Вокруг Науки Техники

[Flanger]

Цитата

 

Ученые узнали, как в космосе могут появляться «кирпичики жизни».

Скорее всего, жизнь на Земле сформировалась из аминокислот и других базовых ингредиентов, которые были доставлены на планету метеоритами. Новые эксперименты показали, что такие вещества легко образуются в космосе.

Один из фрагментов знаменитого метеорита Мурчисон, в составе которого обнаружили аминокислоты / ©US DoE

Молодая Земля была безжизненной, стерильной и подвергалась постоянной бомбардировке метеоритами. Предполагается, что именно они принесли на планету первые «кирпичики жизни» — вещества, химическая эволюция которых привела к появлению протоклеток. Аминокислоты и другие органические соединения действительно время от времени обнаруживают в составе некоторых метеоритов, таких как найденный в Австралии Мурчисон. Однако остается вопрос о том, откуда они взялись на этих небесных телах.

В прошлом году Йоко Кебукава (Yoko Kebukawa) и ее коллеги из Национального университета Иокогамы показали, что аминокислоты могли образоваться из простейших и распространенных в космосе органических веществ, таких как формальдегид и аммиак. Но подобная реакция требует жидкой воды и тепла. Теоретически источником этого тепла мог выступать распад радиоактивных элементов. Алюминий-26 и некоторые другие нестабильные изотопы тоже не редкость в составе хондритов — самого распространенного типа метеоритов. В новой работе Кебукава и ее соавторы проверили такую гипотезу. Их статья опубликована в журнале ACS Central Science.

Ученые растворили аммиак и формальдегид в воде, запаяли стеклянную емкость и подвергли ее гамма-излучению за счет распада кобальта-60. Уже вскоре в жидкости появились глицин и аланин, глутамин, а также некоторые другие аминокислоты, не входящие в состав белков. С увеличением дозы излучения концентрация этих веществ росла. Опираясь на эту зависимость, авторы подсчитали, что за счет распада алюминия-26 в хондритах всего за 1000 – 100 000 лет аминокислоты могли накопиться в количествах, сравнимых с их содержанием в Мурчисоне.

«В принципе, появление аминокислот не было неожиданностью. Однако результаты оказались куда более впечатляющими и по качеству, и по количеству. Самые разные аминокислоты возникали под действием гамма-лучей и в довольно значительных количествах. <…> Сформировавшиеся в материнских телах метеоритов, затем они могли попадать на Землю и стать базовыми „строительными блоками“ жизни», — отметила Кебукава.

Исследовательница добавила, что аналогичные процессы вполне могли «засеять» молодой Марс, тогда еще достаточно подходящий для развития жизни. А на некоторых лунах Солнечной системы —например, на Энцеладе — могли появляться «местные» аминокислоты за счет гамма-облучения веществ, растворенных в подледном океане.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Производство гаек в Пакистане

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Создан самый прочный сплав в мире

Ученые создали высокоэнтропийный металлический сплав, который состоит из хрома, кобальта и никеля. Подробности о разработке публикует Nature.

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и Ок-Риджской национальной лаборатории изучали свойства металлического сплава из хрома, кобальта и никеля — CrCoNi. Они измерили ударную вязкость нового сплава и она оказалась рекордно высокой. Также выяснилось, что материал обладает высокой пластичностью и впечатляющей устойчивостью к остаточной деформации.

Конструкционные материалы должны быть не только прочными, но и пластичными, а также устойчивыми к разрушению. Как отмечают авторы исследования, обычно приходится идти на компромисс. Однако новый материал сочетает в себе все три показателя. Одно из его удивительных свойств — вместо того, чтобы становиться хрупким при низких температурах, его прочность растет.

Сплав относится к подгруппе высокоэнтропийного класса металлов (ВЭС). Они изготавливаются из равной смеси каждого составного элемента, в отличии от обычных сплавов. Там один элемент «доминирует» над остальными. Это, в итоге, и придает материалу высокое сочетание прочности и пластичности при нагрузке.

Металл отличается впечатляющими показателями ударной вязкости. Напомни, ударная вязкость металла — способность материала поглощать кинетическую энергию в процессе в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Как правило, такая энергия способна привести к пластичным и непластичным деформациям. 

Ударная вязкость CrCoNi вблизи температур жидкого гелия (20 Кельвинов, −253,15 °C) достигает 500 МПа*м (мегапаскалей на метр). В тех же единицах ударная вязкость куска кремния равна единице, алюминиевого каркаса пассажирских самолетов — около 35, а некоторых видов стали — около 100. «Однозначно 500 — это невероятная цифра», — пишут исследователи.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Самую мощную ветряную турбину в мире построили в Китае

Гигантская морская ветряная турбина с самой большой в мире удельной мощностью сошла с конвейера в провинции Фуцзянь на востоке Китая.

 

 

По данным китайской корпорации China Three Gorges Corporation (CTG), в провинции Фуцзянь с конвейера сошла огромная морская ветряная турбина Goldwind. У нее самая большая в мире удельная мощность в 16 мегаватт. Она оснащена 146-метровой ступицей, равной высоте 50-этажного здания, и отличается самым длинным в мире диаметром рабочего колеса в 252 метра и самым легким весом на мегаватт.

При полной скорости ветра турбина может генерировать 34,2 кВт*ч энергии после полного оборота. Годовая выработка электроэнергии, которая оценивается в 66 млн кВт*ч, удовлетворит годовой спрос 36 000 домохозяйств. Это позволит сэкономить 22 000 тонн угля и сократит выбросы углекислого газа на 54 000 тонны.

Лей Миншань, председатель CTG, заявил, что «успешное развертывание блока мощностью 16 МВт знаменует исторический скачок в отрасли ветроэнергетического оборудования страны.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Ученые из США научились вырабатывать бесконечную чистую энергию

Новая технология может стать альтернативой ископаемому топливу с нулевым выбросом углерода.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в США (LLNL) совершили научный прорыв, который состоит в том, что за счет инерционной термоядерной реакции вырабатывается больше энергии, чем затрачено на ее создание. Эксперимент будет продемонстрирован на сайте Fusion Industry Association.

Для сравнения, в 2021 году Национальная лаборатория LLNL сообщила о реакции синтеза, в результате которой выходная мощность составляла всего 70% от входной мощности.

Проект Fusion был запущен в начале 20 века и представляет из себя слияние двух атомных ядер для высвобождения энергии. Эксперимент включал в себя сплавление изотопов водорода, взвешенных в перегретом состоянии плазмы, для создания ядра гелия и высвобождения энергичного нейтрона.

«Термоядерный синтез Fusion может стать практически неисчерпаемым и экологичным источником энергии, не производящим продуктов сгорания или парниковых газов», — поясняет Министерство энергетики. «Хотя синтез — это ядерный процесс, продукты реакции синтеза (гелий и нейтроны) по своей природе не радиоактивны».

Согласно источникам , знакомыми с результатами ученых, выходная энергия оказалась настолько мощной, что некоторое лабораторное оборудование вышло из строя.

Бесконечная экологически чистая энергия имеет очевидные преимущества перед ограниченными ископаемыми видами топлива, которые вредят климату и окружающей среде.

В сентябре 2022 года Министерство энергетики объявило о планах выделить $50 млн. на разработку функционирующего термоядерного реактора к началу 2030-х годов. По данным Fusion Industry Association, с июня 2021 года компании в сфере термоядерной промышленности привлекли $2,83 млрд. инвестиций, в результате чего общий объем инвестиций частного сектора на сегодняшний день достиг почти $4,9 млрд.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Производство водородного топлива ускорили в 14 раз с помощью звука

Инженеры использовали звуковые волны для увеличения скорости производства водорода.

Исследователи из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT) модернизировали технологию производства зеленого водорода в процессе электролиза воды. Новый подход с использованием звуковых волн увеличивает скорость, сокращает затраты и энергопотребление при производстве.

Материалы электродов, используемые в электролизе, страдают от накопления газообразного водорода и кислорода. Они образуют газовый слой, который снижает активность электродов и их производительность, объясняют ученые. В своей работе инженеры использовали высокочастотные вибрации, чтобы подавлять образование пузырьков на электродах и быстро удалять их.

Схема установки для электролиза. Изображение: Yemima Ehrnst et al., Advanced Energy Materials

Исследователи также отмечают, что при использовании акустического воздействия можно отказаться от дорогих электродных материалов, таких как платина или иридий, и заменить их на более дешевое серебро. Это существенно сокращает затраты на производство зеленого топлива, добавляют авторы работы.

В серии экспериментов инженеры показали, что использование новой технологии увеличивает электрическую мощность электролиза в 14 раз по сравнению с традиционным подходом. При этом затраты энергии на производство сокращаются на 27%.

Образование пузырьков на электродах в традиционном электролизе (сверху) и при использовании акустических волн (снизу). Изображение: Yemima Ehrnst et al., Advanced Energy Materials

Исследователи полагают, что новая технология создает возможность для производства дешевого и экологичного водородного топлива. Сейчас ученые работают над интеграцией своей акустической системы с существующими на рынке коммерческими приборами для электролиза.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Пакистан. Переработка пластика.

[Flanger]

Цитата

 

Робот осторожно собрал полезные ископаемые с морского дна

Он сможет добывать редкоземельные металлы

Концептуальный прототип сверхбережного способа извлечения редкоземельных металлов со дна океана
Impopssible Metals

Тестовый робот Eureka 1 компании Impossible Metals успешно завершил первые испытания по выборочной добыче редкоземельных металлов под водой. Прототип аппарата может добывать полезные ископаемые с морского дна, не нанося вреда биому, сообщается на сайте компании. Видео с демонстрацией работы прототипа:

 

 

Морское дно содержит не только залежи полезных ископаемых, которые человечество использует в повседневной жизни (медь, цинк, никель, золото, серебро и фосфор), но и значительные концентрации редкоземельных элементов, среди которых кобальт, литий, никель, теллур и платина. Потребление редкоземельных металлов с годами только растет, они используются в бытовой электронике, энергетике, аэрокосмической и автомобильной промышленности и фармакологии. Поэтому освоение подводных месторождений может быть перспективным направлением.

На дне редкоземельные металлы залегают в полиметаллических конкрециях — минеральных железомарганцевых образованиях, которые выглядят как камни размером с небольшую картофелину и обычно частично погружены в донные осадки. Происхождение конкреций не установлено однозначно, но ученые предполагают, что они формируются в результате медленных геохимических процессов и деятельности микроорганизмов. По оценкам исследователей, может потребоваться несколько миллионов лет, чтобы такой узелок вырос всего на один сантиметр.

Полиметаллические конкреции на морском дне

Несмотря на то, что человечество остро нуждается в редкоземельных металлах, добыча глубоководных металлических руд не просто технически сложна. Она еще и очень спорна с точки зрения влияния на окружающую среду, ведь морское дно — одна из последних на планете нетронутых человеком экосистем. В основном предложения по его разработке включают «вспахивание» — засасывание руды вместе с другими породами, песком и микроорганизмами в машины размером с комбайн, а затем возвращение обратно всего, что не было полезным продуктом. Такой метод приводит к образованию шлейфов взвешенных отложений, которые возвышаются на десятки и даже сотни метров над морским дном и губят микроорганизмы и других обитателей глубин.

Американский производитель подводных робототехнических аппаратов Impossible Metals предложил способ сбора полиметаллической морской руды с минимальным возможным воздействием на глубоководный биом. Компания представила робота, который может плавать на расстоянии от дна, не касаясь его. С помощью машинного зрения он ищет конкреции без видимых признаков жизни с помощью камеры, обходит их стороной, а остальные — осторожно берет с помощью манипуляторов.

Визуализация концепции. Камера идентифицирует конкреции с видимыми формами жизни, чтобы не трогать их

По задумке исследователей, робот с несколькими манипуляторами сможет дислоцироваться с корабля и погружаться до самого дна. Как только аппарат заполнится конкрециями, он вернется на поверхность для разгрузки.

Пока что Impossible Metals испытала его прототип на глубине около 25 метров — автономный аппарат Eureka 1 с одним манипуляторам. В компании сообщают, что он успешно идентифицировал и поднял на поверхность нужные конкреции. Крупномасштабное развертывание технологии инженеры планируют к 2026 году. При этом инженеры признают, что даже такой вид добычи нарушит глубоководную экосистему и убьет некоторых морских обитателей, но более осторожный способ представить трудно.

 

[Flanger]

Цитата

 

В пустыне Наска открыто 168 новых геоглифов

Пустыня Наска в Перу действительно похожа на художественную галерею для богов.

Исследователи из Университета Ямагата (Япония) с помощью с дронов выявили 168 новых геоглифов на объекте Всемирного наследия «Линии Наски». Причем примерно 50 из этих крупномасштабных рисунков изображают человекоподобные фигуры. Другие показывают птиц, китов, кошек и змей. Некоторые представляют собой простые линии или трапециевидные узоры, сообщили в университете.

Трудно сказать, когда были созданы рисунки, но глиняные горшки, найденные рядом с линиями, датируются периодом между II в. до н.э. и II в. н.э. С последними дополнениями, обнаруженными исследователями из Университета Ямагата, официальное число известных рисунков Наски теперь составляет 358.

Многие из древних рисунков нанесены на плоской местности, что затрудняет их поиск. Поскольку линии были созданы путем удаления камней и обломков, чтобы открыть под ними почву контрастного цвета, эрозия только усугубила трудности их обнаружения. В этом случае помогают дроны. Эти летательные аппараты позволили экспертам увидеть линии Наски с большей ясностью, чем когда-либо прежде.

Линии Наски — одна из самых интригующих загадок в истории, и даже если археологи найдут больше, это может не приблизить нас к пониманию их назначения. Линии интерпретировались по-разному, но наиболее распространенным объяснением является то, что они предназначались для богов в небе, которые смотрели на людей сверху. Другая популярная теория предполагает, что эти фигуры и узоры были нарисованы для ритуальных и астрономических целей и должны были каким-то образом соответствовать расположению звезд.

По всей видимости, там, в пустыне, прячется еще много древних произведений искусства. Японские ученые планируют нанести на карту всю площадь пустыни.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Броня из белка: химики получили новый материал, способный остановить сверхзвуковой удар.

Группа ученых из Кентского университета создала и запатентовала новый амортизирующий материал, который может произвести революцию в оборонной и космической отраслях.

В клетках нашего организма присутствует особый белок талин, который выполняет амортизирующую функцию благодаря своей структуре, напоминающей пружину. При воздействии внешней силы на клетку талин распрямляется, не позволяя ей схлопнуться, а при прекращении воздействия — скручивается обратно.

Чтобы проверить, можно ли использовать подобный белок для создания инновационных защитных материалов, группа химиков из Кентского университета (Великобритания) полимеризовала талин, получив новый материал, названный TSAM (Talin Shock Absorbing Material, ударопоглощающий материал на основе талина).

Затем команда продемонстрировала реальное применение TSAM, подвергнув этот гидрогелевый материал сверхзвуковым ударам со скоростью полтора километра в секунду — это приблизительно соответствует скорости, с которой космические объекты сталкиваются с корабельной обшивкой, и начальной скорости выстрела из огнестрельного оружия. Удивительно, но TSAM не только поглощал удары, но и сохранял снаряды (базальтовые частицы и алюминиевую шрапнель) в себе после удара.

Современные бронежилеты преимущественно состоят из керамического лицевого слоя, покрытого армированным композитом: они тяжелые и громоздкие, вдобавок, отражая пули и осколки, они не уберегают носителя от тупых травм за счет силы удара. Помимо этого, такая броня часто необратимо повреждается после удара из-за нарушенной структурной целостности материала. Включение TSAM в структуру бронежилета не только увеличит срок его использования, но и обеспечит защиту от более широкого спектра травм, а также сделает бронежилет менее тяжелым.

TSAM может найти применение и в космонавтике — не только как новый материал для обшивки кораблей, но и в виде «космических пылеуловителей», расчищающих околоземное пространство от мусора, ведь он в буквальном смысле поглощает все, что об него ударится. В любом случае у нового материала блестящие перспективы, и вполне возможно, что вскоре «белковая броня» поступит в массовое производство.

 

 

[Flanger]

Разница в скорости между выпущенной пулей и распространением трещины в стекле

[Flanger]

Производство совков в Пакистане

 

[Flanger]

 

[Flanger]

Футуристический автомобиль, разработанный в сотрудничестве с NASA и работающий на водороде

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Принцип работы безынерционной кувалды⁠⁠

[Flanger]

Цитата

 

Умные часы с живым существом внутри

Исследователи из Калифорнийского университета в Чикаго создали часы, работающие на слизевиках. Электропроводящий одноклеточный организм живет в корпусе устройства.

Пользователь должен регулярно кормить слизевика смесью воды и овса. Тогда организм растет и замыкает электрическую цепь, активируя функцию пульсометра. Без еды слизевик впадает в спячку и может возродиться даже через несколько лет.

Этим экспериментом ученые попытались изменить отношение человека к технике. Электронный мусор — самая быстрорастущая категорию отходов, и исследователи хотят решить эту проблему, оживляя устройства.
 

 

Пользователи отметили сильную привязанность к часам и говорили, что воспринимали их как домашнее животное — некоторые люди даже давали своим слизевикам имена.

    «Многие исследования призваны упростить и ускорить использование вещей. Но мы, наоборот, хотели, чтобы нужно было заботиться об устройстве. Это наполовину произведение искусства, наполовину исследовательская работа», — говорят авторы эксперимента.

Исследователи надеются, что эксперимент вдохновит дизайнеров на создание техники, ориентированной на привязанность и взаимную выгоду человека и устройства.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Компания MT-Propeller провела испытания конструкции 11-лопастного винта на самолете Piper PA31T1, оснащенном турбинами Pratt & Whitney PT6A-135A.

Первый в мире 11-лопастной воздушный винт успешно совершил первый испытательный полет, сообщил в пресс-релизе его разработчик MT-Propeller. Это еще одно достижение для разработчика, который ранее производил пяти-, семи- и девятилопастные винты.

На Piper PA31T1, оснащенном пропеллерными турбинами P&W PT6A-135A, первый в мире 11-лопастной авиационный винт поднялся в небо с впечатляющим шумом и звуковой характеристикой. Многообещающие результаты по статической тяге, 15-процентное увеличение по сравнению со стандартным сертифицированным 5-лопастным винтом и характеристика реактивного шума в очередной раз показали, на что способны гребные винты.

Эта система воздушного винта в сочетании с питанием на низких оборотах от турбины или электрического двигателя открывает новые возможности для производительности, эффективности и шума.

Компания MT-Propeller, основанная в 1981 году Гердом Мюльбауэром, имеет более 27 сертифицированных конструкций винтов, которые можно комбинировать с более чем 220 конструкциями аэродинамических лопастей. Компания утверждает, что поставляет пропеллеры более чем для 90 процентов самолетов, производимых в Европе, которые используют поршневые или газотурбинные двигатели.

Группа разработчиков гребного винта зафиксировала 15-процентное увеличение статической тяги нового гребного винта по сравнению с пятилопастными гребными винтами той же компании. Команда разработчиков надеется, что винтовая система самолета в сочетании с источником питания с низким числом оборотов может открыть новые возможности для производительности, эффективности и шума. Источником питания на низких оборотах может быть турбина или даже электрический двигатель.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Дизайнеры компании Kohler представили умный туалет Numi 2.0 стоимостью 11,5 тысячи долларов.

Им можно управлять с помощью голосового помощника Alexa.

Унитаз оснащен светодиодными лампами и динамиками, а также передним и задним биде с ультрафиолетовой очисткой и контролем положения, температуры и давления воды.

Бонус для всех, кто когда-либо жил с человеком, который оставляет крышку поднятой — устройство автоматически открывает и закрывает ее за вас.

В унитазе также есть автоматический смыв, дезодорирование, подогрев сиденья и очистка воздуха, резервный бачок с водой для экстренной ситуации.

Все эти функции можно активировать с помощью пульта дистанционного управления.