Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Клеточные концентраты растений от производителя по лучшей цене


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » В паутине нашли гиперзвуковую фононную запрещенную зону

В паутине нашли гиперзвуковую фононную запрещенную зону


27-07-2016, 07:37 | Наука и техника / Новости науки и техники | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (4 268)

В паутине нашли гиперзвуковую фононную запрещенную зону


Nephila edulis

Wikimedia Commons

Международная группа физиков из Германии, Сингапура, США и Греции обнаружила, что волокна паутины обладают запрещенной фононной зоной, соответствующей гиперзвуковым частотам. Это свойство подобно запрещенной зоне в полупроводниках, запрещающей электронам материала обладать энергией в некотором диапазоне. Применительно к волокнам паутины фононная запрещенная зона не позволяет распространяться в материале колебаниям определенной частоты. Это первый биоматериал, в котором обнаружено подобное свойство. Исследование опубликовано в журнале Nature Materials, кратко о нем сообщает пресс-релиз Университета Райса.

Авторы использовали в эксперименте паутинные волокна паука Nephila edulis из рода кругопрядов-нефил. Физики исследовали рассеяние луча лазера на тепловых фононах — квантах колебаний материи в волокнах. В эксперименте лазер использовался как для возбуждения фононов, так и для их анализа. Особый интерес ученые уделили гигагерцовой области частот колебаний — гиперзвуку. Ей соответствует длина волны колебаний, сопоставимая с размерами неоднородностей в структуре паутины — порядка 300 нанометров. 

Оказалось, что на частоте 14,8 гигагерца существует запрещенная зона шириной 5,2 гигагерца. Причем ее ширина менялась при сжатии и растяжении материала. Вместе с тем авторы обнаружили необычную область с отрицательной групповой скоростью фононов. В ней, несмотря на то, что фононы двигались вперед, их групповая скорость была направлена назад. Это явление родственно с отрицательным коэффициентом преломления и может позволить фокусировать гиперзвуковые фононы. 

Микроструктура паутины

Dirk Schneider

 

Ученые надеются, что обнаруженные свойства позволят создавать искусственные материалы с новыми свойствами. Так, фононы отвечают за передачу тепла в теле — контроль за запрещенной фононной зоной может улучшить теплоизоляционные свойства материала. Аналогичным образом фононы меньших частот передают звуковые колебания.

Паутина — сложный композитный материал. Каждая видимая нить паутины состоит из нескольких отдельных микрометровых нитей. Внутри этих нитей есть жесткие белковые кристаллы размером в несколько нанометров. Они соединены между собой эластичными белковыми связками. Из-за такой сложной структуры и дополнительных «хитростей», применяемых пауками, паутина обладает необычными механическими свойствами. Например, она способна поддерживать натяжение даже при попытке сблизить концы нитей — капли жидкости позволяют ей эффективно сворачиваться в клубок поддерживая структуру и не запутываясь. 

Как именно фононная запрещенная зона может помогать паукам в использовании паутины неизвестно. Фононные устройства — аналоги полупроводниковых и фотонных технологий. Например, с помощью фононных кристаллов можно создать акустический диод, пропускающий звуковые колебания лишь в одном направлении. Подобно электромагнитным волнам, различают несколько диапазонов частот фононных колебаний: инфразвук (ниже 15 герц), звук (от 15 до 20 000 герц), ультразвук (от 20 килогерц до 100 мегагерц), гиперзвук (от 100 мегагерц до 100 гигагерц) и тепловые колебания.

Владимир Королёв



Источник: cont.ws.

Рейтинг публикации:

Нравится10



Комментарии (0) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.





» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Март 2024    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Ваше мнение: Покуда территориально нужно денацифицировать Украину?




Реклама

Облако тегов
Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Любимая Россия, НАТО, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, спецоперация, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map