Новости науки

[Dargor]

Выкладываем достижения человечества в изучении окружающего мира и в создании различных технических устройств ).
Просьба: никаких "британских ученых" 

[Dargor]

Вокзал «Кингс-Кросс» в Кэмдене (Лондон, Великобритания) впервые за долгое время обновил облик. Теперь закрытые стеклом пролёты его несущих конструкций покрывают полупрозрачные фотоэлементы, призванные частично погасить энергопотребление здания.

Система использует солнечные батареи общей пиковой мощностью в 240 кВт с ожидаемой годовой выработкой в 175 000 кВт•ч. Работы по установке панелей и необходимых для них инверторов проводила британская компания Sundog Energy, которой помогал владелец вокзала Network Rail.

Казалось бы, Великобритания не лучшее место для солнечной энергетики. Средняя дневная сумма солнечной радиации — всего 2,73 кВт•ч/м? (данные НАСА), то есть меньше, чем в Берлине или Новосибирске; да что там, даже в Якутске эта цифра равна 2,96 кВт•ч/м?. В общем, по количеству солнечной радиации Лондон близок к таким курортам, как Москва (2,72 кВт•ч/м?).

Поэтому, хотя 1 392 солнечные панели, установленные на вокзале «Кинг-Кросс», имеют площадь чуть больше 2 300 квадратных метров, их среднегодовая выработка ожидается всего в 76 кВт•ч, или примерно 0,2 кВт•ч/м? в сутки. По расчётам, это удовлетворит 10% потребности сооружения в электричестве. На первый взгляд, перед нами всего лишь не слишком разумное стремление к «зелёному» обеспечению своих энергетических нужд, ведь установка фотоэлементов обошлась в ?1,3 млн ($2,15 млн), или в 8 960 долларов на кВт•ч пиковой установленной мощности. Учитывая, что стоимость ввода мощностей ТЭС в той же Англии не превышает $2 000 на кВт•ч, переплата кажется чрезмерной. Однако на деле это не совсем так.

Лондон, увы, напоминает Москву не только по количеству получаемой солнечной радиации, но и тем, что сделать в нём что-либо (включая монтаж солнечных батарей на крышу вокзала) по разумным ценам просто невозможно. А также тем, что присоединение дополнительных мощностей, в которых нуждается этот оживлённый узел, стоит столько, что впору заводить мулов, вращающих динамо-машину на вокзале, — лишь бы не оплачивать допподключения к общей сети. Ну а установка солнечных батарей не требует выплаты непомерной дани местным электросетям, да и имидж оператора вокзала от такого вроде бы не имеющего видимого экономического смысла шага станет более «зелёным».

Вы, конечно, подумали, что снижающие прозрачность крыши фотоэлементы должны ухудшить освещённость вокзала и увеличить расходы на его искусственное освещение. В действительности часть прозрачных ограждающих конструкций «Кингс-Кросса» была выполнена из «смягчающих» дневной свет стеклопластиковых панелей, со временем пожелтевших из-за солнечного ультрафиолета. Замена их на стёкла нормальной прозрачности позволила сохранить уровень естественного освещения прежним, даже несмотря на установку солнечных батарей поверх прозрачных секций.

Кстати, несмотря на кажущуюся специфичность проекта, сходные мероприятия могут иметь смысл и в других странах. Дело в том, что целый ряд государств в последнее время реализует перекрёстное субсидирование тарифов, когда электричество для одних (торговые центры) стоит в несколько раз дороже, чем для других (селяне), даже если они находятся в одном и том же месте. Примером такой дискрими... э-э-э... «социально ответственной политики» может служить наша родина, где торговое предприятие платит 4,5–5 руб. за кВт•ч, а рядом стоящий частный дом — 1,99 руб. Сейчас проблема решается простой (и незаконной) перепродажей электроэнергии домовладельцем ближайшему придорожному кафе, а то и постройкой домов-призраков — фундаментов со «стенами» в полкирпича и крышей из дырявого шифера, служащего только для электроснабжения расположенного поблизости малого бизнеса.

Может быть, и у нас — по примеру Туманного Альбиона — дело дойдёт до более цивилизованных и менее криминальных решений вроде тех же фотоэлементов на крышах?

[Dargor]

Американские биоинженеры научились изготавливать "растворимые" электронные имплантаты, которые можно уничтожить прямо внутри организма, не прибегая к хирургическим операциям, и опубликовали инструкции по сборке таких приборов в статье в журнале Science.

"Мы назвали наше изобретение "временной электроникой". С самого зарождения микроэлектроники, все приборы изготавливались с расчетом на "вечную" работу. Но если подумать в обратном ключе и разработать устройства, способные самостоятельно разрушаться в строго заданное время, открывается новая сфера для применения электронной техники", - пояснил руководитель группы ученых Джон Роджерс (John Rogers) из университета штата Иллинойс в городе Урбана (США).

Роджерс и его коллеги уже много лет пытаются найти идеальный рецепт для изготовления "растворимой" электронике, экспериментируя с различными органическими и неорганическими соединениями.

Как отмечают ученые, все компоненты такой электроники - изолирующие подложки, проводники и полупроводники - должны беспрепятственно выводиться из организма, не нанося ему вреда. Кроме того, готовый прибор должен быть достаточно гибким и компактным для успешной имплантации под кожу или в другие части тела человека.

Авторы статьи смогли реализовать все необходимые свойства "растворимой" электроники при помощи трех основных компонентов - магния, сверхтонких пленок из кремния и полимера на основе шелка. Магний и "шелк" безопасны для организма и могут быть переработаны клеточными ферментами, а пленки кремния химически инертны и постепенно распадаются под действием молекул воды.

Чистый магний и его оксид используются в качестве "строительного материала" для проводящих электродов и диэлектрической подложки для транзисторов. Тончайшие полоски кремния необходимы для работы транзисторов и других полупроводниковых приборов, в том числе датчиков температуры, микроскопических фотосенсоров и фотокамер. Молекулы биополимера, составляющего основу шелка, используются в качестве гибкой и растворимой оболочки прибора.

"Растворимая" электроника изготавливается следующим образом. Сначала ученые печатают заготовки для транзисторов из тонких кремниевых пленок, затем поверх них наносятся лини из оксида магния и чистого металла, после чего прибор упаковывается в слой гибкого полимера на базе шелка. Структура полимера определяет срок годности имплантата - относительно непрочные молекулы шелка позволят ему просуществовать в теле пациента несколько дней, тогда как более сложный полимер продержится несколько месяцев или даже лет.

"Существует множество классов задач, на реализацию которых уходит различное время. Медицинские имплантаты, задачей которых является мониторинг и борьба с инфекциями после операций, должны работать в течение двух недель. В случае с "встраиваемой" потребительской электроникой, производитель будет ориентироваться на один-два года непрерывной работы", - пояснил Роджерс.

Для демонстрации этой технологии ученые изготовили имплантат с датчиком бактерий и вживили его под кожу крысы. Устройство не вызывало раздражения у грызуна, успешно следило за появлением микробов и растворилось после окончания срока службы. Кроме того, Роджерсу и его коллегам удалось собрать более сложный прибор - цифровую камеру из 64 пикселей - на основе этой технологии.

Биоинженеры полагают, что применение таких приборов не ограничивается медициной и нательной электроникой. В частности, сотовые телефоны и другие портативные электронные устройства на базе растворимых компонентов можно будет утилизировать, закапывая в землю или растворяя в воде.

[Mr.4pok]

тк я сварщик по профессии . меня бы больше заинтересовала бы развитие этой отросли

[Taran]

Это чё, в Москве действительно так мало солнца?

[Dargor]

тк я сварщик по профессии . меня бы больше заинтересовала бы развитие этой отросли

Ну, будет что-то подобное, буду постить в первую очередь ).

Это чё, в Москве действительно так мало солнца?

Наверное, имелось в виду среднее количество солнечной радиации, которое достигает земли.
Лондон находится в более южных широтах, но из-за климата, а именно из-за частой облачности, он приближен к показателю Москвы, где в свою очередь более континентальный климат, облачности меньше, но широта другая, угол падения солнечных лучей меньше + дымовая завеса от машин тоже играет большую роль в  дополнительном поглощении солнечной энергии.

[Dargor]

Новое исследование американских физиков наполняет их надеждой первыми в мире продемонстрировать реакцию управляемого термоядерного синтеза с положительным выходом энергии - даже раньше, чем знаменитый международный проект ITER.

Если сблизить два или больше атомных ядра настолько, что их притяжение сильных взаимодействий станет выше электромагнитных сил отталкивания, они сольются с образованием нового ядра. При этом выделится внушительное количество энергии. Проще всего сблизить легкие ядра дейтерия и трития, и если на это понадобится меньше энергии, чем образуется при их слиянии (с образованием гелия и выделением несущего энергию нейтрона), то мы получим замечательный, почти бесконечный источник, который позволит надолго забыть об энергетическом голоде, вечно терзающем цивилизацию.

Увы, попытки добиться такого результата уже много десятилетий остаются неудачными. Классический подход к этой проблеме заключается в использовании мощного магнитного поля, которое бы помогало нагревать, сжимать и удерживать в нужном состоянии плазму, в которой и инициируется термоядерная реакция. Так работают токамаки, развитием которых стал международный проект ITER. В рамках этого проекта на юге Франции возводится масштабный экспериментальный термоядерный реактор, который, возможно, станет первым, способным отдавать больше энергии, чем затрачивает. Впрочем, возможно, фаворитом в этой гонке станет конкурирующее предложение, основанное на ином подходе к реализации синтеза.

Вообще на сегодня сформулировано более сотни возможных концепций термоядерного реактора, и использование лайнеров - лишь одна из них. Лайнеры представляют собой специальные заполненные газом трубки, энергия в которые накачивается лазером, а также мощными токами, силой в десятки миллионов ампер. В результате появляется магнитное поле, за считанные наносекунды сжимающее трубки (и газовую смесь в них) с огромной силой, способной запустить реакцию термоядерного синтеза.

Работают над таким подходом, в частности, в Sandia Labs, где концепция получила название MagLIF. Однако до сих пор ученые сталкивались с, казалось, непреодолимой преградой: разогреваясь и сдавливаясь, лайнеры испытывали такие перегрузки, что ломались прежде, чем в них начиналась нужная реакция. Попытки же сделать их достаточно прочными приводили к тому, что они просто не могли сжиматься с достаточной интенсивностью. Казалось, идеальный конструкционный баланс найти так и не удастся.

Однако недавно ученые сообщили о неожиданном прорыве в этом направлении: в проведенных ими экспериментах цилиндрические бериллиевые лайнеры остались в целости и сохранности, пережив необходимые нагрузки температуры и давления. Уже в следующем году авторы намерены провести попытку проделать все то же самое, загрузив лайнеры топливом - дейтерием. Они полны надежд на успех и на то, что им удастся обойти проект ITER.

Ключевой элемент системы - способный выдавать ток до 25 млрд ампер инструмент Z machine - исправно работает, и расчеты показывают, что этого, возможно, хватит для того, чтобы термоядерный синтез был «энергетически прибыльным». Впрочем, если удастся довести эту цифру до 60 млрд, полезный выход энергии будет наверняка: теоретически, он более чем в тысячу раз превысит затраты.

[Taran]

Тут вроде был пост про 112-й элемент, но что-то не могу найти.

[Владимир Кверушкин]

Тут вроде был пост про 112-й элемент, но что-то не могу найти.

Я лично не видел...

[Kir137]

Ученые определили максимум допустимого употребления антибиотиков

Ежегодно человеку следует принимать не более девяти суточных доз антибиотиков — иначе наступление микробов, устойчивых к этим веществам, не остановить. Об этом, по сообщению The Independent, предупреждают врачи из США, Великобритании и Китая.

Ученые также призывают созвать специальную сессию ООН для обсуждения вопроса и принятия оперативных решений по борьбе с «супермикробами». Если ничего не предпринимать, к 2050 году ежегодно более 10 миллионов людей будут умирать от инфекций, вызванных антибиотикоустойчивыми бактериями.

«Мы предлагаем ввести лимит на употребление антибиотиков — не больше чем в среднем по планете сейчас: 8,54 суточных доз на душу населения в год», — пишут ученые.

Также исследователи призывают резко сократить использование препаратов в сельском хозяйстве. Сейчас животным вводят небольшие дозы антибиотиков для стимуляции их роста, что почти не убивает бактерии, но позволяет им усилить резистентность (сопротивляемость).

Наконец, ученые призвали ввести жесткие ограничения на выбросы антибиотиков в жидких отходах фармацевтического производства, сельского хозяйства и больниц. Иначе антибиотики продолжат в массовом порядке попадать в воды и почвы, что стимулирует развитие генов резистентности.