Вокруг Науки Техники

[Flanger]

Цитата

 

Датская компания Autofuel создала роботизированную систему заправки, которая снижает потребность во внимании или прямом участии водителей.

Система представляет собой роботизированную руку, которая разливает топливо из существующей колонки. Приложение также может позаботиться об идентификации клиентов и платежах, делая весь процесс без помощи рук или человека. Эта система делает процесс заправки удобным для пользователей с ограниченными возможностями.

По данным фирмы, процесс заправки остается неизменным на протяжении последних 70 лет. «В тот же период технологии развивались быстрее, чем когда-либо, и сегодня у нас есть быстрый интернет, смартфоны, помощники с искусственным интеллектом и беспилотные автомобили, которые скоро появятся на дорогах», — говорится на их сайте.

По данным британской аналитической компании Insight, роботизированная заправка — это растущий бизнес, и ожидается, что к 2028 году только европейский рынок вырастет примерно до $50 млрд.

Система требует от пользователей регистрации сведений об автомобиле, таких как модель, тип топлива, платежные реквизиты и номерной знак. На автомобили также потребуется установка специальной крышки бензобака, облегчающей процесс открытия и заправки.

На экране будут отображаться инструкции для водителя, чтобы припарковать автомобиль в указанном месте для дозаправки. Оказавшись на месте, робот-манипулятор откроет крышку топливного бака и поместит дозатор в топливный бак. Клиент будет в курсе процесса заправки и увидит сообщение на экране, когда робот завершит процесс. Водитель может уйти, как только загорится зеленый свет после того, как робот-манипулятор закроет люк топливного бака в автомобиле. 

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Австралийские ученые разработали новый дешевый способ получения водорода из морской воды

Исследователи из Университета RMIT в Мельбурне, Австралия, разработали новый способ разделения морской воды на водород и кислород без необходимости опреснения и связанных с этим затрат, потребления энергии и токсичных побочных продуктов. 

В новом подходе, разработанном группой исследований «Материалы для чистой энергии и окружающей среды» (MC2E) в RMIT, используется катализатор, состоящий из легированных азотом пористых листов фосфида никеля и молибдена. Метод основан на наличии крупных пор в листах для увеличения электропроводности, в то время как наличие связей металл-азот и поверхностных полианионов увеличивает стабильность и улучшает антикоррозионные свойства.

Исследователи заявили, что листы катализатора продемонстрировали «замечательную производительность», катализируя полное расщепление воды при 1,52 и 1,55 В для достижения 10 мА см-2 в 1 м КОН и морской воды соответственно.

«Следовательно, структурный и композиционный контроль может сделать катализаторы эффективными для получения дешевого водорода непосредственно из морской воды», - заключила команда.
Кандидат наук Сурадж Лумба сказал, что исследовательская группа RMIT сосредоточилась на производстве высокоэффективных, стабильных катализаторов, которые можно производить с минимальными затратами.

«Наш подход был сосредоточен на изменении внутреннего химического состава катализаторов с помощью простого метода, который позволяет относительно легко производить их в больших масштабах, чтобы их можно было легко синтезировать в промышленных масштабах», - сказал Насир Махмуд.

Махмуд сказал, что эта технология обещает значительно снизить стоимость электролизеров — достаточно, чтобы достичь цели по производству зеленого водорода на уровне 2 долларов за килограмм, чтобы сделать его конкурентоспособным с водородом, полученным из ископаемого топлива.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Учёные создали «камеру» с выдержкой в 1 пикосекунду и запечатлели атомы в движении

Группа учёных из США создала «камеру», скорость затвора которой в один триллион раз быстрее затвора обычных камер в смартфонах, а переменная выдержка позволяет фиксировать атомы как в динамике, так и в статике. Устройство помогло сделать открытие в области термоэлектрических материалов, которые преобразуют избыточное или «мусорное» тепло в электрический ток. Сделанные «камерой» изображения показывают танец групп атомов, которые отвечают за такой процесс.

Источник изображения: Jill Hemman/ORNL, U.S. Dept. of Energy 

Обработанное изображение атомов с длительной выдержкой (слева) и с короткой (справа). Источник изображения: Jill Hemman/ORNL
Поясним, твёрдые тела могут содержать группы атомов (подрешётки), находящиеся в движении даже в твёрдом кристаллическом состоянии. Такие состояния называются квазижидкими. Остальные подрешётки каркаса остаются в неподвижном упорядоченном состоянии, обеспечивая материалу присущую ему механическую прочность и твёрдость. Подобные материалы имеют перспективу в сфере преобразования тепла в электричество. К примеру, электричество можно будет получать из выхлопных труб двигателей, из выбросов тепла на АЭС и других электростанциях и много где ещё.

Разработанная американскими учёными камера позволяет делать снимки таких коллективных движений атомов, что даёт возможность улучшать и совершенствовать термоэлектрические материалы. Учёные начинают продвигаться в исследовании не вслепую, а осознанно, наблюдая картину происходящего в реальном масштабе времени. С чуть более длинной выдержкой картинка получается несколько размытой, обеспечивая взгляд на атомы в динамике — в «танце», тогда как кратчайшая выдержка длительность в одну пикосекунду даёт изображение чёткой атомной структуры.

Таким способом учёные из Колумбийского Университета, Университета Бургундии с привлечением специалистов Ок-Риджской национальной лаборатории и Аргоннской национальной лаборатории смогли обнаружить нарушение атомных симметрий в теллуриде германия (GeTe), одном из важных материалов для термоэлектричества, который преобразует отработанное тепло в электричество (наоборот способен охлаждаться под воздействием электричества). Ранее им не удавалось увидеть смещения, показать динамические колебания и скорость их изменения. В результате команда разработала новую теорию, которая показывает, как такие локальные флуктуации могут формироваться в GeTe и родственных материалах.

Что касается непосредственно «камеры», то это установка на базе источника нейтронов из ORNL. Называется она variable shutter PDF или vsPDF. Об исследовании было рассказано в журнале Nature Materials.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Разработаны бактерии, которые производят цемент из углекислого газа

Технология имитирует формирование кораллов. О разработке сообщает пресс-служба Технического университета Дании.

Биоинженеры из Технического университета Дании придумали, как сократить объем выбросов углекислого газа в строительной отрасли. Генетически модифицированные бактерии улавливают углекислый газ и используют его для создания карбоната кальция — одного из основных элементов цемента.

Для своего производства исследователи использовали гены коралловых полипов. Эти животные строят под водой «огромные здания» — коралловые рифы — известковые структуры, напоминающие по составу цемент. Биоинженеры перенесли гены от этих живых организмов бактериям. Модифицированные микроорганизмы производят фермент, который связывает углекислый газ в карбонат кальция (известняк).

Высокие температуры при нагревании цемента в процессе изготовления приводят к выделению углекислого газа. Только в 2021 году, по оценке авторов исследования, при производстве этого строительного материала в атмосферу было выброшено около 2,9 млрд т углекислого газа. Это около 7% от общего количества выбросов.

Использование бактерий в производстве цемента. Изображение: Technical University of Denmark

Основная идея новой технологии состоит в том, чтобы создать производство замкнутого цикла. Инженеры предлагают использовать биореактор, который будет улавливать углекислый газ, выделяющийся при нагревании и преобразовывать его в известняк. Готовый материал можно будет снова использовать для производства цемента.

Пока исследователи испытали свою технологию только в лаборатории. Для масштабирования производства потребуется повысить устойчивость бактерий для промышленного применения и модифицировать производство цемента. Технология предъявляет особые требования к биореактору, объясняют биоинженеры. Модифицированные бактерии, как и кораллы, работают в жидкой среде, а готовый материал — твердый. Поэтому при проектировании реактора нужно создать метод простой транспортировки готового карбоната кальция из биореактора.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

На пороге революции в блоках питания: представлен чип прямого преобразования переменного тока в постоянный без трансформаторов, фильтров и выпрямительных мостов

Компания Amber Semiconductor (AmberSemi) сообщила, что завершила проектирование цифрового чипа для прямого преобразования переменного тока в постоянный. Патентованная технология представляет собой огромную глобальную возможность революционизировать способ доставки энергии к каждому конечному электрическому устройству на Земле. Одна крохотная микросхема заменит большой блок преобразователя с массой дискретной обвязки и освободит это место для полезного.

Сегодня множество устройств от простых детекторов дыма до бытовой и вычислительной электроники используют подключение к сети переменного тока для получения питания. Каждый раз для преобразования переменного тока в постоянный ток, требуемый для питания маломощной электроники, создаются довольно громоздкие схемы AC/DC-преобразователей. Чип AmberSemi значительно упрощает схемотехнику таких блоков, сокращая количество довольно внушительных дискретных элементов как минимум в два раза. Освободившееся место можно использовать либо для уменьшения размеров устройств, либо для увеличения его возможностей с помощью добавления новых функций.

Новый чип пока не выпущен в кремнии. Готов лишь его дизайн в цифровом виде. Теперь компания занимается вопросами изготовления фотошаблонов для запуска решения в массовое производство.

«Выход на рынок — это ключевая веха коммерциализации наших достижений, которая важна не только для AmberSemi, но и для наших стратегических партнеров и отрасли в целом, сигнализируя о наступлении новой эры твердотельной электрификации, второй электрической революции цифрового управления электроэнергией», — сказал Тар Кейси (Thar Casey), генеральный директор Amber Semiconductor.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Цитата

 

Новый анод увеличит запас хода электрокаров в 10 раз

Рынок электромобилей переживает взрывной рост — объем продаж в прошлом году превысили $1 трлн. Естественно, растет и спрос на аккумуляторы, особенно на такие, которые могли бы повысить запас хода. Команда исследователей из Южной Кореи разработала полимерный связующий компонент для стабильного и емкого анода литий-ионной батареи, с помощью которого можно будет на порядок увеличить дальность поездки на электрическом автомобиле.

Емкие анодные материалы — например, кремний — необходимы для создания производительных литий-ионных батарей. Они могли бы увеличить запас хода, который предлагают современные графитовые аноды, как минимум в 10 раз. Загвоздка в том, что увеличение анода в объеме во время реакции с литием снижает производительность и стабильность работы батареи. Для того чтобы решить эту проблему, ученые начали обращаться к полимерным связующим материалам, способным контролировать увеличение объема, сообщает EurekAlert.

Тем не менее, до сих пор исследования ограничивались исключительно образованием поперечных и водородных связей. Оба этих метода имеют свои недостатки. Новый полимер, разработанный химиками из Южной Кореи, не только взял все лучшее от водородных связей, но и использует силы по закону Кулона (притяжение между отрицательными и положительными зарядами). Это взаимодействие обладает силой 250 кДж/моль, что намного больше, чем у водородных связей, но при этом они обратимые, то есть позволяют легко управлять объемным расширением.

Поверхность анодного материала в основном заряжена отрицательно, а слои полимеров заряжены попеременно то отрицательно, то положительно, чтобы лучше соединяться с анодом. Более того, для лучшего регулирования физических свойств и осуществления литий-ионной диффузии ученые применили полиэтиленгликоль. В результате получился надежный емкий электрод, а литий-ионная батарея стала максимально емкой.
«Это исследование в потенциале способно значительно увеличить плотность энергии литий-ионных батарей благодаря внедрению емких анодных материалов, что поможет повысить запас хода электрического транспорта. Аноды на основе кремния смогут повысить запас хода по меньшей мере в десять раз», — заявил профессор Пак Суджин, один из исследователей.

Холод может стать проблемой для литий-ионных батарей и привести к значительной потере энергии. Очередное решение предложили специалисты из КНР, разработав анод из нового материала. В его основе — содержащие кобальт цеолитные имидазолатные каркасы (ZIF-67).

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Учёные открыли пьезоэлектрическую жидкость — она вырабатывает электричество при сжатии

Группа учёных из Университета штата Мичиган доложила о получении жидкости, которая «бросает вызов простым теоретическим объяснениям», поскольку демонстрирует пьезоэлектрические свойства. Материал можно будет использовать в оптических приборах или в «новой области пьезогидравлики».

Пьезоэффект, то есть поляризация диэлектрика при механической деформации, был открыт в 1880 году. Есть также обратный эффект — возникновение механических деформаций в электрическом поле. Обладающие такими свойствами материалы — пьезоэлектрики — сейчас применяются очень широко. Они используются в наручных кварцевых часах, усилителях, трансформаторах и даже зажигалках. Но до настоящего момента это были твёрдые вещества, потому что пьезоэлектрических жидкостей не наблюдалось.

Новое свойство вещества было открыто в ходе изучения двух ионных жидких солей: когда их поместили в цилиндр и начали сжимать поршнем, обе жидкости начали генерировать электричество пропорционально прилагаемой силе, и это, как выразился глава исследовательской группы профессор Гари Бланшар (Gary Blanchard), «шокировало нас до чёртиков». Кроме того, в жидкости был обнаружен эффект «индуцированного градиента свободного заряда», соответствующий обратному пьезоэффекту.

До настоящего момента считалось, что пьезоэлектриками могут быть только материалы с кристаллической структурой, которые отличаются высокой упорядоченностью. Поэтому учёные даже не пытались обнаруживать подобные свойства в жидкостях. Сейчас исследователи пытаются изучить механизмы возникновения пьезоэффекта в жидкостях, а также найти новые вещества из этой группы с более высокой проводимостью, потому что выявленный у этих жидкостей пьезоэффект проявляется «на порядок меньше, чем у кварца».

Авторы исследования уже попробовали использовать своё открытие на практике, поместив жидкости в контейнер в форме линзы — воздействовав на неё электричеством, они смогли изменить фокусное расстояние. Они также отметили, что открытие потребует изменений в теории пьезоэффекта для объяснения экспериментальных наблюдений. Наконец, эти жидкости при промышленном применении обещают быть безвредными для окружающей среды — в отличие от многих твёрдых пьезоэлектриков, они не содержат свинца.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Ученые записали «крик» растений, когда они обезвожены и в стрессе

Исследование растений помидоров и табака показало, что они подают ультразвуковые хлопающие сигналы при обезвоживании или физическом повреждении.

Исследование показало, что поврежденные или лишенные воды растения издают «крики», которые слишком высокочастотны для человеческого восприятия. Они похожи на хлопки. При понижении до уровня, воспринимаемого человеческим ухом, эти вызванные стрессом сигналы звучат так, «будто кто-то яростно танцует чечетку на поле из пузырчатой пленки».

Эксперимент показал, что, в среднем здоровые растения издают менее одного хлопка в час, а стрессовые — от 11 до 35, в зависимости от вида и триггера. Растения томата, пострадавшие от засухи, были самыми шумными: некоторые издавали более 40 хлопков в час. Также ученые записали «крики» множества других растений, таких как пшеница (Triticum aestivum), кукуруза (Zea mays) и кактус (Mammillaria spinosissima).

Хотя люди не могут слышать эти ультразвуковые хлопки без технической помощи, различные млекопитающие, насекомые и даже другие растения воспринимают их в дикой природе и реагируяь на них, пишут исследователи. Своим выводами ученые поделились еще в 2019 году в базе данных препринтов bioRxiv, но теперь эта работа прошла рецензирование.

Ученые предполагают, что в будущем люди смогут использовать записывающие устройства и искусственный интеллект (ИИ) для отслеживания сельскохозяйственных культур на наличие признаков обезвоживания или болезней.

Растения, пострадавшие от засухи, подвергаются процессу кавитации, когда пузырьки воздуха образуются и разрушаются в сосудистой ткани растения. В итоге, получается хлопающий звук, который можно обнаружить с помощью записывающих устройств, прикрепленных к растению.

Хотя ученые собрали записи звуков растений, установив микрофоны на расстоянии около 10 см от источника, они предполагают, их могут услышать млекопитающие и насекомые с хорошим слухом на расстоянии от от 3 до 5 м.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

В августе РЖД планирует представить российский аналог электропоездов "Ласточка".

Пока поезд носит название ЭС104, сообщил журналистам замглавы РЖД Дмитрий Пегов в кулуарах конференции "PRO//Движение.Туризм".

Как следует из фотографии, которую нам предоставил источник, знакомый с планами производителя, российские аналоги поездов "Ласточка" не будут похожи на своих немецких предшественников. Новые аналоги "Ласточек" получат более узкую форму кузова, светодиодные фары и более "острый", технологичный и современный дизайн.

Отечественный аналог электропоезда окраской своей ливрее напоминает птицы, название которой носит. Так нижняя часть кузова имеет красный "воротничок".

Интерьер и технические параметры поезда пока не раскрываются.

 

 

[Flanger]

Цитата

 

Пленка для продления срока годности фруктов и овощей на основе яичного белка

      

Ученые из Райсового университета в Хьюстоне разработали новый метод сохранения свежести овощей и фруктов. Вместо химических консервантов и воска они использовали защитную пленку на основе яичного белка. Эта пленка защищает продукты от воздействия кислорода и влаги, что способствует сохранению их свежести и увеличивает срок их годности.

Проект основан на более ранних исследованиях покрытия на яичной основе, которое, как было показано, удваивает срок хранения авокадо, бананов и других фруктов.

По словам исследователей, этот новый метод сохранения свежести может значительно снизить количество продуктов, выбрасываемых людьми каждый год из-за порчи. Снижать действительно есть что, поскольку ежегодно выбрасывается до одной трети продуктов питания, производимых в мире, и примерно 30-40% продуктов питания в США.

Пленка, разработанная исследователями, не только сокращает количество выбрасываемых продуктов, но и уменьшает затраты на производство и транспортировку продуктов, что может положительно сказаться на экологии.

Кроме того, ученые заявили, что эта технология может быть применена не только для овощей и фруктов, но и для других видов продуктов, таких как мясо и рыба.

Несмотря на то, что пленка на основе яичного белка является относительно новой технологией, она уже получила признание в академическом сообществе. Сейчас ученые продолжают исследования и тестируют пленку на различных типах продуктов с целью определить ее эффективность в различных условиях.

 

 

[Flanger]

[Flanger]

Анодирование

[Flanger]

Новый роторно-поршневой двигатель размером с баскетбольный мяч выдает 20 кВт тяги

Американская компания LiquidPiston, производитель роторно-поршневых двигателей, представила свою новейшую разработку — XTS-210, лишенную многих недостатков этого типа ДВС. Этот компактный, двухтактный двигатель с наддувом, работающий на разного вида топливе. По сравнению с современными дизельными аналогами, он меньше и легче почти на 80% при той же производительности.

 

 

Размером примерно с баскетбольный мяч, XTS-210 с рабочим объемом 210 см³ весит 19 кг. Это новейший представитель линейки двигателей X-Engine, лишенный традиционных ограничений роторно-поршневых двигателей в топливной эффективности и типах топлива, пишет New Atlas. Он отличается простой конструкцией всего лишь с двумя подвижными элементами — ротором и поршнем — и выдает 20 кВт (26,8 л. с.) тяги и 29,4 Н*м крутящего момента. Количество оборотов в минуту — 6900, что соответствует потребностям легких электрических летательных аппаратов, на которые и предполагается устанавливать эти двигатели.

Эти показатели превосходят XTS-210 дизельный двигатель Kohler KDW1003 E536A, который примерно в пять раз больше и в четыре раза тяжелее.
Если обычные роторно-поршневые двигатели имеют треугольный ротор внутри корпуса в форме эллипса, то у XTS-210 все наоборот: эллиптический ротор и треугольный корпус. Вместо вытянутой и подвижной камеры сгорания — стационарная и округлая. Такая конструкция обеспечивает высокую степень сжатия и непосредственный впрыск, два ключевых преимущества дизельных двигателей.

Компания собирается наладить коммерческий выпуск XTS-210, получив контракт армии США стоимостью $30 млн. Они будут использоваться в портативных генераторах и БПЛА, а также в отдельном проекте по разработке гибридного электрического летательного аппарата вертикального взлета и посадки. Первые предсерийные образцы должны быть готовы в 2024 году.

«Сейчас фактически нет дизельных двигателей в категории 25 лошадиных сил, которые бы подходили для аэрокосмической и военно-транспортной отрасли, в которых критическое значение имеют размер и масса», — заявил Алек Школьник, глава и сооснователь LiquidPiston.

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]