Ученые изучения пузырьков и полупроводников в космосе

Исследование

Международная космическая станция превращается в лабораторию материалы исследований, где ученые будут изучать поведение пузырьков и полупроводниковых кристаллов. В июне "Спейс шаттл" Индевор доставлены два новых печей и более 20 ампулах, заполненных образцов для первых 2 Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) материаловедческих экспериментов, которые будут проводиться на космической станции. "В целях совершенствования материалов, необходимых в нашей высокотехнологичной экономики и помочь промышленности создания новых продуктов будущего, ученые НАСА используют низкой гравитации изучить и понять роль обработки играет в создании материалов," объясняет Дональд Гиллис, дисциплины руководитель НАСА для материаловедения на Маршалловых Flight Center (г. Хантсвилл, AL).

Ричард Grugel, ведущий ученый по порообразования Маршалла и мобильности расследований (PFMI), будут изучать "плохих пузыри", которые могут вызвать дефекты в металлических сплавов, применяемых для производства турбинных лопаток. Печи расплава и resolidify образцов из прозрачных материалов, моделирование - succinonitrile, а также succinonitrile / смеси воды. Grugel будет наблюдать и управления экспериментом из комнаты telescience операций в Центре Маршалла, посылая команды смены обработки температуры и других параметров систематически исследовать условия, которые стимулируют движение пузырька и возможное формирование поры.

На Земле, когда расплав металлов, пузырьки, которые образуются в расплавленный материал обычно поднимаются на поверхность, поп и исчезают. В странах с низким тяжести, пузырьки могут двигаться только слегка. Когда пузырьков в материале, они могут проявляться как внутренние трещины, которые уменьшают полезность материала, Grugel заметки.

В других expermient, Александр Острогорский, главный invesigator по кристаллизации Использование перегородка в запаянных ампулах (SUBSA) и эксперимент профессор материаловедения и машиностроения в политехническом институте Rensselaer (Троя, штат Нью-Йорк), будет изучать кристаллизации полупроводниковых кристаллов расплава. кристаллов антимонида индия ранее затвердевших на Земле содержится в цилиндрических стеклянных ампулах, которые космонавты будут вставить в печь SUBSA. Кристаллов будут плавится и затем охлаждают до resolidify в условиях микрогравитации и образуют твердые монокристаллов.

На Земле плавучести постоянно деформируется и перемещается жидкостей сложными способами. В условиях микрогравитации, жидкости практически неизменным. Отсутствие движения легче наблюдать и математически описать то, что происходит, когда кристаллы плавятся и как закрепить материалов для формирования нового кристалла, Острогорский говорит.

Острогорский образцы являются планируется обрабатываться в первую очередь и будут возвращены, когда усилия посещения станции осенью этого года. Эксперименты Grugel начнется позже и будет возвращен на "Атлантисе" в начале следующего года.

2 высокотемпературных печах для обоих проектов будет вложено в области микрогравитации бардачок. Перчаточный ящик содержит перерабатываемых материалов, и имеет большое окно передней со встроенным перчатки, которые позволят космонавтам безопасно проводить практические эксперименты с жидкостями, пламя, частиц и газов. Он был построен Европейским космическим агентством в сотрудничестве с инженерами Центра Маршалла.

Изменения горения

Контроль NO ^ югу х ^ и Hg Одновременно

Новая технология, которая сочетает в себе удаления ртути, контроля оксидов азота и уменьшение содержания углерода в летучей золы в настоящее время разрабатывается GE Energy и экологических исследований корпорации (GE EER; Irvine, CA). Виталий Lissianski, руководитель программы, сообщила на процессе в воздух и Ежегодная конференция отходами Ассоциации состоится в конце июня в Балтиморе, штат Мэриленд.

Многочисленные методы уже доступны для контроля NO, выбросов, в том числе низким NO, горелки, ступенчатое сжигание угля и дожигания (инъекции дожигания угля и overfire воздуха). Эти технологии управления NO,, но генерируют золы с относительно высоким содержанием углерода. (Содержание углерода сообщили в терминах "потерь при прокаливании," LOI, который процентов веса потерял при сжигании.)

Один из методов, разрабатываемых для контроля выбросов Hg coalfired электростанций является введение активированного угля. Тем не менее, это очень дорого, а расходы в диапазоне от $ 25000 до $ 70000 / фунт Hg удалены.

Менее дорогая альтернатива позволяет использовать углерода в летучей золе. Последние экспериментальные данные показали, что углерод в летучей золы могут эффективно поглощать ртуть из дымовых газов, снижение выбросов NO x, Hg и углерода в то же время. В оптимизированных условиях, до 95% Hg удаления возможно, Lissianski докладов.

техники GE EER, упомянутую в качестве Hg / НЕТ, технологии / LOI, включает в себя: процесс сгорания включения NO. контроль, который генерирует высоким содержанием углерода зольной пыли; частиц контрольного устройства (PCD), таких, как тканевых фильтров или электрофильтра и пепельно-система лечения. При установке показано на рисунке, уголь возвращаясь в камеру сгорания снижает NO, выбросы на 50-60% и порождает летучая зола с относительно высоким содержанием углерода. Этот углерод адсорбируется ртути из дымовых газов, как она была собрана в PCD. Собранных золы рассматривается в ashburnout в кипящем слое реактора. Gasphase продукции золы выгорания через постель активированного угля для сбора дополнительной рт.

Летчик-масштабного процесса развития, которая, как предварительные испытания области планируется в течение некоторого времени в следующем году и полномасштабной демонстрации в 2004-2005 годах. Коммерциализация ожидается в 2006 году.

Синтетические Антитела могут выступать в качестве химических сенсоров ОВ

На полимерной основе "синтетических антител," в настоящее время разрабатывается для медицинского применения, могут также предоставлять средства для зондирования и противодействия боевых отравляющих веществ, в соответствии с Бернард Грин, профессор фармацевтической химии в иврите Univ. Фармацевтическая школа (Иерусалим) и главный научный сотрудник Semorex (Балтимор, MD).

Синтетических антител, известных как moleculary запечатлел полимеров (ПОМ), были разработаны для связывания крепко фосфорорганических и других токсинов, таким образом, что эквивалентно естественных антител. ПОМ пористых полимеров с высокой степенью детализации отпечатки конкретного соединения или молекулы. Полости, образованные этими отпечатки высокой реакционной способностью, эффективно захвата целевых молекул. "Очень высокое сродство этих супер-избирательным ПОМ позволяет разработка и производство датчиков, которые могут обнаружить отдельных боевых отравляющих веществ, и отличить их от пестицидов и других коммерческих продуктов, которые могут быть обнаружены в нормальной обстановке", "Зеленый говорит. "Защитные мембраны и ткани, и губки для чистки после химической атаки войны, некоторые из других потенциальных приложений".

Тепловая мощность стекла

Исследователи из Univ. Миссури-Ролла (UMR) разрабатывают специальные очки, которые могут быть использованы для восстановления костей и оказать помощь больных артритом.

Делберт день, профессор керамической техники, объясняет, что смешивание раздробленных частиц стекла с полимерной производит вещество, которое может использоваться для восстановления сломанных или больные кости. Смеси будет выведен на поврежденные кости, где он будет заполнить трещины и клея мелкие кусочки вместе. Когда смесь затвердеет, оно превратится в кости, как вещество, связующее себя оригинальные кости. "Представьте использованием расчеканки пушка для ремонта трещин в вашей ванной комнате. А теперь подумайте потребителей инъекционных не причиняет вреда, но подобные вещества в раздавленного позвонка для заполнения пространства и трещин", говорит он.

День и его коллеги работают также над идеальным биологически стеклянных сфер, которые будут использоваться для облучения артритом суставов. Смаль радиоактивных стеклянных сфер (около одной пятой до одной десятой диаметра человеческого волоса) могут быть введены в больной сустав. После излучения доставляется, сферы постепенно реагирует с жидкостями организма и в конечном итоге исчезают из организма, тем самым безопасным способом подвергать пациентов к радиации.

Аналогичные процедуры можно использовать для лечения других заболеваний, отмечает он. Так, например, полые стеклянные сферы и снарядов, начиненных наркотиками и вводили в тело, или распространения, как крем на кожу и постепенно выпустил в организм человека, могут быть использованы. Этот вид обработки выпускает препарат в более равномерным образом [по сравнению с обычными] способах доставки и задач инфекции или больные области, День говорит. UMR лицензировала эту технологию для компании, которая планирует использовать препарат снаряды, наполненные для лечения кожных заболеваний, таких как псориаз и экзема.

Молекула между электродами создается Atom Single-транзистор

В постоянном стремлении уменьшить размеры транзисторов, ученые Корнельского Univ. (Г. Итака, штат Нью-Йорк) в настоящее время достигла наименьшего возможного предела: транзистор, в которой электроны проходят через один атом. Исследователи создали одноатомный транзистор путем имплантации "дизайнер молекулы" между 2 золотые электроды для создания схемы. Когда напряжение подавалось на транзисторе электроны текла через один атом кобальта в молекуле.

Ключом к новым устройством является разработчиком молекулы синтезировали Гектора Abruna, химии professor.of-химической биологии, а также аспирант Йонас Голдсмит. Атома кобальта в центре молекулы окружена углерода и водорода, и удерживается на месте с обеих сторон молекулярных "ручки" из пиридина. На их внешней стороны, ручки крепятся к атомов серы, которые действуют как "Sticky Fingers", чтобы связь молекулы с золотыми электродами.

Чтобы разместить молекулы между электродами, ученые использовали технологию, называемую электромиграции, в котором все большую текущего проходит через золотую проволоку, вынуждая атомы перейти до разрывов проводов. Молекулы, то "сосать" в разрыв в сильном электрическом поле настоящее, и сера молекулы к золоту. "Используя эту технику, вы можете получить очень надежно провода с зазором порядка нанометра", говорит Пол Мак-Эюэн, профессор физики и соавтор техники.

Мак-Эюэн указывает на то, что Есть еще основные технологические препятствия, которые необходимо преодолеть для того, чтобы создать такой транзистор для электронных устройств. Затем группа планирует сконцентрироваться на инженерных молекулы с двумя различными геометрии, которые могли бы выступать в качестве переключателя, переключение между 2 формы с приложением напряжения.