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Científicos asombrados por extraño material que se puede hacer como plástico pero se comporta como metal

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Un grupo de científicos de la Universidad de Chicago ha descubierto una forma de crear un material en el que los fragmentos moleculares se mezclan y desordenan, pero que aún puede conducir muy bien la electricidad. Esto va en contra de todas las reglas que conocemos sobre la conductividad. Arriba hay un diseño artístico del enrejado. Crédito: Ilustración de Frank Wegloski

«Como Play-Doh conductivo»: un gran avance podría allanar el camino para una nueva clase de materiales para dispositivos electrónicos.

The research shows how to make a kind of material in which the molecular fragments are jumbled and disordered, but can still conduct electricity extremely well. It was published on October 26 in the journal Nature.

This goes against all of the rules we know about conductivity—to a scientist, it’s kind of like seeing a car driving on water and still going 70 mph. But the finding could also prove to be extraordinarily useful. Often, on the way to inventing something revolutionary, the process first starts with discovering a completely new material.

“In principle, this opens up the design of a whole new class of materials that conduct electricity, are easy to shape, and are very robust in everyday conditions,” said John Anderson, an associate professor of chemistry at the University of Chicago and the senior author on the study. “Essentially, it suggests new possibilities for an extremely important technological group of materials,” said Jiaze Xie (PhD’22, now at Princeton), the first author on the paper.

‘There isn’t a solid theory to explain this’

If you’re making any kind of electronic device, whether it be an iPhone, a solar panel, or a television, conductive materials are absolutely essential. Metals, such as copper, gold, and aluminum, are by far the oldest and largest group of conductors. Then, about 50 years ago, scientists were able to create conductors made out of organic materials, using a chemical treatment known as “doping,” which sprinkles in different atoms or “impurities” throughout the material. The fact that these materials are more flexible and easier to work with than conventional metals makes them attractive, but the problem is that they aren’t particularly stable and may lose their conductivity if exposed to moisture or if the temperature rises too high.

However, fundamentally, both organic and traditional metallic conductors share a common characteristic. They are made up of straight, closely packed rows of atoms or molecules. This means that electrons can easily flow through the material, much like cars on a highway. In fact, scientists thought a material had to have these straight, orderly rows in order to conduct electricity efficiently.

Plastic Conducts Like Metal Material Structure

Illustration of the structure of the material. Nickel atoms are shown in green, carbon atoms in gray, and sulfur atoms in yellow. Credit: Illustration by Xie et al

Then Xie began experimenting with some materials that were discovered years ago, but largely ignored since. He strung nickel atoms like pearls into a string of molecular beads made of carbon and sulfur, and began testing.

To the scientists’ astonishment, the material easily and strongly conducted electricity. What’s more, it was very stable. “We heated it, chilled it, exposed it to air and humidity, and even dripped acid and base on it, and nothing happened,” said Xie. That is enormously helpful for a device that has to function in the real world.

But the most striking thing to the scientists was that the molecular structure of the material was disordered. “From a fundamental picture, that should not be able to be a metal,” said Anderson. “There isn’t a solid theory to explain this.”

Xie, Anderson, and their lab worked with other scientists around the university to try to understand how the material can conduct electricity. After tests, simulations, and theoretical work, they think that the material forms layers, like sheets in a lasagna. Even if the sheets rotate sideways, no longer forming a neat lasagna stack, electrons can still move horizontally or vertically—as long as the pieces touch.

The end result is unprecedented for a conductive material. “It’s almost like conductive Play-Doh—you can smush it into place and it conducts electricity,” Anderson said.

To the scientists’ astonishment, the material easily and strongly conducted electricity.

The scientists are excited because the discovery suggests a fundamentally new design principle for electronics technology. Conductors are so important that virtually any new development opens up new lines for technology, they explained.

One of the material’s attractive characteristics is new options for processing. For example, metals usually have to be melted in order to be made into the right shape for a chip or device, which limits what you can make with them, since other components of the device have to be able to withstand the heat needed to process these materials.

Anderson Lab at University of Chicago

A group of scientists from the University of Chicago has discovered a way to create a material that can be made like a plastic, but conducts electricity more like a metal. Above, members of the Anderson lab at work. Credit: Photo by John Zich/University of Chicago

The new material has no such restriction because it can be made at room temperature. It can also be used where the need for a device or pieces of the device to withstand heat, acid or alkalinity, or humidity has previously limited engineers’ options to develop new technology.

The team is also exploring the different forms and functions the material might make. “We think we can make it 2D or 3D, make it porous, or even introduce other functions by adding different linkers or nodes,” said Xie.

Reference: “Intrinsic glassy-metallic transport in an amorphous coordination polymer” by Jiaze Xie, Simon Ewing, Jan-Niklas Boyn, Alexander S. Filatov, Baorui Cheng, Tengzhou Ma, Garrett L. Grocke, Norman Zhao, Ram Itani, Xiaotong Sun, Himchan Cho, Zhihengyu Chen, Karena W. Chapman, Shrayesh N. Patel, Dmitri V. Talapin, Jiwoong Park, David A. Mazziotti and John S. Anderson, 26 October 2022, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-022-05261-4

Other authors on the paper include University of Chicago graduate students Norman Zhao, Garrett Grocke, Ram Itani, Baorui Cheng, Tengzhou Ma (PhD’21, now at Applied Materials), Simon Ewing (PhD’22, now at Intel) and Jan-Niklas Boyn (PhD’22, now at Princeton); postdoctoral researcher Xiaotong Sun; UChicago Director of X-ray Research Facilities Alexander S. Filatov; Himchan Cho (formerly a postdoctoral researcher at UChicago, now at Korea Advanced Institute of Science and Technology); UChicago Profs. Shrayesh N. Patel, Dmitri V. Talapin, Jiwoong Park, and David A. Mazziotti; and Zhihengyu Chen and Prof. Karena Chapman of Stonybrook University.

Funding: Army Research Office, a directorate of U.S. Army Combat Capabilities Development Command Army Research Laboratory; U.S. Department of Energy; National Science Foundation.

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Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Horoscopo

SpaceX lanza 53 satélites de Internet Starlink más – Spaceflight Now

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«Nuestra acción permitirá a SpaceX comenzar la implementación de Gen2 Starlink, que traerá banda ancha satelital de próxima generación a los estadounidenses en todo el país, incluidos aquellos que viven y trabajan en áreas tradicionalmente desatendidas o desatendidas por los sistemas satelitales terrestres», escribió la FCC en su declaración de diciembre. 1 orden de aprobación parcial de la constelación Starlink Gen2. “Nuestra acción también habilitará el servicio de banda ancha satelital en todo el mundo, ayudando a cerrar la brecha digital global.

«Al mismo tiempo, esta subvención limitada y las condiciones asociadas protegerán a otros operadores satelitales y terrestres de interferencias dañinas y mantendrán un entorno espacial seguro, promoviendo la competencia y protegiendo el espectro y los recursos orbitales para uso futuro», escribe la FCC. «Estamos posponiendo la acción en el resto de la aplicación de SpaceX por ahora».

En concreto, la FCC autorizó a SpaceX a poner en órbita el bloque inicial de 7.500 satélites Starlink Gen2 a 525, 530 y 535 kilómetros, con inclinaciones de 53, 43 y 33 grados, respectivamente, en banda Ku y en banda Ka. . La FCC pospuso una decisión sobre la solicitud de SpaceX de operar satélites Starlink Gen2 en órbitas más altas y más bajas.

Al igual que los dos primeros lanzamientos de Gen2 el 28 de diciembre y el 26 de enero, la misión Starlink 5-3 el jueves apuntó a la órbita de 530 kilómetros de altura (329 millas) con una inclinación de 43 grados con respecto al ecuador.

SpaceX tiene actualmente casi 3500 satélites Starlink funcionales en el espacio, con más de 3100 operativos y alrededor de 300 moviéndose a sus órbitas operativas. según una pintura de Jonathan McDowellexperto rastreador de actividad de vuelos espaciales y astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica.

La arquitectura de la red Starlink de primera generación incluye satélites que vuelan unos pocos cientos de millas, orbitando con inclinaciones de 97,6 grados, 70 grados, 53,2 grados y 53,0 grados con respecto al ecuador. La mayoría de los lanzamientos recientes de Starlink de SpaceX han lanzado satélites en Shell 4, con una inclinación de 53,2 grados, después de que la compañía completara en gran medida los lanzamientos en el primer caparazón de inclinación de 53 grados el año pasado.

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Se consideraba ampliamente que Shell 5 de la red Starlink era una de las capas de órbita polar de la constelación, con una inclinación de 97,6 grados. Pero los nombres de las primeras misiones Gen2, Starlink 5-1, 5-2 y 5-3, parecen sugerir que SpaceX ha cambiado el esquema de nombres para los proyectiles Starlink.

La misión Starlink 5-3 transportó 53 satélites en la red Starlink Gen2 de SpaceX. Crédito: Vuelo espacial ahora

El equipo de lanzamiento de SpaceX estuvo estacionado en la Sala de tiro 4 en el Centro de control de lanzamiento del Centro espacial Kennedy para la cuenta regresiva del jueves por la noche. SpaceX comenzó a cargar refuerzos de oxígeno líquido y queroseno sobreenfriado y densificado en el vehículo Falcon 9 en T-menos 35 minutos.

El helio presurizado también fluyó hacia el cohete en la última media hora de la cuenta regresiva. Durante los últimos siete minutos antes del despegue, los motores principales Merlin del Falcon 9 se acondicionaron térmicamente para el vuelo a través de un procedimiento conocido como «enfriamiento». Los sistemas de seguridad y guía de alcance del Falcon 9 también se configuraron para el lanzamiento.

Después del despegue, el cohete Falcon 9 dirigió sus 1,7 millones de libras de empuje, producidas por nueve motores Merlin, para dirigirse hacia el sureste sobre el Océano Atlántico. SpaceX reanudó los lanzamientos este invierno utilizando el corredor sureste de Cabo Cañaveral, en lugar de trayectorias hacia el noreste, para aprovechar las mejores condiciones del mar para aterrizar el propulsor de primera etapa del Falcon 9.

Durante el verano y el otoño, SpaceX lanzó misiones Starlink en las rutas del noreste desde la costa espacial de Florida.

El cohete Falcon 9 superó la velocidad del sonido en aproximadamente un minuto y luego apagó sus nueve motores principales dos minutos y medio después del despegue. La etapa de refuerzo se separó de la etapa superior del Falcon 9, luego disparó pulsos de propulsores de gas frío y aletas de rejilla de titanio extendidas para ayudar a que el vehículo volviera a la «atmósfera».

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Dos arranques de frenos redujeron la velocidad del cohete para aterrizar en la nave no tripulada «A Shortfall of Gravitas» a unas 410 millas (660 kilómetros) unos nueve minutos después del despegue. El propulsor reutilizable, designado B1069 en el inventario de SpaceX, se lanzó y aterrizó por quinta vez en su carrera el jueves.

El carenado de carga útil reutilizable del Falcon 9 se desechó durante la quema de la segunda etapa. También se estacionó un barco de recuperación en el Atlántico para recuperar las dos mitades del cono de la nariz después de que salpicaran debajo de los paracaídas.

El aterrizaje de la primera etapa durante la misión del jueves ocurrió justo cuando el motor de la segunda etapa del Falcon 9 se apagó para colocar los satélites Starlink en una órbita de estacionamiento. Otro breve disparo del motor de la etapa superior inyectó las cargas útiles de Starlink en una órbita más circular, preparando una maniobra para desplegar los satélites.

La separación de la nave espacial 53 Starlink, construida por SpaceX en Redmond, Washington, del cohete Falcon 9 se confirmó unos 64 minutos después del despegue.

La computadora de guía del Falcon 9 tenía como objetivo desplegar los satélites en una órbita casi circular con una inclinación de 43 grados con respecto al ecuador, con una altitud entre 202 millas y 213 millas (325 por 343 kilómetros). Después de separarse del cohete, la nave espacial Starlink 53 desplegará paneles solares y pasará por etapas de activación automática, luego usará motores de iones para maniobrar en su órbita operativa a 329 millas de altitud.

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COHETE: Halcón 9 (B1069.5)

CARGA ÚTIL: 53 satélites Starlink (Starlink 5-3)

SITIO DE LANZAMIENTO: LC-39A, Centro Espacial Kennedy, Florida

FECHA DE LANZAMIENTO: 2 de febrero de 2023

HORA DE ALMUERZO: 02:58:20 EST (07:58:20 GMT)

PRONÓSTICO DEL TIEMPO: Más del 90% de probabilidad de condiciones climáticas aceptables; Riesgo bajo a moderado de vientos en altura; Bajo riesgo de condiciones adversas para la recuperación de refuerzo

RECUPERACIÓN DE REFUERZO: Barco no tripulado «A Shortfall of Gravitas» en el noreste de las Bahamas

AZIMUT DE LANZAMIENTO: Sudeste

ÓRBITA OBJETIVO: 202 por 213 millas (325 por 343 kilómetros), 43,0 grados de inclinación

HORARIO DE LANZAMIENTO:

  • T+00:00: Despegue
  • T+01:12: Presión de aire máxima (Max-Q)
  • T+02:28: Parada del motor principal de la primera etapa (MECO)
  • T+02:31: Separación de pisos
  • T+02:38: Encendido motor segunda etapa
  • T+02:43: Eliminación de carenado
  • T+06:41: Encendido combustión entrada primera etapa (tres motores)
  • T+07:00: Apagado por quemado de la entrada del primer piso
  • T+08:23: Ignición por quemado en el aterrizaje de la primera etapa (un motor)
  • T+08:35: Paro motor segunda etapa (SECO 1)
  • T+08:44: Aterrizaje primera etapa
  • T+1:03:56: separación de los satélites Starlink

ESTADÍSTICAS DE LA MISIÓN:

  • Lanzamiento número 201 de un cohete Falcon 9 desde 2010
  • Lanzamiento número 211 de la familia de cohetes Falcon desde 2006
  • 5º lanzamiento del propulsor Falcon 9 B1069
  • Lanzamiento del 172º Falcon 9 desde la Costa Espacial de Florida
  • El lanzamiento número 61 de SpaceX desde la plataforma 39A
  • 155º lanzamiento total desde la plataforma 39A
  • Vuelo 142 de un propulsor Falcon 9 reutilizado
  • Lanzamiento del 71st Falcon 9 dedicado principalmente a la red Starlink
  • Lanzamiento del 7º Falcon 9 en 2023
  • Octavo lanzamiento de SpaceX en 2023
  • Sexto intento de lanzamiento orbital con base en Cabo Cañaveral en 2023

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Horoscopo

Thales Alenia Space proporcionará propulsión eléctrica TETRA para el satélite GEO-KOMPSAT-3 de Corea

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GEO-KOMPSAT-3

Espacio Thales Alenia

Thales Alenia Space, la empresa conjunta entre Thales (67%) y Leonardo (33%), ha firmado un contrato con el Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea (KARI) para suministrar propulsión eléctrica que se integrará en su satélite GEO-KOMPSAT-3 (GK3). ).

Programado para su lanzamiento en 2027, GK3 es un satélite de comunicaciones multibanda que proporcionará servicios de comunicaciones por satélite de banda ancha en la península de Corea y las áreas marítimas circundantes. En particular, apoyará el salvamento y la protección marítima nacional; monitorear desastres relacionados con el agua en montañas, ríos y represas; y respuesta de emergencia en otras situaciones de desastre. Además, GEO-KOMPSAT-3 también incluirá una misión del Sistema de recopilación de datos (DCS) y una misión del Sistema de aumento de satélites (SBAS) para el Servicio de aumento de satélites de navegación.

TETRA, la nueva gama de productos de propulsión eléctrica de Thales Alenia Space diseñada y ensamblada en el Reino Unido, se basa en el éxito comprobado y la herencia de vuelo de los subsistemas de propulsión de la plataforma SpaceBus NEO, combinados en apoyo de la Agencia Espacial Británica.

TETRA es una solución moderna, ligera, eficiente y compacta, fácil de integrar física, eléctrica y térmicamente. Su larga vida útil y su diseño flexible lo hacen adecuado para diferentes órbitas y aplicaciones, incluidas megaconstelaciones, satélites de observación de la Tierra, servicios en órbita y satélites geoestacionarios híbridos para satisfacer plenamente los requisitos de los clientes.

Thales Alenia Space en Bélgica suministrará la unidad de potencia de propulsión y Thales en Alemania, el negocio de Microwave & Imaging Sub-systems suministrará el propulsor eléctrico. El contrato de propulsión eléctrica sigue a la selección anterior de Thales Alenia Space en España para suministrar un procesador digital de última generación para la carga útil GK3 y la selección de Thales Alenia Space en Italia para suministrar un receptor del sistema global de navegación por satélite (GNSS). . para el satélite GK3.

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Andrew Stanniland, Director Gerente de Thales Alenia Space UK, dijo: “Estamos extremadamente orgullosos de trabajar con el Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea. Este contrato, que se suma a la larga historia de éxito de Thales Alenia Space en Corea, confirma nuestra impresionante trayectoria en el diseño y suministro de innovadores sistemas de propulsión eléctrica para satélites y constelaciones de satélites. Esperamos traer la amplitud de la experiencia y el talento para apoyar al Instituto de Investigación Aeroespacial de Corea. »

El Dr. Craig Brown, Director de Inversiones de la Agencia Espacial del Reino Unido, dijo: «Este nuevo contrato de Thales Alenia Space para el satélite GK3 de KARI es un ejemplo fantástico de cómo las habilidades y la experiencia del Reino Unido en propulsión eléctrica tienen demanda en todo el mundo. También muestra cómo el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido a empresas como Thales Alenia Space está ayudando a catalizar nuevas inversiones, beneficiando al sector espacial más amplio del Reino Unido y subrayando su papel como contribuyente clave a nuestra economía.

Acerca de Thales Alenia Space y Corea del Sur

La participación de Thales Alenia Space en GEO-KOMPSAT-3 es el último paso en su larga colaboración con Corea del Sur en una serie de programas espaciales, incluidas las misiones geoestacionarias de propósito general (COMS, GEO-KOMPSAT-2A y 2B), el Koreasat satélite de telecomunicaciones (Koreasat 5, 5A, 6 y 7), misiones de observación de la Tierra (KOMPSAT-3A, 5, 6 y 7 y la familia CAS-500), el programa de exploración coreano Sistema Lunar (KPLO) y el Sistema de Aumento de Satélites de Navegación de Corea ( KASS).

ACERCA DEL ESPACIO THALES ALENIA

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Con más de 40 años de experiencia y una combinación única de habilidades, conocimientos y culturas, Thales Alenia Space ofrece soluciones rentables para telecomunicaciones, navegación, observación de la Tierra, entorno de gestión del clima, exploración, ciencia y exploración orbital.

infraestructura. Les gouvernements et l’industrie privée comptent sur Thales Alenia Space pour concevoir des systèmes satellitaires qui fournissent des connexions et un positionnement à tout moment et en tout lieu, surveillent notre planète, améliorent la gestion de ses ressources et explorent notre système solaire et au- de la. Thales Alenia Space ve el espacio como un nuevo horizonte, ayudando a construir una vida mejor y más sostenible en la Tierra. Una empresa conjunta entre Thales (67%) y Leonardo (33%), Thales Alenia Space también está uniendo fuerzas con Telespazio para formar la empresa matriz Space Alliance, que ofrece una gama completa de servicios. Thales Alenia Space logró unos ingresos consolidados de aproximadamente 2150 millones de euros en 2021 y cuenta con alrededor de 8000 empleados en 10 países con 17 sitios en Europa y una fábrica en los Estados Unidos. www.thalesaleniaspace.com

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Horoscopo

Radiador provoca incendio en casa de San Antonio

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Un calentador defectuoso provocó un incendio, desplazando a una persona de su casa en el West Side el martes por la noche, según el Departamento de Bomberos de San Antonio.

Ken Branca

Un calentador provocó un incendio y desplazó al residente de su casa en el lado oeste de la ciudad a última hora del martes 31 de enero, según el Departamento de Bomberos de San Antonio. El incendio causó daños estimados en $ 20,000, dijeron las autoridades.

El incendio comenzó alrededor de las 10 p.m. en la cuadra 500 de North San Gabriel Street cerca de Rivas Street y North General McMullen Drive cerca de St. Mary’s University. Los bomberos dijeron que llegaron y encontraron un fuego activo en la parte trasera de la casa.

El propietario le dijo a los bomberos que encendieron un pequeño calentador en esa parte de la casa, donde los investigadores dicen que comenzó el incendio.

SAFD dijo que los bomberos controlaron rápidamente el fuego. Una persona fue trasladada después de estar a salvo fuera de la casa. El SAFD dijo que fue tratado por inhalación de humo. No se reportaron otras lesiones.

Con temperaturas bajo cero persistentes en el condado de Bexar, los funcionarios recomiendan lo siguiente para mantenerlos a salvo:

  • Mantenga todo lo que pueda arder a una distancia mínima de tres pies de los equipos de calefacción, como un horno, una chimenea, una estufa de leña o un calefactor ambiental.
  • Nunca use su horno para calentar su casa.
  • Nunca use un generador en interiores.
  • Siempre conecte los calentadores portátiles directamente a un tomacorriente de pared (sin enchufes múltiples).
  • Recuerde apagar los calefactores cuando salga del dormitorio o se vaya a la cama.
  • Nunca deje a los niños desatendidos en una habitación con calefacción.
  • Instale y mantenga alarmas de monóxido de carbono para evitar el riesgo de intoxicación.

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