Текущее время: 25 мар 2019, 20:07




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 113 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.
 Передовые идеи 
Автор Сообщение
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Передовые идеи
Как настоящие: Листья нового поколения

Создание искусственного листа, который был бы способен воспроизвести способность матери-природы вырабатывать энергию из солнечного света и воды при помощи фотосинтеза долгое время было задачей для ученых, стремящихся найти экологически чистый способ освободить мир от зависимости от угля, нефти и других источников энергии, приводящих к выбросу углерода.

Недавно группа китайских ученых представила стратегию, базирующуюся на химии и биологии обычных листьев, которая может привести к созданию работающего прототипа искусственного листа, захватывающего солнечную энергию и эффективно использующую ее для превращения воды в водородное топливо.

Строение зеленых листьев является причиной их высочайшей эффективности в том, что касается улавливания света. Внутри листьев расположены структуры, ответственные за фокусирование и перенаправление энергии солнца в светособирающие части листа. Именно поэтому ученые из Главной лаборатории матричных смесей в Шанхайском университете решили сымитировать этот естественный дизайн при разработке проекта искусственных, похожих на листья, структур. Это привело к появлению «искусственных неорганических листьев» (Artificial Inorganic Leaf или AIL), основанных на натуральных листьях и диоксиде титана - химическом соединении, считающемся фотокатализатором для производства водорода.

Сначала ученые пропитали лист анемона, распространенного в Китае растения, диоксидом титана. При помощи сложных спектроскопических технологий, исследователи убедились, что структурные особенности листа, полезные для сбора солнечного света, сохранились в новой структуре. Было установлено, что полученный искусственный лист в восемь раз более эффективен с точки зрения выработки водорода, чем TiO2, не подвергавшийся описанной процедуре. Затем ученые встроили наночастицы платины в поверхность листа. Платина, наряду с азотом, естественным образом находящимся внутри листа, помогает увеличить активность искусственных листьев еще в десять раз.

«Данная разработка может открыть новые перспективы для проектирования искусственных фотосинтетических систем, основанных на биологических моделях, и помочь создать работающую модель, пригодную для использования в качестве возобновляемого источника энергии», - сообщили доктора Тонгхианг Фан, Ди Янг и Хан Джу.

Источник gizmag.com
http://www.popmech.ru/article/6868-kak-nastoyaschie/


27 мар 2010, 14:41
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Хранилище ветра: Запасаем энергию

Ветровые турбины сыграли важную роль в развитии возобновляемых источников энергии, но будущее ветроэнергетики, возможно, расположено под землей. При использовании пневмоаккумулирующих энергетических установок, воздух закачивается в большие подземные сооружения, где он может быть использован позже для снабжения запасенной энергией.

Электричество наиболее дешево в середине ночи, и при помощи воздушных компрессоров воздух может быть закачан в пещеру или резервуар под давлением 55 атмосфер. Днем, когда электричество дороже, сжатый воздух нагревается при помощи того тепла, что было высвобождено и запасено в процессе компрессии, и затем используется в качестве дополнительного источника энергии для турбины.

Пневмоаккумулирующая энергетическая установка - относительно малоэффективны, что же касается стоимости, то она составляет 1000$ на киловатт (для сравнения, хранилища на свинцово-кислых аккумуляторах обходятся в 3000$).

Сейчас в процессе реализации несколько проектов пневмоаккумулирующих энергетических установок, ведущихся на дотации правительства:

- Электрогазовая компания штата Нью-Йорк в данное время работает над проектом, который предполагает хранение сжатого воздуха в соляной пещере в северной части штата.

- Тихоокеанская электрогазовая компания занимается пневмоаккумулирующей энергоустановкой на 300 МВт в округе Керн, Калифорния.

Ученые из Института по исследованию электроэнергии определили, что на 80% территории США имеются геологические образования, пригодные для постройки пневмоаккумулирующих энергетических установок. Также было установлено, что одна установка мощностью 300 МВт потребует наличия хранилища на 620 тысяч кубических метров, которого хватит на 8 часов электроснабжения.

На территории США могут быть построены сотни таких установок. Они относительно недороги и способны превратить возобновляемые источники энергии, работающие нерегулярно, например, ветер, в более надежные.

Источник physorg.com
http://www.popmech.ru/article/6813-hranilische-vetra/


27 мар 2010, 14:43
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Реактор своими руками: Плазма с доставкой на дом

Тот же процесс, что подсвечивает большой экран плазменного телевизора теперь может создавать абсолютно чистое топливо. По словам профессора Альбина Черниховски из Орлеанского университета, Франция, устройство под названием GlidArc было успешно использовано для создания чистого топлива из отходов при помощи заряженных электричеством облаков газа.

Один из полученных продуктов - модификация дизельного топлива, которая, по сообщениям, создает в десять раз меньше загрязняющих воздух выхлопов, чем обычное дизельное топливо.

Название GlidArc происходит от слов gliding arc - речь идет об электрической дуге, создающей плазму в реакторе. Плазма, в свою очередь, позволяет химическим реакциям протекать при более низкой температуре, чем требуется в обычных условиях. Одной из таких реакций стала газификация обыкновенного мусора, биомассы или других субстанций. В результате получается чистая смесь СО и газообразного водорода, который затем может быть превращен в биотопливо.

Реакторы размером с холодильник могут использовать для работы такие материалы, как оставшиеся после сбора урожая кукурузные листья, использованное растительное масло из ресторанов или даже глицерин, побочный продукт, полученный в процессе создания других видов биотоплива. Горючее, созданное при помощи GlidArc, очевидно, может быть использовано в существующих дизельных, бензиновых или керосиновых двигателях без внесения дополнительных изменений.

«Низкие технологии и низкая стоимость - вот принципы, которые заложены в основу реакторов GlidArc, - сказал Черниховски. - Почти все части могут быть куплены в соседнем магазине. Мы использовали, например, «сантехнические» трубки и соединения, а также обычную изоляцию, предназначенную для дома. Вместо утонченной керамики был взят термостойкий бетон, пригодный для строительства каминов». Ученый добавил, что уже скоро обычный человек сможет создать собственный реактор GlidArc, который обойдется примерно в 10 тысяч долларов.

Источник gizmag.com

http://www.popmech.ru/article/6869-reak ... mi-rukami/


27 мар 2010, 14:45
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Бутерброд-невидимка: В трех измерениях

Структура из метаматериала, делающая объекты невидимыми, стала более эффективной.

Группа физиков из Великобритании и Германии продемонстрировала рабочий прототип настоящего «плаща-невидимки», устройства, делающего объекты «прозрачными». Правда, пока только микроскопические объекты и только в ближнем инфракрасном диапазоне волн. Однако авторы заявляют, что никаких принципиальных доработок не потребуется для того, чтобы увеличить масштабы скрываемых объектов и перейти к видимому, оптическому диапазону.

Надо сказать, что идея и принципы создания подобного устройства были сформулированы еще в 2006 г. Дэвидом Смитом (David Smith), который даже сумел создать «плащ-невидимку», вполне эффективно работавший в микроволновом диапазоне (тогда мы писали об этом в заметке «Первые шаги невидимки»). Суть идеи в том, чтобы использовать метаматериалы – искусственные материалы, обладающие необычными электромагнитными или другими свойствами, которые определяются не столько их химическим составом, сколько микроскопической структурой.

Устройство Дэвида Смита представляло собой цилиндр, составленный из концентрических колец на основе меди. В их ячеистой структуре микроволна претерпевает ряд отражений, в результате чего покидает ее, «как будто ничего и не было». Однако тот прототип отличался не только узким и «неинтересным» диапазоном волн, в котором он действовал. К тому же, он работал только в двух измерениях: спрятанный внутри него предмет был незаметен только в том случае, если смотреть на фронт волны со строго определенной позиции (в данном случае, сверху). Теперь же британско-германская группа ученых во главе с Тольгой Эргин (Tolga Ergin) и Джоном Пендри (John Pendry) сумела перейти не только к более близкому диапазону волн, но и к трем измерениям.

Принцип, по которому они сконструировали метаматериал для своего «плаща-невидимки», можно назвать «принципом толстого ковра». Он отлично понятен на схеме, приведенной на иллюстрации: объект скрывается в миниатюрной «выбоине» материала, который в целом представляет собой полностью ровную структуру. Так соринка под толстым ковром оказывается совершенно незаметной наощупь благодаря тому, что он меняет свою структуру. Для этого в ровном зеркале делается миниатюрная выбоина, а поверх него помещается слой метаматериала, свойства которого таковы, что позволяют полностью маскировать наличие этой выбоины – и всего, что вы в ней ни решите спрятать.

Но чтобы этот подход сработал во всех трех измерениях, ученым пришлось прибегнуть к новой хитрости. Они собрали многослойный «бутерброд» из тончайших кремниевых пластин, промежутки между которыми заполнили различной толщины слоями полимерного материала. Это позволило им добиться необходимого распределения коэффициентов преломления в получившейся структуре.

Затем в отражающей поверхности золотой пластины была сделана микроскопическая выбоина, которую и покрыли метаматериалом. Эффект невидимости, действительно, проявился: в ближнем ИК-диапазоне, на длинах волн в 1,4-2,7 мкм выбоина оставалась невидимой под углами до 60О.

Сама по себе выбоина, которая и определяет максимальные размеры скрываемого объекта, конечно, невелика: 30х10х1 мкм. Но, по мнению авторов работы, для работы на более крупных масштабах достаточно просто сделать «бутерброд» крупнее, хотя эффективностью такой подход не отличается. Требуется новые решения в нанотехнологиях, которые позволят быстрее, дешевле и аккуратнее изготавливать наноразмерные пластины кремния.

По публикации physicsworld.com
http://www.popmech.ru/article/6850-buterbrod-nevidimka/


28 мар 2010, 15:44
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
«Спящее» зрение: Предсказание для экономии

В нашем мозге используются очень сложные и эффективные «технологии» энергосбережения.

О том, что в «энергосберегающий» режим способны переходить не только компьютеры, но и наш собственный мозг, мы уже писали («Молочнокислая диета»). Но оказывается, «разумное» управление энергопотреблением мозга включает и куда более сложные механизмы.

Действительно, мозг – самый ресурсоемкий орган нашего организма, он потребляет до 20% всей производимой в нем энергии. И оптимизация его работы – вопрос совершенно критический. В этом процессе задействована и зрительная кора, которая, как показало исследование британских и немецких ученых, не просто пассивно обрабатывает зрительные сигналы, но заранее прогнозирует то, какие сигналы получит в следующий момент, и «сбавляет обороты», если вы находитесь в хорошо знакомом окружении, скажем, своего родного дома. Таким образом, на обработку зрительной информации уходит куда меньше энергии.

«Представьте свой рабочий стол, - рассказывает Ларс Макли (Lars Muckli), один из авторов работы, - Вы видели его уже миллион раз, и мозг ваш заранее представляет, что ему предстоит увидеть, и не тратит лишнее время и ресурсы на внимательную обработку этой картинки. Она уже хранится в памяти. Но если в один прекрасный день вы, войдя с утра в офис, увидите нечто совершенно неожиданное – например, премьер-министра, сидящего за вашим столом, мозгу придется включиться на полную мощь для обработки этой сцены».

Ученые отобрали 12 добровольцев, которым демонстрировали различные визуальные стимулы, параллельно следя за активностью их зрительной коры с помощью томографа. Точнее говоря, стимулом служил экран компьютера, а смотреть предлагалось в определенную точку, над и под которой попеременно вспыхивали яркие точки, что создавало иллюзию движения одной точки.

Вариант с легко предсказуемой ситуацией моделировался с помощью третьей точки, которая появлялась между первыми двумя в определенное время, создавая впечатление плавного движения. А случай с непредсказуемостью моделировался той же точкой, когда появление ее никак не коррелировало с мерцанием первых точек, в итоге разрушая иллюзию движения и создавая впечатление хаотического мигания точек на экране.

Данные об активности первичной зрительной коры добровольцев в первой и второй ситуации показали, что в предсказуемом случае активность нейронов существенно ниже. «Мозг ожидает увидеть предсказуемую картинку, и просто нуждается в подтверждении справедливости своего прогноза, - добавляет Макли.

Результаты исследования прекрасно согласуются со сравнительно недавно высказанной нейрофизиологом Карлом Фристоном (Karl Friston) гипотезой «предсказательного кодирования» (predictive coding). Согласно ей, мозг непрерывно занят активными попытками предсказать то, с чем ему предстоит столкнуться в следующее мгновение, вместо того, чтобы просто реагировать на информацию по мере ее поступления.

По мнению авторов работы, этот эффект может объяснять и общеизвестную особенность нашего мозга «пропускать мимо» мелкие изменения, которые происходят в привычном окружении – просто мозг не тратит на его анализ слишком много усилий и видит скорее то, что ожидает увидеть, нежели то, что есть в действительности.

По пресс-релизу University of Glasgow

http://www.popmech.ru/article/6876-spyaschee-zrenie/


01 апр 2010, 12:30
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Ловушка для ветра: Теперь в 10 раз эффективнее

Нелегко найти зарядное устройство небольшого размера, использующее энергию ветра, которое бы действительно работало. Действительно, довольно сложно пропустить достаточное количество ветра сквозь небольшую штуковину. Но теперь, благодаря компании Humdinger Wind Energy LLC и разработанному ей устройству под названием MicroBelt, кое-что может измениться. Это пьезоэлектрическая система, предположительно в 10 раз более эффективная в плане сбора энергии, чем аналогичные устройства такого же размера.

Humdinger начала свою работу всего с 6 сотрудниками в штате - они и разработали новый способ сбора энергии ветра при помощи небольших устройств. В системе используется аэроупругий «язычок» и вибрация мембраны - именно это, а не вращение турбины является сердцем устройства MicroBelt, которое должно заменить батареи в беспроводных сенсорных сетях. Поток воздуха будет использоваться, чтобы обеспечивать передатчики энергией, а нужда в установке более дорогих аккумуляторов пропадет сама собой. И, поскольку новая система работает без вращающихся деталей, ожидается, что срок ее службы составит 20 лет.

Новое устройство является одновременно недорогим и эффективным. Энергия начинает вырабатываться от порывов ветра со скоростью всего 3 метра в секунду. А если сила ветра достигнет 5,5 м/с, выработка электроэнергии составит 2мВт. Помимо эффективности, еще одним преимуществом данной системы является низкая стоимость изготовления, обусловленная тем, что используемые материалы очень просты. Представители компании Humdinger говорят о таких применениях своей разработки, как системы слежения за зданиями и и системы контроля дорожного движения - на самом деле, годится практически любое место, где есть достаточно сильный ток воздуха и установлены устройства, пока использующие в своей работе аккумуляторы.

Источник treehugger.com

http://www.popmech.ru/article/6905-lovushka-dlya-vetra/


03 апр 2010, 14:23
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Подумай о буквах: Клавиатура в голове

На дворе давно уже 21-й век, а мы по-прежнему набираем тексты и команды пальцами на клавиатуре, как наши прадеды. Все изменят системы «мысленного» ввода, первая из которых уже появилась в продаже.

Речь об устройстве Indendix, которое подключается практически к любому компьютеру достаточной производительности – и превращает его владельца в настоящего джедая: отныне все команды системе можно давать мысленно. Сам по себе подобный «мозго-компьютерный» интерфейс – не новость. Мы, к примеру, писали о попытках его применения в медицине («Мир как воля и представление») и о том, как одна обезьяна благодаря ему поела, не пользуясь руками («Ловкие мысли»).

Однако в данном случае речь о прорыве принципиальном: устройство Indendix – первое, которое должно поступить в широкую продажу. Впрочем, с учетом внушительной цены (12 тыс. долларов США) широта рынка вызывает некоторые сомнения.

В любом случае, устроен Indendix вполне классически: на голову надевается шапочка, усеянная электродами, измеряющими активность мозга по изменению электрического потенциала на коже головы. Иначе говоря, снимающими электроэнцефалограмму. Этот метод хотя и самый простой, далеко не самый точный, так что идеальной простоты при использовании Indendix ждать не стоит.

Процесс набора текста выглядит скорее забавно: система по очереди подсвечивает символы на экране, и замечает, когда при демонстрации нужного из них мозг автоматически среагирует. Набор текста этой небольшой заметки занял бы на Indendix , наверное, полдня, но если для нас пока проще использовать старую добрую клавиатуру, для многих парализованных больных вопрос времени стоит не столь остро. Им-то Indendix может пригодиться, став бесценным окном связи с внешним миром.

Помимо вводы текста, система Indendix предлагает и ряд других функций – таких, как управление компьютером, а посредством него – и разнообразными внешними устройствами, вплоть до систем «умного дома».

По сообщению Geek.Com
http://www.popmech.ru/article/6895-podumay-o-bukvah/


03 апр 2010, 14:40
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
РОССИЙСКИЙ ТЕОРЕТИК ПОДГОТОВИЛ ПОЧВУ ДЛЯ ПРИНЦИПИАЛЬНО НОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Российский теоретик Иван Олейник и американский экспериментатор Матиас Бацилл разработали транзистор наноразмера. В результате может возникнуть принципиально новая электроника на углероде.

Из курса средней школы мы знаем, что существуют две основные аллотропные модификации углерода - алмаз и графит. Материаловеды знают гораздо больше: карбин и фуллерен, нанотрубки и самая популярная в последнее время модификация графен. За открытие этого вещества, представляющего собой плоский слой из атомов углерода в углах шестигранника, в прошлом году получил престижную Европейскую премию имени Кёрбера наш соотечественник Андре Гейм, который до отъезда из России назывался Андреем Константиновичем Геймом (см. "Известия" от 30.04.2009).

Графен отличается чрезвычайно интересными физическими свойствами. Этот материал в зависимости от ситуации может служить и прекрасным проводником, и полупроводником, а при модифицировании - изолятором. Другими словами, из графена могут быть изготовлены практически все компоненты современной электроники. Само по себе это весьма интересно - сейчас приходится использовать десятки элементов таблицы Менделеева. (Подобную идею еще лет 30 назад высказал писатель Вадим Шефнер. В его повести "Девушка у обрыва, или Записки Ковригина" вместо металлов, дерева, пластмасс и т.д. использовалось только одно вещество аквалид, представляющее собой воду в разных состояниях.)

Участие наших соотечественников в изучении графена продолжается. Только что работающие в Университете Южной Флориды (США) российский теоретик Иван Олейник и американский экспериментатор немецкого происхождения Матиас Бацилл вырастили графен толщиной в один атом на поверхности кристалла никеля. Это не новость - так графен и выращивают. Другим способом, кстати, является простое отшелушивание слоев графена с карандашного графита.

Революционным достижением международной группы ученых является создание дефектной полоски между двумя графеновыми листами. Самое интересное, что этот дефект представляет собой не инородные атомы, а структуру из тех же самых атомов углерода, только уложенных не в шестиугольники, а в восьми- и пятиугольники. Главным свойством этой полоски наноразмера является высокая, "металлическая", электропроводность. В результате, как говорит ведущий научный сотрудник Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, в котором Иван Олейник защищал свою кандидатскую диссертацию, ученые получили сэндвич диэлектрик-проводник-диэлектрик, или слоистый транзистор сверхмалого размера.

Так называемый закон Мура утверждает, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые два года. В последнее время этот экспоненциальный рост явно замедлился, но данное достижение ученых из Университета Южной Флориды может реабилитировать этот закон. Более того, на смену кремниевой электроники может прийти графеновая - может быть, пока еще не поздно, переименовать нашу долину в Сколкове из Кремниевой в Графеновую?

http://www.inauka.ru/discovery/article100397.html


07 апр 2010, 16:52
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
УЧЕНЫЕ НАУЧИЛИСЬ ПРЕДСКАЗЫВАТЬ "ЭКЗОТИЧЕСКОЕ" ПОВЕДЕНИЕ КАЛЬЦИЯ

Кристаллическую структуру кальция, химического элемента с самой высокой температурой сверхпроводимости, и его сверхпроводящие свойства при высоком давлении впервые удалось предсказать с помощью квантово-механических расчетов, сообщают ученые из США, России, Китая и Испании в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Температура, при которой кальций по давлением переходит в сверхпроводящее состояние, когда его электрическое сопротивление равно нулю, составляет около 25 градусов Кельвина (примерно минус 248 градусов Цельсия). Среди чистых химических элементов это самый высокий результат, и ученые активно изучают свойства кальция, чтобы понять, почему эта температура так высока.

Однако предыдущие исследования давали противоречивые результаты, которые трудно было согласовать, пояснил РИА Новости ведущий автор работы, профессор университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук и адъюнкт-профессор геологического факультета МГУ Артем Оганов.

"Кальций - очень интересный объект для такого рода исследований. Когда его изучали, в частности, под давлением, выяснили ряд моментов, которые было очень сложно понять. Разные исследования приводили к разным результатам, теория и эксперименты постоянно давали разную картину того, что происходит с кальцием при высоком давлении. В нескольких таких моментах мы разобрались, но наша работа также выявила несколько загадок, которые нужно будет решать другим экспериментаторам", - сказал Оганов.

Ученые выяснили, что кальций под давлением проходит ряд фаз, и в некоторых он демонстрирует уникальные свойства, например, необычно высокие критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Все эти свойства исследователи могут предсказать благодаря новому методу предсказания кристаллических структур, разработанному Огановым и его коллегами.

"До нашей работы казалось, что кальций - это элемент "сам по себе", который под давлением ведет себя так, как ни один другой элемент. Наша работа показала, что его поведение должно быть очень похоже на поведение стронция. На самом деле это соответствует химической интуиции: в периодической системе они находятся один над другим", - пояснил Оганов.

По словам ученого, ранее существовали определенные сомнения в том, может ли квантово-механическая теория сверхпроводимости, разработанная американскими физиками Джоном Бардиным, Леоном Купером и Джоном Шриффером, давать количественные оценки температуры сверхпроводника для реальных материалов. Ученым впервые удалось показать, что такие количественные предсказания возможны даже для материала, претерпевшего множество сложнейших структурных превращений - а именно так ведет себя под давлением кальций.

Экспериментальные данные о структуре сверхпроводника можно получить методом рентгеновской дифракции. Однако точную структуру можно найти, только если образец достаточно большой и высококачественный, а условия эксперимента - очень хорошие, чего обычно нет при анализе веществ под высоким давлением. Оганову и его коллегам удалось, не опираясь на данные наблюдений, построить модель структуры, которая совпадает с ними "настолько, насколько можно доверять существующим экспериментам".

"Картина рентгеновской дифракции была получена японскими исследователями несколько лет назад, но они не были в состоянии расшифровать структуру. Последующие теоретические работы во многом противоречили друг другу. Теперь мы подобрали "ключик" к их экспериментальным наблюдениям: наша структура подходит под их дифракцию, как ключ в замок", - отметил собеседник агентства.

Как пишут авторы в своей статье, найденные ими свойства кальция делают его "одним из самых необычных и интересных элементов периодической таблицы".

"Мы провели расчеты с помощью нашего метода и смогли найти структуры, которые как раз объясняли эксперимент. И эти структуры имеют точь-в-точь те же сверхпроводящие свойства, что и выявленные другими экспериментами. Нам удалось создать общую картину поведения кальция под давлением с точки зрения структуры, сверхпроводимости, химии того, что происходит", - заключил Оганов.

источник РИА Новости

http://www.inauka.ru/news/article100375.html


07 апр 2010, 17:03
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Воздушные аккумуляторы: Дело за катализаторами

У литий-воздушных аккумуляторов, похоже, большое будущее. Теоретически, они обладают энергоемкостью в три раза большей, нежели энергоемкость обычных литий-ионных аккумуляторов, которые можно найти в любом карманном устройстве в окрестностях (не говоря уж о приближающейся волне электромобилей).

Неудивительно, что многие компании, в том числе IBM и General Motors продолжают работу над литий-воздушными батареями. Теперь ученые из МТИ совершили прорыв, который может сделать коммерческую разработку легких аккумуляторных батарей реальностью.

Литий-воздушные (также известные как литий-кислородные) аккумуляторы по принципу действия схожи с литий-ионными. Хотя литий-воздушные батареи электрохимически соединяют литиевый анод с атмосферным кислородом, причем в качестве катода используется углерод, а не тяжелые соединения, обычно находящиеся в литий-ионных аккумуляторах. Это означает, что литий-воздушные батареи могут обладать большей удельной энергоемкостью благодаря более легкому катоду и тому факту, что кислород доступен в окружающей среде, и его не нужно хранит в аккумуляторе.

К сожалению, литий-воздушные батареи не вышли на рынок из-за недостаточного понимания, какие материалы могут использоваться в качестве электродов для электрохимических реакций, идущих в этих аккумуляторах. Теперь, благодаря новому исследованию, проведенному в Массачусетском технологическом институте, установлено, что электроды с золотом или платиной, использующимися в качестве катализаторов, демонстрируют более высокий уровень активности и, таким образом, большую эффективность, чем обычные углеродные электроды. Новая работа дает почву для дальнейших исследований, которые могут привести к созданию еще лучших электродных материалов, возможно, в них будут использоваться сплавы золота, платины или других металлов, или оксиды металлов, или другие, менее дорогостоящие, альтернативы.

Основной автор опубликованной на этой неделе статьи, докторант Ю-Чун Лу, поясняет, что команда ученых из МТИ разработала метод анализа активности различных катализаторов в аккумуляторах, так что теперь можно пользоваться этой разработкой для изучения различных материалов".

«Мы рассмотрим различные вещества и понаблюдаем за тенденциями, - говорит Ю-Чун Лу. - Данное исследование может позволить нам определить физические показатели, которые влияют на активность катализатора. В конце концов, мы сможем предсказывать поведение катализаторов».

С увеличением числа небольших электронных устройств, ставших частью нашей повседневной жизни (не говоря уж о производителях автомобилей, занявшихся производством аккумуляторов для электромобилей), разработка легких аккумуляторных батарей может принести много энергии, что является важным преимуществом. Даже небольшое увеличение удельной энергоемкости увеличивает ресурс аккумулятора в гаджете и расстояние, которое может проехать электромобиль.

Группа разработчиков признает, что существует ряд вопросов, которые нужно решить, прежде чем литий-воздушные батареи станут серийно выпускаемым продуктом.

Литий в металлической форме, используемый в литий-воздушных батареях, становится очень активным в присутствии даже минимальных количеств воды. Это не является проблемой в существующих литий-ионных аккумуляторах, поскольку в качестве отрицательно заряженного электрода в них находится углерод. Шао-Хорн утверждает, что тот же принцип может быть применен без использования металлического лития, графит или другой более стабильный катодный материал может быть взят вместо него, что, по словам ученого, приведет к появлению более стабильной системы.

Но самая большая проблема с разработкой новой системы заключается в том, чтобы сохранить мощность в течении достаточно большого количества циклов «заряд - разряд». Это необходимое условие для использования новых аккумуляторов в электронных устройствах и автомобилях.

Ученым также нужно вникнуть в детали химических реакций, идущих во время процессов заряда и разряда, чтобы выяснить, какие соединения при этом образуются и как они взаимодействуют с остальными частями системы. «Мы в самом начале» понимания, как эти реакции протекают, говорит Шао-Хорн.

Голам-Аббас Назри, ученый из Центра General Motors научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в Мичигане назвал это исследование «интересным и важным» и добавил, что оно направлено на устранение важного узкого места в разработке этой технологии: необходимости поиска эффективного катализатора. Эта работа «является сдвигом в правильном направлении для понимания роли катализаторов" и "может внести заметный вклад в будущее понимание и разработку литий-воздушных систем».

Некоторые компании, работающие над созданием литий-воздушных аккумуляторов, утверждают, что этот проект, по-видимому, рассчитан на 10 лет, о Шао-Хорн говорит, что пока рано говорить о точных сроках коммерциализации. «Это очень перспективная область, но пока много научных и технических сложностей, которые нужно преодолеть, - добавляет она. - Если новая технология действительно продемонстрирует увеличение энергоемкости в два или три раза по сравнению с существующими литий-ионными аккумуляторами, она в первую очередь найдет применение в таких дорогостоящих электронных устройствах как компьютеры и мобильные телефоны, а уже позже, когда стоимость батарей снизится, в автомобилях».

Источник gizmag.com

http://www.popmech.ru/article/6917-vozd ... ulyatoryi/


11 апр 2010, 14:08
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
КАК ПРЕКРАТИТЬ ИЗВЕРЖЕНИЕ ВУЛКАНА: УЧЕНЫЕ ПРЕДЛОЖИЛИ НЕОБЫЧНЫЙ СПОСОБ

Павел АРАБОВ

Исландцы ищут способы прекратить извержение Эйяфьятлайокудля. Ученые страны предлагают забетонировать вулкан. Такой проект возможен, но это будет слишком сложно и слишком дорого, считают эксперты.

Это почти так же грандиозно, как проект разворота сибирских рек на юг. И почти так же дорого. По предварительным расчетам исландцев сам процесс займет около двух месяцев и потребует почти миллиарда долларов инвестиций.

О трудностях бетонирования действующих вулканов в эфире "Русской службы новостей" рассказала пресс-секретарь компании "Евроцемент" Елена Рудовская.

- Есть определенные технические сложности. Если там есть горячий воздух и высокая температура, то весь бетон будет растворяться, - заявила она.

Но пока возможность такого проекта ни с кем не обсуждалась, уточнила Елена Рудовская "Известиям".

Есть и еще одно "но": найти лишний миллиард долларов правительству Исландии будет очень непросто. Ведь страна больше всех в мире пострадала от последнего экономического кризиса. И государственный банк Icesave до сих пор не урегулировал вопрос с выплатой 340 тысячам иностранных вкладчиков (в основном из Великобритании и Голландии) вкладов на 4 млрд евро. Только выплата этого долга может обойтись каждому гражданину Исландии в 100 евро ежемесячно в течение восьми лет. А бетонирование вулкана грозит увеличить это бремя еще на четверть. Так что серьезно говорить о возведении саркофага над вулканом не приходится.

Видео: http://www.inauka.ru/news/article100757.html


23 апр 2010, 13:21
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО БЕЗ ПРОВОДОВ - МЕЧТА СБЫВАЕТСЯ?

Ю.Н. ЕЛДЫШЕВ, заместитель главного редактора журнала "Экология и жизнь"

Не секрет, что сегодня пользователи электробытовых и электронных приборов все чаще испытывают большие неудобства из-за нехватки электрических розеток — наиболее «продвинутые» пользователи ощущают потребность в электрических розетках или других источниках питания едва ли не на каждом квадратном метре площади. Новая разработка американских ученых и инженеров предоставляет им такую возможность, обеспечивая подачу энергии в виде пучков излучения, беспрепятственно проникающих в помещениях от одной точки к другой вдоль любого из лучей зрения и предоставляющих потребителю полную свободу действий, позволяя ему обходиться вообще без проводов.

Речь идет о продукции американской компании «PowerBeam» (Солнечная Долина, штат Калифорния), которая представила на выставке и конференции по передовым технологиям «ETech 2009», прошедшей в марте прошлого года в калифорнийском городе Сан-Хосе, опытный образец новой системы для беспроводной передачи электроэнергии.

Как утверждается на сайте компании (power-beaminc.com), система основана на использовании «пучков энергии», передаваемых как обычные пучки излучения в традиционных оптических системах. С помощью этих пучков, как утверждают разработчики, уже можно передавать электричество из одного конца комнаты в другой, скажем, от розетки к компьютеру, телевизору, колонкам стереосистемы, цифровой фоторамке, торшеру и т. д.

По заверениям представителей «PowerBeam», эта технология позволит удалить из комнат почти все провода, повысив комфорт и эстетическую привлекательность наших жилищ. Вообще же, по словам разработчиков, данный способ передачи энергии пока оправдывает себя на расстояниях 10-100 м.

Утверждается, что с системой «PowerBeam» пользователю больше не нужно задумываться о таких наскучивших проблемах, как:
• подчас непростое и недешевое электрическое подключение приборов;
• ограниченное расстояние приборов от источников питания (например, от электрических розеток в доме);
• путающихся под ногами и свисающих клубков электрических проводов;
• ограничение зоны действия мобильных устройств (из-за привязки к розеткам мобильные устройства по сути уже давно перестали быть таковыми);
• наконец, главное — отпадает необходимость постоянно заботиться о зарядке мобильных устройств.

С системой «PowerBeam» пользователи мобильных устройств могут вообще забыть об их зарядке, так что все эти устройства будут работать непрерывно, не создавая владельцам никаких неудобств из-за энергетических потерь.

Принцип работы «PowerBeam» довольно прост. Где-то неподалеку от источника электропитания размещается передатчик энергии, названный разработчиками Powmitter и содержащий некоторое число инфракрасных лазерных светодиодов с выходной мощностью луча 1—5 Вт каждый (это немало — пучок лазерного излучения мощностью в 0,5 Вт может прожечь пластинку из пластика или серьезно повредить сетчатку глаза). Система формируемых ими лазерных пучков направляется, в частности, на расположенный на потребляющем электроэнергию устройстве приемник, где предусмотрена решетка из линз и высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей, которые и преобразуют невидимый оптический луч в электричество.

Безопасность и надежность работы системы обеспечиваются сразу несколькими оригинальными решениями. Первое — выходные лучи лазерных светодиодов при помощи оптики слегка расфокусируются, чтобы плотность потока в них не превышала 10 мВт/мм2 (хотя, как отмечают очевидцы, подставлять даже руку под них не рекомендуется — ожог может быть довольно сильным, и ощущения будут сродни тем, что испытываешь, схватив горячую чашку кофе или чаю). В то же время расхождение пучка остается достаточно малым, чтобы при удалении (скажем, до 10 м) передать значительную часть энергии по назначению. Второе и главное — приемник постоянно посылает передатчику слабый ответный сигнал, который служит индикатором исправной работы всей системы. Если он прерывается (например, из-за того, что человек или животное прервали распространение оптического пучка), электроника тут же прекращает излучение лазерных светодиодов, которые возобновляют свою работу лишь после того, как «канал» снова окажется свободен. На время подобных прерываний устройство-потребитель работает от аккумуляторов, спрятанных в приемнике, так что, перемещаясь по комнате, пользователь никаких сбоев в его работе заметить не должен. Но долго стоять на пути луча, конечно, не стоит.

Беспроводные звуковые колонки известны уже давно. Только вот в них по воздуху передается лишь акустический сигнал, а электрическое питание динамиков все равно происходит по проводам. С «PowerBeam» они смогут окончательно «отвязаться» от розеток, как и другие (не слишком мощные) потребители - вплоть до торшера.

Ранее в Массачусетском технологическом институте (МТИ) был предложен другой принцип беспроводной передачи электроэнергии, получивший название магнитно-связанного резонанса. Авторы этого открытия предложили интерпретировать его также как безызлучательный эффект в электромагнитном поле.

Для наблюдения резонансного эффекта нужна пара медных колец. Одно из них подключается к источнику тока и создает электромагнитное поле, которое может регистрироваться на расстоянии до нескольких метров. Это кольцо представляет собой так называемый первичный долговременный резонатор — если к нему подвести некоторую энергию, то она надолго окажется локализованной (сосредоточенной) в нем. Если в это поле ввести второе такое же кольцо, то никакого нового эффекта мы не увидим. Но если это второе кольцо заставить излучать энергию с той же частотой, что и первое кольцо, то возникнет резонанс, и в результате действия энергии внешнего поля от первого кольца во втором кольце возникнет электрический ток. Как ранее заявили ученые, это поле настолько слабо, что не представляет опасности ни для людей, ни для животных, не оказывает ощутимого влияния на компьютеры и магнитные носители информации, причем эффект будет наблюдаться только в контуре, настроенном на определенную частоту. А воздействие такого поля на человека, по утверждениям авторов открытия, будет даже слабее, чем влияние геомагнитного поля.

Так вот, по сравнению с этим способом беспроводной передачи электроэнергии на «комнатные» расстояния вышеупомянутый «инфракрасно-лазерный» метод имеет одно неоспоримое преимущество: исключительную компактность передающих и приемных устройств, которые, как утверждают представители компании «PowerBeam», вскоре можно будет еще многократно уменьшить.

Но есть у новой системы беспроводной передачи энергии и серьезный недостаток — сравнительно невысокий КПД. У лазерных диодов он колеблется в диапазоне 30—60%, а у ИК-приемников — 40—50%, так что итоговый КПД, образуемый произведением КПД приемопередающей аппаратуры, составляет 15—30% (в зависимости от настроек, используемых компонентов, расстояния и величины передаваемой мощности). В будущем разработчики обещают довести эту величину до 35%, считая, что это вполне удовлетворит тех, для кого важнее отсутствие проводов в комнате, чем итоговое потребление электроэнергии. Но при этом они предпочитают не упоминать о том, что у конкурирующих систем беспроводной передачи электроэнергии на основе магнитного резонанса, предложенных учеными из МТИ, в последних версиях КПД уже превышает 75%.

Так, отдавшая предпочтение этой технологии корпорация «Sony» в октябре 2009 г. на одной из выставок продемонстрировала прототип высокоэффективного блока питания, передающего энергию с высоким КПД к потребляющим электроприборам по воздуху (правда, пока на сравнительно небольшие расстояния). По словам представителей компании, передаваемой мощности достаточно для питания телевизора с жидкокристаллическим экраном среднего размера (диагональю до 22 дюймов). На самом деле, как следует из технических характеристик блока питания, при помощи новой системы можно питать любые устройства, потребляющие до 60 Вт электроэнергии, но на расстояниях не более 50 см. При этом приемник получает до 80% (!) передаваемой энергии (60% — если используется выпрямитель). В «Sony» отмечают, что в компании уже созданы специальные пассивные удлинители, позволяющие увеличить расстояние передачи до 80 см без снижения энергоэффективности.

Как утверждают разработчики, беспроводной блок питания использует для работы упомянутый эффект магнитного резонанса. На передатчике энергии установлен первичный резонатор, а на приемнике — вторичный. Первичным резонатором в разработке «Sony» служит катушка индуктивности с поперечным сечением в форме квадрата со стороной в 40 см.

Вообще в последнее время магнитный резонанс все шире используется для передачи электроэнергии без проводов на бесконтактные электронные смарт-карты, а также для зарядки портативных устройств, однако прежде этот метод не применялся в универсальных блоках питания, обеспечивающих работу различных бытовых устройств.

Подводя итоги, следует отметить, что хотя представленные беспроводные источники питания пока не свободны от недостатков (малая дальность действия или низкий КПД), похоже, уже недалеко то время, когда в наших квартирах вслед за лампами накаливания, ставшими символами нерационального расходования энергии, исчезнут и клубки проводов. Электроприборы, не привязанные к источникам питания, из мира фантастов перебираются все ближе к реальной действительности.

По материалам membrana.ru, OhGizmo.com, журнала «PC World» и других источников.

Источник: "Экология и жизнь"
http://www.inauka.ru/technology/article100858.html


27 апр 2010, 21:18
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Коррозия металла: Взгляд изнутри

Ржавчина может быть очень коварной, особенно в таких частях инфраструктуры, как бетонные мосты, где появление ржавчины может иметь фатальные последствия, если металл в мостах окажется поврежден. Но своевременное определение наличия ржавчины было постоянным испытанием для инженеров и ученых.

Эксперты из Института микроэлектроники и электронных систем Фраунгофера (Дуйсбург, Германия) разработали систему раннего предупреждения о возникновении ржавчины. Установив датчик-транспондер для измерения распространения коррозии в бетон, ученые получили важное преимущество.

Бетонные мосты ведут нелегкую жизнь. Они должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать мороз, жару, нагрузку от дорожного движения и выхлопы - все это наносит ущерб структурам моста. Кроме того, существует несколько разновидностей реагентов, использующихся зимой для борьбы с обледенением, они тоже не дружелюбны по отношению к стали.

На немецких дорогах, когда "посоленный" лед тает, он разлагается на ионные компоненты, которые проникают сквозь 5-сантиметровый защитный щелочной слой. Затем, соль, которая просочилась до стальных конструкций, использующихся для укрепления бетона, вызовет появление ржавчина, которая, в свою очередь, ослабит мост. Могут появится трещины, которые приведут к обрушению моста.

Возможно, это несколько примитивно, но до сих пор наиболее эффективным способом определения, насколько глубокого в бетон проникают ионы и какой ущерб наносят, является «обстукивание» конструкций молотком в поисках полостей, которые являются верными признаками коррозии.

Но эксперты из Института Фраунгофера утверждают, что новый датчик-транспондер может постоянно измерять, насколько глубокого ионы проникли в бетон, и сообщать об этом.

Оборудование в действительности состоит из двух частей, собственно датчика и беспроводного транспондера. Датчик представляет собой перекрестье из очень тонких железных нитей, расположенных на равных расстояниях внутри бетона.

«Если растворенные соли достигают металлических нитей, они начинают подвергаться коррозии и рваться. Количество поврежденных нитей и является индикатором глубины проникновения солей в защитный слой. Это позволяет нам определить, через какое время нужно провести работу по ремонту», - говорит Фредерик Мейер, ученый из Института Фраунгофера. Транспондер передает данные считывающему устройству, которое находится у рабочих - вместо молотков.

«Наш транспондер получает необходимую для работы энергию не из батарейки, а из магнитного поля. Это означает, что он не нуждается в замене и может постоянно оставаться внутри бетонных конструкций», - добавляет Мейер.

Источник gizmag.com
http://www.popmech.ru/article/7013-korroziya-metalla/


28 апр 2010, 19:33
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Робот внутри: Автомат без кожи

Срываем покровы с почти неотличимого от живой женщины робота Geminoid-F, способного так естественно передавать мимику живого лица – и совершенно отталкивающего без искусственной кожи.

О представленном недавно Хироши Ишигуро (Hiroshi Ishiguro) «женоподобном» роботе Geminoid-F, на лице которого весьма реалистично передается все богатство эмоций, мы писали в заметке «Робот-мимик». И, как метко заметила одна из читательниц в комментариях, робот этот получился настолько натуралистичным, что трудно определить, где – он, а где – живая женщина, послужившая прототипом. Однако стоит взглянуть чуть глубже – и иллюзия рассыпается.





Недавно обнародованы некоторые «интимные» снимки Geminoid-F, на которых можно увидеть начинку робота, не приукрашенную искусственной кожей и одеждой. Начинка выдает его с головой, обнажая механические и электронные внутренности. В сочетании с весьма естественной внешностью впечатление получается… неоднозначное.


Кроме того, выяснилось, что эмоции робота – не собственные. Все, что отражается на лице Geminoid-F, является лишь калькой, отображением мимики реальной женщины, управляющей им удаленно. Система видеокамер фиксирует движения ее головы, рта и так далее – и передает команды повторить все то же самое на искусственном лице робота. Такое получается разоблачение – первые скандальные подробности и снимки из мира роботов…


По сообщению IEEE Spectrum

http://www.popmech.ru/article/7021-robot-vnutri/


30 апр 2010, 17:40
Профиль
Администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 16 май 2009, 05:46
Сообщения: 8500
Сообщение Re: Передовые идеи
Расшифровка генома станет доступной каждому россиянину

Включите видео: http://www.vesti.ru/doc.html?id=356856&cid=549

Разработку новосибирских ученых - прибор, способный расшифровать геном человека - возможно, включат в государственную программу нанотехнологий. И если проект получит зеленый свет, уже в ближайшем будущем такие аппараты появятся в поликлиниках крупных медицинских центров страны.

Кто рожден лириком, а кто физиком? Вся эта информация сокрыта в геноме человека. Расшифровать как можно быстрее и как можно дешевле - такую задачу поставили сибирские ученые. Сразу четыре института сибирского отделения академии наук создают уникальный прибор - секвенатор ДНК. Проще говоря, аппарат, который расшифрует все, что закодировано в генах.

"У таких приборов гарантированно светлое будущее. Вопрос только в том, сможет ли наша страна взять себе тот кусок пирога, который ей причитается, исходя из ее потенциала", - говорит Валентин Власов, директор Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.

Аналоги прибора, который создают сибирские ученые, в мире есть. Американцы уже поставили на поток создание аппаратов. Но пользуются ими пока только избранные.

"Себе это могут позволить очень богатые люди. Не думаю, что даже наши олигархи просеквенировали свой геном. С одной стороны, потому что это дорого, а, с другой стороны, нужна платформа, которая бы анализировала полученную информацию", - объясняет Марсель Кабилов, научный сотрудник лаборатории био-нанотехнологий института биологии и фундаментальной медицины СО РАН.

Марсель Кабилов, один из тех, кому принадлежит идея создать российский прибор. Молодой ученый мечтает, что это лишь первый шаг к доступности геномной медицины, чтобы в каждой поликлинике появились такие приборы. Чтобы каждый, кто заботится о своем здоровье, мог расшифровать ДНК, знать к каким болезням есть склонность, как их предупредить.

"Задача, на самом деле, очень амбициозная. К концу года мы хотим получить что-то, чтобы можно было попытаться посмотреть, расшифровать какие-то фрагменты", - говорит Владимир Вилейко, заведующий лабораторией лазерной графики института автоматики и электрометрии СО РАН.

Разработка новосибирских ученых пока финансируется за счет грантов. Возможно, создание секвенатора включат в государственную программу нанотехнологий. Если им дать зеленый свет, уверены сибиряки, уже в ближайшие годы любой россиянин сможет узнать точно, что в него заложила природа.


03 май 2010, 20:40
Профиль
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 113 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron