Raziskovanje perovskitov, covid in ozračje ter Ingenuity

Z raziskavo do boljših zaslonov

Raziskovalca Kemijskega inštituta sta sodelovala v mednarodni raziskovalni skupini, ki je razvila prebojno tehnologijo za izdelavo naslednje generacije kompozitnega stekla, uporabnega pri izdelavi svetlečih diod LED, pametnih telefonov ter televizijskih in računalniških zaslonov. Študija je bila objavljena v eni najbolj prestižnih znanstvenih revij Science, so sporočili iz Kemijskega inštituta.

V študiji predstavljeni materiali so kompoziti kristalnih svinčevih perovskitov in kovinsko-organskih stekel. Svinčevi perovskiti so minerali, ki so znani po tem, da lahko ujamejo svetlobo in shranjujejo energijo kot nekakšne miniaturne sončne celice. So pa nanokristali perovskitov izjemno nestabilni, nanje vpliva svetloba, toplota, zrak, voda. Raziskovalcem mednarodne skupine je uspelo razviti inovativen postopek za vezavo nanokristalov v porozno steklo. To je ključno za stabilizacijo in povečanje učinkovitosti teh mineralov, ki bodo s pomočjo nove tehnologije le še bolj in vsestransko uporabni. Uporabili jih bodo lahko pri izdelavi televizijskih zaslonov s še večjo svetilnostjo in kontrastom, ali pa denimo pri zasnovi stekel za zaslone mobilnih telefonov, ki bodo tako občutno manj lomljivi. Dr. Andraž Krajnc in prof. dr. Gregor Mali s Kemijskega inštituta sta k študiji prispevala pomembne meritve z jedrsko magnetno resonanco (NMR). Z analizami NMR spektrov cezijevih jeder sta potrdila fazno čistost v kompozit vgrajenih perovskitov in pokazala, da obstaja tesen površinski stik med nanokristali perovskita in obdajajočim kovinsko-organskim steklom.

Kako je covid vplival na ozračje

Lani, ko se je svet skoraj ustavil zaradi pandemije, si je okolje nekoliko oddahnilo, saj so se izpusti zaradi zaprtih industrijskih obratov in manj prometa precej zmanjšali. Znanstveniki so dobili edinstveno priložnost opazovati, kako so povezani podnebne spremembe in onesnažen zrak ter kako bi se ozračje odzvalo, če bi človeštvu res uspelo drastično zmanjšati izpuste toplogrednih plinov in onesnaževal. Znanstveniki z več kot 20 univerz po svetu so se osredotočili predvsem na ogljikov dioksid, metan, dušikov oksid in delce nitratov. Največje presenečenje je bilo, da je količina ogljikovega dioksida v atmosferi rasla z enako stopnjo kot v preteklih letih, čeprav se je količina izpustov leta 2020 zmanjšala za 5,4 odstotka. »Med prejšnjimi družbeno-ekonomskimi težavami, denimo med pomanjkanjem nafte leta 1973, smo nemudoma lahko videli spremembo stopnje rasti količine CO2 v ozračju. To smo pričakovali tudi zdaj,« je povedal soavtor študije David Schimel. Kot vzroke za tak rezultat so navedli naravne procese, ki so iz leta v leto različni, prav tako pa oceani niso vsrkali toliko CO2 kot v preteklih letih. Gre verjetno za posledico manjšega pritiska CO2 na površje oceanov.

V študiji so znova poudarili, kako zapleteni so odnosi v atmosferi. Po eni strani je bilo zelo pozitivno, ker je bilo dušikovih oksidov manj, saj je bil zrak tako manj onesnažen, a hkrati te molekule reagirajo v ozračju tako, da razbijajo metan, ki je še bolj potenten toplogredni plin kot CO2. Ker niso delovali procesi čiščenja, je tako metan v ozračju ostal dlje. Pandemija je lepo pokazala, kako bi ozračje lahko okrevalo, če bi zajezili izpuste. Ti so se po začasnem padcu že konec leta 2020 vrnili na predpandemične količine.

Ingenuity še kar leti

Mali helikopter na Marsu je pred sedmimi meseci pisal zgodovino, ko je kot prvo leteče plovilo poletel na drugem planetu. Sprva so načrtovali le nekaj poletov, da ne bi ovirali glavne odprave roverja Perseverance, a inženirji so našli način, da brez težav delujeta skupaj. Prvi polet je bil trajal nekaj sekund, potem je še ne dva kilograma težki letalnik postal bolj drzen. A se je kmalu pojavila težava – ob prihodu poletja se je že tako tanko ozračje še stanjšalo. Inženirji so se odločili, da vrtenje rotorjev s 2500 vrtljajev na minuto povišajo na 2800. Kazalo je, da bo to morda vseeno preveč, saj septembra ni mogel vzleteti.

Ingenuity FOTO: NASA/JPL-Caltech/MSSS/ASU/AFP

Inženirji so odkrili problem v nadzoru motorjev, ga odpravili in konec oktobra je pri 2700 vrtljajih na minuto poletel dva metra, pri tem pa se dvignil na višino petih metrov. Šestega novembra je znova poletel pri teh vrtljajih in v zraku preživel več kot dve minuti in preletel 400 metrov. Helikopter je sicer povsem demonstrativne narave. Z njim so želeli ugotoviti, ali bi letalniki lahko pripomogli pri raziskovanju sosednjih nebesnih teles. Za zdaj kaže, da vsekakor bodo.