Топливо из воды и света и рождение полярона: новости из лабораторий

Американские физики получили топливо из воды и света

Команда Мичиганского университета придумала материал, который помогает получать водород из воды фотокаталитическим расщеплением. Свет попадает на инновационный материал, в нем появляются электрические заряды, эти заряды запускают реакцию, дающую водород и кислород. Главная проблема подхода — заряды слишком быстро пропадают, не успев сделать полезную работу. Мичиганская команда решила подойти к этому с позиции материаловедения и квантовой физики. Они сделали экситонные квантовые сверхрешетки (периодическая стопка слоев толщиной в нанометры) из ультратонких слоев нитрида галлия и нитрида индия-галлия. Слоистая структура меняет поведение электронов: реакцию можно не просто запустить светом, но и лучше развести заряды и «дырки» на месте ушедших электронов по пространству, благодаря чему достигается устойчивая реакция. КПД экспериментальной установки — порядка 3 %. Этого мало для массового производства, но принципиально подход работает, сообщает SecurityLab.

Углеволокно научили заживлять трещины: метаматериал сможет служить столетиями

Исследователи Университета штата Северная Каролина на основе углеволоконного композита создали метаматериал, который самостоятельно залечивает трещины и расслоения — главную беду таких материалов. Механизм самовосстановления основан на термопластичном агенте EMAA, который печатается 3D-принтером тонким слоем на армирующие волокна, образуя вставку, повышающую сопротивление расслоению в два — четыре раза. В композит также внедряют тонкие углеродные слои, которые работают как нагревательный элемент во всем объеме материала. При появлении трещин через углеродные слои пропускают электрический ток, это ведет к локальному разогреву материала. Термопластик плавится при 150–200 °C, затекает в микротрещины и расслоения, а после охлаждения восстанавливает целостность за счет переплетения полимерных цепей. Процесс полностью автоматизирован и проходит на месте без внешнего вмешательства. На тестах материал в течение 40 дней выдержал свыше 1 тыс. циклов «повреждение — нагрев — восстановление», рассказывает 3DNews.

Эксперимент подтвердил предсказание Льва Ландау

Немецкие ученые впервые в истории смогли увидеть рождение полярона — квазичастицы, чье существование было предсказано больше 90 лет назад. Идею первым выдвинул Лев Ландау в 1933 году, а в 1950-е процесс появления поляронов описал немецко-британский исследователь Герберт Фрелих. В 2026 году команда специалистов Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана первой в мире проследила за возникновением поляронов в реальном времени. Метод работает так: первый лазерный импульс возбуждает электрон в полупроводнике, переводя его в зону проводимости, где он начинает взаимодействовать с колебаниями кристаллической решетки и формирует полярон. Второй импульс полностью высвобождает электрон из материала, и он летит через вакуум к детектору. Используя сверхбыстрый метод визуализации, физики экспериментально доказали, что жизненный цикл полярона составляет 160 фемтосекунд (фемтосекунда равна одной квадриллионной доле секунды.). За это время эффективная масса электрона удваивается, а энергия падает. Ученые уверены, что их работа имеет большое значение как для планирования экспериментов, так и для разработки различных устройств, сообщает Наука.Mail.