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Les progrès dans les revêtements de graphène à couche special d'atome améliorent la durée de vie de la resource d'électrons de l'accélérateur


Les revêtements de safety sont courants pour de nombreuses choses de la vie quotidienne qui sont très utilisées : nous enduisons les planchers de bois avec une finition appliquer du téflon sur la peinture des voitures  même utiliser des revêtements de diamant sur les dispositifs médicaux. Les revêtements protecteurs sont également essentiels dans de nombreuses applications industrielles et de recherche exigeantes.

Aujourd'hui, des chercheurs du Laboratoire countrywide de Los Alamos ont mis au issue et testé un revêtement de graphène d'une finesse atomique pour les équipements d'accélération de faisceaux d'électrons de nouvelle génération - peut-être l'application technique la in addition difficile de la technologie, dont le succès confirme le potentiel d'"Atomic Armor" dans une gamme d'applications.

"Les accélérateurs sont des outils importants pour relever certains des grands défis auxquels l'humanité est confrontée", a déclaré Hisato Yamaguchi, membre du groupe Sigma-2 au Laboratoire. "Ces défis incluent la quête d'une énergie tough, la mise à l'échelle continue on de la puissance de calcul, la détection et l'atténuation des brokers pathogènes, et l'étude de la construction et de la dynamique des éléments constitutifs de la vie. Et ces défis nécessitent tous la capacité d'accéder, d'observer et de contrôler la matière. sur l'échelle de temps frontière du mouvement électronique et l'échelle spatiale des liaisons atomiques."

Les accélérateurs de faisceaux d'électrons actuels utilisent généralement l'émission thermionique - le chauffage d'un matériau pour libérer des électrons. interrompant la recherche de company et ajoutant du temps et des coûts aux projets.

"Les accélérateurs du futur exigent des faisceaux d'électrons de as well as en furthermore performants", a déclaré Yamaguchi. "Mais ces exigences de functionality dépassent considérablement les capacités des sources d'électrons de pointe actuelles."

il fallait trouver un revêtement protecteur approprié. En effet. constituées d'antimoine, de potassium et de césium.

Le césium est le matériau idéal pour les accélérateurs vehicle il a une faible fonction de travail. La fonction de travail est la quantité d'énergie nécessaire pour retirer un électron du matériau et le placer dans le vide, une étape nécessaire dans la manufacturing de faisceaux d'électrons. Cette faible fonction de travail a cependant un coût, sous la forme d'une augmentation des dommages causés par les réactions chimiques et de la sensibilité au bombardement ionique en retour.

Le graphène donne des résultats prometteurs

Ils ont trouvé leur réponse dans le graphène.

"Pour autant que je sache, il n'y a pas d'autre matériau qui puisse à la fois transmettre des électrons et en même temps protéger le matériau", a déclaré Yamaguchi. "Un matériau très poreux permettra aux électrons de transmettre, mais vous ne pourrez pas protéger le matériau des gaz corrosifs. La particularité du graphène est qu'il est atomiquement suffisamment mince pour transmettre des électrons, mais la framework atomique est également suffisamment compacte pour qu'aucun des gaz corrosifs peuvent s'y infiltrer."

le graphène possède une grande imperméabilité aux gaz. Dans le même temps. ce qui est essentiel pour créer et accélérer le faisceau d'électrons pour la recherche. ce qui en théorie peut s'améliorer jusqu'à environ 50 %, un taux prometteur qui indique que le matériau est protégé tout en permettant la output d'un faisceau d'électrons.

a déclaré Yamaguchi.

qui a été sélectionnée pour la R&D 100 en 2019. Des recherches antérieures avec la technologie du graphène ont exploré son utilité en tant que barrière contre la corrosion, potentiellement appliquée aux voitures, navires, avions et autres biens.