Ученые впервые синтезировали металлорганическое соединение, состоящее из радиоактивного элемента берклий и углерода.

Металлорганические соединения состоят из атомов металлов, окруженных каркасом на основе углерода. Такие соединения, созданные с помощью первых из 15 радиоактивных химических элементов, известных как актиноиды, являются довольно распространенными, особенно это касается урана. Радиоактивный элемент берклий находится дальше урана в периодической таблице, и химики на его основе впервые создали металлорганическое соединение. Это открытие знаменует собой значительный шаг вперед в понимании химического поведения актиноидов и бросает вызов давним теориям о химии элементов, следующих за ураном в периодической таблице химических элементов. Исследование опубликовано в журнале Science.

Радиоактивный химический элемент берклий впервые был обнаружен в 1949 году, и он входит в состав актиноидов в периодической таблице химических элементов. Эти элементы имеют атомные номера от 89 до 103. Берклий имеет атомный номер 97.

Берклий очень тяжело изучать, ведь он очень радиоактивен, и производят очень малое количество этого элемента каждый год. Для манипуляций с этим элементом часто используют один из самых стабильных изотопов: берклий-249.

Именно его использовали химики, чтобы впервые создать металлорганическое соединение на основе берклия и углерода. По словам ученых, им впервые удалось доказать, что между этими двумя элементами образуется химическая связь.

Новое металлорганическое соединение получило название беркелоцен, ведь его структура очень похожа на структуру еще одного металлорганического соединения под названием ураноцен, созданного на основе урана. В беркелоцене атом берклия зажат между двумя углеродными кольцами.

По словам химиков, это открытие дает новое понимание того, как ведут себя берклий и другие актиноиды по сравнению с их аналогами в периодической таблице химических элементов. Учитывая тот факт, что металлоорганические соединения очень чувствительны к кислороду и влаге в воздухе, для синтезирования берклия и углерода были созданы специальные условия.

Химики сделали также неожиданное открытие. Расчеты ученых показали, что атом берклия в беркелоцене проявляет четырехвалентное состояние окисления, которое стабилизируется химическими связями между берклием и углеродом. Но это противоречит традиционному пониманию периодической таблицы химических элементов, которое предполагает, что берклий будет вести себя скорее как лантаноид тербий.

Химики считают, что это открытие требует разработки более точных моделей поведения актиноидов в периодической таблице химических элементов. Такие модели имеют решающее значение для решения критических вопросов, связанных с долгосрочным хранением и очисткой ядерных отходов.

Источник: Interesting Engineering

Китайские ученые создали 2D-транзистор, превосходящий новейшие кремниевые чипы

Исследователи из Пекинского университета объявили о создании нового 2D-транзистора, который, по их словам, является самым быстрым в мире. По данным газеты South China Morning Post (SCMP), этот транзистор работает на 40% быстрее, чем новейшие 3-нм кремниевые чипы Intel и TSMC, при этом потребляя на 10% меньше энергии.

Прорыв в полупроводниковых технологиях

Научное сообщество уже давно ищет альтернативу кремнию в производстве полупроводников. Американские исследователи ранее доказали, что кубический арсенид бора обладает превосходными свойствами для создания чипов. Теперь же китайские ученые представили собственное решение – транзистор на основе висмута, который, как утверждается, превзошел все существующие аналоги по скорости и энергоэффективности.

“Это самый быстрый и эффективный транзистор из когда-либо созданных”, – заявили в Пекинском университете.

Новая стратегия Китая в разработке чипов

Руководитель исследования, профессор Пэн Хайлиня, отметил, что большинство инноваций в сфере полупроводниковых технологий сосредоточены на улучшении уже существующих материалов. Однако разработка их 2D-транзистора на основе висмута — это не просто эволюция, а принципиально новый подход.

“Хотя этот путь и возник из-за необходимости, связанной с текущими санкциями, он также заставляет исследователей искать решения с новых точек зрения”, — подчеркнул профессор.

Как это повлияет на индустрию?

Если технология подтвердит свою эффективность в промышленном производстве, Китай сможет существенно укрепить свои позиции в сфере полупроводников. Это особенно важно в условиях технологической гонки и санкционных ограничений. Возможность выпуска более мощных и энергоэффективных процессоров без зависимости от кремния может стать серьёзным преимуществом в развитии электроники будущего.

Источник: SCMP

GE Vernova представила новую технологию турбин, оживляющую водоёмы и повышающую эффективность гидроэлектростанций

Компания GE Vernova из США разработала инновационные аэрационные турбины, которые не только делают производство гидроэлектроэнергии более стабильным, но и помогают восстановлению экосистем водоёмов. Эта технология позволяет электростанциям работать более гибко и эффективно, что делает их отличным дополнением к солнечной и ветровой энергетике, сообщает журнал Water Power.

Революция в гидроэнергетике

Инженеры GE Vernova создали новую турбину, которая не только вырабатывает электричество, но и насыщает воду кислородом. Это решает одну из ключевых проблем гидроэлектростанций — снижение уровня растворённого кислорода в воде, что негативно сказывается на экосистемах. Новая технология позволяет не только сохранять биоразнообразие, но и повысить общую эффективность энергетических систем.

Основной принцип работы турбины заключается в наличии специальных отверстий в лопастях. Они позволяют впрыскивать воздух в воду во время её прохождения через турбину. Этот процесс напоминает работу реактивных двигателей: воздух засасывается внутрь, затем создаёт мелкие пузырьки, которые более эффективно распределяют кислород в воде.

Как новая турбина влияет на окружающую среду?

Повышение уровня кислорода в воде играет ключевую роль в поддержании водной экосистемы. Кислород жизненно необходим всем водным организмам — от микроскопического планктона до крупных рыб. Его нехватка может привести к гибели водных обитателей, нарушению природного баланса и ухудшению качества воды.

Снижение уровня кислорода в реках и водохранилищах часто становится результатом деятельности гидроэлектростанций. Новая технология GE Vernova решает эту проблему, позволяя плотинам не только генерировать энергию, но и поддерживать экологическое равновесие.

Гибкость и эффективность

Одним из главных преимуществ новой турбины является её способность эффективно работать при низком потоке воды. В отличие от традиционных турбин, которые требуют высокой скорости течения и работают на нагрузке от 50% до 100%, новая технология позволяет запускать генерацию даже при минимальном потоке.

Благодаря этому гидроэлектростанции могут интегрироваться с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечные панели и ветрогенераторы. Это особенно важно для создания стабильных энергосистем, поскольку солнечная и ветровая генерация часто страдают от нестабильности погодных условий.

Разработка GE Vernova открывает новые перспективы для гидроэнергетики, делая её не только более эффективной, но и экологически безопасной.

Источник: Water Power