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dimanche 31 juillet 2022
SCIOENCESW ENERGIES ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE / ASTEROIDES DIAMANTAIRES !!!
TRADUCTION DU
JOUR :’’ utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=weekly-nwletter>
Asteroid
impacts create diamond materials with exceptionally complex structures
by University
College London
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
‘’ Les impacts d'astéroïdes créent des
matériaux en diamant avec des structures exceptionnellement complexes
par
University College de Londres
Crédit :
Pixabay/CC0 Domaine public
Selon une
étude internationale menée par l'UCL et des scientifiques hongrois, les ondes
de choc causées par la collision d'astéroïdes avec la Terre créent des
matériaux avec une gamme de structures complexes en carbone, qui pourraient
être utilisées pour faire progresser les futures applications d'ingénierie.
Publié
aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences, l'équipe de
chercheurs a découvert que les diamants formés lors d'une onde de choc à haute
énergie provenant d'une collision d'astéroïdes il y a environ 50 000 ans ont
des propriétés uniques et exceptionnelles, causées par les températures élevées
à court terme et extrême pression.
Les
chercheurs affirment que ces structures peuvent être ciblées pour des
applications mécaniques et électroniques avancées, nous donnant la possibilité
de concevoir des matériaux non seulement ultra-durs mais également malléables
avec des propriétés électroniques accordables.
Pour
l'étude, des scientifiques du Royaume-Uni, des États-Unis, de Hongrie, d'Italie
et de France ont utilisé des examens cristallographiques et spectroscopiques de
pointe détaillés de la lonsdaleite minérale de la météorite de fer Canyon
Diablo découverte pour la première fois en 1891 dans le désert de l'Arizona.
Nommée
d'après la cristallographe britannique pionnière, le professeur Dame Kathleen
Lonsdale, la première femme professeur à l'UCL, on pensait auparavant que la
lonsdaleite était composée de diamant hexagonal pur, ce qui la distinguait du
diamant cubique classique. Cependant, l'équipe a découvert qu'il est en fait
composé de diamants nanostructurés et d'intercroissances de type graphène (où
deux minéraux dans un cristal poussent ensemble) appelés diaphites. L'équipe a
également identifié des défauts d'empilement, ou "erreurs" dans les
séquences des motifs répétitifs des couches d'atomes.
L'auteur principal,
le Dr Péter Németh (Institut de recherche géologique et géochimique, RCAES), a
déclaré : "Grâce à la reconnaissance des différents types
d'intercroissance entre les structures de graphène et de diamant, nous pouvons
nous rapprocher de la compréhension des conditions de pression-température qui
se produisent lors des impacts d'astéroïdes. "
L'équipe a
découvert que la distance entre les couches de graphène est inhabituelle en
raison des environnements uniques d'atomes de carbone se produisant à l'interface
entre le diamant et le graphène. Ils ont également démontré que la structure
diaphite est responsable d'une caractéristique spectroscopique jusque-là
inexpliquée.
Le co-auteur
de l'étude, le professeur Chris Howard (UCL Physics & Astronomy) a déclaré
: "C'est très excitant puisque nous pouvons désormais détecter les
structures de diaphite dans le diamant en utilisant une technique
spectroscopique simple sans avoir besoin d'une microscopie électronique
coûteuse et laborieuse."
Selon les
scientifiques, les unités structurelles et la complexité rapportées dans les
échantillons de lonsdaleite peuvent se produire dans une large gamme d'autres
matériaux carbonés produits par choc et compression statique ou par dépôt à
partir de la phase vapeur.
Le co-auteur
de l'étude, le professeur Christoph Salzmann (chimie de l'UCL), a
déclaré : "Grâce à la croissance contrôlée des couches de structures,
il devrait être possible de concevoir des matériaux à la fois ultra-durs et
ductiles, ainsi que des propriétés électroniques ajustables d'un conducteur à
un isolant.
"La
découverte a donc ouvert la porte à de nouveaux matériaux carbonés dotés de
propriétés mécaniques et électroniques intéressantes qui pourraient déboucher
sur de nouvelles applications allant des abrasifs et de l'électronique à la nano
médecine et à la technologie laser."
En plus
d'attirer l'attention sur les propriétés mécaniques et électroniques
exceptionnelles des structures de carbone rapportées, les scientifiques
remettent également en question la vision structurelle simpliste actuelle du
minéral appelé lonsdaleite.
Les
chercheurs sont également reconnaissants au regretté co-auteur, le professeur
Paul McMillan, qui était titulaire de la chaire de chimie Sir William Ramsay à
l'UCL, pour avoir réuni l'équipe, son enthousiasme inlassable pour ce travail
et ses contributions durables au domaine de la recherche sur les diamants.
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COMMENTAIRRES
Ce travail ouvre
un nouveau champ de recherches dans le
domai,e desq hautes temperatures combiné va de tres hautes pressions .A ce
sujet il m a été demandé de parler de la fabrication industriel du diamant qui est devenue de nos jours très utilisée :
la technique de Diam Concept consiste à placer un semis de lamelles de diamant dans un
"réacteur", composé d’un four
à micro-ondes où sont introduits hydrogène et méthane qui, à très haute
température, font cristalliser couche par couche les atomes de carbone, jusqu'à
former un diamant brut . Le prix
était passé de 4000 à 350 dollars en mars 2018, Toutefois, au cours de la même période, le
prix d'un diamant naturel équivalent est passé de 5 850 dollars à 6 150 dollar
.
Le prix d'un
diamant naturel de 2 carats varie de 6
500 $ à 55 000 $, selon la qualité de coupe, la clarté, la couleur et la forme
du diamant…
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX...
Explore further
Ways to synthesize stable diamane at high pressure
More information: Shock-formed carbon materials with
intergrown sp3- and sp2-bonded nanostructured units, Proceedings of the
National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2203672119
Journal information: Proceedings of the National
Academy of Sciences
Provided by University College London
samedi 30 juillet 2022
SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /WEEK28 /LA VOITURE DE DEMAIN ??
Traduction du jour :’’ Possible step toward cheaper
hydrogen-based energy: Predicting performance of catalysts in fuel cells’’by
Wayne Lewis, University of California, Los Angeles
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Une étape
possible vers une énergie à base d'hydrogène moins chère : Prédire les
performances des catalyseurs dans les piles à combustible
par Wayne
Lewis, Université de Californie, Los Angeles
Le groupe de
recherche collabore actuellement avec Toyota Motor Corp. pour développer des
catalyseurs de pile à combustible avec des applications possibles dans le monde
réel. (Photo : véhicule concept Toyota à pile à combustible à hydrogène, 2019.)
. Crédit : Unsplash/Darren Halstead
L'équipe a
développé une méthode pour prédire la puissance et la stabilité des alliages de
platine, deux indicateurs clés de leur performance en tant que catalyseurs dans
les piles à combustible à hydrogène. Ensuite, en utilisant cette technique, ils
ont conçu et produit un alliage qui a donné d'excellents résultats dans des
conditions proches de l'utilisation dans le monde réel. Les résultats sont
publiés dans la revue Nature Catalysis.
"Pour
la durabilité de notre planète, nous ne pouvons pas continuer à vivre comme
nous le faisons, et réinventer l'énergie est un moyen majeur de changer notre
voie", a déclaré l'auteur correspondant Yu Huang, professeur de science et
d'ingénierie des matériaux à l'UCLA Samueli School. of Engineering et membre du
California NanoSystems Institute à UCLA. "Nous avons des voitures à pile à
combustible, mais nous devons les rendre moins chères. Dans cette étude, nous
avons proposé une approche permettant aux chercheurs d'identifier les bons
catalyseurs beaucoup plus rapidement."
Les piles à
combustible produisent de l'énergie en utilisant l'oxygène de l'atmosphère et
l'hydrogène. Une étape clé du processus consiste à utiliser un catalyseur pour
rompre les liaisons entre les paires d'atomes d'oxygène. Les catalyseurs qui
fonctionnent le mieux sont très actifs, afin de conduire la réaction, tout en
étant suffisamment stables pour être utilisés pendant de longues périodes. Et
pour ceux qui conçoivent les piles à combustible, trouver les meilleurs
catalyseurs a été un défi majeur.
Le platine
est le meilleur élément à cet effet, mais sa rareté rend la technologie d'un
coût prohibitif pour une adoption à grande échelle. Un alliage combinant du
platine avec un métal ou des métaux plus facilement accessibles réduirait le
coût, mais il n'y a jamais eu de méthode pratique et réelle pour sélectionner
rapidement quel alliage ferait le meilleur catalyseur.
En
conséquence, les progrès de la technologie ont jusqu'à présent été le fruit
d'essais et d'erreurs.
"Il
s'agit d'un pas en avant décisif vers la conception rationnelle, jusqu'à
l'échelle microscopique, de catalyseurs aux performances optimales", a
déclaré Alessandro Fortunelli du Conseil national italien de la recherche,
co-auteur correspondant de l'article. "Personne n'a jamais proposé de
méthode, théorique ou expérimentale, pour prédire la stabilité des catalyseurs
en alliage de platine."
La nouvelle
méthode prédit à la fois la puissance et la stabilité des catalyseurs en
alliage de platine. Il a été développé à l'aide d'une combinaison
d'expériences, de calculs complexes et de spectroscopie à rayons X, ce qui a
permis aux chercheurs d'identifier avec précision les propriétés chimiques.
Les
chercheurs ont ensuite créé des catalyseurs combinant des quantités précises de
platine, de nickel et de cobalt dans une structure et une configuration
atomiques spécifiques en fonction de leur mesure expérimentale. Ils ont montré
que l'alliage qu'ils ont conçu est à la fois très actif et très stable, une
combinaison rare mais indispensable pour les catalyseurs de piles à combustible.
Huang a
déclaré que la méthode pourrait être appliquée à des catalyseurs potentiels
mélangeant du platine avec un sous-ensemble de métaux au-delà du nickel et du
cobalt.
Les autres
auteurs co-correspondants de l'article sont le chimiste Qingying Jia de la
Northeastern University et le théoricien William Goddard de Caltech. Huang,
dont le laboratoire UCLA était principalement responsable de la conception et
des tests du catalyseur, a déclaré que la collaboration avec des scientifiques
et des ingénieurs d'autres institutions était essentielle au succès de l'étude.
"En
l'absence de l'un de ces partenaires, ce travail serait impossible",
a-t-elle déclaré. "Pour une collaboration à long terme et motivée par la
curiosité comme celle-ci, le plus important est d'avoir les bonnes personnes.
Chacun d'entre nous s'est concentré à creuser profondément et à essayer de
comprendre ce qui se passe. Cela a également aidé que cela C'était une équipe
amusante avec qui travailler."
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COMMENTAIRES
Ce texte est utile mais insuffisamment
documenté sur les resultats obtenus ! Examinons un peu la situation
actuelle sur la competion entre voitures a piles a combustibles et voitures a batteries et
recharges !!Actuellement,
les voitures à pile à combustible coûtent plus de 1,6 fois plus à l’achat et
consomme jusqu’à trois fois plus de carburant, selon votre emplacement (par
rapport au moteur à combustion interne moyen).
Les
batteries se dirigent vers une durée de vie d’un million de miles et une
autonomie de 1000 miles avec une charge de 2 à 4C cette décennie: lorsque les voitures
à pile à combustible seront abordables, les batteries auront rattrapé leur
retard et seront moins chères.
Fondamentalement,
il en coûte plus d’énergie pour conduire par kilomètre en utilisant de
l’hydrogène qu’une batterie en raison de l’efficacité de 60% avec des pertes de
chaleur, en plus d’utiliser l’électricité du réseau pour créer de l’hydrogène
vert. (source)
La voiture
électrique à batterie est la plus efficiente
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Explore
further
Development of high-durability single-atomic catalyst
using industrial humidifier
More information: Jin Huang et al, Experimental
Sabatier plot for predictive design of active and stable Pt-alloy oxygen
reduction reaction catalysts, Nature Catalysis (2022). DOI: 10.1038/s41929-022-00797-0
Journal
information: Nature Catalysis
mercredi 27 juillet 2022
Sciences énergies envirobbzment /le monde selon la physique /WEEK 29::1VOLUTION DES GALAXIES SPIRALES
Traduction du jour
How do galaxies evolv college student may have provided the missing link
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Comment évoluent les galaxies ? Un étudiant a peut-être fourni le chaînon manquant
par l'Université du Massachusetts à Amherst
PHOTO/Crédit : NASA, ESA, Hubble Heritage-Hubble Collaboration et A. Evans
Un étudiant de premier cycle de l'Université du Massachusetts à Amherst a contribué à des travaux importants sur la croissance des étoiles et des trous noirs, fournissant des informations clés sur la manière dont ils sont liés. Ces nouvelles informations permettront au télescope spatial James Webb (JWST) de démêler plus efficacement le fonctionnement exact des galaxies.
Les astronomes savent que l'évolution des galaxies est alimentée par deux processus : la croissance de trous noirs supermassifs au centre de chaque galaxie et la formation de nouvelles étoiles. La relation entre ces processus est restée un mystère et constitue l'une des questions que le télescope spatial James Webb (JWST) récemment lancé explorera. Les travaux de Meredith Stone, diplômée du programme d'astronomie de l'UMass Amherst en mai 2022, aideront les scientifiques à mieux comprendre comment ils sont liés.
"Nous savons que les galaxies grandissent, entrent en collision et changent tout au long de leur vie", déclare Stone, qui a terminé cette recherche sous la direction d'Alexandra Pope, professeur d'astronomie à l'Université du Massachusetts à Amherst et auteur principal d'un nouvel article, récemment publié dans The Revue d'Astrophysique. "Et nous savons que la croissance des trous noirs et la formation d'étoiles jouent un rôle crucial. Nous pensons que les deux sont liés et qu'ils se régulent l'un l'autre, mais jusqu'à présent, il était très difficile de voir exactement comment."
Une partie de la raison pour laquelle il a été difficile d'étudier l'interaction entre les trous noirs et les étoiles est que nous ne pouvons pas vraiment voir ces interactions car elles se déroulent derrière d'énormes nuages de poussière galactique. "Pour les galaxies qui forment activement des étoiles, plus de 90% de la lumière visible peut être absorbée par la poussière", explique Pope, "et cette poussière absorbe la lumière visible".
Cependant, il existe une solution de contournement : lorsque la poussière absorbe la lumière visible, elle se réchauffe, et bien que l'œil humain nu ne puisse pas voir la chaleur, les télescopes infrarouges le peuvent. "Nous avons utilisé le télescope spatial Spitzer", explique Stone, qui commencera ses études supérieures en astronomie à l'Université de l'Arizona cet automne, "collecté lors de la campagne GOALS (Great Observatories All-sky LIRG Survey), pour observer le milieu du gamme de longueurs d'onde infrarouge de certaines des galaxies les plus brillantes qui sont relativement proches de la Terre." En particulier, Stone et ses co-auteurs recherchaient des traceurs révélateurs particuliers qui sont les empreintes digitales de trous noirs et d'étoiles en pleine formation.
La difficulté est que ces empreintes digitales sont extrêmement faibles et presque impossibles à distinguer du bruit général du spectre infrarouge. "Ce que Meredith a fait", dit Pope, "c'est de calibrer les mesures de ces traceurs afin qu'ils soient plus distincts."
Une fois que l'équipe a eu ces observations plus distinctes en main, elle a pu voir qu'en fait, la croissance des trous noirs et la formation d'étoiles se produisent simultanément dans les mêmes galaxies et qu'elles semblent s'influencer mutuellement. Stone a même pu calculer le rapport qui décrit comment les deux phénomènes sont liés.
Non seulement il s'agit d'une réalisation scientifique passionnante en soi, mais le travail de Stone peut être repris par le JWST, avec son accès sans précédent à la lumière du spectre infrarouge moyen, et utilisé pour se concentrer beaucoup plus étroitement sur les questions qui restent. Car bien que Stone et ses co-auteurs, dont Jed McKinney, étudiant diplômé en astronomie de l'UMass Amherst, aient quantifié comment les trous noirs et les étoiles sont liés dans la même galaxie, pourquoi ils sont liés reste un mystère.
xxxxxxxxxxxxxxxxC
COMMENTAIRES
Les conclusions de cet article me semblent imparfaites et prématurée ;c' le JANES WEBB qui aménera nos connaissances a niveau sur les effets de poussières ,sur leur localisation et sur leurs concentration … J’avou rester très scptiques sur la prévision d’évolution générale des galaxies spirales qui puisse etre précise . Cette correlation trous noirs avec formation d "toiles reste a expliquer en profondeur
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More information: Meredith Stone et al, Measuring Star Formation and Black Hole Accretion Rates in Tandem Using Mid-infrared Spectra of Local Infrared Luminous Galaxies, The Astrophysical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac778b
Journal information: Astrophysical Journal
Provided by University of Massachus
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