Connect with us

science

Les scientifiques ont créé des cartes 3D des alliages de nouvelle génération

Published

on

Les scientifiques ont créé des cartes 3D des alliages de nouvelle génération

Les alliages à moyenne et haute entropie (M/HEA) sont des matériaux spéciaux qui combinent des éléments en quantités à peu près égales. Il s’agit d’une nouvelle façon de concevoir des matériaux dans des domaines tels que la métallurgie et la catalyse. Changer la façon dont les atomes sont disposés dans ces alliages est considéré comme crucial, mais il est difficile de connaître cet arrangement en trois dimensions. Les méthodes habituelles confondent la composition chimique ou affichent des images floues.

Des scientifiques de l’Université de Californie ont fourni des informations sans précédent sur la structure et les propriétés des alliages à entropie moyenne et élevée. Ils ont utilisé une technique d’imagerie avancée appelée tomographie électronique atomique pour cartographier les coordonnées atomiques 3D des M/HEA. Cette étude représente la première fois que le système nucléaire tridimensionnel est observé directement.

Les alliages à entropie moyenne combinent trois ou quatre métaux en quantités à peu près égales, tandis que les alliages à haute entropie en combinent cinq ou plus de la même manière. Ceci est différent des alliages ordinaires, dans lesquels un métal est le métal principal et les autres sont en plus petites quantités. Par exemple, l’acier inoxydable est majoritairement composé de fer.

Pensez maintenant à un forgeron fabriquant une épée. Étonnamment, de petites imperfections dans le métal le rendent plus solide. Lorsqu’un forgeron chauffe une tige de métal mou jusqu’à ce qu’elle brille puis la refroidit rapidement, ces imperfections s’accumulent et la transforment en une redoutable épée. Les scientifiques étudient comment appliquer cette idée aux alliages contenant plusieurs métaux.

READ  Deux façons de les créer et de diriger leur mouvement

Les scientifiques se sont concentrés sur un type de défaut structurel appelé double frontière. On pense que ce défaut est un facteur critique dans la combinaison unique de dureté et de ductilité des alliages à entropie moyenne et élevée.

Le jumelage se produit lorsque la contrainte provoque la courbure d’une partie de la matrice cristalline tandis que les atomes environnants restent en place, créant des images miroir de chaque côté de la frontière.

Les scientifiques ont fabriqué de petites nanoparticules en utilisant différents métaux. Six nanoparticules étaient des alliages à entropie moyenne contenant du nickel, du palladium et du platine. Quatre étaient des alliages à haute entropie contenant du cobalt, du nickel, du ruthénium, du rhodium, du palladium, de l’argent, de l’iridium et du platine.

La création de ces alliages s’apparente à une version ultra-rapide du travail d’un forgeron. Ils ont fait fondre le métal à des températures extrêmement élevées pendant une fraction de seconde, puis l’ont rapidement refroidi. Ce processus rapide a conduit à l’apparition de frontières de jumeaux dans six des dix nanoparticules, une paire de jumeaux étant présente dans quatre d’entre elles.

Les scientifiques ont utilisé une méthode d’imagerie spéciale qu’ils ont inventée, appelée tomographie électronique atomique, pour détecter ces défauts. Ils ont utilisé des électrons parce que les détails au niveau atomique sont beaucoup plus petits que les longueurs d’onde de la lumière visible. Cette méthode consiste à prendre plusieurs images tout en faisant pivoter l’échantillon, permettant ainsi de cartographier les données en 3D.

Cependant, adapter la tomographie électronique atomique pour cartographier des mélanges complexes de métaux a été un processus difficile qui nécessite des modifications précises.

READ  L'empreinte azotée du Canada montre une grande variation régionale

Miu a dit : « Notre objectif est de trouver la vérité dans la nature, et nos mesures doivent être aussi précises que possible. Nous avons travaillé lentement, repoussant les limites pour rendre chaque étape du processus aussi parfaite que possible, puis sommes passés à l’étape suivante.

Les scientifiques ont cartographié avec précision chaque atome des nanoparticules avec une entropie moyenne. Cependant, certains des métaux contenus dans l’alliage à haute entropie étaient si similaires en taille que le microscope électronique ne pouvait pas les distinguer. En conséquence, la carte a regroupé les atomes en trois catégories.

Ils ont découvert que plus les atomes de différents éléments (ou différentes classes d’éléments) étaient mélangés, plus la structure de l’alliage était susceptible de changer de manière à le rendre à la fois dur et flexible. Cette découverte pourrait être utile dans la conception d’alliages à moyenne et haute entropie avec une ténacité accrue. Cela pourrait également révéler de nouvelles propriétés que l’on ne trouve actuellement pas dans des matériaux tels que l’acier, ouvrant ainsi la voie à des alliages techniques dotés de propriétés uniques.

Le co-auteur Peter Ercius, scientifique à la fonderie moléculaire du Lawrence Berkeley National Laboratory, Il a dit, « Le problème avec l’étude des matériaux défectueux est qu’il faut examiner chaque défaut individuellement pour voir comment il affecte les atomes qui l’entourent. La tomographie électronique atomique est la seule technique ayant la résolution nécessaire pour ce faire. Il est étonnant que nous puissions voir des atomes mixtes. arrangements à cette échelle au sein de si petites choses.

Les scientifiques travaillent sur une nouvelle technique d’imagerie combinant la microscopie électronique atomique avec une méthode permettant de déterminer la composition d’un échantillon en fonction des photons émis. Cette innovation vise à distinguer les métaux comportant des atomes de taille similaire, surmontant ainsi les défis précédents.

READ  OneWeb utilise la technologie des drones QuadSAT

En outre, les scientifiques étudient les moyens d’analyser de grandes quantités d’alliages à moyenne et haute entropie, cherchant à découvrir des liens fondamentaux entre leurs structures et leurs propriétés. Ces développements peuvent grandement améliorer notre compréhension de ces alliages et ouvrir la porte à de nouvelles possibilités en science des matériaux.

Référence du magazine :

  1. Munnery, S., Yang, Y., Ding, J. et al. Structure atomique tridimensionnelle et arrangement chimique local de nanoalliages à moyenne et haute entropie. Nature 624, 564-569 (2023). Identification numérique : 10.1038/s41586-023-06785-z
Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Astrobiologie et avenir de la vie

Published

on

Astrobiologie et avenir de la vie

Astrobiologie et avenir de la vie — LPI

La rencontre de l’astrobiologie et du futur de la vie Une conférence internationale sur l’astrobiologie est prévue du 16 au 18 octobre 2024 au Lunar and Planetary Institute (LPI) à Houston, au Texas. Cette rencontre vise à explorer le potentiel de nouveaux efforts de recherche interdisciplinaires et interministériels organisés autour du thème du futur de la vie. Les présentations liées à l’astrobiologie et aux départements scientifiques de la NASA (astrophysique, sciences biologiques et physiques, sciences de la Terre, héliophysique et sciences planétaires) peuvent inclure des sujets tels que :

  • Signatures techniques (astrophysique, planétologie)
  • Développement futur de la Terre (sciences biologiques et physiques, sciences de la Terre, sciences planétaires)
  • Durabilité climatique à long terme et sort de la biotechnologie et des technologies des océans (astrophysique, sciences de la terre et sciences planétaires)
  • Modélisation des possibilités futures d’observation de la Terre et des exoplanètes (astrophysique, sciences de la terre et sciences planétaires)
  • Survie de la vie sur Terre sur d’autres planètes (Sciences biologiques et physiques)
  • Vie multigénérationnelle en habitats isolés (sciences biologiques et physiques)
  • Evolution solaire/stellaire et zones habitables (astrophysique, sciences de la terre, sciences planétaires)
  • La trajectoire future du Soleil à travers la galaxie et les impacts potentiels sur le climat (astrophysique, sciences de la Terre, sciences planétaires)
  • Rétroactions biosphère/planétaires à long terme affectant les âges habitables des planètes (science planétaire)
  • Stabilité des systèmes planétaires (astrophysique, science planétaire)
  • Variabilité solaire/stellaire et limites de la biosphère et de la technosphère (astrophysique, sciences de la terre, sciences planétaires)
  • Evolution des zones habitables au cours de l’évolution solaire/stellaire après la séquence principale (astrophysique, héliophysique, planétologie)
READ  L'empreinte azotée du Canada montre une grande variation régionale

Soumettre le résumé

Date limite de soumission des résumés : 2 août 2024, 17h00 CST

Nous encourageons les auteurs à commencer le processus de soumission tôt afin que le personnel du LRI ait suffisamment de temps pour fournir de l’aide. Pour obtenir de l’aide, veuillez envoyer un courriel [email protected].

https://www.hou.usra.edu/meetings/astrobiology2024

Astrobiologie

Explorers Club Fellow, ancien gestionnaire de charge utile de la Station spatiale de la NASA/biologiste spatial, amateur de plein air, journaliste, ancien grimpeur, synesthésie, mélange de Na’vi, Jedi, Freeman et bouddhiste, langue des signes américaine, camp de base de l’île Devon et vétéran de l’Everest, (Il/ lui) 🖖🏻

Continue Reading

science

Mission BioSentinel Deep Space – Astrobiologie

Published

on

Mission BioSentinel Deep Space – Astrobiologie

La carte microfluidique de BioSentinel, conçue au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie, sera utilisée pour étudier l’effet du rayonnement spatial interplanétaire sur la levure. Une fois en orbite, la croissance et l’activité métabolique de la levure seront mesurées à l’aide d’un système de détection à LED tricolore et d’un colorant permettant de lire l’activité des cellules de levure. Ici, les puits roses contiennent des cellules de levure en croissance active qui ont fait passer le colorant du bleu au rose. NASA/Dominic Hart – NASA

BioSentinel a été lancé en tant que charge utile secondaire à bord de la mission Artemis I du système de lancement spatial (SLS) le 16 novembre 2022 et est actuellement en orbite solaire à environ 36 millions de kilomètres de la Terre (au 1er avril 2024).

Le projet BioSentinel s’appuie et améliore un riche héritage de technologies biologiques CubeSat. Les progrès itératifs des CubeSats biologiques permettent un leadership scientifique, donnent un aperçu des risques biologiques des vols spatiaux de longue durée et ouvrent des possibilités passionnantes pour les sciences de la vie innovantes et l’exploration humaine de l’espace lointain.

Assemblage de la charge utile sur une fusée Ares 1 SLS — NASA

À ce jour, le centre de recherche Ames a développé et exploité une série de CubeSats biologiques en orbite terrestre basse. BioSentinel s’appuie sur l’héritage de PharmaSat, O/OREOS et EcAMSat et constitue le premier CubeSats biologique de la NASA destiné à l’exploration spatiale interplanétaire.

La mission BioSentinel a deux objectifs principaux : (1) développer la capacité de soutenir les organismes biologiques dans l’espace planétaire profond et (2) déterminer l’environnement radiologique de l’espace lointain et ses effets sur les organismes biologiques.

READ  Deux façons de les créer et de diriger leur mouvement

Le satellite BioSentinel se compose de deux sections, dont l’une contient les charges utiles scientifiques et un bus de vaisseau spatial équipé d’ensembles de panneaux solaires, de batteries, d’un système de propulsion de précision, d’un système de navigation de suivi des étoiles, d’un émetteur-récepteur, d’antennes et de systèmes d’entraînement et de traitement de données. . Les deux charges utiles sont un dispositif BioSensor microfluidique et un détecteur de rayonnement.

Le BioSensor transporte la levure naissante S. cerevisiae pour analyser les réponses biologiques aux doses accumulées de rayonnement dans l’espace lointain. Bien que plus d’un milliard d’années d’évolution séparent la levure de l’humain, nous partageons des centaines de gènes homologues qui régissent les processus cellulaires fondamentaux, notamment les dommages et la réparation de l’ADN.

Les cellules de levure sont chargées et séchées à l’intérieur de cartes microfluidiques (18 cartes contenant chacune 16 micropuits). Chaque carte microfluidique se compose de canaux microfluidiques pour permettre aux nutriments d’entrer et aux déchets de sortir, ainsi que d’éléments chauffants pour permettre la croissance des levures. Chaque pont contient également une source optique et des panneaux révélateurs. Les piles de cartes sont montées sur deux collecteurs microfluidiques (neuf cartes par collecteur) connectés à des tubes, des sacs de réactifs, des pompes, des pièges à bulles, des cellules d’étalonnage et des composants électroniques, le tout s’insérant dans le boîtier en aluminium du biocapteur. Un dispositif BioSensor identique a été lancé vers la Station spatiale internationale en décembre 2021 et est revenu sur Terre en août 2022.

La deuxième charge utile scientifique est un spectromètre de rayonnement basé sur TimePix, qui permettra de relier la dosimétrie physique in situ à la réponse biologique aux rayonnements. Ce spectromètre mesure à la fois le transfert d’énergie linéaire (LET) et la dose ionisante totale d’exposition aux rayonnements. Le projet BioSentinel a été principalement soutenu par la Direction du développement des systèmes d’exploration (ESDMD) de la NASA.

READ  OneWeb utilise la technologie des drones QuadSAT

Pour plus d’informations, voir Page de la mission BioSentinel

astrobiologie, astrobiologie,

Continue Reading

science

Dévoilement des lunes cachées de la Voie Lactée

Published

on

Dévoilement des lunes cachées de la Voie Lactée

L’emplacement d’une galaxie naine nouvellement découverte (la galaxie Vierge III) dans la constellation de la Vierge (à gauche) et de ses étoiles membres (à droite ; celles entourées en blanc). Les étoiles membres sont centrées dans la ligne pointillée dans le panneau de droite. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

Des chercheurs ont découvert deux nouvelles galaxies satellites Voie Lactée Grâce au télescope Subaru, un plus grand nombre de satellites ont été observés qu’on ne le pensait auparavant, indiquant un passage d’un déficit à un excédent du nombre attendu de galaxies.

Depuis des années, les astronomes se demandent comment expliquer pourquoi il y a moins de galaxies lunaires dans la Voie lactée que ne le prédit le modèle standard de matière noire. C’est ce qu’on appelle le « problème des lunes manquantes ». Pour nous rapprocher de la résolution de ce problème, une équipe internationale de chercheurs a utilisé les données du programme stratégique Subaru (SSP) Hyper Suprime-Cam (HSC) pour découvrir deux toutes nouvelles galaxies lunaires.

Ces résultats ont été récemment publiés dans Publications de la Société Astronomique Japonaise Par une équipe de chercheurs du Japon, de Taiwan et d’Amérique.

Le rôle des galaxies lunaires dans la compréhension de la matière noire

Nous vivons dans une galaxie appelée Voie lactée, autour de laquelle gravitent d’autres galaxies plus petites appelées galaxies lunaires. L’étude de ces galaxies lunaires pourrait aider les chercheurs à percer les mystères entourant la matière noire et à mieux comprendre comment les galaxies évoluent au fil du temps.

« Combien de galaxies compte la Voie lactée ? C’est une question importante pour les astronomes depuis des décennies », explique Masahi Chiba, professeur à l’Université du Tohoku.

Galaxies lunaires autour de la Voie Lactée

Galaxies lunaires autour de la Voie Lactée. Le plan du disque galactique se situe sur le plan horizontal. Les carrés bleus représentent les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan, et les cercles rouges représentent d’autres galaxies satellites. Plus sa taille optique absolue est faible, plus la taille du point est petite. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

Découvertes de galaxies naines grâce au télescope Subaru

L’équipe de recherche a réalisé la possibilité de l’existence de nombreuses petites galaxies non découvertes (galaxies naines), lointaines et difficiles à détecter. La puissante puissance du télescope Subaru – situé sur une montagne isolée au-dessus des nuages ​​à Hawaï – est bien adaptée à la recherche de ces galaxies. En fait, cette équipe de recherche a déjà découvert trois nouvelles galaxies naines à l’aide du télescope Subaru.

READ  Une étude montre que les dauphins mâles ont des "hommes ailés" pour les aider à s'occuper des femelles

L’équipe a désormais découvert deux nouvelles galaxies naines supplémentaires (Virgin III et Sextan II). Avec cette découverte, le nombre total de galaxies satellites découvertes par différentes équipes de recherche a atteint neuf galaxies. Ce nombre est encore bien inférieur aux 220 galaxies satellites prédites par la théorie standard de la matière noire.

Zone surveillée par HSC-SSP

Zone surveillée par HSC-SSP (zone entourée de lignes rouges). Les galaxies lunaires précédemment connues sont indiquées par des carrés noirs, et les galaxies lunaires nouvellement découvertes sont indiquées par des triangles blancs et des étoiles. Droits d’auteur : NAOJ/Université du Tohoku

La perspective changeante sur le nombre de galaxies spatiales

Mais la signature HSC-SSP ne couvre pas l’intégralité de la Voie Lactée. Si la répartition de ces neuf galaxies satellites sur l’ensemble de la Voie Lactée est similaire à celle trouvée dans la signature capturée par HSC-SSP, l’équipe de recherche calcule qu’il pourrait en fait y avoir près de 500 galaxies satellites. Nous sommes désormais confrontés au « problème du trop grand nombre de satellites » et non au « problème des satellites manquants ».

Pour mieux déterminer le nombre réel de galaxies lunaires, davantage d’imagerie et d’analyses à haute résolution sont nécessaires. « La prochaine étape consiste à utiliser un télescope plus puissant qui capture une vue plus large du ciel », explique Chiba. « L’année prochaine, l’observatoire Vera C. Rubin au Chili sera utilisé à cette fin. J’espère que de nombreuses nouvelles galaxies lunaires seront utilisées. sera découvert. »

Référence : « Résultats finaux de la recherche de nouveaux satellites de la Voie lactée dans l’enquête sur le programme stratégique Hyper Suprime-Cam Subaru : découverte d’autres candidats » par Daisuke Homma, Masashi Chiba, Yutaka Komiyama, Masayuki Tanaka, Sakurako Okamoto, Mikito Tanaka, Miho N Ishigaki et Kohei Hayashi, Nobuo Arimoto, Robert H. Lupton, Michael A. Strauss, Satoshi Miyazaki, Xiangyu Wang et Hitoshi Murayama, 8 juin 2024, Publications de la Société Astronomique Japonaise.
DOI : 10.1093/pasj/psae044

READ  OneWeb utilise la technologie des drones QuadSAT

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023