En Son Bilim Haberleri

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Bilim insanları bilginin kütleye sahip olduğunu ve simülasyon teorisini desteklediğini iddia ediyor

Portsmouth Üniversitesi'nden Melvin Vopson'ın araştırması, bilginin kütleye sahip olabileceğini ve simülasyon hipotezini desteklediğini öne sürüyor. Bu bulgu, gerçeklik algımızı kökten değiştirebilir.

Portsmouth Üniversitesi'nden bir bilim insanı olan Melvin Vopson, gerçeklik anlayışımızı değiştirebilecek bir makale yayınladı. Araştırması, bilginin kütleye sahip olduğunu ve temel parçacıkların içsel bilgi içerdiğini gösteriyor. Bu keşif, bir bilgisayar simülasyonunda yaşadığımız hipotezini destekleyebilir.

Yeni bir fizik yasası

Vopson, genetik mutasyonların tahmin edilmesine olanak tanıyan bir fizik yasası keşfetti. Araştırması, bilginin evrenin temel yapı taşlarından biri olduğunu öne sürüyor ve gerçekliğimizin gerçekten de bilginin temel bir rol oynadığı bir simülasyon olma olasılığına işaret ediyor.

Vopson'ın keşfi, şaşırtıcı bir şekilde bilgi sistemlerindeki entropinin artmadığı termodinamiğin ikinci yasasına dayanıyor. Bu, biyolojiyi, atom fiziğini ve kozmolojiyi etkileyen yeni bir infodinamik yasası getiriyor.

İnfodinamik yasası

İnfodinamik evrendeki simetriyi açıklar ve simülasyon hipotezini destekler. Simetri, bilgisayarlardaki veri sıkıştırmaya benzer şekilde fazla bilgiyi ortadan kaldırır. Vopson'a göre bu, bir simülasyonda yaşadığımızın kanıtı olabilir.

Simülasyon hipotezi, Elon Musk gibi isimler de dahil olmak üzere bilim insanları ve teknoloji uzmanları arasında popülerlik kazanıyor. Gerçekliğimizin, fizik yasalarının bilgi olarak kodlandığı gelişmiş bir bilgisayar simülasyonu olduğunu öne sürüyor.

Vopson, bilginin evrenin temel yapı taşı olduğunu ve kütleye sahip olduğunu öne sürüyor. Evrenin önemli bir bölümünü oluşturan karanlık madde bile bilgi olabilir. Bu keşif, gerçeklik algımızı önemli ölçüde değiştirebilir.

Kaynak: Essanews

[™ Admin]

 

[™ Admin]

İngiliz Bilim İnsanları, Hiçbir Şarja İhtiyaç Duymadan 5.700 Yıl Dayanan İlk Karbon-14 Pilini Tanıttı

Pillerin asla şarj edilmeye ihtiyaç duymadığı, tıbbi implantların, uyduların ve hatta uzay araçlarının tek bir elektrik kesintisi olmadan binlerce yıl çalışabildiği bir dünyayı hayal edin. Bu bir bilim kurgu değil; Bristol Üniversitesi ve Birleşik Krallık Atom Enerjisi Kurumu (UKAEA) araştırmacıları tarafından geliştirilen devrim niteliğinde bir enerji kaynağı olan karbon-14 elmas pilinin vaadi. 5.700 yıla kadar kullanım ömrüne sahip olan bu yeni teknoloji, güç, sürdürülebilirlik ve hatta nükleer atık hakkındaki düşünce şeklimizi yeniden tanımlayabilir.

Radyoaktif Bozunmanın Gücü

Bu pilin kalbinde, radyokarbon tarihlemesindeki rolüyle daha iyi bilinen bir izotop olan karbon-14 yer alır. Ancak geçmişi ölçmek için kullanılmak yerine, artık geleceği güçlendirmek için kullanılıyor.

Pil, karbon-14'ün radyoaktif bozunması sırasında açığa çıkan enerjiyi yakalayarak ve onu elektriğe dönüştürerek çalışır. Bu süreç tamamen kendi kendini sürdürür ve harici bir girdi veya şarj gerektirmez. Dünyadaki en sert malzemelerden biri olan elmasla çevrili olan bu pil, radyasyonu güvenli bir şekilde hapsederken enerjiyi de istikrarlı bir şekilde çıkarır.

Bunu, güneş ışığından yararlanmak yerine radyoaktif bozunma sırasında yayılan hızlı hareket eden elektronları yakalayan bir güneş hücresinin nükleer enerjili versiyonu gibi düşünün. Sonuç? Neredeyse hayal edilemeyecek bir kullanım ömrüne sahip bir pil. 5.700 yıl sonra bile orijinal şarjının yarısını koruyacaktır.

Nükleer Atıkları Temiz Enerjiye Dönüştürmek

Bu pilin en heyecan verici yönlerinden biri, aynı anda iki sorunu çözmeye yardımcı olmasıdır: enerji depolama ve nükleer atık bertarafı. Bu pillerde kullanılan karbon-14, aksi takdirde radyoaktif atık olarak atılacak olan nükleer reaktörlerin bir yan ürünü olan grafit bloklarından çıkarılır.

Bu malzemeyi uzun ömürlü bir güç kaynağına dönüştürerek, karbon-14 pili yalnızca nükleer atığı azaltmakla kalmaz, aynı zamanda temiz ve güvenilir bir enerji çözümü de sağlar.

Üstelik, elmas kaplama zararlı radyasyonun dışarı çıkmamasını sağlayarak günlük uygulamalarda kullanım için tamamen güvenli hale getirir. Ve sonunda değiştirilmesi gerektiğinde (binlerce yıl sonra), güvenli bir şekilde geri dönüştürülebilir.

Potansiyel Uygulamalar: Kalp Pillerinden Derin Uzay Görevlerine

Bu teknolojinin olanakları oyunun kurallarını değiştiriyor. Mikrowatt seviyesinde sürekli güç ürettiği için, karbon-14 pil, bir pili değiştirmenin veya şarj etmenin zor veya imkansız olduğu uygulamalar için idealdir.

・Tıbbi implantlar: Kalp pilleri, işitme cihazları ve diğer hayat kurtarıcı cihazlar, pil değişimi gerektirmeden onlarca yıl hatta yüzyıllarca çalışabilir. Bu, tekrarlanan ameliyatlarla ilişkili riskleri ve maliyetleri ortadan kaldıracaktır.

・Havacılık ve uydular: Sürekli güneş ışığına maruz kalmayı gerektiren güneş panellerinin aksine, bu piller uyduları ve uzay araçlarını sonsuza kadar çalıştırabilir; hatta uzayın en karanlık noktalarında bile.

・Uzak ve aşırı ortamlar: Derin deniz keşiflerinde, Arktik araştırma istasyonlarında ve uzak askeri operasyonlarda kullanılan cihazlar yüzyıllar boyunca kesintisiz çalışabilir.

Projedeki önde gelen araştırmacılardan biri olan Bristol Üniversitesi'nden Profesör Tom Scott, bu pilin sınırsız bir potansiyele sahip olduğuna inanıyor:

"Sanayi ve araştırma sektörlerindeki ortaklarımızla bu olasılıkları keşfetmek için heyecanlıyız."

Sürdürülebilir Enerjinin Geleceğine Bir Bakış

Karbon-14 elmas pil hala erken aşamalarında, ancak enerji depolama ve sürdürülebilirlik hakkında düşünme şeklimizde muazzam bir değişimi temsil ediyor.

Ultra uzun ömrü, minimum çevresel etkisi ve nükleer atıkları yeniden kullanma yeteneği ile geleneksel pillere karşı ikna edici bir alternatif olarak öne çıkıyor. Günümüzün şarj edilebilir pilleri yalnızca birkaç yıl dayanıp değiştirilmeleri gerekirken, bu teknoloji nesiller, hatta bin yıllar boyunca dayanabilecek bir güç sunuyor.

Kaynak: Daily Galaxy

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Fransa, 22 dakikalık plazma kararlılığıyla füzyon rekoru kırdı, Çin'in nükleer çalışmasını geride bıraktı

Fransa, füzyon enerjisinde yeni bir dönüm noktasına ulaşarak, plazma reaksiyonunu 22 dakikadan uzun süre sürdürdü.

Rekor kıran başarı, Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) tarafından işletilen WEST Tokamak reaktöründe gerçekleşti.

CEA'nın WEST Tokamak'ı, 1.337 saniyelik rekor bir plazma çalışması elde etti; Çin'in 1.066 saniyelik kıstaslarını %25 oranında geride bıraktı ve 10 saniyelik temel çizgiyi alt üst etti.

CEA bir bildiride, "Bu sıçrama, plazmalar ve bunların daha uzun süreler boyunca teknolojik kontrolü hakkındaki bilgimizin nasıl daha olgunlaştığını gösteriyor ve füzyon plazmalarının ITER (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör) gibi makinelerde daha uzun süreler boyunca kararlı hale getirilebileceğine dair umut veriyor" dedi.

Rekor kıran plazma

Iter gibi, füzyon plazmalarını birkaç dakika boyunca sürdürmesi gereken cihazlar için, bu tür sürelere ulaşmak önemli bir dönüm noktasıdır.

CEA'ya göre, nihai amaç, doğası gereği kararsız olan plazmayı yönetirken, onunla temas eden herhangi bir bileşenin radyasyonunu parçalanmadan veya kirletmeden tolere edebilmesini sağlamaktır.

Bu, mevcut rekoru açıklar ve CEA araştırmacılarının başarmayı umduğu şeydir. Füzyon plazmalarında öngörülen koşullara yaklaşmak için, WEST ekibi önümüzdeki birkaç ay içinde yalnızca son derece uzun plazma sürelerini (birlikte birkaç saate kadar) başarmakla kalmayıp, aynı zamanda plazmayı daha da yüksek sıcaklıklara ısıtmak için çabalarını yoğunlaştıracaktır.

Bir CEA tesisi olan WEST, tokamak tabanlı plazma araştırmalarında onlarca yıllık uzmanlığından yararlanmaktadır. Uzun plazma deneyleri için süperiletken bobinlerini ve aktif olarak soğutulan bileşenlerini kullanan küresel bilim insanlarını çekmektedir.

WEST, Japonya'nın JT-60SA, Çin'in EAST, Güney Kore'nin KSTAR ve füzyon enerjisi rekorunu elinde tutan Birleşik Krallık'taki artık kapalı olan Joint European Torus (JET) gibi projelerin yanı sıra daha geniş bir uluslararası füzyon çabasının parçasıdır. CEA araştırmacıları ayrıca önde gelen küresel füzyon girişimi olan ITER'e de katkıda bulunmaktadır.

"WEST, 2 MW ısıtma gücü enjeksiyonu yoluyla hidrojen plazmasını yirmi dakikadan fazla süre koruyarak yeni bir önemli teknolojik dönüm noktasına ulaştı. Deneyler artırılmış güçle devam edecek.

Bu mükemmel sonuç, hem WEST'in hem de Fransız topluluğunun ITER'in gelecekteki kullanımına öncülük etmesini sağlıyor." dedi CEA'da Temel Araştırma Direktörü olan Anne-Isabelle Etienvre bir açıklamada.

Sürdürülebilir enerji mücadelesi

Nükleer füzyon, doğası gereği kararsız plazmayı kontrol etmeyi, minimum yakıt kullanımı ve uzun ömürlü radyoaktif atık olmadan son derece verimli bir enerji kaynağı sunmayı amaçlamaktadır.

Çeşitli füzyon teknikleri arasında manyetik hapsetme füzyonu en gelişmiş olanıdır. Bu yöntem, plazmayı güçlü manyetik alanlar kullanarak toroidal bir bölmede hapseder ve hidrojen çekirdekleri kaynaşana kadar ısıtır. JET, birkaç saniye boyunca 15 MW'lık füzyon gücü üretimi göstermiştir.

Hem WEST hem de ITER'e ev sahipliği yapan Fransa, prototip füzyon reaktörüne ev sahipliği yapmak üzere konumlandırılmıştır. Nükleer reaksiyonlara dayanan füzyon enerjisi, özellikle nötronla ilgili uygulamalarda fisyon teknolojisiyle sinerji paylaşmaktadır.

Ancak, büyük ölçekli füzyon enerjisi üretimi önemli zorluklarla karşı karşıyadır. Altyapı talepleri, çözülmemiş teknolojik engeller ve ekonomik uygulanabilirlik endişeleri, füzyonun 2050 yılına kadar net sıfır karbon hedeflerine önemli ölçüde katkıda bulunmasının pek olası olmadığı anlamına geliyor.

CEA uzmanlarına göre, bu engellerin üstesinden gelmek, füzyonun sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak potansiyelini gerçekleştirmek için çok önemli olacaktır.

Kaynak: IE

[™ Admin]

Fransa, Çin'in başarısını geride bırakarak yeni bir nükleer füzyon rekoru kırdı

Fransa'daki bir nükleer füzyon reaktörü, 22 dakikadan uzun süre kararlı bir plazma döngüsünü sürdürerek daha önce Çin'in elinde olan bir rekoru kırdı.

[™ Admin]

Hidrojen nanoskalada bir süperakışkan haline geliyor ve 50 yıllık tahmini doğruluyor

Düşük sıcaklıklardaki hidrojen nano kümeleri 'süperakışkanlık' sergiliyor; bu, daha önce yalnızca helyumda gözlemlenen sürtünmesiz akışın kuantum hali.

Yeni araştırma, British Columbia Üniversitesi'ndeki (UBC) kimyagerlerin liderliğindeki uluslararası bir ekip tarafından Science Advances'ta yayınlandı.

UBC'de soğuk moleküller konusunda uzman ve makalenin kıdemli yazarı olan Profesör Takamasa Momose, "Bu keşif, kuantum akışkanları hakkındaki anlayışımızı derinleştiriyor ve temiz enerji için daha verimli hidrojen depolama ve taşımasına ilham verebilir" diyor.

1936'da helyumun düşük sıcaklıklarda süperakışkan özelliklere sahip olduğu keşfedildi; helyum atomları sürtünme veya viskozite olmadan son derece dar kanallardan akıyordu. Bazı atomik gazlar da süperakışkanlar gibi davranabilir.

Fizikçi ve Nobel ödüllü Dr. Vitaly Ginzburg, 1972'de sıvı hidrojenin de bir süperakışkan olabileceğini tahmin etmişti; ancak şimdiye kadar, süperakışkan olabilen hidrojen moleküllerinin doğrudan gözlemleri bilim insanlarının elinden kaçmıştı.

Nano boyutta ultra soğuk laboratuvarlar yaratmak

Hidrojeni sıvı formda incelemek genellikle imkansızdır; -259°C'de (-434°F) katı hale gelir. Ancak, Dr. Momose ve Japonya'daki RIKEN ve Kanazawa Üniversitesi'ndeki meslektaşları, -272,25°C'de (0,4 K) helyum nano damlacıklarının içine küçük hidrojen molekülü kümeleri hapsederek, hidrojeni düşük sıcaklıklarda bile sıvı formda tutmayı başardılar.

Daha sonra ekip, hidrojen kümesine bir metan molekülü yerleştirdi ve lazer darbeleriyle döndürmeye başladı. Dönen metan molekülü, süperakışkanlık için bir kömür madenindeki kanarya gibi davranır; direnç olmadan daha hızlı dönerse, etrafındaki hidrojen süperakışkandı. Yeterli hidrojen molekülü (15 ila 20 molekül) bir kümeye yerleştirildiğinde, metan dirençsiz bir şekilde dönerek hidrojenin bir süperakışkan gibi davrandığını gösterdi.

"Küçük bir sıvı hidrojen damlasında çarpıcı derecede net metan spektrumunu ilk gözlemlediğimizde heyecanlanmıştık," diyor UBC'de kimya alanında doktora öğrencisiyken çalışmayı yürüten Dr. Hatsuki Otani. "Bu, hidrojenin süperakışkanlığının güçlü bir işaretiydi. Daha sonra Kanazawa Üniversitesi'ndeki meslektaşlarımızın teorik sonuçları deneysel verilerimizle mükemmel bir şekilde uyuştu."

Hidrojen, yalnızca yan ürün olarak su salan yakıt hücrelerinde kullanılır; ancak üretim, depolama ve taşıma zorlukları temiz yakıt için altyapı ilerlemelerini sınırlamıştır. Süperakışkan hidrojenin sürtünmesiz akışı, gelecekte daha verimli hidrojen taşımacılığı ve depolama için yeni teknolojilere ilham verebilir.

Kaynak: Phys

[™ Admin]

Bilim insanları, havadan su çekebilen akıl almaz bir malzeme yarattı — işte iç mekan hava kalitesini nasıl dönüştürebileceği

Bir araştırmacı ekibi, iç mekanlardaki hava kalitesini kökten değiştirebilecek potansiyel olarak oyun değiştirici bir yeniliğin kilidini açtı. Bilim insanları, temelde havadan su çekebilen ve oda daha sonra düzgün bir şekilde havalandırılana kadar nemi depolayabilen duvarlar ve tavanlar yarattı.

COVID-19'un dehşetinden sonra, insanlar iç mekan hava kalitesinin çok daha fazla farkına vardı. Nemlendiricilerin ve hava temizleyicilerinin satışları fırladı. Ancak, bu cihazlar basit bir bilimsel gerçeği engelleyemez: İnsanlar dar alanlarda bir araya geldiğinde, hava kaçınılmaz olarak nemle yoğunlaşır.

Çoğu ofis binası ve okul mekanik havalandırma ile donatılmıştır. Bu sistemler etkili olsa da, son derece pahalı olabilir ve çok fazla enerji kullanabilirler.

ETH Zürih'teki bilim insanları, mermer ocağından çıkan atıkları yapı malzemesi olarak kullanarak bu sorunu çözmeye çalıştılar. Daha sonra bağlayıcı olarak metakaolin ve alkali bir çözelti kullandılar ve 3D yazıcıyla bir duvar ve tavan inşa ettiler.

Deney için ekip, Portekiz'deki bir halk kütüphanesinde 15 kişilik bir okuma odasını simüle etti ve sonuçlardan çok memnun kaldılar.

Çalışmanın liderlerinden biri olan yapı fiziği uzmanı Magda Posani, "Sayısal simülasyonlarla yapı bileşenlerinin yoğun kullanılan iç mekanlardaki nemi önemli ölçüde azaltabileceğini gösterebildik" dedi.

Bu atılım, gelecekteki potansiyel inşaat için çok büyük. Malzemeler ve 3D baskı yöntemi, geleneksel bileşenlerden daha uygun maliyetli. Ayrıca çevre için de daha iyiler. Geleneksel mekanik havalandırma ve nem giderici teknolojisi yerine bu tür malzemelere geçiş, zamanla kirliliği önemli ölçüde azaltabilir.

Bu, iç mekan nem sorununu ele alan tek teknolojik gelişme değil. Adept Materials adlı bir şirket yakın zamanda nemi de emebilen bir boya ve astar türü geliştirdi.

Çevreyi korumayı düşündüğümüzde çoğumuz geri dönüşüm veya elektrikli araç kullanma gibi kişisel tercihleri düşünüyoruz. Kişisel sorumluluk önemli olsa da, binalar, perakende mağazaları ve ofis alanları da çevremizi koruma mücadelesinde önemli cephelerdir. Bu yüzden araştırmacıların inovasyonu çok önemlidir.

Gelecekteki binalar bu sorunu ele alan tek yapılar değil. Kohl's gibi şirketler mağazalarında ve depolarında enerji tasarruflu LED aydınlatma kullanmaya karar verdiler. Kohl's bazı lokasyonlarına güneş panelleri bile kurdu.

İsviçre merkezli bilim insanları bu çalışmayı geliştirmeyi ve araştırmalarına devam etmeyi umuyor. Ülke, 2050 yılına kadar net sıfır olma gibi iddialı bir hedef belirledi. Başka bir deyişle, o zamana kadar herhangi bir gaz kirliliği salmak istemiyor. Bu hedefe ulaşmak için son derece çevre dostu binalar inşa etmesi gerekiyor ve bu araştırma önemli bir adım.

Kaynak: TCD

[™ Admin]

Çin, küresel endişeye yol açan iddialı nükleer projesinde kontrolsüz bir şekilde ilerliyor

1947'de, Soğuk Savaş'ın zirvesindeyken, ünlü Manhattan Projesi üzerinde çalışan Chicago Üniversitesi'nden bir grup araştırmacı, Kıyamet Saati'ni yarattı. İnsanlığın atom kaderini önümüzdeki 44 yıl boyunca belirleyen felaket bir metafor. Birçok kez silahsızlandırılıp ortadan kaldırılmasına yönelik girişimlere rağmen, oldukça rekabetçi olmaya devam eden bir bilim, nükleer enerji.

Yeni jeopolitik bağlamda, Çin Asya kıtasında temsil ettiği şeyi iddia etmek için adımlar atıyor gibi görünüyor: hem bilimsel hem de askeri tüm küresel yetkinlikleri emen bir dev. Uydu görüntüleri dünyaya Çin'in teknolojik gelişimi ve inovasyonunun beşiğinde bir lazer füzyon araştırma mega merkezi gösterdi. Mianyang şehrinde, Kaliforniya'daki Amerikan muadili Ulusal Ateşleme Tesisi'nden (NIF) %50 daha büyük bir kompleks inşa edildi.

Peki bu ifşaat ne anlama geliyor ve dünyanın enerji ve askeri geleceği için ne ifade ediyor?

Lazer Füzyonu: Nükleer Gelişimin Anahtarı

Lazer füzyonu veya eylemsiz hapsetme füzyonu, hidrojen çekirdeklerinin muazzam miktarda enerji açığa çıkarmak için füzyona uğradığı Güneş'in içinde meydana gelen süreci taklit etmeyi amaçlayan bir tekniktir. Bunu başarmak için, güçlü lazer ışınları yakıt kapsülünü aşırı sıcaklıklara sıkıştırmak ve ısıtmak için kullanılır ve füzyon reaksiyonunu tetikler. Bu şekilde, yaygın kullanımı yeni temiz enerji üretim biçimleri, yeni malzeme geliştirme ve hatta izotop üretimi yoluyla kanserle mücadele araştırmaları sağlayabilir.

Ancak, bu prosedür aynı zamanda atom silahı geliştirme için de önemlidir, çünkü saha testlerine gerek kalmadan silah ve bombaların test edilmesine olanak tanır. Bu nedenle, lazer füzyonu bir laboratuvarda nükleer patlamanın yeniden yaratılmasını kolaylaştırır ve termonükleer savaş başlıklarının bakımı ve optimizasyonu için önemli veriler sağlar. Dolayısıyla, Çin'de bu amaç için tasarlanmış bir mega merkezin varlığı küresel askeri güç dengesini büyük ölçüde ilgilendiren bir şeydir.

Reuters'ın yaptığı bir analize göre, Mianyang merkezinin tesislerinde hidrojen izotop füzyonu için gerekli olan güçlü lazer dizileri ve bir hedef odası bulunacak. Analiz ve araştırma kuruluşu CNA Corp'tan analist Decker Eveleth'e göre, bu altyapı hem enerji hem de askeri amaçlara hizmet edebilir. Uzman, "Daha gelişmiş nükleer silahlar geliştirme yeteneği uluslararası toplum için büyük bir endişe kaynağıdır" diyor.

NIF'ten Üstün Teknolojiye Sahip Bir Çin Merkezi

Kaliforniya'daki Ulusal Ateşleme Tesisi, füzyon reaksiyonlarını başlatmak için 192 lazeri küçük bir hedefe odaklama yeteneğiyle bilinir. %50 daha büyük olan Çin merkezi, bu ilerlemeleri geride bırakabilir ve lazer füzyonu alanında Çin'e stratejik bir avantaj sağlayabilir.

Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Fransa gibi diğer nükleer güçlerle sıkı bir rekabet içinde olan Mianyang merkezi, bu alandaki araştırma alanında yeni parametreler belirleyebilir ve Çin'i atom geliştirmede yeni lider olarak yükseltebilir. Sürdürülebilir kalkınma üretimini teşvik edecek ancak askeri alanda gerginlikleri de artırabilecek bir yükseliş.

Dünya yakından izlerken, Çin bu mega-altyapının inşası ve genişlemesinde ilerlemeye devam ediyor. Bu, uluslararası manzarayı yeniden tanımlayabilir ve dünyanın deneyimlediği yeni Soğuk Savaş'ta yeni bir gerilim noktası haline gelebilir.

Kaynak: AS USA

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Çinli bilim insanları çığır açan bir yöntemle metalleri atom ölçeğine "sıkıştırıyor"

2004'te grafenin keşfedilmesinden bu yana 2 boyutlu malzemelerle ilgili malzeme bilimi araştırmaları hız kazandı. Grafen, her karbon atomunun üç diğer karbon atomuna bağlandığı şekilde düzenlenmiş bir 2 boyutlu karbon atomu tabakasıdır.

Günümüzde, enerji depolama için MXene'ler gibi çeşitli amaçlar için çeşitli 2 boyutlu malzemeler inceleniyor.

Mevcut 2 boyutlu malzemelerin çoğu, van der Waals (vdW) katmanlı kristal yapıları olarak bilinen katmanlı bir yapısal formda bulunur. Bu malzemeler birçok ilginç özelliğe sahip olsa da, bilim insanları uzun zamandır ince 2 boyutlu metalleri araştırmak istiyordu.

Şimdi, Çin Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü'nden (IOP) araştırmacılar, 2 boyutlu metaller geliştirmek için yeni bir üretim tekniği geliştirdiler.

vdW sıkıştırma olarak bilinen bu yöntem, araştırmacıların metal katmanını Angstrom kalınlık sınırında, yani atom ölçeğinde yapmalarına olanak tanıyan kullanışlı ve evrensel bir üretim tekniğidir.

İnce 2D metallerle ilgili zorluklar

2D malzemelerle uğraşırken en sık görülen vdW yapısı, grafen gibi bir malzemenin bir araya yığılmış tabakalarını ifade eder. Atomlar arasındaki etkileşim, katmanlar içinde güçlüdür ancak katmanlar arasında çok daha zayıftır ve zayıf bir kuvvet olan vdW kuvvetine dayanır.

Bu düzenleme, bu malzemeleri yapışkan not yığınlarından sayfaları soymaya benzer şekilde son derece ince katmanlara veya tabakalara ayırmayı mümkün kılar.

Ancak metaller söz konusu olduğunda, etkileşim katmanlar arasında eşit derecede güçlüdür, bu da katmanları ayırmanın çok daha zor olduğu anlamına gelir. Ek olarak, metal atomları doğal olarak kümelenmeyi tercih eder, bu nedenle tek metal atom katmanları kararsız ve reaktiftir.

Bu zorluklar nedeniyle, grafit üzerinde kullanılan geleneksel yöntemler (ince 2D malzeme tabakaları (grafen) elde etmek için) metaller için kullanılamaz.

Bu engel, çeşitli bilimsel ve teknolojik uygulamalar için incelenmeyi ve kullanılmayı bekleyen bir malzeme sınıfını gizler.

Çözüm

Çinli araştırmacılar tarafından geliştirilen vdW sıkıştırma yöntemi, saf metalleri eritmeyi ve ardından bunları inanılmaz derecede sert, atomik olarak düz iki yüzey arasında sıkıştırmayı içerir.

Bu yüzeyler, metalin düzgün bir şekilde oluşmasını sağlayan yüksek hassasiyetli örsler gibi davranırken, sertlikleri minimum kalınlığa ulaşmak için gereken yüksek basıncın uygulanmasına olanak tanır.

Metal oluşumundan sonra, örsler koruyucu tabakalar olarak hizmet eder, 2D metali kapsüller ve ortama maruz kaldığında oksitlenmesini veya bozulmasını önler.

Araştırmacılar, bizmut, kalay, kurşun, indiyum ve galyum dahil olmak üzere çeşitli metallerden 2D ince tabakalar üretmek için tekniklerini başarıyla kullandılar. Bu metal levhalar altı ila dokuz Angstrom kalınlığında veya iki ila üç atom yüksekliğinde ölçülmüştür.

Özellikle, bizmut levha, önemli ölçüde geliştirilmiş elektriksel iletkenlik de dahil olmak üzere, doğal daha hacimli formuna kıyasla mükemmel fiziksel özellikler ortaya koymuştur.

Çalışmanın ortak yazarı, IOP'den Prof. Zhang Guangyu, bir basın bülteninde, yöntemlerinin amorf (kristal yapısı olmayanlar) ve diğer 2D vdW olmayan bileşikler için de kullanılabileceğini belirtmiştir.

Çok yönlü ve son derece hassas

Yöntem, çok yönlü yaklaşımı nedeniyle öne çıkmaktadır. Sıkma hassasiyetini kontrol ederek, 2D metallerin kalınlığı atomik hassasiyetle kontrol edilebilir, yani malzemeler tek katmanlı, çift katmanlı veya üç katmanlı olabilir.

Yöntemi öne çıkaran bir diğer özellik ise kararlılığıdır. Araştırmacılar, 2D metalleri koruyucu katmanlar (örsler) arasına tamamen yerleştirerek, normal çevre koşullarında kararlı kaldıklarını bulmuşlardır.

Bu, havaya ve neme maruz kaldıklarında hızla bozuldukları için 2D ince malzemeler için önemli bir zorluk olmuştur.

Bunun ne tür ilerlemeler getirdiğini kesin olarak söyleyemesek de, vdW sıkıştırma yöntemi, daha önce erişemediğimiz bir şey olan ince 2D metallerin katmana bağlı özelliklerini inceleme fırsatı sunuyor.

Kaynak: NJ

[™ Admin]

Ömür boyu dayanabilecek güvenli bir nükleer pil

Bazen cep telefonları beklenenden daha erken biter veya elektrikli araçlar hedeflerine ulaşmak için yeterli şarja sahip olmaz. Bu ve diğer cihazlardaki şarj edilebilir lityum iyon (Li-ion) piller genellikle şarjlar arasında saatler veya günler sürer. Ancak, tekrarlanan kullanımla piller bozulur ve daha sık şarj edilmeleri gerekir.

Şimdi araştırmacılar, şarj edilmeden onlarca yıl veya daha uzun süre dayanabilen güvenli, küçük ve uygun fiyatlı nükleer piller için bir kaynak olarak radyokarbonu düşünüyorlar.

Daegu Gyeongbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nde profesör olan Su-il In, sonuçlarını 23-27 Mart tarihleri arasında düzenlenen Amerikan Kimya Derneği'nin (ACS) bahar toplantısında sunuyor.

Li-ion piller için gereken sık şarj sadece bir rahatsızlık değil. İHA'lar ve uzaktan algılama ekipmanları gibi pilleri güç için kullanan teknolojilerin faydasını da sınırlandırıyor.

Piller ayrıca çevre için de kötüdür: Lityum madenciliği enerji yoğun bir işlemdir ve Li-ion pillerin uygunsuz şekilde atılması ekosistemleri kirletebilir. Ancak bağlı cihazların, veri merkezlerinin ve diğer bilgi işlem teknolojilerinin giderek yaygınlaşmasıyla birlikte, uzun ömürlü pillere olan talep artıyor.

Ve daha iyi Li-ion piller muhtemelen bu zorluğun cevabı değil. Geleceğin enerji teknolojilerini araştıran In, "Li-ion pillerin performansı neredeyse doymuş durumda" diyor. Bu nedenle, In ve ekip üyeleri lityuma alternatif olarak nükleer piller geliştiriyorlar.

Nükleer piller, radyoaktif maddeler tarafından yayılan yüksek enerjili parçacıkları kullanarak güç üretir. Tüm radyoaktif elementler canlı organizmalara zarar veren radyasyon yaymaz ve bazı radyasyonlar belirli maddeler tarafından engellenebilir. Örneğin, beta parçacıkları (beta ışınları olarak da bilinir) ince bir alüminyum levha ile korunabilir ve bu da betavoltaikleri nükleer piller için potansiyel olarak güvenli bir seçenek haline getirir.

Araştırmacılar, radyokarbon adı verilen kararsız ve radyoaktif bir karbon formu olan karbon-14 ile bir prototip betavoltaik pil ürettiler. In, "Sadece beta ışınları ürettiği için karbonun radyoaktif bir izotopunu kullanmaya karar verdim" diyor.

Ayrıca, nükleer santrallerin bir yan ürünü olan radyokarbon ucuzdur, kolayca elde edilebilir ve geri dönüşümü kolaydır. Ve radyokarbon çok yavaş bozunduğu için, radyokarbonla çalışan bir pil teorik olarak binlerce yıl dayanabilir.

Tipik bir betavoltaik pilde, elektronlar bir yarı iletkene çarpar ve bu da elektrik üretimiyle sonuçlanır. Yarı iletkenler, birincil olarak enerji dönüşümünden sorumlu oldukları için betavoltaik pillerde kritik bir bileşendir.

Sonuç olarak, bilim insanları daha yüksek bir enerji dönüşüm verimliliği elde etmek için gelişmiş yarı iletken malzemeleri araştırıyorlar; bu, bir pilin elektronları kullanılabilir elektriğe ne kadar etkili bir şekilde dönüştürebileceğinin bir ölçüsüdür.

Yeni tasarımlarının enerji dönüşüm verimliliğini önemli ölçüde artırmak için In ve ekibi, güneş hücrelerinde yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan titanyum dioksit bazlı bir yarı iletkeni rutenyum bazlı bir boya ile hassaslaştırdı. Titanyum dioksit ile boya arasındaki bağı sitrik asit işlemiyle güçlendirdiler.

Radyokarbondan gelen beta ışınları, işlenmiş rutenyum bazlı boya ile çarpıştığında, elektron çığı adı verilen bir elektron transfer reaksiyonları dizisi meydana gelir. Daha sonra çığ boyanın içinden geçer ve titanyum dioksit üretilen elektronları etkili bir şekilde toplar.

Yeni pilde ayrıca boya duyarlı anotta ve bir katotta radyokarbon bulunur. Araştırmacılar her iki elektrodu da radyoaktif izotopla işleyerek üretilen beta ışınlarının miktarını artırdılar ve iki yapı arasındaki mesafeye bağlı beta radyasyon enerji kaybını azalttılar.

Araştırmacılar, prototip pilin gösterileri sırasında, her iki elektrotta radyokarbondan salınan beta ışınlarının, anottaki rutenyum bazlı boyayı tetikleyerek titanyum dioksit tabakası tarafından toplanan ve harici bir devreden geçen bir elektron çığı oluşturduğunu ve bunun sonucunda kullanılabilir elektrik elde edildiğini buldular.

Sadece katotta radyokarbon bulunan önceki bir tasarımla karşılaştırıldığında, araştırmacıların katot ve anotta radyokarbon bulunan pilinin enerji dönüşüm verimliliği çok daha yüksekti ve %0,48'den %2,86'ya çıktı.

In, bu uzun ömürlü nükleer pillerin birçok uygulamaya olanak sağlayabileceğini söylüyor. Örneğin, bir kalp pili bir kişinin ömrü boyunca dayanır ve cerrahi değiştirme ihtiyacını ortadan kaldırır.

Ancak, bu betavoltaik tasarım radyoaktif bozunmanın yalnızca çok küçük bir kısmını elektrik enerjisine dönüştürdü ve bu da geleneksel Li-ion pillere kıyasla daha düşük performansa yol açtı. Beta-ışını yayıcısının şeklini optimize etmek ve daha verimli beta-ışını emiciler geliştirmek için daha fazla çaba sarf edilmesinin pilin performansını artırabileceğini ve güç üretimini artırabileceğini öne sürüyor.

İklim endişeleri arttıkça, nükleer enerjiye ilişkin kamuoyu algısı değişiyor. Ancak hala yalnızca uzak bir konumdaki büyük bir enerji santralinde üretilen enerji olarak düşünülüyor.

Bu çift kaynaklı boya duyarlı betavoltaik hücre pilleriyle, In, "Parmak büyüklüğündeki cihazlara güvenli nükleer enerji koyabiliriz." diyor.

Daha fazla bilgi: 4200925 - Yeni nesil pil: Son derece verimli ve kararlı C14 boya duyarlı betavoltaik hücre 20:00 - 20:20 GMT-4 Çarşamba, 26 Mart 2025. Oda: Oda 29B (San Diego Kongre Merkezi)

Kaynak: Tech Xplore

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

 

[™ Admin]

Bilim insanları ilk kez negatif zamanı gözlemledi

Bilim insanları ışığın maddeyle nasıl etkileşime girdiği konusunda uzun zamandır büyülenmiş durumdalar. Bu merakın merkezinde, farklı malzemelerden geçerken ışığı taşıyan parçacıklar olan fotonlar yer alıyor.

Fotonlar maddelerden geçerken, sadece düz bir şekilde hareket etmezler. Bunun yerine, malzemeler içindeki atomlar bu fotonları emer ve daha sonra tekrar yayarlar. Bu kısa karşılaşma sırasında, atomlar normal durumlarına dönmeden önce geçici yüksek enerji durumlarına girerler. Bu etkileşimleri anlamak, kuantum hafızası ve gelişmiş optikler de dahil olmak üzere son teknoloji teknolojilerin önünü açmıştır.

Son zamanlarda çığır açan bir deney, "negatif zaman" kavramını ortaya atarak geleneksel bilgeliğe meydan okudu. Bu ilgi çekici fikir, belirli şeffaf malzemeler içindeki foton etkileşimleri sırasında yapılan gözlemlerden ortaya çıktı. Çalışma, fotonların araştırmacıların bunları sıfırdan daha az olarak ölçtüğü kadar kısa sürelerde emildiğini ve tekrar yayıldığını gösterdi; dolayısıyla "negatif zaman".

Toronto Üniversitesi'nden Profesör Aephraim Steinberg liderliğindeki çalışma önemli bir tartışmayı ateşledi. Bulgular akran incelemesini beklese de Steinberg bunların önemini vurguluyor. Çalışmayı, tartışmalı kabulüne rağmen kuantum sistemlerindeki garip davranışları çözmek için elzem olarak tanımlıyor.

Geleneksel teorilerde, fotonların her zaman basit bir emilim ve yeniden emisyon zaman çizelgesini takip ettiği varsayılmıştır. Ancak Steinberg'in ekibi bu olayların görünüşte geriye doğru gerçekleşebileceğini ve kuantum mekaniğindeki zamanla ilgili yerleşik fikirleri bozabileceğini keşfetti.

Kuantum Mekaniği ve Negatif Zaman Kavramı

Bu kafa karıştırıcı kavramı basitleştirmek için, bir tünele giren arabaları hayal edin. Öğlen vakti bin araba girerse, doğal olarak daha sonra çıkmalarını beklersiniz. Şaşırtıcı bir şekilde, öğleden biraz önce, saat 11:59 civarında bazı arabaların çıktığını fark edebilirsiniz. Bu senaryo, araştırmacıların fotonlar ve negatif zaman hakkındaki bulgularıyla paralellik göstermektedir.

Daha önce, bilim insanları bu tür garip zamanlamayı yalnızca ölçüm hataları olarak reddetmişlerdi. Ancak Steinberg ve meslektaşları bu sonuçların gerçek kuantum fenomenlerini yansıttığını ileri sürüyorlar. Bu tuhaf zamanlamaların kuantum mekaniğinin olasılık dünyasında doğal olarak ortaya çıktığını öne sürüyorlar.

Cesur iddiaları fizikçileri zaman ve enerjinin temel kavramlarını yeniden gözden geçirmeye zorluyor. Kuantum mekaniğinin araştırmacıların keşfetmesi için hala ne kadar gizem ve sürpriz barındırdığını vurguluyor.

Kaynak: TBN

[™ Admin]

Çin, gizliliği kaldırılmış ABD belgelerini kullanarak dünyanın ilk çalışan toryum reaktörünü inşa ediyor

Çinli bilim insanları, çalışan bir toryum erimiş tuz reaktörüne taze yakıt yükleyerek temiz enerjide önemli bir atılım gerçekleştirdiler.

Bunu reaktör çalışmaya devam ederken yaptılar ve bu, nükleer enerjide uranyuma göre daha güvenli ve daha bol bulunan bir alternatif olarak toryumun kullanılması yönündeki küresel çabada önemli bir adım oldu.

Bu dönüm noktası, 8 Nisan'da Çin Bilimler Akademisi'nde (CAS) düzenlenen kapalı kapılar ardındaki bir toplantıda açıklandı. Proje baş bilim insanı Xu Hongjie, haberi meslektaşlarıyla paylaştı.

Toryum reaktörü Çin'de gerçek dünya operasyonuna başladı

Guangming Daily'ye göre, deneysel ünite Gobi Çölü'nde bulunuyor ve 2 megavat termal güç üretiyor.

Yakıtı taşımak ve ısıyı yönetmek için erimiş tuz kullanırken, toryum radyoaktif yakıt kaynağı olarak hizmet ediyor.

Uzmanlar uzun zamandır toryum reaktörlerini enerji inovasyonunda bir sonraki sıçrama olarak görüyorlardı. Bazı bilim insanları, İç Moğolistan'daki toryum açısından zengin tek bir madenin, teorik olarak Çin'in enerji ihtiyacını, mevcut uranyum bazlı reaktörlerden çok daha az radyoaktif atıkla on binlerce yıl boyunca karşılayabileceğini tahmin ediyor.

Xu, Çin'in küresel liderliğe geçtiğini ilan etti. Toplantıda, "Artık küresel sınıra öncülük ediyoruz," dedi.

Uluslararası yarışı klasik bir masalla karşılaştırarak, "Tavşanlar bazen hata yapar veya tembelleşir. İşte o zaman kaplumbağa şansını yakalar." diye ekledi.

Toryum nükleer enerjinin geleceğini neden değiştirebilir?

Toryum, nükleer yakıt olarak uranyuma göre çeşitli avantajlar sunar. Dünya kabuğunda çok daha bol miktarda bulunur ve daha az uzun ömürlü radyoaktif atık üretir.

Yan ürünleri de silahlandırma için daha az uygundur, bu da güvenlik risklerini azaltır. Erimiş tuz teknolojisiyle birleştirildiğinde, reaktör tasarımı atmosferik basınçta çalışır ve doğal olarak aşırı ısınmayı sınırlar, genel güvenliği iyileştirir.

Bu özellikler, temiz ve güvenli enerji kaynakları için çabalayan bir dünyada toryum reaktörlerini çekici kılıyor.

Çin ilerliyor

1960'larda, Amerikalı araştırmacılar erken erimiş tuz reaktörleri inşa edip test ettiler, ancak ABD sonunda programı uranyum bazlı teknoloji lehine rafa kaldırdı. Xu, "ABD araştırmalarını kamuya açık bıraktı ve doğru halefi bekledi," dedi. "Biz o haleftik."

Xu ve CAS Şanghay Uygulamalı Fizik Enstitüsü'ndeki ekibi, gizliliği kaldırılmış Amerikan belgelerini inceledi, eski deneyleri yeniden yarattı ve ardından teknolojiyi daha da geliştirdi. "Literatürdeki her tekniğe hakim olduk - sonra daha da ileri gittik," dedi.

Ekibin çabaları hızla arttı. Mevcut reaktörün inşası 2018'de başladı ve ekip birkaç düzine araştırmacıdan 400'den fazlasına çıktı.

Birçoğu tatillerini atladı ve yılın büyük bölümünde sahada kaldı. Reaktör Ekim 2023'te kritikliğe ulaştı, Haziran 2024'te tam güçte çalışmaya başladı ve sadece dört ay sonra operasyondaki toryum yeniden yüklemesini başarıyla tamamladı.

Daha büyük toryum reaktörleri halihazırda yapım aşamasında

Xu, yalnızca akademik sonuçları kovalamak yerine gerçek dünya çözümü oluşturmaya odaklanarak daha zor ama daha anlamlı yolu seçtiklerini söyledi. "En zor ama doğru yolu seçtik" dedi.

Ayrıca sembolik zamanlamaya dikkat çekerek "57 yıl önce bugün - 17 Haziran - Çin ilk hidrojen bombasını patlattı" dedi. Şimdi Çin, küresel enerji pazarında benzer bir yıkıcı etki hedefliyor.

Ülke, 2030 yılına kadar kritikliğe ulaşması ve 10 megavat elektrik üretmesi planlanan çok daha büyük bir toryum erimiş tuz reaktörü inşa ediyor.

Bu arada, Çin'in gemi inşa endüstrisi de sıfır emisyonlu deniz taşımacılığını mümkün kılabilecek toryumla çalışan konteyner gemileri için planları açıkladı.

Kaynak: IE