Вокруг Науки Техники

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Это крошечное устройство имитирует щебетание птиц. Недавно отреставрирован. Звуки производятся с помощью сложной системы шестерен, пружин и сильфонов.

[Flanger]

Китайский инженер создал автоматическую пушку от комаров

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Излучение урана внутри камеры Вильсона

[Flanger]

[Flanger]

Эффект ламинарного потока

[Flanger]

[Flanger]

Toshiba представила первый высоковольтный литиевый аккумулятор — мощный, очень долговечный и с быстрой зарядкой

Компания Toshiba не идёт в первых рядах производителей литиевых аккумуляторов, но может стать пионером в области выпуска высоковольтных литийсодержащих батарей. Представленный сегодня прототип такой батареи выдаёт напряжение 5 В и обладает ёмкостью 1,5 А·ч, а также поддерживает быструю зарядку и обещает 6000 циклов заряд/разряд. Электроинструмент и электромобили получат более мощные источники автономного питания.

Прототип литиевого элемента класса 5 вольт. Источник изображения: Toshiba

Современные литиевые аккумуляторы обладают рабочим напряжением в ниже 4 В. С самого начала изобретения литиевых элементов питания шла борьба за повышение напряжения, что обеспечило бы повышение мощности и ёмкости. Шаг вперёд с 4 до 5 В и со временем ещё дальше сделает батареи ещё привлекательнее с сточки зрения практической ценности.

В основе революционной батареи Toshiba лежит катод без содержания кобальта и с низким содержанием никеля. Анод изготовлен из оксида ниобия-титана (NTO). Катоды изготовлены таким образом, что подавляют газообразование в аккумуляторе, которое стало основным препятствием на пути появления высоковольтных литиевых аккумуляторов.

Прототип демонстрирует впечатляющую износостойкость — допуская без значительной потери ёмкости до 6000 циклов заряда и разряда. «В ходе испытаний батарея продемонстрировала высокое напряжение свыше 3 В, быструю зарядку до 80 % емкости за 5 минут, высокие показатели мощности и отличные характеристики срока службы даже при температуре 60 ℃», — заявили в Toshiba.

Высоковольтные литиевые элементы вдохнут новую жизнь в электроинструмент, электромобили и другие устройства, для которых важны будут высокая мощность в сочетании с длительным временем работы. Для электромобилей, уточняют в компании, будет разработана аккумуляторная ячейка большего размера, чем показанная в качестве прототипа. Однако в продаже новинка появится не раньше 2028 года, поэтому её придётся подождать.

[Flanger]

Американский изобретатель запатентовал автоматическую велосипедную трансмиссию

Диаметры ведущей и ведомой звезд меняются в зависимости от усилия на педалях

Американский изобретатель Хейвен Мерсер запатентовал прототип автоматической цепной трансмиссии для велосипедов. В ней обычные ведущая и ведомая звезды заменены на диски с несколькими зубчатыми роликами небольшого диаметра, которые установлены на концах рычагов, соединенных с пружинным механизмом. Ролики входят в зацепление с цепью и при изменении усилия, прикладываемого к педалям, могут синхронно приближаться или отдаляться от центра диска за счет наклона рычагов под действием пружин. За счет этого происходит автоматическое изменение радиусов ведущего и ведомого дисков, а вместе с тем меняется и передаточное отношение трансмиссии. Патент опубликован на сайте Ведомства по патентам и товарным знакам США.

При поддержке высокопроизводительного и масштабируемого российского веб-сервера Angie

Езда на велосипеде в горку или резкое ускорение вынуждают велосипедиста прикладывать больше усилий. Поддерживать комфорт и сохранять эффективность движения помогает многоскоростная велосипедная трансмиссия. Так же, как коробка передач в автомобиле, она позволяет выбирать оптимальное передаточное отношение в зависимости от условий движения. Обычно этот механизм включает в себя набор из нескольких звезд на оси педалей и на заднем колесе с переключением цепи между ними при помощи ручного привода.

Благодаря своей простоте и низкой стоимости этот тип трансмиссии стал фактически стандартом. Однако он не лишен ряда недостатков. К примеру, при установке цепи на крайние звезды возникает ее перекос, который приводит к повышенному износу, а переход цепи со звезды на звезду требует вращения педалей и не может быть произведен в неподвижном состоянии. Кроме того, ручной выбор передачи может быть не всегда удобен. К примеру, при неправильно выбранной передаче во время езды в гору велосипедист может потерять скорость или даже полностью остановиться. В связи с этим некоторые инженеры стремятся разработать автоматический вариант трансмиссии для велосипедов, который бы позволил ездоку не задумываться о переключении передач.

Один из таких вариантов предложил американский изобретатель Хейвен Мерсер (Haven Mercer). В разработанном им прототипе автоматической велосипедной трансмиссии обычные ведущая и ведомая звезды заменены на диски с пружинным механизмом изменения диаметра. На них по окружности установлены рычаги с небольшими зубчатыми роликами на концах, которые и входят в зацепление со звеньями цепи. На ведущем диске расположены восемь, а на ведомом — шесть таких зубчатых роликов, которые благодаря односторонним подшипникам могут вращаться только в одном направлении. Это позволяет им не проворачиваться при передаче усилий от педалей на цепь.

Пружины механизма поддерживают рычаги в отклоненном состоянии на ведущем диске и в сжатом состоянии на ведомом. При увеличении усилий на педалях, например, при движении в гору, ролики на концах рычагов начинают приближаться к оси вращения диска за счет сжатия рычагов, а на заднем механизме, наоборот отдаляются, увеличивая диаметр задней звезды. Если же усилия недостаточны, то под действием пружин рычаги стремятся вернуться к исходному положению.

Таким образом происходит автоматическое изменение диаметра ведущего и ведомого дисков, и, как следствие, автоматическая подстройка передаточного отношения трансмиссии. Натяжение цепи регулируется с помощью дополнительных роликов, которые располагаются возле заднего колеса, там же, где обычно располагается задний переключатель скоростей в трансмиссии с ручным переключением. Механизм в действии можно посмотреть на представленном ниже видео.

 

[Flanger]

Разработана литий-ионная батарея без кобальта с высокой плотностью энергии

Заменив дефицитный кобальт на более безопасные и доступные материалы, специалисты из Японии смогли решить ряд проблем современных батарей. Плотность энергии у нового элемента питания на 60% больше, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов такого же веса и объема. И при этом он выдерживает беспрецедентные 1000 полных циклов зарядки.

В современных электромобилях преимущественно установлена никель-марганец-кобальтовая разновидность литий-ионных аккумуляторов. Она отличается низкой стоимостью и большой емкостью, однако, один из ингредиентов вызывает опасения. Кобальт обходится слишком дорого, его добыча ограничена всего несколькими крупными шахтами, в основном, на территории Конго. Многие крупные производители уже или собираются полностью отказаться от использования этого металла в своих батареях.

Команда исследователей из Университета Токио разработала литий-ионную батарею с катодом без кобальта и анодом из недокиси кремния, сообщает PV Magazine.

Вдобавок к инновационным электродам и электролитам без кобальта новая батарея обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной литий-ионной. Плотность энергии у нее на 60% выше, что означает более долгий срок службы, напряжение средней точки выше — не 3,2-3,7 В, а 4,4 В.
Во время испытаний аккумулятор выдержал 1000 циклов зарядки и разрядки, эквивалент трем годам использования, сохранив после этого около 80% емкости.

«Существует множество причин, по которым мы хотим уйти от использования кобальта в процессе улучшения литий-ионных батарей, — сказал профессор Ацуо Ямада. — Для нас эта проблема техническая, но имеет природоохранный, экономический, социальный и технологический эффект. Мы рады сообщить о появлении новой альтернативы кобальту, в которой применяется новое сочетание элементов в электродах, включая литий, никель, марганец, кремний и кислород — намного более распространенные и менее проблематичные для производства и работы элементы».

Недавно Toshiba показала прототип литий-ионной батареи, у которой в аноде тоже нет кобальта. Аккумулятор выдает напряжение более 3 В и обладает ёмкостью 1,5 А·ч. Устройство сохраняет свою первоначальную эффективность даже после 6000 циклов заряд/разряд и поддерживает быструю зарядку до 80% всего за пять минут.

[Flanger]

[Flanger]

 

[Flanger]

Tesla показала прогресс в разработке робота Optimus 

[Flanger]

Финский беспилотник для доставки товаров.  

[Flanger]

Обнаружен сверхтвердый материал, способный конкурировать с алмазом

После более 30 лет попыток исследователи синтезировали сверхпрочный нитрид углерода.

Исследователи из Шотландии, Германии и Швеции решили загадку, которая длилась десятилетиями, и открыли практически неразрушимое вещество. В условиях экстремальной температуры и давления ученые синтезировали нитриды углерода, которые оказались прочнее, чем кубический нитрид бора, второй по твердости материал после алмаза.

Ученые подвергли различные формы прекурсоров углерода и азота давлению от 70 до 135 ГПа. Это примерно в миллион раз превышающему атмосферное давление на Земле. Сжатые материалы нагрели до температуры более 1 500 °С.  Затем расположение атомов изучили с помощью рентгеновского излучения на трех ускорителях частиц во Франции, Германии и США.

Этот анализ показал, что три из синтезированных соединений нитрида углерода имели структуры, необходимые для создания сверхтвердого материала. К удивлению исследователей, все соединения сохранили сверхтвердые алмазооподобные свойства, когда остыли и вернулись к атмосферному давлению. 

Дальнейшие расчеты и эксперименты показывают, что новые материалы обладают другими необычными свойствами. Например, для них характера фотолюминесценция и высокая плотность энергии, при которых большое количество энергии может храниться в небольшом количестве массы вещества.

Материаловеды пытались раскрыть потенциал нитридов углерода с 1980-х годов, когда ученые впервые заметили их исключительные свойства, в том числе высокую устойчивость к нагреву. Но после более чем трех десятилетий исследований и многочисленных попыток синтеза до сих пор не было получено никаких заслуживающих доверия результатов.

Потенциальное применение для полученных сверхтвердых нитридов углерода обширно, добавляют ученые. Например, их можно использовать при создании защитных покрытий для автомобилей и космических кораблей, высокопрочных режущих инструментов, солнечных панелей и фотодетекторов.

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]