Вокруг Науки Техники

[Flanger]

Зачем необходима вибрация бетона после заливки

 

[Flanger]

Цитата

 

Гигантский динозавр, обнаруженный в Аргентине, оказался самым большим животным в истории

 

Гигантский динозавр, обнаруженный в Аргентине, оказался самым большим животным в истории Анастасия Никифорова
Считается, что самым большим существом, когда-либо существовавшим, является синий кит. Самые большиепредствители этого вида вырастают до 33,6 метра в длину. Самыми большими наземными существами были динозавры, и огромнейшими из них — титанозавры. Это род растительноядных динозавров-завропод из клады Lithostrotia, живших в верхнемеловую эпоху на территории нынешних Азии, Африки, Европы и Южной Америки.

Один из них — аргентинозавр — оставил достаточно доказательств того, чтобы его можно было классифицировать как самого тяжелого их всех титанозавров. При длине в 36,5 метров его вес составляет 100 тонн. Он значительно затмил бы современных наземных животных. Исследователи, изучающие окаменелости патаготитов (еще одного титанозавра, обнаруженного в Патагонии), предположили, что некоторые из них могли побить рекорд по величине, но окаменелостей, которые подтверждали бы это было недостаточно. В любом случае ученые, изучающие останки, обнаруженные в 2012 года, начали полагать, что они нашли еще более крупного титанозавра.

Сейчас известно, что этот динозавр появился 98 млн лет назад (до начала мелового периода). Среди найденных окаменелостей — 24 позвонка, которые были частью гигантского хвоста, таза и грудного пояса. Огромный размер каждого предполагает, что динозавр был очень большим даже среди титанозавров. И точно больше всех живущих на Земле видов.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

В Китае испытали прототип высокоскоростного поезда на магнитной подвеске из высокотемпературных сверхпроводников

Исследователи из Юго-Западного университета Цзяотун в китайском городе Чэнду провели испытания прототипа высокоскоростного поезда на магнитной подвеске, использующего высокотемпературную сверхпроводимость с охлаждением до сверхпроводящего состояния при помощи жидкого азота. На испытательной колее длиной 165 метров удалось развить скорость вагона до 620 км/час.

13 января 2021 года в г.Чэнду (провинция Сычуань на юго-западе Китая) прошли испытания состава на магнитной подвеске — совместной разработки Юго-Западного университета Цзяотун и железнодорожных компаний Китая. Университет Цзяотун («университет транспорта и коммуникаций») в Чэнду с 1980-х годов — ключевой научный центр по разработке поездов, использующих принцип удержания в воздухе под действием магнитного поля. Предложенный прототип использует для перемещения магнитную левитацию вагона над полотном дороги из материалов, переходящих в сверхпроводящее состояние при охлаждении жидким азотом. Ряд технологических решений позволил также уменьшить вес вагона за счёт использования углепластика и увеличить его устойчивость при управлении. Испытания проводились на треке длиной всего 165 метров, но при этом удалось достичь рекордной скорости 620 км/час. Таким образом, прототип в будущем может стать первым высокоскоростным магнитопланом, использующим высокотемпературные сверхпроводники.

Использование сперхпроводящих материалов — только одна из нескольких технологий для поездов на магнитной подвеске (их называют магнитоплан или маглев — от словосочетания магнитная левитация). Такую линию можно реализовать также на электромагнитах и даже при помощи системы обычных постоянных магнитов, и соответствующие конкурентные разработки ведутся давно.

В Китае находится пока единственная в мире коммерческая сверхскоростная линия магнитных поездов — Шанхайский маглев (Shanghai Transrapid) со скоростью составов до 430 км/час на 30-километровой линии от международного аэропорта до станции городского метро, однако она работает на электромагнитной подвеске, без использования сверхпроводников. Значительно больше составов на магнитной подушке используется на обычных (низко- и среднескоростных) линиях и для «городского маглева». Такие поезда эксплуатировались ещё с 1980-х годов. Разработки поездов на магнитной подвеске велись с конца 1970-х годов и у нас, в СССР.

Сверхпроводящие материалы позволяют существенно уменьшить потери энергии в обмотках электромагнитов. Концепция маглева на сверхпроводниках использует известный с 1930-х годов эффект Мейснера — «вытеснение» линий магнитного поля из объёма сверхпроводника. При этом обычный магнит может левитировать над материалом в сверхпроводящем состоянии. Для демонстрации эффекта материал «подложки» охлаждают при помощи жидкого гелия или азота. Температуры сверхпроводимости, которых достигают охлаждением жидким гелием — это −269°C, и это слишком дорогостоящая технология. В настоящее время эксперименты по разработке маглева с гелиевым охлаждением сверхпроводников проходят в Японии для будущей линии Тюо-синкансэн между Токио и Осакой (её первый участок планируется ввести в эксплуатацию в 2027 году). Китайские инженеры утверждают, что в своём прототипе маглева им удалось использовать материалы, переходящие в сверхпроводящее состояние при охлаждении жидким азотом, то есть при температурах около −196°C. По сравнению с гелиевым охлаждением это считается высокотемпературной сверхпроводимостью, и затраты для её достижения при этом на порядки меньше. Такие температуры достигаются на удалённых телах Солнечной системы, например, на спутнике Сатурна Титане, даже позволяя реализовать на нём полный гидрологический цикл из жидкого метана и азота, аналогичный водному кругообороту на Земле.Эффект Мейснера в сверхпроводнике и перемещение состава на магнитной подвеске — из репортажа китайского телевидения.

Технических подробностей помимо сведений в пресс-релизах китайской прессы по поводу испытаний прототипа магнитного поезда не приводится (более того, нет даже видео собственно ходовых испытаний, что несколько странно, зато вместо этого на китайских ресурсах для внутреннего употребления есть множество видео и фотографий торжественной церемонии открытия испытаний). Кроме общей информации о принципе работы и стоимости проекта, инженеры подчёркивают ещё одну выгодную особенность китайского «сверхскоростного маглева на сверхпроводниках»: вагон-прототип из Чэнду может левитировать прямо со старта. Его японскому конкуренту для использования сверхпроводящей магнитной подвески необходим разгон выше минимальной скорости 150 км/час, и для разгона и торможения японский маглев поэтому использует обычные колёса, которые в «фазе левитации» затем отрываются от земли. Как китайские инженеры смогли преодолеть эту проблему и насколько решение рабочее, особенно при масштабировании со 160-метрового испытательного трека на реальные расстояния — мы не знаем. Ожидается (согласно интервью, процитированным в «официальных» релизах), что разработка может выйти на коммерческий уровень в течение следующих шести лет.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Самый большой в мире стальной слиток: 486 тонн

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

ГМО повсюду: самые странные примеры генной инженерии

Когда продукты генной инженерии появились на полках магазинов, многие люди опасались пометок ГМО. До сих пор производство генномодифицированной пищи вызывает множество вопросов и споров в обществе, однако, большие сочные помидоры и увеличенные куриные ножки — это не главные «достижения» области. Некоторые эксперименты ученых являются по-настоящему сумасшедшими!

Хотите вы этого или нет, но каждый из нас является невольным потребителем генетически модифицированных продуктов. Генетическая инженерия занимается не только продуктами питания, ее возможности распространяются почти на все сферы нашей жизни/

Генетически модифицированные продукты или организмы подвергаются специальной терапии, при которой их ДНК либо изменяется, либо соединяется с чужой ДНК. Это позволяет ученым «улучшать» качества продуктов, создавая совершенно новый набор генов. Вы можете не осознавать этого, но многие продукты, которые вы покупаете регулярно, являются генномодицированными. По оценкам специалистов, от 60 до 70% обработанных продуктов на полках продуктовых магазинов содержат генетически модифицированные ингредиенты. Предлагаем узнать, о самых странных разработках этой сферы, которые уже стали частью нашей реальности (или станут в скором будущем!).

Светящиеся в темноте животные
В 2007 году южнокорейские ученые изменили ген кошки, отвечающий за производство флуоресцентного белка, а затем клонировали животное. Появившиеся котята имели необычную особенность — они светились красным цветом в ультрафиолетовых лучах.

У простого обывателя  такие исследования вызывают массу вопросов, но главный из них —  «зачем?». Цель исследователей состояла не в том, чтобы заставить котят светиться, а в том, чтобы проверить технологию модифицированного клонирования, которая может позволить ученым моделировать генетические заболевания человека на животных.  

Ядовитая капуста
В 2002 году ученые задумались о том, как бы ограничить использование пестицидов, но при этом защитить урожай от вредителей? Задача не из простых, но исследователи нашли решение! Специалисты из Колледжа естественных наук в Пекине выделили токсин из яда скорпиона и изменили геном капусты таким образом, чтобы он производил яд по мере роста растения. Такая капуста не вредна для человека, но зато смертельно опасна для гусениц. Правда, многие эксперты все же опасаются, что поскольку в геноме такой капусты теперь есть ядовитые гены, существует вероятность, что со временем они мутируют и станут опасны и для человека.

Коза, которая «дает» паутину
Несмотря на то, что паутина не может остановить крупных животных и людей, паучий шелк — это уникальное сочетание высокой прочности и пластичности. Человек давно мечтал о производстве этого материала в промышленных масштабах, поэтому, как только появилась генная инженерия, ученые стали думать над этим вопросом.

Так на свет появилась коза, которая дает молоко с белками паучьего шелка! Это предприятие оказалось настолько успешным, что сейчас в мире существует уже десяток фирм, которые занимаются аналогичным производством. Сам же материал используется как в хирургии, так и в производстве обуви.

Банановая вакцинация
Согласитесь, что намного приятней съесть любимый фрукт, чем ставить прививку или пить горькие лекарства! Возможно, скоро все именно так и будет. В 2007 году индийские ученые смогли создать банан, который «прививает» людей против гепатита В. Как и любой вид вакцинации, банан запускает процесс  выработки антител, как только оказывается в кишечнике человека. Проблема заключается в том, что не совсем понятно, сколько бананов нужно съесть конкретному человеку для иммунного ответа.

Коровы с менее «вредными» кишечными газами
Коровы производят огромное количество метана в процессе пищеварения. Он вырабатывается бактерией, которая является побочным продуктом рациона, включающего траву и сено. А поскольку метан является одним из парниковых газов, ученые уже давно думают, как бы изменить коров. Специалисты из Университета Альберты смогли создать коров, которые выпускают меньше метана с кишечными газами. Исследователи определили бактерию, ответственную за производство этого соединения, и модифицировали скот. ГМО-коровы производят на 25% меньше метана, чем среднестатистическое животное.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

В Германии создан робот, подрезающий деревья и кусты

По данным немецкого университета Хоэнхайма, около 80% фруктовых деревьев в Германии не подрезаются регулярно, несмотря на то, что это делает их структурно более прочными и устойчивыми к болезням. Поэтому инженеры решили исправить эту ситуацию и создали специального робота.

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Ученые увеличили прочность изделий из титана и нержавеющей стали в 7 раз

Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с французскими коллегами удалось найти параметры обработки металлов, позволяющие совместить метод горячего изостатического прессования (ГИП) и технологию холодного газодинамического напыления. 

По словам авторов, они объединили эффект от обоих методов, и тем самым резко увеличить полезные характеристики получаемых материалов.

Мы применили ГИП для материалов, которые ранее не рекомендовались к подобной обработке, так как они имеют рыхлую поверхность из-за наличия открытых пор. Особым образом нанеся на рыхлое изделие тонкий слой из того же металла, мы получили своего рода герметичную капсулу, которая позволяет успешно применять ГИП. Благодаря такой обработке пористость уменьшилась более чем в два раза, прочность на сжатие выросла на 25 процентов, а главное — многократно выросла прочность на разрыв. 

Владимир Чеверикин, руководитель программы «Аддитивные технологии для производственной отрасли iPhD» НИТУ МИСиС

В частности, прочность на разрыв нержавеющей стали и чистого титана возросла приблизительно в семь раз. Наиболее впечатляющие результаты получены для сплава титана и алюминия Ti6AL4V, прочность на разрыв которого увеличилась в 28 раз. Улучшение механических свойств обеспечивается диффузией материала и изменением его микроструктуры, объяснили ученые.

Теперь, по результатам работы, группа ученых планирует разработать новые материалы для медицинской отрасли.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Ученые из Северо-Западного университета разработали высокоэффективный, экологически чистый метод преобразования аммиака в водород.

Исследование, опубликованное в журнале Joule — важный шаг на пути к созданию экономики с нулевыми выбросами и использованием водородного топлива.

Идея использования аммиака в качестве носителя для доставки водорода в последние годы приобрела популярность. Дело в том, что это бинарное неорганическое химическое соединение намного легче сжижать, чем водород. А, значит, его проще хранить и транспортировать. 

Чтобы преобразовать аммиак, ученые построили уникальную электрохимическую ячейку с протонпроводящей мембраной и интегрировали ее с катализатором расщепления.

Сначала аммиак «встречается» с катализатором, который расщепляет его на азот и водород. Полученный водород немедленно превращается в протоны, которые затем электрически перемещаются через мембрану в электрохимической ячейке. Постоянно отбирая водород, ученые продвигают реакцию все дальше. Такой тип проведения реакции известен как принцип Ле Шателье — Брауна. Удаляя один из продуктов расщепления аммиака — а именно водород, процесс движется за пределы того, что может сделать обычный катализатор.

Полученный водород можно использовать в топливном элементе. Как и батареи, топливные элементы вырабатывают электроэнергию путем преобразования энергии, полученной в результате химических реакций. В отличие от батарей они производят электричество, пока есть топливо, и никогда не теряют свой заряд. Водород — это чистое топливо, которое при потреблении производит воду в качестве единственного побочного продукта. Такие свойства отличают его от ископаемого, чьи побочные продукты — двуокись углерода, метан и закись азота — меняют климат и нагревают планету.

Новый метод отличается своей экологичностью. Для преобразования аммиака в водород используется возобновляемая электроэнергия вместо тепловой на ископаемом топливе. Весь процесс происходит при более низких температурах, чем традиционные методы расщепления (250°C вместо 500°C-600°C). Кроме того, новая технология генерирует чистый водород, который не нужно отделять от непрореагировавшего аммиака или других продуктов. Также процесс эффективен — весь электрический ток, подаваемый на устройство, непосредственно производит водород без каких-либо потерь на паразитные реакции.

Авторы исследования прогнозируют, что новая технология может сильно изменить транспортный сектор. По данным Агентства по охране окружающей среды США, в 2018 году на перемещение людей и товаров на автомобилях, грузовиках, поездах, кораблях, самолетах и других транспортных средствах пришлось 28% выбросов парниковых газов в Северной Америке — больше, чем в любом другом секторе экономики.

 

 

[Flanger]

Лодки с гироскопическим стабилизатором и без него

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Как работает двигательная установка вертолета

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

Цитата

 

Ученые Массачусетского технологического института создали шпинат, который умеет отправлять электронные письма: таким образом растения будут предупреждать людей о химических загрязнениях и изменении климата.

Нет, шпинат не будет доставать ученых спамом и разговорами о погоде. Исследователи надеются, что растение поможет выявлять химические загрязнения в природе и будет сообщать об изменении климата

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Materials, ученые превратили крайне чувствительные корни шпината в «датчики», которые способны улавливать взрывчатые вещества. Когда корни растения улавливают в грунтовых водах нитросоединения, которые часто присутствуют в наземных минах и других боеприпасах, на это реагируют углеродные нанотрубки, встроенные в листья. Изменение считывает инфракрасная камера, направленная на листья, и автоматически отправляет исследователям электронное письмо по беспроводной связи.

По мнению ученых, шпинат можно настроить на определение и других загрязняющих веществ и адаптировать к выявлению признаков изменения климата.

«Это новая демонстрация того, как мы преодолели коммуникационный барьер между растениями и людьми», – говорят исследователи.

Ученые выбрали шпинат из-за того, что растение крайне чувствительно к различным химическим веществам, присутствующим в почве, грунтовых водах и воздухе. Кроме этого, создать растительные нанобиотики гораздо проще, чем машину, которая будет делать то же самое.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Создан крошечный генератор для озонирования воды

Хотя озон часто используется для дезинфекции воды на очистных сооружениях, необходимое оборудование обычно слишком велико для менее масштабных систем, таких как охладители воды. Однако новый миниатюрный генератор озона может это изменить.

В двух словах: озон убивает вредные бактерии (и другие патогены), окисляя их защитную внешнюю мембрану, вызывая ее разрыв. Считается, что он более эффективен, чем такие химические вещества как хлор, а также не влияет на вкус или запах воды. К тому же в воде не остается остаточного озона после обработки.

Тем не менее, озон нужно создавать на месте по мере необходимости. Другими словами, его нельзя просто производить заранее партиями, а затем хранить для дальнейшего использования — как в случае с «обычными» химикатами. Вот тут на сцену и выходит миниатюрный генератор. Он разрабатывается в рамках проекта Европейского Союза, который объединяет усилия трех немецких корпоративных партнеров: Института кремниевых технологий Фраунгофера, дочерней компании Фраунгофера Condias и Go Systemelektronik.

В настоящее время в виде прототипа само устройство имеет размер всего в пару кубических сантиметров и предназначено для размещения в линии подачи воды стороннего устройства.

Чип датчика в генераторе непрерывно измеряет электропроводность, расход и температуру воды. Электропроводность определяет, сколько электрического тока потребуется для выполнения процесса электролиза; скорость потока определяет, как быстро должен производиться озон; температура влияет на то, сколько озона требуется системе в данный момент, поскольку он разлагается тем быстрее, чем горячее вода. Озон вырабатывается встроенной электролитической ячейкой, которая включает пары кремниевых электродов с алмазным покрытием.

«Два электрода разделены ионопроводящей разделительной мембраной, — поясняет исследователь Норман Ласке. - Когда на электроды подается напряжение, вода разделяется в процессе электролиза. Из-за того что электроды покрыты алмазным слоем, в этом процессе сначала образуются гидроксильные радикалы, которые затем вступают в реакцию с образованием в основном озона (O3), а также кислорода (O2)».

Озон проходит через крошечные щели, вытравленные в электродах, а затем входит в проточную воду и обрабатывает ее. Предполагается, что конечный коммерческий продукт, продаваемый под торговой маркой Mikrozon, должен быть способен обрабатывать до 6 литров воды в минуту. Следует отметить, что уже существуют портативные устройства, генерирующие озон, которые позволяют пользователям вручную дезинфицировать небольшие количества воды – но лишь по одной партии за раз.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно

Исследователи Fraunhofer представили «Powerpaste» — пасту на основе магния, которая накапливает водородную энергию в 10 раз большей плотности, чем литиевая батарея. Она позволяет автомобилям на водородных топливных элементах возможность путешествовать дальше, чем автомобили с бензиновым двигателем, и дозаправляться всего за несколько минут!

Ученые разработали пастообразную разнеовидность водородного топлива, на порядок эффективнее классических баллонов со сжатым газом

Обычно автомобили с водородными топливными элементами перевозят водородное топливо в газообразной форме, и хранится оно в баках при давлении около 700 бар. Эти резервуары довольно большие и тяжелые, что сводит на нет одно из ключевых преимуществ водорода по сравнению с сегодняшними литиевыми батареями — его более высокую плотность энергии. Высокое давление также делает водород непрактичным вариантом для двухколесных транспортных средств, таких как мотоциклы и скутеры. Наконец, баллон с горючим газом под давлением просто-напросто может взорваться в случае непредвиденных ситуаций.

Однако команда из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене придумала новый интересный способ хранения и переноса водородной энергии. Решение пришло в виде пасты Powerpaste на основе гидрида магния, которая сохраняет водород и позволяет выпускать его при необходимости даже при атмосферном давлении.

Для производства пасты магний смешивают с водородом при температуре около 350 °C и давлении, в пять-шесть раз превышающем атмосферное, в результате чего образуется гидрид магния. Затем в смесь включают сложный эфир и соли металлов, чтобы получить вязкую серую массу, которую можно загружать в картриджи.

В форме пасты Powerpaste полностью стабилен при температурах до 250 °C. Он несет в 10 раз больше энергии, чем литиевые батареи, и существенно больше, чем бак H2 на 700 бар, если сравнивать по весу. Исследователи говорят, что автомобили с трансмиссией Powerpaste могут рассчитывать на запас хода, «сравнимый с бензином или даже превышающий его».

Fraunhofer IFAM

Когда приходит время высвободить энергию, плунжерный механизм выдавливает пасту в камеру, где она вступает в реакцию с водой, выделяя водород с динамически контролируемой скоростью, который затем питает топливный элемент для выработки электроэнергии, необходимой для работы трансмиссии электромобиля или другое устройство. Частично впечатляющая плотность энергии пасты обусловлена тем фактом, что половина выделяемого водорода поступает из воды, с которой он вступает в реакцию.

Например, для заправки скутера Powerpaste нужно вынуть картридж и заменить его на заправленный на станции техобслуживания. Таким образом, эта штука может стать чем-то вроде бутылки с розжигом для шашлыков: легко заменяемым вариантом использования чистой энергии в различных устройствах. Команда предполагает адаптировать технологию для больших дронов, тем самым увеличив время и дальность их полета, а также для портативных электроприборов, таких как, например, походный тостер или чайник.

Кстати, некоторым устройствам может быть удобнее просто закачать материал в резервуар, а не пользоваться картриджами. К ним относятся, например, автомобили и грузовики на топливных элементах, самолеты и более крупные виды техники. Инженеры уверяют, что пасту можно подавать через стандартные линии розлива с «относительно недорогим оборудованием».

 

 

[Flanger]

Отопление на парах бензина