Материалы

Опубликовано 16-01-2012

71

Говорим о новых и уже известных материалах.

Какие новые свойства ожидаем? Что востребовано на сегодня в первоочерёдном порядке?

Много разговоров о нашей беспрецедентной зависимости от нефти. Но будет ли так и далее?

На протяжении цивилизации мы много от чего зависели и всегда наступал момент, когда прогресс давал возможность полностью отказаться от чего-то.

Будет ли и дальше мы вводить новые материалы и отказываться от старых? В чем здесь прослеживается тенденция?

Будет ли синтез,- или мы будем довольствоваться механико-химической переработкой существующего?

***

Смежные темы:

Биотехнологии http://vkontakte.ru/topic-3090109_24817065

Наука и этика. Есть ли проблемы? http://vkontakte.ru/topic-3090109_21909732

Новости прогресса http://vkontakte.ru/topic-3090109_21056748

Отходы, загрязнения http://vkontakte.ru/topic-3090109_22743843

Экология http://vkontakte.ru/topic-3090109_21949840

Энергия и энергетика http://vkontakte.ru/topic-3090109_21955464

Comments Page 1 2

Химики разработали новый материал, который в перспективе может прийти на смену пластику.

Основными составными компонентами прозрачного и относительно прочного материала являются вода и глина.

Новый материал почти на 98 процентов состоит из воды. От двух до трех процентов массы составляет глина.

Кроме того, в формулу вещества входят загуститель и органический компонент, который можно назвать "молекулярным клеем". Массовая доля "молекулярного клея" составляет менее 0,4 процента. Формирование геля из составных компонентов занимает всего три минуты.

Структура материала напоминает стопку тонких листов, склеенных между собой. Листы образованы из смеси глины и воды, а необходимые для формирования тонкого слоя свойства смеси придает загуститель. Прочность "глиняного пластика" достаточна для образования эластичных гелеподобных брусков толщиной до 3,5 сантиметра (иными словами, бруски не разваливаются под тяжестью собственного веса).

Свойства нового материала обеспечиваются, в первую очередь, нековалентными связями между составляющими его молекулами. К этому типу связей относятся водородные связи, электростатические взаимодействия заряженных групп, межмолекулярные ван-дер-ваальсовы силы, гидрофобные взаимодействия и другие. В отличие от ковалентных связей, разрыв которых приводит к разрушению молекул, разрыв нековалентных связей не влияет на их структуру.

По мнению создателей нового вещества, одним из его преимуществ является отсутствие в составе нефтепродуктов. Кроме того, производство "глиняного пластика" будет обходиться намного дешевле, чем производство "обычных" пластиков.

http://lenta.ru/news/2010/01/21/clay/

Думаю, в ближайшее время от нефти не откажутся. Материал крайне интересный, но… Хоть и производство БУДЕТ обходиться дешевле, как и многих других инновационных материалов, на данный момент всем выгоднее тупо (извиняюсь за выражение) качать нефть и на старом оборудовании продолжать налаженное производство, чем прогрессировать, вкладывать деньги. Особенно в условиях кризиса. Проблема, как с мануфактурами в истории. Хотя, если ввести в жизнь все разработки, зависимость от нефти и нефтепродуктов окажется сравнимо малой. Возможно, это лишь моё субъективное мнение. Но очень много сейчас говорится о росте новых материалов. Говорится. На этом дело и заканчивается. Проводятся "точечные" попытки внедрения, о которых так же много пишут и говорят. Но дальше всё стихает.

Будет зависеть от разных факторов. Но все же – откажутся.

Останется в хим промышленности,- но и оттуда будет постепенно вымываться вот такими вышеописанными открытиями.

нефти мало – а конкуренция вынуждает использовать все более дешевые материалы.

Кроме того,- сейчас подавляющая часть нефти используется как источник энергии. Достаточно дорогой источник.

У нас уже приводились данные о очень перспективных открытиях и разработках в области аккумуляторов.

Последние достижения в этой области позволяют рассчитывать на то, что обычный автомобиль будет проезжать порядка тысячи -полторы тысячи километров на одной зарядке аккумулятора с приемлемыми габаритами и массой.

Важна ,понятно,. и стоимость электроэнергии. Пока что львиная часть ее получается из ТЭЦ,- что также увеличивает ее стоимость.

Нужны новые и эффективные способы получения энергии.

Пробуют сейчас с орбиты микроволнами,- но пока что дорога сама установка там панелей. Но со временем стоимость будет падать.

Может все же термояд сдвинется .

Одним словом,- все эти открытия и поиски более дешевых источников энергии с одной стороны,- и конкуренция и уменьшение запасов нефти ( особенно легкодоступных) ,- с другой стороны ведут постепенно к отказу от ее использования.

Согласна.
Основной причиной инновационных внедрений является конкуренция. Все производители ищут способы выйти на новые рынки сбыта, сократить издержки производства до минимума.
Поэтому те, кто освоили новые технологии, получают перед конкурентами весомое преимущество.
Но таких мало. Приводятся иногда большие, как кажется, числа предприятий-инноваторов. Но если взглянуть на общем фоне… Не так их и много.
Думаю, здесь важна отчасти государственная политика. Сравнительно недавно стало уделяться внимание этому.

А вообще, почти лично столкнулась с тем, что новые материалы, проработанные, испытанные на практике, местами введенные в использование, остались пылиться документами на полках и жестких дисках.

Графен

Как известно, существует два подхода к синтезу пленок графена большой площади. Первый подход заключается в химическом осаждении из газовой фазы, для которого необходимы высокая температура осаждения и специальная подложка (в ряде случаев монокристаллическая). Второй подход заключается в нанесении графена из жидкой фазы. Первый подход позволяет получить наноэлектронные устройства с необычайно высокой подвижностью носителей заряда, однако этот метод слишком дорог для промышленного производства. Второй же подход, несмотря на более низкую подвижность зарядов, куда более дешев, а значит, именно он с большей долей вероятности найдет применение в промышленном производстве.

Международный коллектив авторов из Великобритании и США предложил свой метод нанесения пленок моно- и многослойного графена из жидкой фазы. Сначала на подложку SiO2/Si был нанесен раствор оксида графена, который распределялся по подложке в течение некоторого времени, после чего подложка приводилась во вращение, и над центром подложки продувался азот. После того как пленка оксида графена была нанесена, она может быть перенесена с помощью слоя полиметилметакрилата на любую подходящую подложку, подобно тому, как это было описано ранее, а затем восстановлена до графена. Варьируя скорость вращения подложки, удается получить пленку оксида графена, состоящую из различного числа слоев.

Полученные пленки обладают максимальной прозрачностью 96 % в случае одно- и двухслойных слоев графена. Наименьшее поверхностное сопротивление 600 Ом/ед2 было достигнуто в случае пленки, прозрачностью 40% и толщиной 30 нм. Наилучшие оптоэлектронные свойства были обнаружены в случае пленок толщиной 5 мм (поверхностное сопротивление 2.4 кОм/ед2, прозрачность 81%) и 15 мм (поверхностное сопротивление 1 кОм/ед2, прозрачность 70%), что значительно меньше, чем в случае пленок графена, полученных методом химического осаждения из газовой фазы.

Проводящий текстиль

Практической реализации мешало отсутствие доступных растяжимых и свободно гнущихся проводников, а также трудности, с которыми приходится встречаться при встраивании, например, аккумуляторов.

Свое решение проблемы нашел коллектив исследователей из стэнфордского университета. Они предложили покрывать обыкновенные ткани из хлопка и полиэфиров чернилами, состоящими из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ). Как известно, каждое волокно хлопка состоит из фибрилл, которые в свою очередь состоят из микрофибрилл, состоящих из целлюлозы. Подобная структура позволяет волокнам хлопка абсорбировать большое количество воды или другого полярного растворителя, что приводит к разбуханию волокон при погружении в полярный растворитель. В свою очередь, ОУНТ демонстрирует сильное ван-дер-ваальсовое взаимодействие со многими полимерами, в том числе с целлюлозой, а при обработке кислотой также возникают водородные связи между ОУНТ и целлюлозой. Вышеперечисленные свойства хлопка и ОУНТ, вкупе с механической гибкостью ОУНТ, обеспечивают равномерное покрытие хлопковых волокон ОУНТ чернилами. Сами чернила представляют собой ОУНТ, диспергированные в растворе воды с додецилбензолсульфонатом натрия (ПАВ). Для покрытия ткани чернилами достаточно ее погрузить в раствор "чернил", а затем высушить при температуре 1200С в течение 10 минут для удаления воды. Варьируя число погружений и концентрацию чернил, можно получить ткань любой проводимости. Немаловажным обстоятельством является высокая устойчивость проводящих тканей: промывание в воде не выявили заметных изменений структуры.

Крайне важным свойством проводящих тканей для их успешного применения является изменение сопротивления при деформации. Как раз здесь наблюдается аномальное поведение: при растяжении проводимость возрастает до тех пор, пока напряжение не достигнет 140%, что соответствует растяжению в 2.4 раза. Такое необычное поведение проводимости объясняется улучшением механического контакта между волокнами, что в свою очередь приводит к лучшему электрическому контакту ОУНТ.

Исследователи использовали созданный ими проводящий текстиль в качестве активного электрода для накопления заряда и токоприемника. В качестве электролита был взят LiPF6. Для того, чтобы сравнить такой ионистор на основе пористого текстиля с обычным ионистором на пластиковой подложке (например, на подложке полиэтилентерефталата), на лист хлопка и на подложку PET были нанесены ОУНТ – чернила одинаковой поверхностной плотности (0.24 мг/см2). Стоит отметить, что удельная емкость текстильного ионистора в 2-3 раза выше аналогичной у ионистора на PET подложке в интервале плотностей тока от 20 мкА/см2 до 20 мА/см2.

Для еще большего увеличения удельной энергии авторы работы нанесли MnO2 на ОУНТ методом электроосаждения. Удельная емкость такого ионистора увеличилась в 24 раза (до 0.41 Ф/см2), хотя до этого в литературе указывалось, что нанесение MnO2 увеличивало емкость максимум в 6 раз.

С п л а в ы с п а м я т ь ю .
Некоторые сплавы металлов: титан-никель,золото-кадмий, медь-алюминий обладают "эффектом памяти". Если из такого сплава изготовить деталь,а затем ее деформировать,то после нагрева до определенной температуры деталь востанавливает в точности свою первоначальную форму. Из всех известных сейчас науке сплавов "с памятью" наиболее уникальны по спектру свойств сплавы из титана и никеля: сплавы ТН (за рубежом они известны под названием нитинол). Сплавы ТН развивают большие усилия при восстановлении своей формы.
Этим воспользовались в Институте металлургии им. А.А.Бойкова. После того, как нитинолу дадут "запомнить" слежную форму, изделие вновь превращается в плоский лист. На его поверхность наносят обычными приемами – с помощью проката, напыления, сварки взрывом или как-либо иначе слой любого другого металла или сплава.
Такой металлический слоеный пирог после нагревания вновь превращается в деталь сложной конфигурации. Таким способом можно, в принципе создавать многослойные изделия любой формы, которые обычными приемами сделать никак нельзя. ТН сплавы легко обрабатываются, из них изготавливают всевозможные изделия: листки, прутки, поковки. Кроме того, эти сплавы сравнительно экономичны, коррозионностойки, хорошо гасят вибрации. Из нитинола американцы сделали антенны для спутников. В момент запуска антенна свернута, занимает очень мало места. В космосе же нагретая солнечными лучами, она принимает сложнейшие формы, приданные ей еще на Земле.
При соединении полых деталей с каркасом заклепки из сплава ТН существенно упростят дело. Вставили заклепку "с памятью", нагрели ее, она "вспомнила", что уже была некогда расплющена, и приняла свою первоначальную форму. Сплавы "с памятью" открывают новые возможности в деле непосредственного преобразования тепловой энергии в механическую. Нагретую ТН-проволочку свернули в спираль. Охладили, подвесили гирькупружинка растянулась. Если теперь через проволочку пропустить электрический ток, пружинка нагреется и восстановит свою форму – гирька поползет вверх, выключаем ток – гирька вновь спускается и т.д. По сути дела – это искуственный мускул. На этом принципе можно делать двигатели нового типа, использующие даровую энергию Солнца.
Перспективы для сплавов "с памятью" самые заманчивые: тут и тепловая автоматика, быстродействующие датчики, термоупругие элементы, реле, приборы контроля, тепловые домкраты, напряженный железобетон и многое другое. Это не новые сплавы, явление открыто еще давно, но всеравно решил выложить так как мало кто знает про эти сплавы. Ах да ложки которые гнут фокусники сделаны тоже из этого сплава.

Распределённые наноэлектроды

На сегодняшний день известно множество наноматериалов, используемых в сенсорах, солнечных элементах, аккумуляторных батареях или топливных элементах. Однако внедрение наноструктур в такого рода устройства является далеко не тривиальной задачей. Одно из основных препятствий, стоящих на пути исследователей, заключается в том, что часто электропроводность значительно снижается при переходе к наноразмерному состоянию материалов. Это вызвано многими причинами, в том числе увеличением доли поверхностных атомов и соответственно энергетическим барьером, который требуется преодолеть электрону, чтобы перескочить с одно части на другую {Прим.: в дисперсоидах увеличивают площадь поверхности и долю поверхностных атомов, чтобы за счет поверхностной диффузии сделать ХОРОШИЙ ионный проводник, поэтому правило о понижении электропроводности в наносостоянии тоже нельзя, видимо, считать всеобщим}.

Для решения данной проблемы авторы работы, опубликованной в Nature, предложили использовать так называемые распределённые наноэлетроды, которые представляют собой "сеть" проводящих частиц на или под слоем наноматериала с высоким электросопротивлением. В качестве объекта исследования были выбраны сенсоры на основе диоксида олова, чувствительные к этанолу, а в качестве проводящей добавки – оксид меди, который является полуметаллом {Прим.возможно, имеется в виду оксид меди (I), который проявляет полупроводниковые свойства. Правда, и диоксид олова – тоже полупроводник. Широкозонный.}. Синтезировав три устройства,, учёные измерили их характеристики (сопротивление датчиков на воздухе и сенсорный отклик при различных концентрациях этанола). Оказалось, что несмотря на возможность шунтирования при расположении "распределённого наноэлектрода" ниже сенсорного слоя, данный вид устройств оказался наиболее эффективным, что позволило зафиксировать содержание этанола на уровне 20 ppb с достаточно хорошим соотношением сигнал/шум.

Такие "распределённые наноэлектроды" можно применять не только в приборах для детектирования газов, но и в любых других видах устройств, которые содержат полупроводниковые плёнки, и чьи характеристики определяются электропроводностью этой плёнки, как, например, в топливных и солнечных батареях, микро- и наноэлектрических цепях и т.д.

Фосфооливин (LiFePO4) является на сегодняшний день наиболее перспективным катодным материалом, который, по мнению многих авторов, должен прийти на замену используемому в литий-ионных батареях кобальтиту лития (LiCoO2). Основными недостатками LiCoO2 являются высокая стоимость кобальта, а также ряд проблем, связанных с безопасностью эксплуатации таких батарей, особенно при повышенных температурах. Основным же недостатком фосфооливина, кроме всего прочего, является низкая удельная проводимость, что усложняет его использование при высоких скоростях заряда и разряда.

В работе, опубликованной в журнале Nature Materials, группа учёных из США и Франции сообщает о том, что фосфооливин может быть успешно заменён на аналог этого соединения – LiFeSO4F, который обладает гораздо большей проводимостью. Порошки LiFeSO4F были приготовлены путём взаимодействия сульфата железа (II) с фторидом лития в ходе сольвотермальной обработки в среде ионной жидкости. Кристаллическая структура. Соединение стабильно вплоть до 375oC, о чём свидетельствуют данные ТГА и высокотемпературного рентгенофазового анализа. Исследование электрохимического поведения данного соединения показало, что его максимальная электрохимическая ёмкость составляет ~130-140 мА*ч/г, что соответствует примерно ~0,9 иона лития на один структурный элемент и ненамного ниже, чем у фософооливина (~160 мА*ч/г). При этом даже при относительно высоких скоростях заряда (~C) электрохимическая ёмкость материала сохраняется достаточно высокой. Проводимость у данного материала при комнатной температуре на ~3 порядка выше, чем у фосфооливина , что особенно важно для сильноточных применений, например, в аккумуляторах электромобилей.

Авторы работы уверены, что фторсульфат лития-железа со структурой оливина (LiFeSO4F) благодаря своим уникальным свойствам в скором времени потеснит фосфооливин (LiFePO4) в борьбе за право использоваться в качестве катода в литий-ионных батареях.

Новый материал для мышечной регенеграции

Существует много искусственных материалов для регенерации живой ткани. При создании таких материалов необходимо добиться того, чтобы они хорошо срастались с окружающей тканью и не отторгались организмом. В своей работе группа австралийских ученых попыталась добиться именно этого. Они создали материал для регенерации мышечной ткани, представляющий собой биосинтетическую платформу для роста клеток. Эта платформа состоит из биодеградируемых полимерных волокон, параллельно вытянутых на подложке из электропроводящего полимера. Линейная форма волокон обеспечивает нужную дифференциацию клеток. Волокна можно отделить от подложки для дальнейшей имплантации.

В качестве материала для волокон ученые взяли бидеградируемые сополимеры PLA:PLGA (poly(D-Llactic-co-glycolic acid) из-за их совместимости с огромным числом типов клеток. Диаметр волокон на подложке составляет около 25-35 мкм, а расстояние между ними варьируется от 0 до 1 мм. На покрытую золотом майларовую подложку с нанесенными на нее волокнами было проведено гальваностатическое осаждение полипиррола, покрывшего поверхность равномерным слоем около 450 нм. Полученная полимерная пленка обладает проводящими и электроактивными свойствами. В дальнейшем благодаря свойствам этой пленки можно будет осуществлять электрохимическую стимуляцию мышечных клеток, и тем самым влиять на различные биологические процессы.

Совсестимость гибридной платформы с мышечными тканями млекопитающих была оценена на основании осаждения и роста мышечных клеток мыши на платформе. Миобласты осаждались на волокна в течение двух дней, в течение четырех – происходила дифференциация клеток. Недифференцированные миобласты, располагающиеся вдоль волокон, в испытаниях in vitro постепенно формируют вытянутые мышечные трубочки. Такая строго линейная, неветвящиеся конфигурация трубочек как нельзя лучше отвечает структурным требованиям мышечной ткани и в дальнейшем, по предположениям ученых, обеспечит более стабильную интеграцию в живую ткань.

В дополнение к сказанному стоит отметить, что проводящий полимер, на котором располагаются волокна, дает возможность электростимулировать рост клеток ex vivo. Работа Wet-Spun Biodegradable Fibers on Conducting Platforms: Novel Architectures for Muscle Regeneration была опубликована в Advanced Functional Materials.

Ионный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя. Его рабочим телом является ионизированный газ (ксенон или цезий).
Принцип работы двигателя заключается в ионизации газа и его разгоне электростатическим полем. При этом, благодаря высокому отношению заряда к массе, становится возможным разогнать ионы до очень высоких скоростей (выше 210 км/с по сравнению с 3—4.5 км/с у химических ракетных двигателей). Таким образом, в ионном двигателе можно достичь очень большого удельного импульса. Это позволяет значительно уменьшить расход реактивной массы ионизированного газа, по сравнению с расходом реактивной массы в химических ракетах, но требует больших затрат энергии. Недостаток двигателя в его нынешних реализациях — очень слабая тяга (порядка десятых долей Ньютона). Таким образом, нет возможности использовать ионный двигатель для старта с планеты, но, с другой стороны, находясь в открытом космосе, при достаточно долгой работе двигателя есть возможность разогнать космический аппарат до скоростей, не доступных сейчас никаким другим из существующих видов двигателей (кроме солнечного паруса).

В существующих реализациях для поддержки работы двигателя используются солнечные батареи. Но для работы в дальнем космосе такой способ неприемлем. Поэтому уже сейчас для этих целей иногда используются ядерные установки.
[править]
История

Принцип ионного двигателя довольно давно известен и широко и давно представлен в фантастической литературе, а также кинематографе, но для космонавтики стал доступен только в последнее время.

В 1960 году был построен первый функционирующий широко-лучевой (broad-beam) ионный электростатический двигатель (создан в США в NASA Lewis Research Center). В 1964 году — первая успешная суборбитальная демонстрация ионного двигателя (SERT I) тест на выполнимость нейтрализации ионного луча в космосе. В 1970 году — испытание на длительную работу ртутных ионных электростатических двигателей в космосе (SERT II). С 70-х годов ионные двигатели на эффекте Холла использовались в СССР в качестве навигационных двигателей (двигатели SPT—60 использовались в 70-х годах на «Метеорах», SPT—70 на спутниках «Космос» и «Луч» в 80-х, SPT-100 в ряде спутников в 90-х). В качестве основного (маршевого) двигателя ионный двигатель был впервые применён на космическом аппарате Deep Space 1 (первый запуск двигателя 10 ноября 1998). Следующими аппаратами стали европейский лунный зонд Смарт-1, запущенный 28 сентября 2003, и японский аппарат Хаябуса, запущенный к астероиду в мае 2003.

Следующим аппаратом NASA, обладающим маршевыми ионными двигателями, стала (после ряда замораживаний и возобновления работ) АМС Dawn, которая стартовала 27 сентября 2007 года. Dawn предназначается для изучения Весты и Цереры, и несет три двигателя NSTAR, успешно испытанных на Deep Space 1.
[править]
Перспективы

ЕКА планирует использовать ионный двигатель в меркурианской миссии BepiColombo. Он будет базироваться на двигателе, установленным на Смарт-1, но более мощным (запуск намечен на 2011—2012).

NASA ведёт проект «Прометей», для которого разрабатывается мощный ионный двигатель, питающийся электричеством от бортового ядерного реактора. Предполагается, что такие двигатели в количестве восьми штук смогут разогнать аппарат до 90 км/с. Первый аппарат этого проекта Jupiter Icy Moons Explorer планировалось отправить к Юпитеру в 2017 году, однако разработка этого аппарата была приостановлена в 2005 году из-за технических сложностей. В настоящее время идёт поиск более простого проекта АМС для первого испытания по программе «Прометей».
Могу предположить что даный двигатель при увеличении мощности сможет разгонять ракету и до тысяч км\с. Первые ракеты летали 9км\с, потом 11км\с, и все.Ионный двигатель разгоняет ракету долго но максимальная скорость на порядок выше.

Наноструктурированный титан

– новое средство для лечения переломов
Нанотехнологии + титан = новая формула заживления болезненных травм. Пока супертехнологию в “Лаборатории бологически активных наноструктур” проверяют на крысах, вводя в их организм микроскопический кусочек сверхпрочного и редкого металла.

Руководитель лаборатории, Владимир Лунин, надеется изготавливать импалнтаты – зубные или для фиксации позвоночника из специальных пластин круглой и квадратной формы, которые называются основами. Сайчас имплантанты для лечения переломов делаются в основном из титана. Новые имплантаты также сделаны из титана, но титана наноструктурированного.

Получают этот материал следующим образом: титан, проходя под прессом под углом 90 градусов, измельчается до наноразмеров. При меньшем размере достигается большая прочность. А также при уменьшении объема имплантата снижается и реакция организма на него. Чтобы еще больше снизить реакцию на инородное тело, нужно покрыть имплантат тем, что сделает его идентичным костной ткани. Один из компонентов такого покрытия – очищенный желатин. Другие компоненты – это коллаген и гидроксиопатит – то, из чего состоит костная ткань любого человека, а также белки – факторы роста, которые стимулируют образования кости рядом с имплантатом. Будущий имплантат покрывают полученным материалом, просто окуная в него и высушивая. Новую разработку проверяют на крысах, для этого в их голени высверливается небольшое отверстие и туда помещается тот самый кусочек наноструктурированного титана.

Теперь остается лишь ждать и смотреть, как вокруг титана будут расти кости. Если быстрее, чем обычно, это и будет главным аргументом в споре – пробовать или не пробовать новую методику, использовать ли данные свойства наноматериала для лечения переломов людей.

Мицеллы, восстанавливающие спиной мозг

при повреждении спинного мозга нарушается целостность клеточной мембраны нейронов (и аксонов – отростков нейронов). Из-за этого клетки теряют способность проводить электрический импульс. Со временем поврежденный аксон отмирает, то есть развиваются необратимые нейродегенеративные процессы. Вот почему чем раньше после получения травмы начато лечение, тем больше шансов на полное восстановление функций спинного мозга.

Полиэтиленгликоль (ПЭГ) – вещество, способствующее слиянию клеточных мембран. Инъекция 30% раствора ПЭГ в воде в поврежденное место приостанавливает развитие вторичных повреждений. Однако восстановления локомоторных функций при этом практически не наблюдается. Видимо, поэтому ученые и решили, что полиэтиленгликолю необходима нанотехнологическая поддержка. В прошлый раз они использовали частицы оксида кремния, покрытые ПЭГ, и добились существенных успехов. Теперь же были исследованы 60-нм мицеллы – сополимеры ПЭГ и полимолочной кислоты.

В экспериментах ex vivo на изолированном белом веществе спинного мозга морских свинок 0,33 мМ раствор мицелл показал превосходные результаты по восстановлению биоэлектрического потенциала , сравнимые с действием 50%-го раствора ПЭГ-2000 (это около 250 мМ). При этом 0,33 мМ раствор ПЭГ не приводил вообще ни к какому эффекту. Чтобы убедиться, что действие мицелл основано именно на восстановлении целостности клеточных мембран, ученые рассмотрели распределение ионов кальция в веществе спинного мозга. Дело в том, что в неповрежденном белом веществе кальций локализован главным образом в пространстве между аксонами. В поврежденном спинном мозге кальций обнаруживается так же и внутри аксонов, тогда как в здоровом – только снаружи. После обработки поврежденного мозга мицеллами кальций обнаруживается преимущественно в межаксонном пространстве, что говорит о восстановлении мембран.

Наконец, эксперименты in vivo на крысах показали, что лечение мицеллами приводит к восстановлению локомоторной активности после компрессионного повреждения спинного мозга. В случае контроля (инъекция физиологического раствора) двигательная активность восстановилась примерно на треть, достигнув 7,1 балла по 21-балльной шкале. 30% ПЭГ показал в точности такой же результат, тогда как использование мицелл позволило восстановить двигательную активность до 12,5 баллов .

Удивительные мицеллы оказались нетоксичны для клеток, тканей и животных в целом. Наоборот! Выяснилось, что чрезмерные концентрации ПЭГ способны вызвать слияние соседних аксонов в здоровом спинном мозге, что совершенно некстати. Мицеллы действуют в гораздо более низких концентрациях и не приводят к видимым изменениям в спинном мозге (как, впрочем, и в печени, селезенке, почках, крови).

Работа «Effective repair of traumatically injured spinal cord by nanoscale block copolymer micelles» опубликована в Nature Nanotechnology.

насколько я знаю такова еще нету, есть фотонные или по проще световые паруса так как свет так же оказывает давление на материю любого вида. Они использывались в некоторых космических програмах и разгонялись за счет силы давления солнечного света на паруса, но медленно зато достигали сравнительно больших скоростей до 100км\с. Было б круто постоить ракету на ядерном реакторе которая будет давать достаточно электрической энергии для работы ионного двигателя что позволит быстро разгонятся до много много тысяц километров в секунду и путешествовать на другие планеты за несколько дней, дабывать необходимые ресурсы, жить или просто слетать полюбоватся юпитером или сатурном с их спутников когда над головой будут находится гигант юпитер и еще 1-2 планеты.

И самым лучшими материалами являются материалы, сделанные из нановолокон, и прочных нанокристаллических металлов. Эти высокотехнологичные композиты легки, ковки, прочны и малоподверженны коррозии.

Катализатор – Янус

Гибридные наночастицы – янусы, содержащие углеродные нанотрубки (УНТ) и кремнезем (диоксид кремния) способствуют образованию эмульсий "вода-в-масле" и "масло-в-воде" за счет комбинированной гидрофильной природы кремнезема и гидрофобной природы УНТ. Иными словами, такие частицы амфифильны. Стивен Кроссли с коллегами не удовлетворились двуликой природой этого композита и дополнительно добавили к нему частицы металлического палладия. Теперь полученный гибрид можно использовать для гетерофазного гидрирования и конденсации – а такое часто встречается при очистке биомасс.
В отличие от поверхностно – активных веществ (ПАВ), которые часто используются для создания эмульсий, такой твердый катализатор легко регенерировать, а благодаря большой концентрации палладия на фазовой границе сильно вырастает скорость проводимых процессов. Было показано, что частицы палладия преимущественно связываются с гидрофильным кремнеземом.
Такая необычная система потенциально может позволить проводить синтез лекарств в один шаг, избегая многочисленные реакции, этапы выделения и очистки. Например, в системе "масло-эмульсия-вода" можно проводить реакцию в эмульсии и одновременно удалять водорастворимые продукты в водную фазу, а маслорастворимые – в органическую фазу, не прекращая протекание реакции.

чтобы изделие, изготовленное из какого либо материала, не разрушалось от трения, он должен быть покрыт углеродным огнеупорным волокном.

Павел Третьяк, вы не туда написали, я тоже ошибся, надо про двигатели писать в теме Транспорт – перспективы.

Синергизм нанотрубок и диоксида титана

Кажется, что тема электродов для литий-ионных батарей уже настолько досконально исследована, что разработать что-то принципиальное новое в этой области необычайно трудно. Однако, как оказывается, пытливые умы исследователей не перестают поиски материала электрода, который удовлетворяет множеству, зачастую противоречивых, требований, предъявляемых к материалам электрода для литий-ионных батарей. Одной из ключевых проблем является достаточно быстрый транспорт ионов и электронов. Лишь немногие материалы отвечают этому критерию (например, сульфид серебра), в то время, куда большее число материалов обеспечивают быстрый транспорт электронов, демонстрируя при этом недостаточную ионную проводимость (например, углеродные материалы). Казалось бы, выход может быть найден, если использовать нанопористые углеродные структуры, где ионная проводимость обеспечивается жидким электролитом, проникающим сквозь поры, однако низкая проводимость на границе электролит – твердое тело остается камнем предкновения для ученых.

Как известно, УНТ являются хорошим материалом для накопления ионов лития, способным быстро интеркалировать/деинтеркалировать ионы лития при низких напряжениях. Однако из-за реакций, протекающих между УНТ и электролитом, время работы таких электродов невелико. В свою очередь, проводились исследования, в которых в качестве материала электрода выступал TiO2, благодаря своей высокой емкости и химической стабильности. Поэтому международный коллектив исследователей предложил совместить воедино фазы TiO2 и УНТ в виде коаксиального нанокабеля. С одной стороны, диоксид титана благоприятствует хранению ионов лития в УНТ, обеспечивая быстрый доступ ионов, с другой, УНТ, будучи хорошим электронным проводником, способствует хранению ионов лития в TiO2. Иными словами, емкость электрода, представляющего собой трехмерную структуру, построенную из коаксиальных нанокабелей (УНТ@TiO2), превосходит емкости электродов из TiO2 и УНТ в отдельности.
Для получения такого коаксиального кабеля исследователи провели контролируемый гидролиз тетрабутоксититана в присутствии УНТ, предварительно обработанного азотной кислотой для улучшения адгезии между УНТ и TiO2. Для того, чтобы доказать свое предположение о том, что электрохимические свойства УНТ@TiO2 превосходят свойства каждого из компонентов, авторами статьи была собрана ячейка, на которой исследовались свойства трех электродов – УНТ, TiO2 УНТ@TiO2. Оказалось, что для композитного электрода удельная емкость, приписываемая TiO2, достигает 212 мАч/г (в пересчете на массу TiO2), что гораздо больше емкости чистого TiO2 (66 мАч/г). В свою очередь, удельная емкость, приписываемая УНТ, также превосходит емкость чистых УНТ, обработанных азотной кислотой (406 мАч/г против 367 мАч/г при плотности тока 50 мА/г). Еще более значительная разница наблюдается при более высоких плотностях тока: при 3000 мА/г УНТ@TiO2 обладает удельной емкостью 244 мАч/г в области напряжений 0.01 и 3В, в котором УНТ без покрытия TiO2 имеет емкость 74 мАч/г, а TiO2 без УНТ вообще не накапливает ионов лития. Эти результаты говорят о том, что покрытие УНТ слоем TiO2 увеличивает его емкость в 3 раза. Еще одной отличительной чертой полученного электрода является долговечность: практически не наблюдается уменьшение удельной емкости спустя 100 циклов зарядки/разрядки при плотности тока 1000 мА/г.

Предложением использовать наночастицы для доставки лекарств уже давно никого не удивишь, но для его реализации необходимо специфически функционализировать наночастицы – добавить к частицам по поверхности определенные функциональные группы – лиганды, с помощью которых можно будет избирательно направить частицу в нужную область. А это, в свою очередь, требует поиска для каждого медицинского применения "лиганда", специфически взаимодействующего с клеткой того или иного типа, а значит, сложных синтетических подходов, что ограничивает число потенциальных типов клеток, к которым можно осуществлять доставку.

Даниэль Кохейн с сотрудниками предложили изящное решение этой проблемы. "Лиганды", которыми они снабжают свои частицы, затем поверх защищают дополнительными группами, которые при освещении можно будет удалить. А это значит, что такой защищенный лиганд уже не будет атаковать клетки одного единственного типа, но будет присоединяться к молекулам любых клеточных мембран. Плохо? Нет, вся изюминка состоит в том, что такой распределившийся везде препарат сможет "прилипнуть" туда, куда ему укажут … лучем света. Иными словами, уже ученые или врачи выберут, какие области освещать, когда до них доберется модифицированная частица, и, соответственно, где активировать препарат.
Ученые уже продемонстрировали, что такие специально подготовленные наночастицы "цепляются" к клетке при облучении, что позволяет осадить систему "частица-лиганд" на целевом объекте. Для апробации метода в качестве модельных "наночастиц" использовали карбоксилированные полистирольные частицы (328 +-2 нм), лигандом выступал белок YIGSR – последовательность аминокислот, которая хорошо фиксируется к интегрину-бета1 на поверхности многих клеток.
В будущем планируется приводить систему в действие, изменяя длину волны излучения, что расширит число тканей, для которых можно использовать этот подход.

Инвертированные фотонные кристаллы, люминесценция

В последнее время было показано, что эмиссионные свойства люминесцентных материалов можно заметно изменить, внедряя их в матрицу материала с периодически изменяющимися показателями преломления. Такие изменения могут наблюдаться в одном, двух или трех направлениях, что соответствует упорядочению диэлектрического материала в виде слоев, колонн или сфер, которые разделены средой с иным показателем преломления, которая может препятствовать распространению части электромагнитного спектра в некоторых направлениях. Говорят, что такие материалы обладают фотонной запрещенной зоной, ширина которой определяется соотношением показателей преломления n1/n2, а спектральное положение является функцией периода. Если период лежит в диапазоне 400-800 нм, материал называют опалом в честь природного минерала, который обладает такими свойствами. Опалы, или фотонные кристаллы, бывают прямыми, когда упакованные сферы окружены воздухом, и инвертированными, когда воздушные поры находятся внутри твердого каркаса. Хотя было произведено много исследований о включении в такие поры органических люминофоров, комплексы РЗЭ до сих пор обходили вниманием. М. Лежнина с коллегами из Мюнстера изучала люминесцентные свойства фторида и оксофторида европия в полостях инвертированного опала на основе SiO диаметром 330-400 нм. Для этого в полости фторида методом MOCVD осаждали летучие комплексы РЗЭ, которые разлагались до фторидов и оксофторидов. В качестве комплекса выбрали "Ln(hfa)digly", где Ln=Gd и Eu в соотношении 1:9. Было показано, что при низкой температуре отжига не происходит полного превращения во фторид, а при низкой скорости нагрева наблюдается большая потеря при пересублимации, и оптимальными были выбраны условия помещения образца в предварительно нагретую до 700 С печь. Пересублимации можно избежать, выбрав в качестве исходного материала нелетучий "Ln(tfa)digly", однако в этом случае частицы в полостях получаются очень крупными. Для изучения процессов переноса энергии от стенок полостей к фториду был получен опал, в стенках которого находился Tb, для чего при синтезе опала к нему добавляли Tb(hfa). При этом в случае крупных частиц в полостях переноса энергии не наблюдается, а при измельчении частиц и перехода их в пленку наблюдается эффективный перенос энергии [Tb]-> [EuOF].

Маришка Комшина я хотел поинтересоватся откудава столько информации, какие ваши интересы, и чем занимаетесь, что уже будет внедренно в скорем времени а что уже используется, где можно посмотреть видео последних достижений в науке, и какие перспективы. Хотелось бы больше узнать о целях которые преследую разработчики, и чего стоит ожидать в будущем( пойдет даже фантастика). Какая ваша перспектива в будущем? Очень интересно посмотреть какойто видео материал по всем вышеизложеным темам.

Магнитные наночастицы в вирусах

Нанотрубки и нанопроволоки находят все более широкое применение в различных наноустройствах, однако до сих пор исследователи сталкиваются с проблемой, заключающейся в том, что размер и форма таких нанообъектов неодинаковы, они изменяются от объекта к объекту. Одним из возможных решений данной проблемы является использование биологических объектов в качестве матрицы – шаблона для их получения, поскольку матушка-природа позаботилась о том, чтобы ее творения были строго определенной формы и размеров, в отличие от многих творений рук человеческих. Пристальное внимание ученых привлекают вирусы, в частности вирусы табачной мозаики (ВТМ) и томатной мозаики (ВТоМ).

Раньше наночастицы предлагалось наносить на поверхность вируса, но для получения очень тонких нанопроволок такой метод не подходит, поэтому логично предположить, что возможно выращивание нанопроволок во внутреннем канале вируса ВТоМ. Кроме получения нанопроволок, представляет интерес получение линейных массивов магнитных наночастиц Co/Pt восстанавлением (NH4)2Co(SO4)2 и K2PtCl4 борогидридом натрия. Для этого необходимо провести некоторые мутации для увеличения положительного заряда внутри канала путем замены исходных аминокислот на лизин, что должно привести к увеличению количества центров зародышеобразования внутри канала вируса. Это и было проделано коллективом японских исследователей.

В исходном вирусе серин в позиции 101, треонин в позиции 103 и две глутаминовые кислоты в позициях 97 и 106 были заменены на лизин (не все вместе, а поодиночке). Выделить вирусоподобные частицы удалось во всех случаях, кроме модифицированного T103K, а нанести массив наночастиц не удалось в случае E97K, поскольку модифицирование привело к недоступности лизина в качестве центра зародышеобразования.

Наночастицы внутри образца E106K не выстроились в совершенно правильную прямую линию, и, согласно данным ТЭМ спектроскопии высокого разрешения, диаметр каждой частицы составляет около 3 нм. Учитывая, что диаметр внутренней полости равен 4 нм, можно заключить, что нанесение наночастиц увеличило диаметр внутренней полости. Исключение из реакции Co2+ привело к образованию массива, состоящего из меньших по размеру частиц платины. Принимая во внимание, что в таких же условиях внутри немодифицированного ВТоМ были выращены нанопроволоки платины, можно утверждать, что точечная модификация привела к увеличению количества центров зародышеобразования.

Методами энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии было установлено, что в "сплаве", из которого состоит линейный массив наночастиц, содержание кобальта варьировалось от 12 до 25%, что свидетельствует о том, что образец представляет собой Pt или CoPt3. Кроме того, вероятно, что в образце присутствует аморфная платина, которая, возможно, закристаллизовалась под действием электронного пучка во время исследования. Поскольку диаметр наночастиц платины меньше, чем наночастиц сплава, можно предположить, что платина образует центр зародышеобразования, катализируя рост наночастиц "сплава" на поверхности зародышей платины.

Магнитные свойства полученного линейного массива наночастиц были исследованы с помощью SQUID-магнитометрии, по результатам которой можно утверждать о магнитном упорядочении в полученном композите.

Печать керамическими наноостровами

Сочетание самоорганизации керамических "наноостровов" с "нанопечатью" позволяет создать простой и дешевый метод получения сложных фигур и наноструктурированных поверхностей из различных полимеров.

Традиционные методики получения нано- и микроструктур используют стекло или кремний, а для переноса структуры на полимер требуют дорогого и сложного оборудования, длительных процессов, обученного персонала. В противоположность им, наноструктурирование “снизу вверх” обходится собственными свойствами материала для его упорядочения. Сополимеры, в зависимости от своего состава и характера подложки могут принимать весьма разнообразные формы. "Коллоидная литография" позволяет создавать подходящие самоструктурирующиеся шаблоны. В качестве полимеров широко используются полидиметилсилоксан, полиметилметакрилат и др.

В данном случае шаблоны были представлены наноостровами различной формы (в том числе, и сросшимися), состоящими из оксида гадолиния, легированного оксидом церия (GDC) на поверхности диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (YSZ). Сами островки получались распылением GDC на (001)-грань монокристаллического YSZ в условиях роста эпитаксиальных пленок с последующим отжигом. Применялось магнетронное распыление на монокристаллическую подложку с шероховатостью поверхности не более 5 нм. Мишень имела состав Ce0.89Gd0.11O1.95и была получена спеканием прекурсоров при 1400°С. Распыление велось в атмосфере аргона при мощности лазера 60 Вт и давлении 5 миллиторр. После минутного процесса толщина пленки составляла 1,5 нм. Затем проводился отжиг в трубчатой печи в течение 4-5 часов, после чего образцы покрывались золотом или золото-палладиевым сплавом толщиной 10 нм. Во время этих процедур наноостровки самоорганизуются, и потом имеют диаметр 100 нм – 1 мкм и высоту 10-100 нм. После этого образцы применялись как "шаблоны" для нанесения полимеров.

ТОКАМАК.
Все слыхали про водородную бомбу. Самая мощная водородная бомба созданая и испытаная на земле в СССР в 1961г. Мощность ее 50Мегатон. Это как 2500 бомб сброшеных на Херосиму. Это колосальная мощь. Впсышку от взрыва можно было разглядеть находясь даже на Марсе неворжоным глазом.
Так вот есть плутонивая с ураном бомба и водородная. Плутоний и Уран используют в атомных электростанциях, по скольку контролировть ядерные процесы относительно не сложно. Но укротить колосальную мощ, уратить ту энергию которая выделяется при ядерном синтезе изотопов водорода дейтерия и трития крайне сложно. Создания ядерного реактора на водороде раз и на всегда решит энергетическую проблему человечества. Необохдимый водород есть в воде, а вода есть везде, топливо для подобных электростанций неограничено, быстрее умрет Солнце, чем закончится водород на земле если мы его сжыгать в ТОКАМАКе.
ТОКАМАК изобретен еще более 50 лет назад, но до ума довести не могут. Реакция возникает но неустойчивая, толком конкретных данных и результатов нет, есть только прнципиальное опесание в Википедия:

Устройство

Токамак представляет собой тороидальную вакуумную камеру, на которую намотаны катушки для создания (тороидального) магнитного поля. Из вакуумной камеры сначала откачивают воздух, а затем заполняют её смесью дейтерия и трития. Затем, с помощью индуктора, в камере создают вихревое электрическое поле. Индуктор представляет собой первичную обмотку большого трансформатора, в котором камера токамака является вторичной обмоткой. Электрическое поле вызывает протекание тока и зажигание в камере плазмы.

Протекающий через плазму ток выполняет две задачи:
Нагревает плазму так же, как нагревал бы любой другой проводник (омический нагрев).
Создает вокруг себя магнитное поле. Это магнитное поле называется полоидальным (то есть направленное вдоль линий, проходящих через полюсы сферической системы координат).

Магнитное поле сжимает протекающий через плазму ток. В результате образуется конфигурация, в которой винтовые магнитные силовые линии «обвивают» плазменный шнур. При этом шаг при вращении в тороидальном направлении не совпадает с шагом в полоидальном направлении. Магнитные линии оказываются незамкнутыми, они бесконечно много раз закручиваются вокруг тора, образуя так называемые «магнитные поверхности» тороидальной формы.

Наличие полоидального поля необходимо для стабильного удержания плазмы в такой системе. Так как оно создается за счёт увеличения тока в индукторе, а он не может быть бесконечным, время стабильного существования плазмы в классическом токамаке ограничено. Для преодоления этого ограничения разработаны дополнительные способы поддержания тока. Для этого может быть использована инжекция в плазму ускоренных нейтральных атомов дейтерия или трития или микроволновое излучение.

Кроме тороидальных катушек для управления плазменным шнуром необходимы дополнительные катушки полоидального поля. Они представляют собой кольцевые витки вокруг вертикальной оси камеры токамака.

Одного только нагрева за счет протекания тока недостаточно для нагрева плазмы до температуры, необходимой для осуществления термоядерной реакции. Для дополнительного нагрева используется микроволновое излучение на так называемых резонансных частотах (например, совпадающих с циклотронной частотой либо электронов, либо ионов) или инжекция быстрых нейтральных атомов.

Реактор нового поколения для роста материалов на основе нитридов галлия и индия

Реактор нового поколения AIX G5 HT от компании AIXTRON
( http://vkontakte.ru/photo-3090109_155628131 )
устанавливает абсолютный рекорд производительности при росте материалов на основе нитридов галлия и индия.

Компания AIXTRON (Аахен, Германия) представляет пятое поколение MOCVD высокотемпературных реакторов AIX G5 HT. Система на платформе MOCVD нового поколения показала высочайшее качество выращивания слоев GaN при очень больших скоростях роста и при высоком давлении (свыше 600 мбар), а также превосходную однородность слоев GaN/InGaN. Ростовые циклы, которые осуществлялись в корпорации Epistar (технопарк Синчу, Тайвань), были проведены последовательно, без отжига и замены каких-либо частей реактора. Новый MOCVD реактор в настоящее время поступает в массовое производство.

Реактор MOCVD на платформе нового поколения AIX G5 HT вмещает абсолютно рекордное количество подложек (56×2” или 14×4” или 8×6”) и имеет революционные особенности дизайна реактора, позволяющие работать на больших скоростях роста и осуществлять последовательные ростовые циклы без отжига реактора и замены каких-либо деталей. Все это обеспечивает высочайшее качество продукции при более чем удвоенной производительности по сравнению с предыдущими поколениями реакторов.

Реактор новой конструкции обладает высокой гибкостью ростового процесса при превосходной стабильности. Системы AIX G5 HT обеспечивают наименьшее время производства при высокой воспроизводимости от реактора к реактору, что ускоряет расширение производства по сравнению с любыми другими реакторами путем простого копирования рецепта при переносе процесса. Это является ключевым фактором в условиях быстро расширяющегося спроса при ограниченном количестве специалистов-технологов.

Нитриды 3-й группы Периодической системы благодаря своим свойствам являются лидирующим материалом для изготовления сверхярких синих, зеленых, ультрафиолетовых и белых светодиодов, а также синих/фиолетовых лазерных диодов. Благодаря своей физической и радиационной стойкости, химической стабильности и инертности они идеально подходят для применений в космическом пространстве при высоких температурах, высоких давлениях, высоких мощностях. На их основе созданы солнечно-слепые фотодетекторы, биологические и химические сенсоры, различные типы транзисторов с высоким напряжением пробоя и др.

В настоящее время MOCVD технология является ключевой промышленной технологией получения эпитаксиальных гетероструктур для указанных выше приборов и применений

а что выращивают в этих реакторах? Нитриды 3-й групы? правильно?
И что еще можно выращивать и на сколько быстро сколько грам или килограм в день? Какая там температура? И как достигается столь высокое давление 600мегабар. Насколько блльшой этот реактор?
Слыхал что в при большом давлении и высоких температурах под дейсвием катализаторов выращивают промышленые алмазы. Они не блестящии и вовсе не красивые стоят не дорого но такие же твердые и применяются в буровых установках спец назначения.

www.aixtron.com

Кстати, о Токамаках.
Современные мощные гиротроны для термоядерных исследований способны генерировать на частотах 30–170 ГГц излучение мощностью до 1 МВт с КПД 40–50 % в импульсах длительностью до сотен секунд. Эти уникальные параметры обеспечиваются формированием мощного электронного потока с винтовыми траекториями частиц в сильном магнитном поле и использованием сверхразмерных цилиндрических резонаторов с очень высокими рабочими модами (например, ТЕ25.10.1). Наиболее мощные гиротроны оснащены искусственными алмазными выходными окнами, высокоэффективными квазиоптическими преобразователями рабочей моды в параксиальный волновой пучок и системами рекуперации остаточной энергии электронного пучка. Вследствие исключительно высокой теплопроводности и очень малых диэлектрических потерь алмазные окна гиротронов способны пропускать СВЧ-излучение с мощностью более 1 МВт. Прогресс в разработке численных методов анализа и синтеза многомодовых электродинамических систем позволил в последние годы довести эффективность преобразования рабочих мод высших типов в гауссовы волновые пучки до очень высоких значений 97–98 %, что необходимо для работы прибора с большой непрерывной мощностью. Использование в гиротронах коллекторов с рекуперацией не просто повышает КПД, но и принципиально упрощает реализацию источников питания и системы охлаждения коллекторов. Работы, направленные на дальнейшее повышение мощности и эффективности гиротронов, продолжаются, и в экспериментах уже продемонстрированы принципиальные возможности получения с помощью гиротронов еще большей непрерывной мощности (1,5–2 МВт) и более высокого (60–70 %) КПД. Для исследований импульсного теплового воздействия СВЧ-излучения на металлические структуры разработан релятивистский гиротрон с мощностью 10 МВт в импульсах длительностью 1–2 мкс при КПД 50 %.
Другим важным направлением в развитии гиротронов для УТС является исследование и разработка мегаваттных приборов с возможностью ступенчатой перестройки частоты. Использование таких гиротронов в плазменных установках УТС могло бы существенно повысить эффективность систем электронно-циклотронных волн, а также упростить антенные системы установок.
Гирорезонансные приборы разрабатываются в ИПФ в тесном взаимодействии с фирмой ГИКОМ, специализирующейся на изготовлении этих приборов и вспомогательного оборудования к ним для российских и зарубежных исследовательских центров. В этой деятельности кооперации ИПФ/ГИКОМ приходится конкурировать в международных тендерах с такими известными фирмами, как Toshiba (Япония), CPI (США), Thales (Франция). ИПФ выиграл многие конкурсы на поставку гиротронов, так что большинство современных установок типа «токамак» и «стелларатор» ведущих термоядерных лабораторий мира оснащены российскими гиротронами. Их применение позволило получить ряд принципиальных научных результатов, среди которых, в частности, подавление неустойчивостей в плазме (токамак ASDEX-Up, Германия) и поддержание разряда в течение часа (стелларатор LHD, Япония)
Видела их своими глазами, алмазные "диски" и т.д…. Сравнительно небольшие сами по себе, но значение велико, раз даже США и другие развитые страны закупает их у нас. Хотя… насчет интеллектуального богатства США…. Даже синтезировать новый элемент не могут всё никак, хоть у нас уже год он есть и ждем лишь подтверждения независимых стран, что требуется для его "регистрации".

изначально правильное название было ТОКОМАГ, прям даже звучит красиво с подсмыслом магический ток, но потом переименовали в ТОКОМАК.
Очень уж интересна эта альтернативная энергетика и ее возможности реально не ограничены. Что только не спрятала от нас природа, только нужно смотреть дальше и копать глубже, и тогда мы поймем что природа сделал нам столько подарков что времени ими восхищатся просто не хватит, главное увидеть их в нужном месте в нужное время.
Я уже начинаю понимать что нет нечего не возможного, возможно абсолютно все, только мы еще этого не знаем.

Это точно. Сейчас начались проекты поддержки молодых ученых. Думаю, мы продвинемся в науке еще больше и темпы возрастут. По крайней мере, надеюсь =)

неодимовые магниты

cплавы:
неодим-иттрий-кобальт, неодим-железо-бор
создаю супер мощные магниты, их сила очень огромная 500г. магнит способен удерживать своим магнитным полем до 100кг железа или стали. это более чем в сто раз мощнее страдиционных феритовых магниов которые используют в динамиках и в быту.
Если сунуть палец между двумя пол килограмовыми магнитами то его раздавит.
ИХ используют в современных электро двигателях где необходима компактность, для производства побрикушек, куча шариков сделаных их такого сплава удерживаются очень хорошо и можно из лепит все что угодно, браслеты, ожерелья и тому подобное.
Неодим под 60 номером в таблици Менделеева, и стоит он от 2 до 5 долларов за грамм.
Точные области применения супер неодимовых магнитов не скажу, еще применяют если не ошибаюсь в новых миниатюрных динамиках и в торммозах электро поездов для их замедления бе использывания силы трения которая заменена силой магнтного взаимодействия между рельсой и магнитом. Для здоровья эти магниты не вредны, конечно если этот магнит не размером с дом:)

Благодаря новому наноматериалу хранить информацию станет проще

Материал для создания чипа размером с ноготь и объемом памяти более 250 DVD дисков удалось разработать ученым из Государственного университета Северной Каролины. Соединив никель (металл) с окисью магния (керамикой), исследователи произвели присадку на уровне нано. Получившийся материал содержит ячейки атомов никеля размерами не более 20 квадратных нанометров. В чипе на основе такого наноматериала размером в несколько квадратных миллиметров может содержаться не менее 50 терабайт данных. Как утверждают авторы разработки, такой материал станет ключом к созданию сверхъемких элементов памяти.

Данный материал может быть применен не только для хранения большого количества информации. Придавая керамике свойства металла, можно разработать двигатели, которые смогут выдерживать вдвое более высокие температуры, чем современные моторы, а также экономить топливо, отмечает ведущий исследователь проекта доктор Джагдиш Нарьян.

С точки зрения теоретических исследований, данная разработка затрагивает область квантовой электроники, области физики, изучающей методы усиления и генерации электромагнитного излучения на основе явления вынужденного излучения в неравновесных квантовых системах. Получаемое в настоящее время электричество является результатом движения тока и ограничено производимым нагревом, при этом энергия, производимая спином (собственным моментом импульса элементарных частиц) не приводит к нагреву. Таким образом, контролируя спин электрона, возможно получать больше энергии.

«Самозаживляющееся» нанопокрытие

Ученые из Иллинойса, возглавляемыми профессором в области материаловедения Полом Брауном и профессором химии Джеффри Муром, разработана технология, которая позволит создавать саморемонтирующиеся электронные устройства. В основе метода – нанесение на контакты и другие критические области «защитного покрытия» из микрокапсул, заполненных углеродными нанотрубками.

Эта же группа ученых в своих предыдущих исследованиях занималась восстановлением механических свойств транспорт­ных средств после повреждений поверхностей. Ими было создано «самозаживляющееся» нанопокрытие, способное восстановить царапины и предотвратить коррозию на автомобильных шасси или днищах лодок.

Теперь специалисты заняты изучением методов восстановления работоспособности электроники, имеющей механические повреждения. Крошечные заполненные жидкостью капсулы разрываются в месте царапины, чтобы восстановить покрытие практически в первоначальном виде. Микрокапсулы, расположенные на контактах, при разрыве должны высвободить нанотрубки, которые соединят разрыв и возобновят прохождение электрического сигнала. «Мы нацелены на ликвидацию распространенных отказов в сотовых телефонах и другой портативной электронике», — отмечает Пол Браун.

В ходе эксперимента исследователи Браун и Мур поместили углеродные нанотрубки в полимерные сферы диаметром около 200 микрометров. Исследователи инициировали разрыв микрокапсул и поместили образовавшуюся смесь из нанотрубок и фрагментов оболочки на кончики поврежденного контакта. Высвобожденные нанотрубки сформировали соединение, восстановившее его работоспособность. Профессор Пол Браун отмечает, что в использовании большого количества высокотехнологичных капсул нет нужды, достаточно наносить их точечно на критичные по разрывам участки.

В настоящее время исследователи под руководством Брауна и Мура отрабатывают способ точного расположения микрокапсул, используя способ, названный ими electrospraying («электрораспыление», «электроорошение»), и проводят тесты с целью понять, насколько универсальны капсулы для врачевания «переломов» в электропроводящих материалах.

Пока способ проходит проверки на эффективность, коллеги изобретателей задумываются над тем, где подобное «самовосстановление» сможет найти применение. Например, Кристофер Билавски, адъюнкт-профессор химии из Университета Техаса в Остине, считает методику, дающую возможность устранять такие пустяковые, но досадные повреждения, особенно важной для конструкторов подводных лодок и космических спутников. Сейчас инженеры вынуждены дублировать особо важное оборудование на случай его отказа. Но если электроника будет в состоянии чинить сама себя, необходимость в избыточных системах попросту отпадет.

И что особенно важно в эпоху активного развития ПК и прочих электронных устройств, внедрение методики позволило бы создавать более легкие, дешевые и производительные портативные устройства.

Разработан новый наноматериал – пленочное покрытие для лечения ран

Метод получения полимерных композиций на основе водорастворимого производного хитина, содержащего наночастицы серебра, предложили специалисты Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина и НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН.

Серебро является настоящим ядом для бактерий, в 1750 раз превосходя по силе действия карболовую кислоту и в 3,5 раза сулему. Ученые отмечают, что ни одна известная болезнетворная бактерия не выживает в присутствии даже минимального количества серебра, особенно в коллоидном состоянии. Природные же полисахариды хитин и хитозан представляют собой идеальную основу для раневых покрытий. Все эти вещества обладают прекрасной биосовместимостью, не токсичны, образуют волокна и пленки и легко разлагаются. Хитин и его производные также обладают антимикробным действием, усилить которое должны наночастицы серебра. Из такого материала можно изготавливать пленочные покрытия для лечения ран.

В ходе эксперимента наночастицы серебра вводили в водорастворимое производное хитина — карбоксиметилхитин (КМХ), образующий с наночастицами серебра стабильные системы. Концентрацию наночастиц как в растворах, так и в пленках легко определить по величине поглощения при длине волны 420 нанометров. Из водных растворов КМХ, содержащих разное количество наночастиц серебра, исследователи сформировали пленки.

Зная массу раствора и площадь подложки, можно получать пленки определенной толщины. Например, экспериментаторы выбрали толщину от 50 до 60 мкм. Затем исследователи проверяли полученные пленки на бактерицидную активность по отношению к золотистому стафилококку и к сальмонелле, возбудителю кишечных инфекций. Эксперимент проходил при 30°С — температуре характерной для поверхности раны.

По мнению авторов исследования на основе полученных пленок можно создавать гидрофильные, т.е. смываемые водой, биодеградируемые и рассасывающиеся покрытия для ран с заранее заданным составом.

Возможности новой керамики

Керамика – возможно, первый созданный человеком материал. Этот материал эволюционировал вместе с человечеством и прошел путь от примитивной посуды до оболочки космических шатлов. С развитием нанотехнологии стало возможным придать новые свойства и хорошо известной керамике.

Новые технологии придают хорошо известному материалу лучшие механические, электрические и оптические свойства, при этом он становится более прочным и стоит дешевле. О будущем этого материала в своей статье «Нанотехнологии и керамика: Проверка на совместимость», опубликованной на страницах Русского электронного наножурнала, рассуждает Алексей Масанов.

Скоро наноструктурная керамика будущего найдет свое применение в качестве биоматериалов, режущих инструментов, газовых сенсоров, твердых топливных элементов и даже в качестве люминофоров для дисплеев 3D мониторов, уверены ученые Американского керамического общества (American Ceramic Society).

Появиться 3D мониторы могут благодаря инновации американских деятелей науки из Мичиганского университета (University of Michigan USA). Принцип действия такого дисплея основан на эффекте преобразования частоты света в кристалле. В разработке также использована прозрачная керамика в виде частиц размером 50 нм, разделенных неизлучающим материалом оболочки.

Широко применяют получивший новые свойства древний материал в инновационной медицине. Керамика, содержащая наночастицы стекла, и флюрапатит позволяет изготавливать более высококачественные протезы зубов, которые имеют эстетический натуральный вид, меньше изнашиваются и препятствуют росту зубного камня и загрязнений.

Кстати, в схожем направлении добились успехов и отечественные ученые. В БГТУ им. В. Г. Шухова, например, добились значительного улучшения технических свойств керамических композиционных материалов. Особый интерес среди них представляют исследования вяжущих фарфорофаянсовых суспензий, которые могли бы заменить традиционные шликера.

Находит применение новая керамика в топливных технологиях. О разработке нового топливного материала на основе оксида бария-циркония-иттрия-церия-иттербия сообщили исследователи Технологического института штата Джорджия, США.

Как известно в строительной области керамика применяется в основном в виде керамической плитки. Ряд патентов в области применения водо- и грязеотталкивающих покрытий керамики принадлежит германскому концерну Deutsche Steinzeug. Новая плитка, разработанная на основе нанотехнологий, обладает удивительными свойствами: наночастицы, входящие в ее состав, заставляют попавшие на поверхность капли воды, собираться в шарики, после чего под действием силы тяжести они удаляютсявместе с остатками грязи, пыли, грибка и мха.

Интересные результаты получили петербургские ученые из Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН . Методами электронной и атомно-силовой микроскопии керамики они выявили структуру природной оптической керамики CaF2 Суранского месторождения (Южный Урал). Результаты исследований позволили подобрать условия получения прекурсоров и технологические параметры процесса получения прозрачной фторидной керамики с минимальными оптическими потерями, что важно в лазерных технологиях.

В сентябре 2009 года ГК «Роснано» подписала договор о соинвестировании с петербургским ООО «Вириал». Компания занимается производством износостойких керамических узлов для нефтяной промышленности. Общий объем инвестиций в новое производство составит 1,6 млрд рублей. Использование нанотехнологий в производстве керамики, из которой делают узлы для нефтедобычи, позволят улучшить технические качества продукции, сделав ее более прочной и долговечной.

Керамика – довольно интересный материал. Начала заниматься научной работой по этой теме. Если точнее, биокерамикой. Думаю, она заслуживает большего внимания, чем раньше ей уделялось.

Нанопринтер: печать по живому

Манипулировать элементами электронных схем, выкладывать в нужном порядке живые клетки или выращивать детали микромеханических устройств – это задачи для нанопринтера. Однако до нынешнего момента камнями преткновения подобных разработок были разрешение и необходимость одинаково легко управляться со столь разными «чернилами».

Благодаря изобретению ученого Джона Роджерса (John Rogers), который совместно со своими коллегами из университета Иллинойса, разработал новый электрогидродинамический струйный принтер (e-jet printer ), это стало возможным.

Идея e-jet напоминает принцип электрографических копировальных аппаратов (ксероксов). Однако разрешение, которое дает техника e-jet, очень близко подошло к нанометровому диапазону. Обычные ксероксы этим похвастаться не могут. К тому же ксерокопировальная технология накладывает ограничения на материал тонера и бумаги, в то время как e-jet может печатать почти с любым исходным материалом – живым и нет, проводящим и изолирующим, включая скопления ДНК и на любой основе, утверждает Джон Роджерс.

Достичь такого эффекта оказалось возможным за счет сокращения струи в поперечнике. Выбрав для этого необычный метод формирования потока материала, ученые приложили напряжение между наконечником принтера и «бумагой».

Сильное электрическое поле вызвало в жидком составе перераспределение зарядов, «краска» сформировала на конце сопла мениск, который вытянулся конусом в сторону подложки. Конус этот в свою очередь обратился очень узкой струйкой вещества, которая и оставляет на поверхности крошечный след.

Теперь в роли чернил для нанопринтера смогли выступать самые различные материалы, взвешенные в воде или иной жидкости, причем струя стала давать разрешение меньше микрометра.

Однако каждая капля такой краски несла к «бумаге» электрический заряд, в результате чего заряжалось конечное изделие.

Решая проблему, ученые усовершенствовали управляющий принтером компьютер, который стал мгновенно менять полярность напряжения между основой и чернилами, компенсируя, таким образом, заряд.

Как следствие этого, появилась возможность с высокой точностью наносить на «бумагу» рисунки с чередованием по-разному заряженных линий и точек. Взвешенные заряженные частицы, стали сами группироваться в предопределённом порядке. То есть, утверждают ученые, они получили готовую технологию монтажа различных схем с нанометровыми элементами. Данный принцип позволит манипулировать и клетками, уверен Джон Роджерс.

В статье опубликованной в журнале Nano Letters, ученые пояснили, что в новых опытах в качестве краски учёные попеременно использовали полимеры, суспензии наночастиц серебра и нанопроводки, и даже растворы ДНК из которых экспериментаторы составляли линии и точки, формирующие различные картины. Мелкие детали таких изображений достигали размеров от нескольких микрометров до 100 нанометров.

Дальнейшие опыты показали, что нанесенные при помощи нанопринтера картинки из положительных и отрицательных зарядов могут настраивать свойства транзисторов. При этом размер точек изображения можно менять, корректируя электрический потенциал и давление воздуха в системе

Совершенствование литий-ионных батарей не теряет своей актуальности. Причиной тому является, прежде всего, ограниченная удельная емкость материала электрода. Кроме того, сообщалось о недостаточной безопасности литиевого электрода из-за образования литиевых дендритов, которые могут привести к пробою сепаратора. Оба этих фактора побуждают исследователей продолжать поиски альтернативных материалов электрода.

Коллективом исследователей из Стэнфордского университета был предложен выход из сложившейся ситуации. В качестве катода ученые использовали композит, состоящий из сульфида лития и мезапористого углерода, а в качестве электрода кремневые нанонити. Композит Li2S/мезапористый углерод представляет собой гексагонально распределенный массив нанотрубок (толщиной 7-8 нм), разделенные между собой порами (диаметром 3-4 нм), которые заполнены сульфидом лития
( http://vkontakte.ru/photo-3090109_156043749 )
Этот композиционный материал обладает куда лучшей кинетикой по сравнению с обычным Li2S, что объясняется его строением: сеть углеродных нанотрубок представляет собой проводящую сеть, обеспечивающих доступ к изолятору (Li2S ) в порах, вместе с тем, субмикронный размер частиц углерода уменьшает диффузионный пробег лития. Выбор нанонитей кремния был продиктован долговечностью, а также высокой удельной емкостью.

Для получения катода мезопористый углерод (CMK-3) был нагрет с серой до 155 0С, когда вязкость серы минимальна. После того, как под действием капиллярных сил поры в CMK-3 заполнились серой, она была обработана н-бутиллитием для образования сульфида лития. В свою очередь, кремниевые нанонити были получены ПЖК методом, используя силан в качестве прекурсора.

Для исследования электрохимических свойств исследователями была собрана полуячейка, в котором в качестве катода использовался Li2S/CMK-3, а электрода – литиевая фольга. Разрядная емкость после первого разряда достигла 573 мАч/г, что составляет 50% от теоретически рассчитанного (в пересчете на полную массу сульфида).

Авторы статьи сравнили электрохимические свойства электрода Li2S/CMK-3 и Li2S с одинаковой массовой долей сульфида лития: ожидаемо обладая одинаковой формой электрохимической кривой, тем не менее, удельная емкость электрода Li2S/CMK-3 на порядок выше, что свидетельствует о существенно лучшей кинетике

пока будут жить корпорации которые получают от нефти деньги, о финансировании новых разработок в области энергетики не может быть и речи

интересно сколько стоит самый емкий литиевый аккумулятор, и есть ли проэкти по созданию еще более емких аккумуляторов электрический энергии, скажим супер емкие конденсаторы.

Прозрачные электропроводящие пленки (TCF) широко используются в производстве, в основном, как компонент сенсорных жидкокристаллических дисплеев. Сейчас это пленки из оксида олова-индия (ITO), но они являются хрупкими и довольно дорогими. Углеродные нанотрубки, обладающие механической прочностью и отличной гибкостью, рассматриваются как реальная альтернатива ITO. Перед учеными стоит задача по созданию экономически выгодных методов синтеза нанотрубок. В настоящее время однослойные нанотрубки уже синтезированы непосредственно на кварцевой подложке в виде равномерного слоя, что дает возможность для их практического использования. Но показатели пленок пока не удовлетворяют промышленным требованиям. К тому же однослойные нанотрубки (SWCNT) дороже, чем многослойные (MWCNT).

В 2002 году была разработан "сухой" способ получения углеродных пленок непосредственно из "сверхупорядоченных массивов" нанотрубок (SACNT), которые представляют собой плотные и равномерные слои MWCNT. Массив площадью 0.01 м2 может быть вытянут в пленку площадью до 10 м2. При этом пленка будет содержать крайне незначительное число дефектов. Стоит отметить, что "сухой" способ производства более выгоден по сравнению с "мокрым", т.к. не требуется большого количества вредного растворителя и не ведет к значительным потерям вещества при очистке и осаждении.

Массивы SACNT выращивались на больших 8-ми дюймовых пластинах. После чего вытягиваются непосредственно на подложке с защитным покрытием, сохраняющим их от прилипания и повреждения. С растяжением проводимость пленок падает, но зато увеличивается их прозрачность. Из массива можно вытянуть пленку шириной 8 см и длиной более 60 м (при толщине массива 250 мкм – сопротивление около 1 кОм*м при растяжении до 60% – сопротивление 1,6 кОм*м и прозрачность 86,5%). Теоретически процесс можно сделать непрерывным с изготовлением рулонов любой длины. При дальнейшем растяжении в пленке начинают возникать дефекты и она теряет свои свойства. Подобные свойства не идут ни в какое сравнение с ITO пленками, которые легко ломаются и быстро теряют свои свойства при деформации. Правда, сопротивление высококачественных ITOпленок варьируется от 10 до 100 Ом*м при прозрачности 85%.

Пока полученные пленки УНТ не удовлетворяют промышленным требованиям по проводимости и прозрачности, однако они являются гораздо более гибкими, чем ITO пленки. Для дальнейшего использования пленок в составе TCF требуется их улучшение. Например, для сенсорного экрана требуется прозрачность 85% при сопротивлении 500 Ом*м.

Существуют два метода улучшения прозрачности пленок: обрезание исходных массивов и обрезание готовых пленок. Чем меньше высота массива, тем больше прозрачность пленки (при плазменной обрезке массива со 164 мкм до 74 мкм его прозрачность растет с 78 до 85%, а сопротивление с 1 кОм*м до 1,9 кОм*м), однако если его высота меньше 100 мкм, пленка может быть дефектной. Второй метод предполагает лазерную корректировку готовой пленки. К его недостаткам стоит отнести окисление поверхностного слоя пленки. Однако лучшим вариантом, видимо, будет комбинация этих методов.

Для улучшения проводимости использовалось напыление металла. Однако хорошие проводники плохо наносятся на нанотрубки, поэтому использовали тончайшую подложку из никеля или титана, на которую наносили проводящий слой. Наилучшие результаты показала система Ni/Au (2нм Ni – 10 нм Au): для массивов толщиной 130, 194 и 257 мкм сопротивление уменьшилось на 97,4%, 95,6% и 93,4% соответственно, а прозрачность стала равна 76,3%, 66,9% и 56,5%.
=>

Уже выпущен первый прототип устройства – 2,8-ми дюймовая сенсорная панель SACNT. Верхний и нижний слой состоят из проводящих пленок, а между ними слой изолятора – полиметилметакрилата. При соприкосновение двух слоев происходит замыкание цепи, а по ее сопротивлению в результате можно однозначно определить точку нажатия. Единственной сложною является доступность исходных массивов углеродных нанотрубок. Но при дальнейшем развитии технологий эта проблема будет устранена, а производство таких пленок станет массовым.

Постоянные источники света сверхмалой интенсивности, выдающие по фотону за определенный промежуток времени, важны для различных инноваций и, в частности, квантовой криптографии. Разрабатывались такие устройства на флюоресцирующих молекулах, квантовых точках, углеродных нанотрубках, но никакие из них не показывали стабильно высокого выхода фотонов при комнатной температуре. Недавно возникла идея применить в таком качестве люминесцентные центры в алмазных нанотрубках / нитях, поскольку они обеспечивают вдесятеро больший поток фотонов при в десять раз меньших затратах подкачиваемой лазером энергии, чем соответствующие дефекты в объемном образце.

В качестве центров люминесценции можно использовать так называемые азотные вакансии, представляющие из себя замещение одного из атомов углерода в структуре алмаза на азот и полное удаление соседнего к нему. В данном случае предлагается формирование структуры из вертикальных алмазных нанонитей по технологии “сверху вниз”. Электронно-лучевая литография в сочетании с ионным травлением, примененные к поверхности среза (скола) алмаза, позволяют получить на ней упорядоченную структуру гладких нитей высотой 2 мкм и диаметром 200 нм. Люминесцентные центры возникают еще в процессе роста кристалла и уже присутствуют в исходном материале. В силу этого они располагаются внутри нанонитей случайным образом.

Применение столь необычной структуры позволяет не только достичь высокой энергоэффективности устройства, но и обеспечивает излучение фотонов исключительно в вертикальном направлении (нанонити как бы играют роль волновода). А также по-разному происходит испускание фотонов разной поляризации. Что касается времени жизни диполя (т.е. и люминесценции), возникающего в местах этих дефектов для нанонитей (15 нс), то оно находится приблизительно между таковым для объемного образца (12 нс) и для квантовых точек (25 нс).

КРИОГЕННАЯ РЕЗКА
Струя жидкого азота режет и очищает все подряд.

Когда-то в телевизионном магазине рекламировали чудо-нож, не нуждающийся в заточке. Им кромсали консервные банки, а после этого спокойно нарезали помидор на тончайшие ломтики. Недавно инженеры сконструировали аналогичное промышленное устройство для резки, в котором используется сверхзвуковая струя жидкого азота, испускаемая под высоким давлением. Nitrojet режет почти все: стальные балки, цементные блоки, рулоны ткани, мясные туши – и никогда не тупится.

Струя жидкого азота, выбрасываемая из специального сопла, хорошо режет материал, так как сжиженный газ, проникая в мельчайшие трещины, быстро там расширяется и разрывает его изнутри. Эффективность процесса зависит от давления (от 400 до 4000 кг/см2), температуры (от 150°С до –179°С) и расстояния до изделия. При низком давлении струя счищает трудноудаляемые покрытия с хрупких поверхностей лучше, чем любой другой инструмент.

Более того, криогенный нож не создает отходов и загрязнений. При нагреве нетоксичное сверхохлажденное лезвие просто растворяется в воздухе. Вредная пыль, образующаяся при зачистке и разрезании, может быть удалена непосредственно с точки контакта.

NASA применяет систему Nitrojet в Космическом центре им. Кеннеди для прецизионного удаления теплозащитного покрытия с внутренних поверхностей твердотопливных ускорителей шаттлов. Военно-морской флот использует ее для удаления антикоррозионных покрытий с палуб, килей, антенн и защитных колпаков радаров. Технология испытывается также в аэрокосмической промышленности, в производстве полупроводников, красок, полиуретановых изделий и при расфасовке мяса.

Габариты промышленной передвижной установки Nitrojet – 1,2 м x 1,2 м x 2,4 м. Ее стоимость колеблется от $200 тыс. до $450 тыс. в зависимости от используемого давления. И хотя она как минимум на $150 тыс. дороже обычного водоструйного агрегата, разработчики Nitrojet утверждают, что эта сумма вполне оправдывается уникальными возможностями устройства.

у меня была в детстве такая машинка. Оказывается были реальные автомобили с маховиком.

Гиробус или жиробус (образовано от греческого корня gyros — круг, оборот и новолатинизма omnibus — омнибус) — особый вид автобуса, движущийся за счёт кинетической энергии вращающегося маховика. В настоящее время гиробусы не используются, хотя концепт гиробуса является объектом научно-технических изысканий.

Появление

Концепт автобуса, приводимого в движение маховиком, был разработан швейцарской фирмой Эрликон (Oerlikon) в 1940-х годах. Гиробус был разработан как альтернатива для аккумуляторных автобусов, которые задумывались как альтернатива троллейбусам на тех маршрутах, где строительство контактной сети не было оправдано.

Первые демонстрационные поездки гиробуса (с перевозкой пассажиров) состоялись в 1950 году. В течение ещё четырёх лет демонстрационные поездки устраивались в разных городах.
[править]
Эксплуатация в Швейцарии

Полноценная коммерческая эксплуатация гиробуса началась в октябре 1953 года. Этот маршрут соединял швейцарские коммуны Ивердон-ле-Бан и Грандсон. Однако он имел ограниченный пассажиропоток, и в 1960 году движение гиробусов там было закрыто по экономическим причинам (хотя с технической точки зрения опыт применения гиробусов на этом маршруте был успешным). Ни один из использовавшихся на швейцарском маршруте гиробусов не сохранился, как не сохранился и опытный, демонстрационный экземпляр.
[править]
Эксплуатация в Бельгийском Конго

Вторая гиробусная система была открыта в Леопольдвиле (ныне Киншаса, тогда столица колонии Бельгийское Конго, ныне — Демократическая Республика Конго). В Конго в 1955 – 1956 годах использовалось двенадцать гиробусов (хотя некоторые источники ошибочно сообщают, что гиробусов было семнадцать), которые обслуживали четыре маршрута. Заправочные станции располагались через каждые два километра. Использовавшиеся в Киншасе гиробусы были самыми большими гиробусами из когда-либо существовавших: они имели 10,4 метров в длину, весили 10,9 тонн и вмещали до 90 пассажиров. Их максимальная скорость составляла 90 километров в час.

Однако гиробусы в Конго быстро изнашивались. Вполне вероятно, что это было связано с привычкой водителей «сокращать» маршрут по дорогам без покрытия, которые превращались в настоящие болота после дождя.

Другими проблемами были поломки подшипников маховика и высокая влажность, которая приводила к перегрузке мотора. Однако закрытие системы было вызвано высоким потреблением энергии. Фирма-эксплуататор сочла, что расход энергии слишком высок (он составлял 3,4 кВт·ч на километр для одного гиробуса). Движение гиробусов в Конго прекратилось летом 1959 года. Ставшие ненужными гиробусы были брошены ржаветь рядом с гаражом.
[править]
Эксплуатация в Бельгии

Место водителя гиробуса

Интерьер гиробуса

Третья и последняя гиробусная транспортная система имелась в Бельгии. Она состояла из одного маршрута (Gent Zuid-Merelbeke Molenhoek) и соединяла город Гент с его предместьем Мерелбеке. Эксплуатировало эту линию Национальное Общество Местных Железных Дорог (оно занималось эксплуатацией междугородных трамваев и автобусов). Подвижной состав состоял из трёх гиробусов, получивших обозначения G1, G2, G3. Для питания гиробусов использовалось напряжение в 380 вольт/50 герц. Гиробусное движение открылось 10 сентября 1956 года, однако просуществовало оно недолго, до 24 ноября 1959 года.

Имелось несколько причин прекращения использования гиробуса в Бельгии. Прежде всего он отличался высоким потреблением энергии — 2,9 кВт·ч/км, в то время как трамвай, перевозящий большее (в несколько раз) число пассажиров расходовал 2—2,4 кВт·ч энергии на километр пути. Кроме того, гиробусы были признаны ненадёжными, к тому же на «заправку» уходило непозволительно много времени. Ко всему прочему, из-за большого веса (из-за тяжёлого маховика) гиробус повреждал дороги. Один из гентских гиробусов, G3, был сохранён. Его иногда демонстрируют на различных выставках и других подобных мероприятиях. Сейчас этот гиробус хранится в

А в это просто трудно верится.

поколение батарей на органической основе. Представленные прототипы демонстрируют в три раза большую удельную емкость, чем аналоги других производителей. Кроме этого, новые батареи можно заряжать, а ресурс составляет около 10000 циклов заряда/разряда. Столь существенных результатов разработчикам удалось достичь использованием специальной технологии нанесения органики на углеродное волокно и снизив тем самым внутреннее сопротивление положительного электрода. В результате, удельная мощность батареи возросла до 5000 Вт/л.

Батареи NEC на органических радикалах выполнены в компактном форм-факторе размером с монету при толщине 1 мм и менее. Заряд элемента осуществляется током 1 А, а выходная мощность «батарейки» составляет 2 Вт (при выходном токе 100 мА). Производитель считает, что основное применение такие батареи найдут в смарткартах, электронной бумаге и других мобильных устройствах, где существенна толщина источника питания.

В планах NEC доработка «органической» батареи для возможности использования с беспроводными зарядными устройствами.

Израильские ученые впервые получили биологический материал, который оказался тверже стали. На сегодняшний день это самый твердый материал основанный на органических молекулах. Он получен в форме прозрачных нано-частиц сферической формы и состоит из производного дипептида дифенилаланина (N-tert-butoxycarbonyl dyphenylalanine), то есть материал по сути имеет белковую природу.

"Это удивительно, что возможно получить настолько прочный материал из биологических ингридиентов", говорит руководитель научной работы. Он добавил, что подобные наночастицы могут найти применение как компонент новых композиционных материалов, а также быть основой медицинских имплантантов.

В отличие от металлов и сплавов, орагнические материалы имеют более сложное строение и их механические свойства определяются совокупностью внешних условий и различных структурных факторов. Специалист в области самоорганизации белковых молекул из University of Utah, USA, отметил, что очень вероятно, что свойста полученного дипептида будут зависеть от кислотности среды (pH), в этом случае перед нами откроются новые перспективы создания "умных" материалов.

Chemistry World, 7(11) 2010, p. 26;

Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201002037


Это открытие отлично вписывается в современную тенденцию широкого внедрения углеродных и органических материалов. Карбены, нано-трубки, различные белковые волокна, полимеры, различные игры с молекулами ДНК. Думаю, что в будущем металлические изделия будут все больше вытесняться из нашей жизни. Еще бы научиться алмазы "варить" в виде больших моно-кристаллов…

А ведь в будущем мы не будем использовать металы вообще, разве что в мизерных количествах в компьютерах, а в технике врятли. Ведь что же получается что с этого белка можно будет сделать автомобил полность! А если при использовании искуственной жизни или нано роботов мы сможем собирать автомобиль в чане кищащем нанороботами которые будут собирать все, от одежды до корпусов автомобилей и даже спец нано роботы будут собить уже из металов двигателя и нано трубчатые аккумуляторы.

Сингулярность эта штука серьйозная…

> в будущем мы не будем использовать металы вообще… в технике врятли

Сомневаюсь. Металла на планете много. Алюминий и железо – практически неисчерпаемые ресурсы. Разумно их как-то использовать. Металлы – дешевые и прочные проводники электричества и тепла. Лучше пока нет, если не считать сверхпроводников, которые на сегодняшний день работают лишь при очень низких температурах. В технике имеется множество приложений, где все эти свойства очень важны. Помимо этого многие уникальные материалы основаны на химических соединениях металлов. Это относится и к сверх-проводникам, и даже в некоторой степени к полупроводникам.

Полагаю, что металл как метериал будет вытесняться там, где важно минимизировать массу изделия, его электро- или тепло-проводимость или обеспечить совместимость с биологическими тканями. Таких приложений тоже много.

> разве что в мизерных количествах в компьютерах

Как раз в компьютерах я вижу потенциальную возможность не использовать металлические детали вообще, за исключением внешних систем питания и охлаждения (которым тоже могут найтись альтернативы). Компьютерные компоненты будут все больше интегрироваться и уменьшаться в размерах, необходимость в соединительных проводах минимизируется, данные будут передаваться через оптоволокно, а ток в микросхемах – через нано-трубки.

> с этого белка можно будет сделать автомобил полность

Не стоит переоценивать свойства белков. Белковый двигатель не выдержит высокой температуры. Белковые провода не смогут проводить ток. Белковый радиатор не будет так эффективно охлаждать масло в системе, как это делает металлический. И так далее.. Любой материал имеет свои преимущества и ограничения, свою область применения. Нет никакой необходимости стремиться всё делать из одного материала.

Согласна с Сергеем. Какими бы хорошими ни были свойства, не значит, что можно из них 'лепить' всё, что только захочется. Универсальных материалов нет. Думаю, за это бы Нобелевскую дали))

А нанороботы.. Даже не знаю, что и сказать. Не следует думать, что нанотехнологии – это верх науки, не надо так превозносить и думать, что в будущем нас будут окружать только предметы с приставкой нано-. Да, сейчас идет активное развитие, исследования. Но, если внимательно приглядеться и вникнуть, то не трудно понять, что нано- сейчас стало 'модным' словом, которое используют везде, где только можно.