Вокруг Науки Техники

[Flanger]

[Flanger]

Трансмиссия вертолета Hughes 500. Использует только две зубчатые передачи для снижения частоты вращения турбины с 6000 до 500 об / мин.

[Flanger]

Цитата

 

Создана губка, которая очищает реки и озера от фосфатов

Человек постоянно использует фосфаты в сельском хозяйстве. Они являются важным ингредиентом для роста растений и животных. Проблема заключается в том, что фосфаты накапливаются в почве, а затем вымываются и попадают в реки и озера. Это приводит к буйному цветению водорослей и лишает морские организмы кислорода. Ученые из Северо-Западного университета разработали губкообразный материал, который мог бы решить эту проблему. Он не только способен собирать фосфаты из воды, но и дает возможность использовать их повторно.

Если в последние годы вы стали чаще замечать цветение рек и озер - вините в этом фосфаты

Губка, которую создали ученые, получила название PEARL (Phosphate Elimination and Recovery Lightweight или Упрощенное устранение и восстановление фосфатов).

PEARL — это пористый и эластичный материал, покрытый наноструктурами, которые связываются с фосфат-ионами. После «сбора» фосфатов, ученые могут изменить уровень рН в материале и высвободить соединения для повторного использования.

Авторы проекта уже протестировали губку как в лаборатории, так и в реальных условиях. Опыты показали, что PEARL — гораздо более эффективный способ очистки от фосфатного загрязнения, чем современные подходы, которые являются дорогостоящими, сложными и генерируют отходы.

Поскольку губка также способна отдавать захваченный фосфат, ученые уверены, что она может стать потенциальным решением проблемы нехватки ресурсов в будущем, так как огромная часть мировых культур полагается на фосфаты.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Американские инженеры предложили совершенно новый способ получения электричества из окружающей среды

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали устройство, вырабатывающее электричество с использованием совершенно нового механизма. Устройство похоже на вывернутую наизнанку батарейку, электролитом для которой служит окружающая среда. Такие батареи смогут использоваться в электрохимических реакциях в промышленности и обещают стать источниками питания для наноботов.

Исследователи обнаружили, что при определённых условиях углеродные нанотрубки могут вырабатывать электричество. Для этого один конец трубки необходимо изолировать от воздействия окружающей среды, а другой оставить открытым. Если такую двухстороннюю нанотрубку поместить в среду со свойствами электролита, то электроны со свободного конца трубки начнут утекать в электролит, а для баланса заряда трубка начнёт подтягивать электроны с изолированного конца. В системе начнёт течь электрический ток, которым можно распорядиться.

Создать такие источники тока довольно просто. Исследователи взяли лист из нанотрубок и покрыли его с одной стороны тефлоноподобным материалом. Затем лист разрезали на части со сторонами 250 мкм. Одна такая двухсторонняя частичка, как показало исследование, может генерировать ток с напряжением 0,7 В. Если в электролит поместить много таких элементов, то возникают токи, достаточные как для электрохимических реакций, например, для окисления спиртов в химической промышленности, так и для питания крошечных роботов.

В зависимости от выбора материала для изоляции и химического состава среды двухсторонние нанотрубки можно настроить для производства широкого спектра продукции химической промышленности не используя при этом внешние источники электричества. Определённо, это будет дешевле. Для миниатюрной робототехники это тоже может стать находкой, позволяя устройствам извлекать энергию для работы не имея на борту встроенных батарей.

Добавим, статья об исследовании была опубликована в журнале Nature Communications. Она свободно доступна по ссылке.

 

 

[Flanger]

Демонстрация силовых линий магнитного поля ...
 

[Flanger]

Цитата

 

Открыт метод синтеза эффективных и недорогих светодиодов

Международная группа исследователей разработала новую методику, которая может быть использована для создания эффективных недорогих гибких светоизлучающих материалов, которые можно синтезировать технологией струйной печати.

Квантовые точки уже давно считаются перспективными для создания светодиодов и QLED-дисплеев. Новый материал может сделать эту технологию дешевле, доступнее и эффективнее

Во многих бытовых устройствах сегодня используются светодиоды — среди них бытовое и коммерческое освещение, телевизионные экраны, смартфоны и ноутбуки. Главное преимущество светодиодов в том, что они потребляют гораздо меньше энергии, чем галогеновые лампы и лампы накаливания. В конечном счете, вся интернет-инфраструктура также завязана на оптических сигналов от очень ярких светодиодных источников света.

Команда ученых исследовала новый класс полупроводников, называемых галогенидными перовскитами. Авторы получали их в виде нанокристаллов — квантовых точек — размером около десятитысячной толщины человеческого волоса. Они обладают хорошими люминесцентными свойствами и уже нашли применение в экранах сверхвысокой четкости QLED. В новой работе физики смогли значительно улучшить свойства этих наночастиц. Для этого авторы заменили один из каждой тысячи атомов свинца на ион марганца. При тестировании полученного материала ученые обнаружили, что люминесценция квантовых точек стала в три раза интенсивнее.

При детальном исследовании материала при помощи лазерной спектроскопии, ученые обнаружили причину такого улучшения свойств. Оказалось, что в легированных областях кристаллов при облучении начали накапливаться заряды. Они очень быстро рекомбинировали — снова переходили в равновесное состояние — и изучали при этом свет. 

Открытие показывает, что даже мельчайшие изменения химического состава могут значительно улучшить свойства материала. Это, в свою очередь, может помочь создать дешевые и сверхяркие светодиодные дисплеи и лазеры. В будущем исследователи надеются найти еще более эффективные допанты, которые помогут сделать эти передовые световые технологии доступными в любой точке мира.

Статья об открытии опубликована в Journal of the American Chemical Society.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Генетики научили кишечную палочку превращать пластик в ванилин

Ученые из Эдинбургского университета модифицировали в лаборатории кишечную палочку. Полученная бактерия превращает пластиковые отходы в ванилин. Она вырабатывает ферменты, которые преобразуют в ароматное вещество терефталевую кислоту — именно в результате ее поликонденсации получается термопластик ПЭТ, пишет Phys.org.

Исследователи утверждают, что ванилин, бывший до встречи с бактерией пластиковой бутылкой, пригоден для употребления в пищу. Также вещество можно использовать в производстве косметики.

По данным ученых, спрос на ванилин к 2025 году превысит 59 тысяч тонн, выручка составит 734 миллиона долларов. Авторы работы считают, что использование генетически модифицированной палочки может помочь эффективно управлять ресурсами.

 

 

[Flanger]

Столкновение двух нейтронных звезд

[Flanger]

Слив глифосата в емкость

[Flanger]

[Flanger]

Процесс, демонстрирующий регенерацию конечностей саламандры ...

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

В России создан уникальный сплав для авиации и железнодорожного транспорта

Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» при участии коллег из Сибирского федерального университета и «НПЦ магнитной гидродинамики» (г. Красноярск) разработали технологию получения уникального термостойкого алюминиевого сплава повышенной прочности, который сможет заменить более дорогие и тяжелые медные проводники в летательных аппаратах и в скоростном железнодорожном транспорте.

Российские ученые создали прочный алюминиевый сплав, который отлично сопротивляется воздействию высоких температур

Исследователи создали метод получения уникальной термостойкой проволоки повышенной прочности. Проволока изготавливается из алюминиевого сплава, первоначально отлитого в виде длинномерной, диаметром около 10 мм, заготовки в электромагнитном кристаллизаторе. Авторам удалось получить термически стабильную структуру (до 400 градусов Цельсия включительно), которая существенно превосходит по термической устойчивости известные алюминиевые сплавы, сохраняющие свои свойства до 250-300 градусов Цельсия.

«Ранее сплавы с подобной структурой пытались изготавливать с использованием сложной и дорогостоящей технологии, включающей сверхбыструю кристаллизацию расплава, получение гранул и последующие методы порошковой металлургии», – рассказал профессор кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» Николай Белов.

Исследователи провели непосредственную деформацию длинномерной заготовки – прокатку и волочение – без использования традиционных для алюминиевых сплавов операций гомогенизации и закалки. Ключевая особенность предложенной ими технологии состоит в режимах литья и отжига, которые позволяют получить структуру из термически стабильных наночастиц, содержащих медь, марганец и цирконий. Исследование опубликовано в журнале Materials Letters.

«Из этого сплава нам удалось получить термостойкую проволоку повышенной прочности. Сейчас мы занимаемся определением ее физико-механических свойств, и первые результаты уже весьма впечатляющие. Мы планируем запатентовать способ получения такой проволоки», – рассказал старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» Торгом Акопян.

Термостойкие проводники повышенной прочности могут найти применение в летательных аппаратах и железнодорожном скоростном транспорте вместо существенно более дорогих и тяжелых медных проводников. По мнению авторов, уникальная и дешевая технология может заинтересовать производителей деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов.

Материал предоставлен пресс-службой НИТУ «МИСиС"

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Новое устройство добывает питьевую воду из воздуха и экономит энергию

Новое устройство добывает питьевую воду из воздуха и экономит энергию Анастасия Никифорова
Во многих частях мира не хватает пресной воды, а её добыча стоит недешево. Сообщества вблизи океана могут опреснять морскую воду, но для этого требуется большое количество энергии. Вдали от берега зачастую остается единственный вариант — конденсировать атмосферную влажность. Однако и эти методы требуют затрат.

Новое устройство решает проблему.

 

Исследователи из ETH Zurich разработали технологию, которая впервые позволяет им собирать воду 24 часа в сутки без дополнительных затрат энергии даже под палящим солнцем. Новое устройство состоит из стекла со специальным покрытием, которое не только отражает солнечное излучение, но и излучает собственное тепло через атмосферу в космическое пространство. Таким образом, он охлаждается до температуры на 15 °C ниже температуры окружающей среды. На нижней стороне панели водяной пар из воздуха конденсируется в воду. Процесс такой же, как и на плохо утепленных окнах зимой.

Ученые покрыли стекло специально разработанными полимерными и серебряными слоями. Этот специальный подход к покрытию заставляет стекло излучать инфракрасное излучение в окне с определенной длиной волны в космическое пространство без поглощения атмосферой и отражения обратно на стекло. Еще один ключевой элемент устройства — новая коническая радиационная защита. Она отклоняет тепловое излучение из атмосферы и защищает стекло от поступающего солнечного излучения. Так устройство излучает вышеупомянутое тепло наружу и, таким образом, полностью пассивно самоохлаждается.

Как показали испытания нового устройства в реальных условиях на крыше здания ETH в Цюрихе, технология производит как минимум вдвое больше воды на площадь в день, чем лучшие современные пассивные технологии на основе фольги. Так, пилотная система с диаметром стекла 10 сантиметров в реальных условиях конденсировала 4,6 миллилитра воды в день.

 

 

[Flanger]

Как работает - https://www.totaldesignreviews.com/2018/04/20/konstantin-chaykin-levitas-black-mystery-watch/

[Flanger]

Цитата

 

Новая наноброня из углерода прочнее кевлара и стали

Ученые из Массачусетского технологического института прибегли к помощи нанотехнологий для создания брони нового поколения, которая, по их словам, превосходит кевлар и сталь.

Ученые разработали материал, который при равном весе поглощает энергию удара эффективнее современной брони

Легкий вес и тонкая форма — два желанных атрибута, когда речь идет о материалах для брони следующего поколения. Мы уже неоднократно были свидетелями того, что ученые добиваются впечатляющих успехов в этой области. Вдохновением для них служит все, от морских улиток до чешуи животных и особой полимерной пены. Но на этом настоящая работа лишь начинается.

Отправной точкой для нового многообещающего материала стала светочувствительная смола, которую обрабатывали лазером, чтобы сформировать решетчатую структуру, состоящую из повторяющихся микроскопических распорок. Затем этот материал был помещен в высокотемпературную вакуумную камеру, превратившую полимер в сверхлегкий углерод с структурой, которая напоминает структуру пенистых полимеров, предназначенных для поглощения ударов.

Губчатая структура углеродной сетки в разрезе
MIT

«Исторически такая геометрия материала впервые применялась в энергосберегающих пенах», — пояснил ведущий автор Карлос Портела. «Хотя углерод обычно хрупок, особое расположение и небольшие размеры распорок в наноархитектурном материале приводят к тому, что в структуре начинают преобладать изгибы».

Команда обнаружила, что свойства этого решетчатого материала можно изменить, изменяя расположение углеродных включений. Для того, чтобы измерить степень поглощения ударной энергии, предметное стекло покрыли золотой пленкой и частицами оксида кремния с одной стороны. Затем на него направили сверхбыстрый лазер, что привело к появлению плазмы. Регулировка мощности лазера, в свою очередь, регулирует скорость полета частичек нагретого газа, позволяя ученым экспериментировать с диапазоном их скоростей и получать более точное представление о свойствах материала.

Испытание началось с запуска частиц со скоростью в диапазоне от 40 до 1100 метров в секунду, и отследить их удалось только с помощью высокоскоростных камер. Подобный подход также позволил протестировать различные конструкции с углеродными стойками разной толщины и в результате подобрать оптимальную конструкцию, благодаря которой частицы внедрялись в материал, а не проходили сквозь него.

«Оказалось, что наш материал может поглощать много энергии благодаря механизму ударного уплотнения стоек в наномасштабе, особенно если сравнивать его с чем-нибудь плотным и более однородным», — пояснил Портела.

Согласно результатам анализа материала, при толщине меньше человеческого волоса он может поглощать удары более эффективно, чем сталь, алюминий или даже кевлар сопоставимого веса. Таким образом, расширение этого подхода могло бы стать основой для создания альтернативных видов брони, которая будет легче и прочнее современных аналогов.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Кружка Пифагора выглядит снаружи как обычный сосуд для питья, но устроена как сифон. В центре кружки находится колонка, внутри которой проходит вертикальный канал, изогнутый вдвое. Канал изгибается в верхней части колонки и двумя концами опускается вниз, ко дну кружки. Оба конца выходят отверстиями в дне кружки, только один конец — внутрь кружки, у её дна, а второй конец — наружу кружки, насквозь через дно. Дно изготовлено толстым, таким образом между выходными отверстиями имеется разница по высоте в несколько сантиметров.

Когда кружку наполняют, жидкость, согласно закону о сообщающихся сосудах, через внутреннее отверстие у дна кружки поднимается по одному рукаву канала. Пока жидкости наливают не выше места изгиба канала, — а на внутренней стенке кружки имеется буртик, отмечающий этот уровень, — кружкой можно пользоваться по назначению.

Когда жидкости наливают больше отмеченного уровня, она перетекает через внутренний изгиб канала во второй рукав, сифон включается и жидкость выливается через сквозное отверстие в дне кружки наружу. При этом сосуд опустошается полностью.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Исследователи увеличили срок службы литий-металлической батареи до 600 циклов: это означает, что ее можно полностью зарядить и разрядить 600 раз, на протяжении всего срока использования.

Исследователи увеличили срок службы литий-металлической батареи для электромобилей до рекордного уровня, это важно для работы электромобилей будущего. В них планируется использовать батареи такого типа. 

Литий-металлические батареи — это одно из глобальных экологических решений для работы электромобилей. Такая батарея содержит  почти в два раза больше энергии, чем ее литий-ионные аналоги, а также она легче. Эти два качества в перспективе сделают электромобиль, который быстрее и легче преодолевает расстояния и затрачивает меньше энергии. 

Однако есть проблема: литий-металлические батареи выходят из строя быстрее литий-ионных.

Теперь команда ученых из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории Министерства энергетики США создала литий-металлическую батарею, которая работает в течение 600 циклов. Это означает, что ее можно полностью зарядить и разрядить 600 раз.

Для сравнения, четыре года назад литий-металлическая батарея могла работать всего в течение 50 циклов, два года спустя эта цифра выросла до 200.

Команда нашла способ увеличить срок службы батареи: она применила неожиданный подход. Вместо того, чтобы использовать для разработки аноды с большим количеством лития, на эту же роль взяли очень тонкие полоски лития, шириной всего 20 микрон, они тоньше  человеческого волоса.

В результате полученная литий-металлическая батарея имеет плотность энергии в 350 ватт-часов на килограмм (Втч/кг) и работает дольше.

 

 

[Flanger]

[Flanger]