Вокруг Науки Техники

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Учёные придумали, как сделать пропеллеры и гребные винты тише и эффективнее

Форма гребных винтов не менялась сотни лет, а винтов для самолётов — лет сто, если не искать сходств в истории китайских игрушек двух–трёх тысячелетней давности. Исследователи только сейчас всерьёз начинают искать иную форму винтов для жидких и воздушных сред, которые были бы эффективнее и тише традиционных.

Предложенные группами учёных новые формы винтов ещё долго будут идти по пути оптимизации, но даже сейчас — на уровне прототипов — они демонстрируют как повышенную эффективность, так и пониженные рабочие шумы относительно обычных винтов. За основу революционного винта берётся кольцевая форма с профилем тора. Возможно, такие винты оказались бы в ходу намного раньше, но их изготовление выглядит сложнее и дороже, что идёт вразрез с принципами массового производства.

Сегодня подобные винты можно изготавливать с помощью 3D-печати. Именно с этого начали разработку новых винтов для квадрокоптеров в одной из лабораторий Массачусетского технологического института. После серии опытов учёным удалось подобрать такую форму воздушного винта, которая без снижения тяги значительно снизила уровень шума в диапазоне от 1 до 5 кГц. Это тот диапазон (условно — плачь ребёнка), к которому ухо человека наиболее чувствительно.

Дрон с новыми пропеллерами шумел с такой же громкостью, как дрон с обычными пропеллерами, но находящийся в два раза ближе. Если ожидать, что вскоре небо в городах заполнят дроны-доставщики и аэротакси, то поиск малошумящих пропеллеров — это далеко не праздное любопытство учёных.

 

Демонстрация снижения уровня шума. Источник изображения: MIT

Ещё лучше тороидальные винты-петли показали себя в воде. Оказалось, что подобная форма винтов экономит до 20 % топлива, а это колоссальные объёмы в масштабах мирового судоходства. Применительно к моторным судам тороидальный винт не давал им поднимать нос из воды при ускорении, приподнимая над водой всё судно целиком, чему способствовала гидродинамика жидкости, бьющей из-под кольцеобразного винта. Также такие винты оказались тише традиционных, что тоже немаловажно для снижения звукового загрязнения в зонах отдыха, например.

Интересно будет пронаблюдать, как это новшество начнёт проникать в нашу жизнь. Специалисты MIT, например, намерены получить патент и лицензировать разработку всем желающим.

 

 

[Flanger]

Абиогенез

Многие теории постулируют физическое и химическое происхождение жизни. В короткометражном фильме «аБиогенез» художник компьютерной графики Маркос Кей представляет одну из таких теорий — теорию мира липидов, — согласно которой клеточная жизнь зародилась как суп, содержащийся в несмешивающихся жировых мембранах. Химические вещества, попавшие в эти везикулы, взаимодействовали и в конечном итоге сформировали строительные блоки жизни, какой мы ее знаем, включая РНК. Интерпретация Кея — прекрасное исследование этого пересечения физики, химии и биологии.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Исследователи разработали умный светочувствительный материал для автономных роботов, управляемых светом.

Инженеры из университета Тампере разработали из светочувствительного материала искусственного робота FAIRY (от англ. фея). Устройство, который весит 1,2 мг, летает с помощью ветра как одуванчик. Управлять роботом можно импульсами света.

Структура легкого и пористого устройства напоминает семечко одуванчика. При этом в отличие от природного аналога FAIRY оснащена мягким приводом из светочувствительного жидкокристаллического эластомера. Взаимодействие материала с фотонами видимого света активирует щетинки на поверхности робота, которые изменяют форму и управляют направлением движения.

 

Видео: Jianfeng Yang et al., Advanced Science

 

Видео: Jianfeng Yang et al., Advanced Science

 

Ученые отмечают, что антропогенные воздействия привели к сокращению популяции насекомых, которые обеспечивают опыление многих видов растений. Роботы FAIRY могут стать альтернативой. Исследователи работают над повышением чувствительности материала, чтобы для его работы было достаточно солнечного света. Кроме того, они работают над оснащением роботов дополнительными устройствами, например, GPS и биодатчиками.

Изменение формы щетинок под воздействием света. Изображение: Jianfeng Yang et al., Advanced Science

В будущем миллионы искусственных семян, несущих пыльцу, смогут свободно рассеиваться естественными ветрами, а затем направляться светом к определенным участкам с деревьями, ожидающими опыления, говорят авторы работы.

 

 

[Flanger]

Робопитомец Loona. Гаджет для детей, который ездит по дому и радуется вашему прибытию. 

[Flanger]

Цитата

 

Шаг на пути к анабиозу человека: биологи научились вводить обезьян в спячку

Пока учёные не придумали способов путешествия быстрее света, полёты к звёздам для человека остаются крайне сложным делом из-за ограниченности человеческой жизни и огромных расстояний между светилами.

Более-менее реалистичными пока представляются два варианта – корабль поколений, на котором поколения сменяют друг друга сотни и тысячи лет, или же искусственный анабиоз, во время которого человеческий организм почти не функционирует.

Ещё один шажок по второму пути сделали китайские специалисты из Шэньчжэньского института передовых технологий при Китайской академии наук. Им удалось при помощи определённых химических веществ вызвать у обезьян состояние, напоминающее зимнюю спячку. Результаты работы были опубликованы в журнале The Innovation.

Активировав часть нейронов из преоптической области гипоталамуса макак-крабоедов, учёные смогли вызвать у последних гипотермию. Таким образом учёные продемонстрировали возможность управления регулировкой температуры тела у приматов.

Некоторые животные умеют впадать в состояние спячки (зимняя спячка называется гибернацией), позволяющее им переносить слишком низкие температуры или низкое содержание кислорода в воздухе. В таких случаях температура тела падает, метаболизм замедляется до минимума, позволяя телу оставаться живым и тканям не атрофироваться.

Среди приматов спячка – крайне редкое явление. Человек обычно не умеет входить в такое состояние, однако наука зафиксировала несколько случаев, когда такое происходило случайно. Самый долговременный пример – случай с Мицутака Утикоси, 35-летним японцем, проведшим 24 дня без еды и воды, а потом полностью восстановившимся.

Учёные обнаружили, что N-оксид клозапина — синтетическое лекарственное средство, используемое в основном в биомедицинских исследованиях – способно вызывать гипотермию как у макак под наркозом, так и у активных бодрствующих зверьков.

В итоге данной работе впервые у приматов была успешно вызвана гипотермия путём воздействия на определённые нейроны.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Пластик оказался вреден для аккумуляторов — он ускоряет самопроизвольную разрядку

Любое электронное устройство с аккумуляторной батареей постепенно разряжается, даже будучи полностью выключенным. Как оказалось, одна из причин тому — удивительный и весьма распространённый производственный дефект, выявленный исследователями из канадского Галифакса.

По словам доцента Университета Далхаузи Майкла Метцгера (Michael Metzger), речь идёт о совершенно неожиданном явлении, о котором никто не мог бы подумать. Проблема заключается в использовании крошечных фрагментов пластиковой ленты, используемой для крепления компонентов аккумулятора.

Как известно, аккумуляторы отдают энергию благодаря протекающим в них химическим реакциям. Каждая батарея состоит из анода, катода и электролита (в виде жидкости или пасты/геля). При подключении аккумулятора к гаджетам, электроны движутся по электродам, обеспечивая питанием смартфоны, ноутбуки и прочие гаджеты. Проблемы возникают в случае, если электроны движутся не по электродам/кабелям, а от одного электрода к другому внутри электролита, что и приводит к разрядке без малейшей внешней нагрузки — поэтому заряд теряют даже выключенные устройства.

В поисках идеального аккумулятора исследователи использовали батареи в очень тёплой среде — при 85 градусах по Цельсию — в таких условиях аккумуляторы обычно теряют полезные свойства намного быстрее. В ходе одного из тестов было замечено окрашивание электролита в красный цвет, чего не должно было произойти, поскольку батарея представляет собой замкнутую систему — что-то произошло внутри неё самой.

В результате химических анализов выяснилось, что в электролите появились примеси диметилтерефталата (ДМТ), из-за которого и происходила самопроизвольная разрядка аккумуляторов. Оказалось, ДМТ структурно напоминает молекулу полиэтилентерефталата (ПЭТ) — последний используется для выпуска пластиковых бутылок, контейнеров для еды и т.д. А также для соединения компонентов аккумуляторов. Почти микроскопические кусочки пластика проникали в электролит и вызывали химические реакции, а значит постепенную самопроизвольную разрядку АКБ. Примечательно, что данный материал используется производителями аккумуляторов повсеместно.

После того как Метцгер и его команда поделились открытием в ноябре 2022 года, информацией заинтересовались многие производители компьютеров и электротранспорта. По данным учёных, многие компании уже готовы заменять подобные компоненты в своих АКБ во избежание быстрой саморазрядки.

Учёные уже предложили решение — использовать вместо ПЭТ чуть более дорогой, но не менее распространённый материал — полипропилен, применяемый для выпуска более надёжных пластиковых товаров и более устойчивый к химическому воздействию.

 

 

[Flanger]

Фуд-блогерку оштрафовали на 18 500 долларов за приготовление на гриле и поедание большой белой акулы

[Flanger]

Симуляция искривления пространства - времени под влиянием гравитации

[Flanger]

Появился конкурент Boston Dynamics в робототехнике - Leonardo. В отличие от более известных бостонских собратьев этот робот может ходить по натянутой веревке и даже летать.

[Flanger]

[Flanger]

Звук воды в трубке с вакуумом, вода бъется об стекло и здает звук. Воздух смягчает удар, поэтому ничего слышно бы не было без вакуума.

 

[Flanger]

Цитата

 

Пентагон заказал создание прототипа экраноплана грузоподъемностью 100 тонн

Управление перспективных исследовательских проектов Минобороны США (DARPA) выбрало из списка претендентов две компании, готовые разработать для Пентагона транспортный экраноплан с грузоподъемностью свыше 100 тонн и дальностью действия до 12 000 км. Два радикально отличающихся друг от друга предложения подготовили инженеры General Atomics и Aurora Flight Systems.

В 2022 году DARPA объявило о намерении построить самолет, равный по размеру военно-транспортному самолету Боинг С-17 «Глоубмастер» III, но с грузоподъемностью более 100 тонн. Более того, новый транспортник, который назвали «Либерти Лифтер» (Liberty Lifter), должен стать гидропланом с дальностью перегонки 12 000 км. То есть с экватора он сможет долететь до Северного полюса.

Такая дальность действия достигается за счет динамической воздушной подушки, которая возникает, когда судно летит вблизи от воды или другой поверхности. Разработки экраноплана активно велись в Советском Союзе, однако широкого практического применения этот тип воздушного транспорта не получил, поскольку его преимущества нивелировались недостатками.

Тем не менее, проект «Либерти Лифтер» призван преодолеть недостатки технологии экранопланов и построить самолет, способный переносить большие грузы на значительные расстояния, садиться и взлетать с воды и неделями обходиться без обслуживания, пишет New Atlas.

Вдобавок он должен иметь возможность взлетать и садиться при умеренном волнении, когда высота волн достигает 2,5 м и летать над водой, когда волны поднимаются до 4 м. Над морем самолет сможет подниматься на 3000 м.
Aurora Flight Systems разрабатывает более традиционный гидроплан с одним фюзеляжем, высоко поднятыми крыльями и восемью турбовинтовыми двигателями. А у General Atomics более экзотический вариант: двойной фюзеляж, расположенные ниже крылья для повышения устойчивости на воде и мореходных качеств, и все это приводят в движение 12 турбовальных двигателей.

За полтора года компании должны будут завершить предварительную разработку своих проектов и предоставить на оценку результаты первых тестов. В 2024 году начнется вторая фаза, когда более успешная конструкция получит средства на производство и испытания первого полноразмерного «Либерти Лифтера».

Бостонская компания Regent получила в 2021 году $465 млн на сверхскоростной электрический экраноплан Seaglider. Разработчики обещают революцию в прибрежном транспорте — разгон до максимальной скорости 290 км/ч и в два раза больший запас хода, чем у электрического самолета.

 

 

[Flanger]

Тепловизор

[Flanger]

Цитата

 

В сома «встроили» ДНК аллигатора: он стал живучее на 400%

Группа ученых «вставила» ген аллигатора в геном сома. Ген аллигатора, называемый кателицидином, представляет собой антимикробный ген, который играет роль во врожденном иммунном ответе животного, обеспечивая защиту от различных патогенов, включая бактерии и вирусы.

Аквакультура не только способствует изменению климата, но и страдает от его последствий. Сомы составляют более 50% спроса на выращиваемую на фермах рыбу в США; однако почти 45% от общей популяции не доживают даже до стадии мальков, что угрожает окружающей среде и устойчивости отрасли.

Сомы не только очень восприимчивы к бактериальным инфекциям и абиотическим стрессам, но также выработали устойчивость к антибиотикам. Ученые пытаются дать этим пресноводным фермерским рыбам преимущество перед обстоятельствами, вживляя им ген борьбы с болезнями от аллигаторов.

Система CRISPR произвела революцию в модификации генов, сделав редактирование генов более точным, эффективным и доступным. Группа под руководством Рекса Данэма и Баофэн Су из Обернского университета в Алабаме использовала Cas9 — один из ферментов, вырабатываемых системой CRISPR, — для интеграции гена кателицидина аллигаторов в ДНК сома.

Выживаемость кателицидиновых трансгенных рыб на 100–400% выше, чем у их местных собратьев. Стерильность этих гибридов помогает предотвратить их воздействие на экосистемы и «предотвратить создание трансгенных или домашних генотипов в естественной среде», — говорят ученые.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Первые в мире дети с искусствено измененной ДНК живут нормальной жизнью

Ученый Хэ Цзянькуй сказал, что он не хочет, чтобы детей слишком сильно беспокоили в целях научных исследований. Несмотря на заявления генетика, в настоящий момент нет независимого подтверждения успеха и безопасности проведенного им эксперимента. В 2018 году Хэ Цзянькуй ошеломил мир, объявив, что он создал двух генетически модифицированных девочек-близнецов, которых назвали Лулу и Нана. Третий такой ребенок, Эми, родился в следующем году. ДНК новорожденных подверглось изменению с помощью метода редактирования генов CRISPR-Cas9.

Хэ Цзянькуй отредактировал у детей ген CCR5, который придает организму невосприимчивость к заражению ВИЧ из-за генетической мутации. Хэ Цзянькуй за свои эксперименты в 2019 году был осужден на три года за незаконную медицинскую практику.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Новые строительные панели Plantd, созданые из многолетней травы, станут заменой для плип из древесины OSB

Компания Plantd Materials представила новые строительные панели Plantd. Новые плиты, созданы из обработанной многолетней травы, станут заменой для плип OSB, изготавливаемых из стружки деревьев.

Материал Plantd легче и прочнее по сравнению с традиционными деревянными плитами, но улавливает больше углерода. Компания заявляет, что строительные плиты представляют собой «смесь быстрорастущих многолетних трав», которые будут использоваться в качестве альтернативы традиционной плите с древесной стружкой (OSB). OSB - материал, похожий на фанеру, которым обшивают полы и стены.

Компания Plantd Materials разработала набор машин, которые используют тепло и давление для прессования измельченной травы в панели. Они могут производить стандартные панели размером 1,2 на 2,4 метра, которые создаются из 22,6 кг травы.

«Мы имели в виду эту структуру, чтобы стремиться к улавливанию углерода в гигатонном масштабе», - сказал соучредитель Plantd Джош Дорфман. Он считает, что этот материал может «решить настоящие проблемы строителей».

Plantd определенно будет благом, так как многолетняя трава растет быстрее, чем древья. Для работы средних заводов OBS требуется от 140 до 150 000 акров лесных угодий, тогда как заводам, использующим многолетние травы, требуется всего от 15 до 20 000 акров. 
«Таким образом, это создает возможность улавливать больше углерода, используя меньше земли, и поскольку трава год за годом вырастает на одной и той же земле, это позволяет делать это намного быстрее. С акра многолетней травы вы получите урожай, который может быть примерно в семь-восемь раз больше с акра, чем с лесных угодий», - продолжил Дорфман.

Помимо того, что панели из травы прочнее и легче, чем древесина, специальные машины, используемые в процессе, будут энергоэффективными и будут работать полностью на электричестве. 

«Двадцать пять процентов дерева сжигается на мельнице вместе с природным газом, чтобы высушить оставшуюся часть дерева. Мы обходим этот процесс способом, который мы производим. Таким образом, переход на 100-процентное электричество позволяет нам действительно получить огромные выгоды с точки зрения эффективности использования углерода», - сказал Дорфман. 

Он также отметил, что машины, которые производит компания, потенциально могут быть использованы для более интенсивных инженерных изделий из древесины, таких как перекрестно-клееная древесина.

 

 

[Flanger]

3D сканнер RANGE

В Revopoint RANGE используется новый инфракрасный структурированный световой проектор компании, который захватывает большую площадь 360 мм x 650 мм (на расстоянии 600 мм), что позволяет сканировать такие массивные объекты, как целый автомобиль или комнату, всего за несколько минут. RANGE работает как стационарное или ручное сканирующее устройство, записывая как 3D-данные, так и данные о цвете, чтобы обеспечить точную модель с точностью до 0,1 мм, а также точную информацию о цвете. Отсканированные модели можно затем использовать в метавселенной, для обратного проектирования и моделирования или даже для 3D-печати, охватывая широкий спектр приложений в целом ряде отраслей. 

Cейчас стоит: 474 доллара

Преимущество линейки Revopoint RANGE полностью заключается в ее названии. Устройство имеет область сканирования 360 мм x 650 мм (это почти ограничивающая рамка размером 1,2 фута x 2 фута), что позволяет вам охватить большие территории за меньшее время. В RANGE также используется ультрасовременная система с двумя камерами и проектором, излучающим невидимый инфракрасный свет, что обеспечивает сканирование с еще более высокой точностью, чем сканеры, использующие лазеры или синий свет. Тот факт, что световой проектор излучает невидимый свет, делает RANGE идеальным устройством для сканирования людей и животных. Держите Revopoint RANGE на расстоянии от 300 мм (12 дюймов) или 800 (31 дюйм) от объекта съемки, а его способность работать со скоростью 12–18 кадров в секунду означает, что вы можете сканировать всего человека менее чем за 2 минуты. или интерьер всего за несколько минут, с информацией о цвете и точностью 0,1 мм. RANGE также позволяет сканировать прозрачные и отражающие объекты благодаря сканирующему спрею, который создает на объекте непрозрачную пленку, а затем полностью исчезает всего за несколько часов.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

Ученые создали стекла для окон, которые экономят расходы на освещение и отопление до 50%

"Умные окна" глобально "обрезают" и свет и тепло, так же предлагают тонкую настройку режимов. Например, ослепительным зимним днем хочется, чтобы помещение было затемненным, но хочется еще и тепла, и вот благодаря тонкой настройке светового спектра это можно устроить. Стекла будут "обрезать" видимый спектр затемняя помещение и пропускать инфракрасные лучи, чтобы комната нагревалась. Технология работает и в обратном направлении: весной и летом стекла будут пропускать больше видимого света, но "обрезать" инфракрасные тепловые лучи.

В итоге, результат изысканий канадцев может служить не только для комфорта, но и для экономии электричества на обогрев/охлаждение помещений до 50%.

[Flanger]

Как работает инжектор

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Древесину «научили» впитывать и удерживать углекислый газ

Ученые из Университета Райса создали способ улавливания углекислого газа с помощью потенциально масштабируемого энергоэффективного процесса, который также делает древесину более прочным материалом для использования в строительстве. Результаты исследования были опубликованы в Cell Reports Physical Science.

«Дерево — это устойчивый, возобновляемый конструкционный материал, который мы уже широко используем, — сказал Рахман. — Наша инженерная древесина показала большую прочность, чем обычная необработанная древесина».

Для достижения этой цели сеть целлюлозных волокон, придающая древесине прочность, сначала очищается с помощью процесса, известного как делигнификация.

«Древесина состоит из трех основных компонентов: целлюлозы,  гемицеллюлозы и лигнина, — сказал Рахман. — Лигнин — это то, что придает древесине цвет, поэтому, когда вы удаляете лигнин, древесина становится бесцветной. Удаление лигнина — довольно простой процесс, который включает двуступенчатую химическую обработку с использованием экологически безопасных веществ. После удаления лигнина мы используем отбеливатель или перекись водорода для удаления гемицеллюлозы».

Далее делигнифицированную древесину замачивают в растворе, содержащем микрочастицы металлоорганического каркаса, или МОФ, известного как каркас Калгари 20 (CALF-20). МОФ представляют собой сорбирующие материалы с большой площадью поверхности, используемые из-за их способности адсорбировать молекулы углекислого газа в свои поры. «Частицы МОФ легко включаются в целлюлозные каналы и прикрепляются к ним посредством благоприятных поверхностных взаимодействий», — сказал Сумьябрата Рой, научный сотрудник Райса и ведущий автор исследования.

МОФ являются одними из нескольких зарождающихся технологий улавливания углерода, разработанных для решения проблемы антропогенного изменения климата. «В настоящее время нет биоразлагаемого устойчивого субстрата для использования материалов, поглощающих углекислый газ, — сказал Рахман. — Наша древесина, усиленная МОФ, представляет собой адаптируемую опорную платформу для использования сорбента в различных приложениях с углекислым газом».

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Поршни для Wärtsilä RT-flex96C, самого большого корабельного двигателя в мире мощностью 109 тыс. л.с.