Grafen Konuştuğunda, Bilim İnsanları Artık Dinleyebilir

Rice laboratuvarındaki kardeşler, grafen üretiminden elde edilen sesin değerli veriler içerdiğini keşfetti

Başlangıçta yayınlanan Rice Üniversitesi, Rice Haberleri.
By Mike Williams

Görmenin inanmak olduğu doğru olabilir ama bazen duymak daha iyi olabilir.

Konuya ilişkin örnek: Rice Üniversitesi laboratuvarındaki iki kardeş, grafen yaparken olağandışı bir şey duydu. Sonuçta sesin kendisinin ürün hakkında değerli veriler verebileceğini belirlediler.

Şu anda Stanford Üniversitesi'nde okuyan Rice mezunu John Li ve o zamanlar New York'ta lise öğrencisi olan ve şu anda Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde birinci sınıf öğrencisi olan Victor Li kardeşler, gerçek durumu anlatan bir makalenin ortak yazarlarıdır. -zaman analizi lazer kaynaklı grafen (LIG) ses yoluyla üretim.

Kardeşler Rice kimyagerinin laboratuvarında çalışıyorlardı James Turu hipotezlerini ortaya attıklarında ve bunu bir grup toplantısında sunduklarında.

John Li, "Profesör Tour, 'İlginç' dedi ve bize bunu potansiyel bir proje olarak sürdürmemizi söyledi" diye hatırladı.

Sonuçlar, şu şekilde görünür: Gelişmiş Fonksiyonel MalzemelerLIG'nin biçimini ve kalitesini belirlemek için gerçek zamanlı olarak LIG'yi analiz eden basit bir akustik sinyal işleme şemasını açıklamaktadır.

LIG, Tour laboratuvarı tarafından 2014 yılında tanıtıldı, ince bir polimer tabakanın üstünü 2,500 santigrat dereceye (4,532 derece Fahrenheit) ısıtarak, geride yalnızca karbon atomlarını bırakarak birbirine bağlı grafen tabakalarından oluşan katmanlar oluşturuyor. Teknik o zamandan beri diğer hammaddelerden grafen yapımında uygulandı. yiyecek bile.

John, "Farklı koşullar altında, farklı süreçler gerçekleştiği için farklı sesler duyuyoruz" dedi. "Dolayısıyla sentez sırasında değişiklikler duyarsak, farklı malzemelerin oluştuğunu tespit edebiliriz."

Ses analizinin "lazerle indüklenen grafenin mikroskopi teknikleriyle karakterizasyonundan çok daha hızlı olan çok daha yüksek kalite kontrol yeteneklerine" olanak sağladığını söyledi.

John, "Malzeme analizinde, özellikle ne kadar malzemeyi sistematik olarak işleyebileceğiniz açısından, genellikle maliyet, hız, ölçeklenebilirlik, doğruluk ve kesinlik arasında ödünleşimler vardır" dedi. "Burada sahip olduğumuz şey, analitik yeteneklerimizin verimini, sağlam bir şekilde sentezlemeye çalıştığımız malzemenin tamamına verimli bir şekilde ölçeklendirmemize olanak tanıyor."

John, uzmanlığının laboratuvarda bir artı olacağını bilerek küçük kardeşini Houston'a davet etti. "Neredeyse tasarım gereği tamamlayıcı beceri setlerimiz var, ben onun çok iyi bildiği konularda uzmanlaşmaktan kaçınıyorum, aynı şekilde o da benim çok iyi bildiğim alanlardan kaçınıyor" dedi. "Yani çok sağlam bir ekip oluşturuyoruz.

"Temel olarak ben doğru seslerin doğru ürüne karşılık geldiği bağlantıyı kurdum ve o da farklı seslerin farklı ürünlere karşılık geldiği bağlantıyı kurdu" dedi. "Ayrıca, belirli hesaplama tekniklerinde benden çok daha güçlü, oysa ben öncelikle bir deneyciyim."

Amazon'dan gelen 31 dolarlık küçük bir mikrofon, lazer kafasına bantlanmış ve lazer kabininin içindeki bir cep telefonuna takılmış, analiz için sesi alıyor.

"Kardeşler ses desenini matematik tekniğiyle dönüştürdüler. Hızlı Fourier dönüşümüTour, böylece ses verilerinden sayısal veriler elde edebileceklerini söyledi. "Bazı matematiksel hesaplamalar yoluyla bu veriler, ürün tipini ve saflığını değerlendirmek için neredeyse anında analitik bir araç olabilir."

John Li, yayılan seslerin "lazer numuneye çarptığında ve emildiğinde, iletildiğinde, saçıldığında, yansıtıldığında veya genel olarak farklı enerji türlerine dönüştürüldüğünde enerji girişinin gevşemesi hakkında bilgi sağladığını" söyledi. Bu, grafenin mikro yapısının özellikleri, morfolojisi ve nano ölçekli özellikleri hakkında yerel bilgi edinmemizi sağlıyor."

Tour onların yaratıcılığından etkilenmeye devam ediyor.

"Bu kardeşlerin ortaya çıkardığı şey inanılmaz" dedi. "Sentez yapılırken seslerini duyuyorlar ve bundan ürün tipini ve kalitesini neredeyse anında belirleyebiliyorlar. Bu, sentez sırasında üretim parametrelerini yönlendirmek için önemli bir yaklaşım olabilir."

Ses analizinin kendi laboratuvarı da dahil olmak üzere bir dizi üretim sürecine katkıda bulunabileceğini söyledi. flaş Joule ısıtmaAtık ürünlerden grafen ve diğer malzemeleri üretmenin yanı sıra sinterleme, faz mühendisliği, gerinim mühendisliği, kimyasal buhar biriktirme, yanma, tavlama, lazerle kesme, gaz oluşumu, damıtma ve daha fazlasını yapma yöntemi.

Tour, "John'un deneysel uzmanlığı ile Victor'un matematik yeteneği arasında, aile ekibi müthiş" dedi. "En büyük sevincim genç beyinlerin yaratabileceği ve gelişebileceği bir atmosfer sağlamak ve bu durumda, yaşlarının çok ötesinde bir uzmanlık sergilediler; John onları keşfettiklerinde sadece 19 yaşındaydı ve Victor 17 yaşındaydı."

Makalenin ortak yazarları, Rice lisansüstü öğrencileri Jacob Beckham ve Weiyin Chen, doktora sonrası araştırmacı Bing Deng, mezun Duy Luong ve araştırma bilimcisi Carter Kittrell'dir. Tour, TT ve WF Chao Kimya Kürsüsü'nün yanı sıra bilgisayar bilimi, malzeme bilimi ve nanomühendislik profesörüdür.

Hava Kuvvetleri Bilimsel Araştırma Ofisi (FA9550-19-1-0296) araştırmayı destekledi.

 

CleanTechnica'nın özgünlüğünü takdir etmek ister misiniz? Bir CleanTechnica Üyesi, Destekleyen, Teknisyen veya Büyükelçi - veya bir patron Patreon.

 

 

---

reklâm  

---

---

Kaynak: https://cleantechnica.com/2022/01/20/when-graphene-speaks-scientists-can-now-listen/