Вокруг Науки Техники

[Flanger]

[Flanger]

Вертолет Bell V 280 поставляется с очками дополненной реальности для простоты обслуживания. Это позволяет вам «видеть сквозь обложки», чтобы увидеть расположение компонентов под ними.

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Борщевик превратили в материал для батарей в зеленой энергетике

Исследователи из МГУ и Сколтеха сделали из назойливого ядовитого сорняка высококачественный углеродный материал для анодов натрий-ионных батарей. По мере совершенствования материалов этот инновационный вид аккумуляторов может заменить более дорогие литий-ионные накопители энергии на солнечных и ветрогенераторах и в других применениях, где компактность не играет определяющую роль.

Работа опубликована в журнале Batteries. «Мы подумали: а здорово было бы одновременно избавиться от этого гадостного сорняка и получить что-то полезное взамен, — рассказывает соавтор статьи Зоя Бобылева из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. — Твердый углерод, который используется в анодах натрий-ионных аккумуляторов, можно производить из любой биомассы: скорлупы орехов, отходов бумажного производства, но вот борщевик никто еще не пробовал. А оказалось, что он неплохо подходит».

Борщевик Сосновского — агрессивно распространяющийся сорняк, который вдобавок вызывает ожоги. Его завезли в центральную Россию с Кавказа в ходе сельскохозяйственного эксперимента, чтобы кормить скот, но идея не прижилась. А сам борщевик прижился, причем так, что, согласно опубликованному весной прогнозу ученых из Сколтеха, к середине столетия им может зарасти вся европейская часть России.

Натрий-ионные батареи — альтернативная безлитиевая технология накопления энергии. Цены на литий неуклонно растут, добывается этот металл в ограниченном числе стран, и его производство достаточно вредно для экологии. У натрия этих проблем нет, но чтобы перейти на него, придется заменить материалы катода и анода батареи. Недавно в Сколтехе предложили катодный материал с рекордными характеристиками. В этот раз другая группа исследователей из Сколтеха и МГУ получила высококачественный анодный материал — из весьма неожиданного сырья.

«На сегодня твердый углерод обеспечивает лучшее сочетание свойств для изготовления анода натрий-ионного аккумулятора, — поясняет руководитель исследования профессор Евгений Антипов из Сколтеха и МГУ. — Этот материал представляет собой аморфную форму углерода, которая даже при сильном нагреве не переходит в графит. В отличие от графита у этого вещества такая структура, что оно может цикл за циклом внедрять в себя ионы натрия и высвобождать их обратно, что необходимо для работы аккумулятора, при этом объем материала не сильно изменяется. Другие достоинства — сравнительная дешевизна, простота синтеза и утилизации и невысокая пожароопасность».

Две ключевые характеристики для сравнения анодных материалов — кулоновская эффективность и удельная емкость. Чем выше первый показатель, тем меньше энергии при эксплуатации катода будет тратиться впустую на необратимые побочные процессы, которые к тому же изнашивают батарею.

Изготовленный учеными из МГУ и Сколтеха твердый углерод из борщевика продемонстрировал кулоновскую эффективность 87 процентов, что ставит его в один ряд с лучшими материалами этого класса, полученными из другого сырья. По второму ключевому показателю, удельной емкости, он уступает материалам-лидерам — 260 против 300 мАч/г —но в целом конкурентоспособен.

«Если быть точнее, то мы рассмотрели отдельно зимний борщевик, который проще собрать, и более зловредный летний борщевик, который цветет и пахнет. Но надо сказать, что именно из летних образцов получился материал с более высокой кулоновской эффективностью, а этот показатель — слабое место анодов из твердого углерода, поэтому мы именно на нем сконцентрировались в своем исследовании. Что касается удельной емкости, вероятно, мы сможем ее повысить в будущем», — добавила Бобылева.

Коллектив протестировал три популярных подхода к синтезу твердого углерода. Сначала борщевиковую биомассу подвергли прямой карбонизации, то есть нагреву до 1300 градусов Цельсия в бескислородной атмосфере. Потом синтез повторили, но с предварительной промывкой сырья кислотами для удаления металлических и иных примесей — в результате кулоновская эффективность материала повысилась. Наконец, борщевик сварили в закрытом реакторе с водой, что позволило получить углеродосодержащие сферы очень малого размера. Удельная емкость материала во всех трех случаях получалась сходной, а наивысшая кулоновская эффективность достигается во втором случае.

«Спрос на перезаряжаемые аккумуляторы будет расти. Если говорить о стационарных батареях, применяемых в промышленности или для выравнивания колебаний при генерации энергии солнечными батареями и ветряками, то натрий-ионная технология выглядит очень перспективно. Такие батареи будут значительно дешевле литий-ионных, и хотя по массе и габаритам они будут проигрывать, это не всегда важно — зависит от применения», — подытожил соавтор исследования профессор Артем Абакумов, руководитель Центра энергетических технологий Сколтеха. 

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

С 1988-1991 г.г.в связи с конверсией в оборонной промышленности в сжатые сроки были разработаны и налажен выпуск автокранов на шасси ракетоносцев (МАЗ-73131 и МАЗ-547А)

(Укринкран с 1991г.)

[Flanger]

Это роботизированная рука с искусственными гидравлическими мышцами и потреблением 200 Вт в пике. Рука весит 1 кг, а гантель весит 7 кг. Переносной источник питания питает всю систему.

[Flanger]

Цитата

 

Систему гиперзвуковых поездов испытали в Китае

Исследователи из Северного университета Китая успешно завершили испытание высокоскоростной системы поездов, подобной Hyperloop. Установка запускает поезда в условиях низкого вакуума внутри трубы. Сообщается, что во время испытания поезд на магнитной подвеске двигался со скоростью до 130 км/ч.

Испытания проводились на линии Датун протяженностью 2 км, построенной в провинции Шаньси на севере Китая. Лаборатория по исследованию высокоскоростных транспортных средств на магнитной подвеске, работающих в условиях низкого вакуума, создана Северным университетом Китая совместно с Китайской корпорацией аэрокосмической науки и промышленности.

После успеха предварительного испытания лаборатория приступит к строительству полномасштабной трассы протяженностью 60 км. Строительство, как ожидается, пройдет в три этапа, которые будут запускаться по мере готовности. После завершения всей трассы исследователи смогут тестировать движение поездов со скоростью до 1 000 км/ч.

Аналогичную технологию — Hyperloop активно популяризировал и рекламировал Илон Маск. Но его проект не был доведен до коммерческой реализации. Компания Virgin Hyperloop продолжила развивать идею Маска, но сообщила, что сосредоточится только на грузоперевозках.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Новый китайский реактор приблизился к устойчивой термоядерной реакции

Китайские научные круги сообщают, что запущенный в конце 2021 года в Сычуани термоядерный реактор HL-2M Tokamak приблизился к запуску самоподдерживающейся термоядерной реакции. Установка сделала два важных шага в этом направлении: добилась рекордных показателей как температуры плазмы, так и её тока.

Ранее реактор HL-2M Tokamak, построенный в городе Чэнду провинции Сычуань, смог разогреть плазму до 150 млн °C, что в 10 раз больше, чем в ядре Солнца. Реакция поддерживалась 10 с. Судя по всему, речь идёт о температуре нагрева электронов в плазменном жгуте. Для запуска устойчивой термоядерной реакции требуется нагреть до температуры 100 млн °C ионы газа в плазме, которые в два раза тяжелее электронов. Это означает, что разница температур между электронами и ионами будет примерно двукратная. Иначе говоря, реактор нагрел ионы до 75 млн °C и должен повысить это значение ещё на 25 млн °C.

Что касается тока в плазме, то его значение для реактора HL-2M Tokamak должно существенно превышать 1 млн А или 1 МА (мегаампер). Последние эксперименты на реакторе показывают, что установка способна создавать в плазме ток силой не менее 1 МА. Для разных реакторов это значение будет отличаться. Например, для запуска термоядерной реакции в установке ИТЭР требуется создание токов в плазме силой от 15 до 17 МА.

Работы с несколькими экспериментальными термоядерными установками в Китае должны помочь Поднебесной построить промышленный прототип термоядерного реактора к 2035 году и ввести технологию в широкомасштабное коммерческое использование к 2050 году.

Термоядерные реакции, в ходе которых лёгкие ядра сливаются с образованием более тяжёлых ядер (практически — это превращение ядер водорода в ядра гелия с выделением огромных объёмов энергии), обещают людям бесконечную и чистую энергию, но создать условия для термоядерных реакций на Земле очень и очень сложно. Самый амбициозный проект в этой сфере — это создание международного реактора ИТЭР на юге Франции. Проект должен был быть завершён в 2018 году, но технические сложности при его реализации столь велики, что сроки неоднократно переносились и сегодня снова под вопросом.

 

 

[Flanger]

Упаковка матраса

[Flanger]

Bedford VAL с кузовом Duple

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

В Турции показали первого робота-собаку с пулеметом

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Химики открыли новый материал. Это «пластмасса», которая проводит электричество

Исследователи нашли способ создать материал, который напоминает пластик, но проводит электричество лучше, чем металл.

Химики из Чикагского университета нашли новый тип проводников. Исследование, опубликованное в журнале Nature, объясняет, как создать материал, в котором молекулярные фрагменты перемешаны и не упорядочены, как в пластмассе, но при этом он хорошо проводит электричество.

Исследователи экспериментировали с некоторыми необычными материалами, открытыми несколько лет назад — аморфными координационными полимерами. Они «нанизали» атомы никеля, как жемчужины, на цепочку молекулярных шариков из углерода и серы и начали испытания.

Несмотря на отсутствие упорядоченной структуры, получившийся материал легко и эффективно проводил электричество. Более того, он оказался чрезвычайно стабильным: он успешно выдержал нагревание, воздействие воздуха, влажности, кислой и щелочной среды. Подобные свойства полезны для применения в электронике, считают ученые.

Проводящие материалы абсолютно необходимы для создания всех электроприборов. Наиболее многочисленной группой проводников, которые используются на практике, остаются металлы: медь, золото, алюминий. Около 50 лет назад к ним добавились органические проводники, полученные с помощью легирования. Такие материалы более гибкие и легче поддаются обработке, но разрушаются под воздействием влаги или при слишком высокой температуре.

И у металлов, и у легированной органики есть сходство: они состоят из прямых, плотноупакованных рядов атомов или молекул. Именно это свойство обеспечивает электропроводность: электроны могут легко «проходить» через материал. В новом материале такой структуры нет.

Исследование показало, что проводимость обеспечивается слоями, формирующими материал, как листы в лазанье. Даже если они смещаются вбок и не образуют ровную структуру, электроны все равно могут двигаться горизонтально или вертикально — до тех пор, пока кусочки соприкасаются.

Ученые считают, что их работа открывает путь для совершенно нового направления проектирования и создания проводников, которые сохраняют все преимущества металлов, будут устойчивы к внешним воздействиям и могут быть созданы при комнатной температуре.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Смартфоны можно будет заряжать от окон — разработаны прозрачные солнечные панели с рекордной эффективностью

Команда учёных из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии добилась прорыва в создании прозрачных, но при этом эффективных солнечных панелей. Такие панели откроют путь к остеклению, которое будет вырабатывать электричество для зарядки потребительской электроники.

Подтверждённая независимой экспертизой эффективность преобразования энергии новых прозрачных фотоэлементов составила 15,2 % при имитации солнечного света. Образец с большей активной площадью (2,8 см2) показал значение эффективности от 28,4 % до 30,2 % в широком диапазоне интенсивности окружающего света, а также высокую стабильность. В частности, образец работал с заявленными характеристиками в течение 500 часов, о чём сообщается в свежей статье в издании Nature.

Секрет разработки кроется в синтезе особенных молекул красителей, которые в сочетании друг с другом способны собирать свет во всем видимом спектре и, в целом, повышают фоточувствительность солнечных элементов.

Технически это выглядит как нанесение светочувствительных красителей на поверхности нанокристаллических мезопористых плёнок диоксида титана (TiO2) вместе с электролитами или твёрдыми материалами для переноса заряда. Такие красители обладают многими свойствами, включая прозрачность, многоцветность и дешевизну изготовления, и используются в стеклянных фасадах, световых люках и теплицах. Усиленные с помощью сенсибилизированных красителей солнечные элементы (СКС) могут быть гибкими и пригодными для изготовления рулонным методом, что обещает сделать их довольно недорогими.

В перспективе, уверены учёные, прозрачные солнечные панели СКС могут сравниться по стоимости выработки электрической энергии с источниками на ископаемом топливе, хотя они пока не видят решений для мощной генерации электричества с помощью предложенных решений и рекомендуют использовать генерирующие оконные стёкла для питания маломощной электроники.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Компания AtmosFX выпустила к Хэллоуину проекцию для дверных проемов с призраками — когда кто-то приближается к ней, датчик движения «выпускает» приведение

[Flanger]

В университете Мэриленда придумали свитер, который делает человека невидимым для систем распознавания лиц. Разработчики используют слабость некоторых нейросетей, обученных на распознавание строго определенных объектов.

Специальный паттерн на свитере вводит алгоритм в заблуждение: на одежде изображен «цифровой камуфляж» из множества ложных лиц и персон. Все они «пикселизованные», поэтому человеческим глазом могут быть и неразличимы — но их достаточно, чтобы сбить с толку нейронку.

[Flanger]

[Flanger]

Возможности трёхмерной печати

[Flanger]

Как крепятся колеса самолета
 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Шелк паука — самое прочное известное натуральное волокно, которое веками использовалось в медицине.