铁矿开采的品位为参考值,通过已有的探测结果特别是“克莱门汀”号月球探测器的多光谱探测数据,可计算出这些玄武岩中钛铁矿达到开发程度的资源量超过100万亿吨。尽管其模式计算的结果带着很大的推测性与不确定性,但可以肯定的是,月海玄武岩确实蕴藏着丰富的钛铁矿,而且,钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,还是生产水和火箭燃料———液氧的主要原料。遗憾的是,目前对月海玄武岩厚度的探测程度很低,影响了月海玄武岩总体积的计算精度,进而影响了钛铁矿开发利用前景评估的可靠性。因此未来的月球探测应侧重于这方面的研究。
克里普岩是月球主要岩石类型之一,因其富含钾(K)、稀土元素(REE)和磷(P)而得名。此外克里普岩还富含铀、钍放射性元素。根据最近“克莱门汀”号和“月球勘探者”号的探测资料分析,在月球正面风暴洋区域可能就是克里普岩的分布区域,进而对克里普岩出露于月面或近月面进行了成因机制的分析,并估算出其厚度估计有10—20公里。据一些专家的模式计算,克里普岩中稀土元素、钍、铀的资源量分别约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。
对克里普岩的分布区域目前还有争论,但克里普岩所蕴藏的丰富的稀土元素以及钍、铀是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源。此外,月球上其他岩石还蕴藏着丰富的、极具开发潜力的铝、钙、硅等资源。
此外,月球上没有大气、没有磁场、地质构造稳定、弱重力、高洁净的特殊自然条件和自然环境,是进行许多基础科学研究以及制备一些昂贵生物制品与特殊材料的理想场所。月球引力只有地球引力的1/6,从月球上发射航天器比从地球上发生也可节省大量推进剂。
二、大国争先勘探月球
月球资源已被世界所瞩目,有空间技术能力的国家和地区已开始为21世纪占有月球资源做准备。早在“阿波罗”登月时代,美国和前苏联为了探测月球,曾发射过7个系列80多个无人月球探测器。其中美国4个系列(“先驱者”、“徘徊者”、“月球轨道器”、“勘测者”)共36个;前苏联3个系列(月球号、宇宙号和“探测器”系列)共47个。事实上,“阿波罗”计划共产生了3000多项专利,带动了整个20世纪七八十年代全世界的高新技术产业发展;据统计,在阿波罗计划中投入的每1美元平均带来了5美元的效益。
自“阿波罗”飞船登月以后,月球探测进入低潮。1989年7月20日在纪念“阿波罗”登月20周年纪念会上,美国总统布什提了“重返月球、登上火星”的倡议。美航宇局开始制定新的计划即重返月球计划,美国于2001年10月宣布“新前锋月球探测计划”,明确今后的深空探测以月球为主,分无人探测、送机器人上月球、航天员飞上月球三个阶段建立月球基地。
日本以其经济和技术实力,率先拉开90年代又一轮月球探测序幕。1990年1月发射了“飞天”月球探测器。1996年10月正式宣布了建造永久月球基地计划,预计投资260多亿美元,在未来30年内建成月球基地,包括居住、氧和能源生产厂以及月球天文台等。除发展新型运载技术外,将月球软着陆和自主漫游车技术作为最主要的关键技术开发,陆续发射月球先锋-1~3探测器,其中包括2005年将漫游车送上月球。
欧空局各国也十分重视月球开发,欧洲空间局计划在2020年之前分4个阶段进行月球探测。在4个建造月球基地的阶段中,以2002年发射软着陆器为第1阶段,称为月球欧洲演示器(LE-DA)方案。该演示器高2m ,直径4.1m ,起飞质量3.3t ,计划在月球南极区降落,验证月面软着陆和月面移动技术。在第四阶段将完成月球基地建设,宇航员进驻永久性月球基地。
三、中国嫦娥奔月计划
中国在这个方面的研究已开展多年,现在是整装待发,“嫦娥”一旦“飞天”,必将为人类探测月球、开发与利用月球资源和能源做出应有贡献。
从1962年起,我国就开始对美苏两国发射的各种月球探测器进行了跟踪研究。美国在登月前做过多次探月尝试,包括硬着陆和逼近月球等方式并拍回一些照片;美国实现了阿波罗计划;后发射月球车登月考察,最大行程39公里,采集了一些标本并返回地球;最后实现了载人登月。但这样的勘探对于表面积是我国国土面积4倍的月球来说仍然是不全面的。
目前,我国能自主承担从运载火箭、卫星研制、探测仪器、测控能力到对月球信息的处理、样品的分析等全部工作。“嫦娥”主要有七大类任务,中国科学院将承担其中的总体设计、确定科学目标和技术要求,提供全部科学探测仪器,开发全部地面应用系统这三大类任务,并调动国家天文台的50米天线、乌鲁木齐和上海天文台的25米天线和云南天文台的10米天线共同组成长基线干涉测量网辅助完成测控任务。此次探月,月球卫星的设计寿命为1年。月球探测卫星首先发射至同步轨道,周期为12小时,再逐步加速至24小时和48小时,然后进入地月转移轨道,在接近月球时多次遥控减速,最后把它稳定在月球的极轨上。
21世纪初,世界各国月球探测的工程的最终目标,是建立月球基地,开发利用月球丰富的资源、能源和特殊环境,为人类社会的可持续发展提供长期而稳定的支撑。当前,我国近期的探月计划分为三期。
“嫦娥”一期是在最近的2到3年,发射月球探测器。探测任务是测量全月面的三维地形、地貌和地质构造,目的是获取全月面三维影像,高精度立体“地图”将使我们对月球有更深入的了解;探测月球有可能对人类有用的能源、资源的分布特征和分布规律,美国曾对月球上的5种资源进行探测,我们将探测14种;探测月壤厚度及分布,估算氦-3及其他气体的资源量;监测地月空间环境。
“嫦娥”二期是发射月球探测器软着陆和月球车巡视探测。探测地点将根据第一阶段卫星用1年时间拍回的精密“地图”来圈定;精细探测对象是着陆区的土壤、岩石、环境,这将为建设月基天文台,进一步开展月球研究打好基础。
“嫦娥”三期是发射小型采样返回舱、月面钻岩机、月球机器人等,通过月球车、机器人等进行现场探测,采集有关样品,返回地面进行研究,为载人登月和月球基地选址提供有关数据。,集合(简称集)是数学中一个基本概念,它是集合论的研究对象,集合论的基本理论直到19世纪才被创立。最简单的说法,即是在最原始的集合论——朴素集合论中的定义,集合就是“确定的一堆东西”。集合里的“东西”,叫作元素。

  纳米晶体是自然界中保持稳定的最小的物质粒子。它们的尺寸使某些特性更加明显,并使在较大的晶体上不可能实现的研究方法成为可能,例如使用电子显微镜成像,看材料中的原子如何移动。事实上,这就是使无铅钙钛矿中的自我修复被发现的方法。

  据悉,这些钙钛矿纳米颗粒是在Bekenstein教授的实验室里生产的,使用的是一个简短的、简单的过程,包括将材料加热到100几分钟。当研究人员使用透射电子显微镜检查这些颗粒时,他们发现了令人兴奋的现象。这种类型的显微镜所使用的高压的电子束在纳米晶体中造成了断层和孔洞。

  研究人员探索这些孔如何与它们周围的材料相互作用并在其中移动和转化。他们看到,这些孔在纳米晶体内自由移动,但避开了其边缘。研究人员开发了一个代码,分析了使用电子显微镜制作的几十个视频,以了解晶体内的运动动态。

  研究人员发现,孔洞在纳米颗粒的表面形成,然后移动到内部能量稳定的区域。孔洞向内移动的原因被推测为是涂在纳米晶体表面的有机分子。一旦这些有机分子被移除,该小组发现晶体会自发地将孔洞喷射到表面并排出,回到其原始的原始结构。换句话说,这就是自我修复。

  研究人员表示,这一发现是理解钙钛矿纳米粒子自愈过程的重要一步,并为它们与太阳能电池板和其他电子设备的结合铺平了道路。

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