Лазер укрепит «дружбу» металлов

Лазер укрепит «дружбу» металлов

В этом выпуске программы:

Что такое молекулярное сито, и как можно использовать то, что остается на его дне?

Опасные клепки. Делать цельные самолеты позволит микро-металлург.

Японские разработчики придумали спальник, из которого можно не вылезать 24 часа, где бы вы ни были.

 

Швейцарские ученые объяснили причину безоговорочной преданности собаки человеку. Оказывается, все дело в геноме. Из всех животных только у собак есть 14 особых участков ДНК, отвечающих за развитие нервной системы. Это значит, что предки собак пережили серьезную психологическую «перестройку», которая позволила им жить среди людей и есть с рук.

За это отвечают так называемые «крахмальные» гены — их мутация способствовала одомашниванию собаки. Животные смогли сочетать в своем рационе мясо с растительной пищей, то есть стали больше похожи на человека.

От датских ученых редко приходят научные новости, но, хочется сказать, что метко. На этой неделе они огласили результаты «переписи» микробов в грозовом облаке. В качестве индикатора происходящих внутри грозовых облаков процессов специалисты использовали град. Ледяные частицы, оказывается, способны собирать молекулы, пыль и даже живые клетки. Таким образом ученые насчитали в одном грозовом облаке три тысячи видов органических соединений и почти две тысячи видов бактерий.

Понаблюдав за этой кипучей жизнью, потрясенные датские ученые также были вынуждены констатировать: облака — самая экстремальная зона присутствия жизни на Земле.

Американцы намерены открыть заправки на астероидах. Причем ископаемые для производства топлива будут добываться там же. Если все удастся, солярки в безвоздушном пространстве станет не меньше, чем звезд, и это значительно удлинит время пребывания космических кораблей в космосе.

Коммерческие заправки для космических странников, по расчетам ученых, должны появиться уже в 2020 году. А по соседству с ними откроют еще и офисы техобслуживания, где с помощью специальных 3D принтеров можно будет «напечатать» (и это в буквальном смысле) любую запчасть для космического корабля. Металл для печати планируют добывать также на бескрайних просторах вселенной.

Про космос и следующая новость. Ученые из NASA и российского Физического института имени Лебедева впервые смогли увидеть так называемые «косы». Так называют очень тонкие, по земным меркам, структуры в солнечной короне. Именно благодаря этим «косам», считают специалисты, корона разогревается почти до миллиона градусов.

Исследование солнца стало возможным благодаря ультрафиолетовому телескопу, который был запущен на суборбитальной метеорологической ракете. Он делает снимки с большим разрешением — 150 километров, а не 900 — как до этого фотографировали самые лучшие в мире аппараты. Только такая детализация и позволила ученым разглядеть «косы».

Молекулярное сито очистит воздух

Российские специалисты создали уникальное сито — молекулярное. Оно позволяет очищать воздух от метана и углекислого газа и перерабатывать попутный газ. В основе технологии — уголь, точнее антрацит — самый чистый уголь, в котором углерода больше всего, порядка 95 процентов. Из него путем выжигания производят сито.

Размер каждой поры или ячейки — не больше молекулы, то есть от трех до пяти нанометров. Как работает система углеродного молекулярного сита, рассказал аспирант Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН Александр Бервено:

«Можно представить, что стоит сетка и ловит более крупные мячики. У молекул есть свой критический диаметр, у метана он больше — он задерживается, у воздуха он меньший, поэтому он пролетает. Таким образом газ очищается практически полностью. После того как разделение газов произошло, начинается процесс генерации сорбента и очистки его от метана».

Сорбенты могут быть любых газов, в том числе и тех, которые активно используются в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли. Такие, как монооксид углерода. Сейчас его покупают за границей, но скоро начнут производить и в России, что, конечно, будет дешевле.

Зарубежные материалы для выделения, например, водорода делают с использованием углеродных волокон. Для работы необходимо больше энергии, ведь температура нагрева этого материала 1500-2000 градусов. Само собой, необходимо другое оборудование, более дорогостоящее. Отсюда складывается высокая цена конечного продукта.

Более того, российские ученые научились использовать технологию углеродного молекулярного сита даже в, казалось бы, банальной очистке воздуха, например, в шахтах или на космических кораблях.

Углеродный фильтр может очищать воздух или воду от органических соединений, вредных газов химических производств. Как еще используют сорбенты, рассказал аспирант Института химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН Александр Бервено:

«Сорбент можно использовать в качестве наполнителя и исходного материала для источников тока, таких как суперконденсаторы и литий-ионные аккумуляторы. Дело в том, что углеродный материал достаточно хорошо сорбирует различные электролиты. И важно, что он это делает очень быстро».

Мне остается добавить, что сорбенты можно использовать даже в современной высокотехнологичной электронике. Подобными материалами в виде порошка еще несколько лет назад заинтересовались такие компании-гиганты, как Samsung и LG.

Возможно, именно они первыми выпустят телефоны, которые благодаря и российским разработкам будут заряжаться практически моментально. В любом случае, в ближайшие два года рынок сорбентов молекулярного углеродного сита, по мнению специалистов, должен вырасти как минимум в несколько раз.

Лазерная сварка повысит безопасность

Самолеты, ракеты и даже атомные электростанции будут безопаснее. Об этом недавно заявили ученые из Новосибирска. Сотрудники Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН создали технологию, которая позволит сваривать несочетаемые между собой материалы, например, титан и нержавеющую сталь.

Сделать это может особый комплекс, он заставляет медь под действием лазерного луча соединять другие металлы на молекулярном уровне, рассказывает заместитель директора по научной работе Института теоретической и прикладной механики Сибирского отделения РАН, доктор физико-математических наук Анатолий Оришин:

«Обычная сварка — это нагрев материала, он плавится. Лазер сваривает совершенно по-другому. Два материала плотно соединяются, лазерный луч обладает уникально высокой плотностью энергии. Он фактически протыкает материал и формирует там некую нишу, из которой вытеснен материал.

Если взять просто сталь и титан, они образуют кристаллическую решетку в виде хрупкой фазы, они не могут контактировать друг с другом. Значит, их нужно разъединить, создать такую конструкцию, чтобы между атомом титана и атомом железа обязательно находились атомы меди, перемешать все это. Мы называем этот режим микро-металлург».

В итоге получается композитный материал из трех металлов, который обладает прочностью титана или стали, и в то же время не хрупкий — за это отвечает медь. Технология была запатентована и в ближайшее время будет активно использоваться в первую очередь в авиации, чтобы заменить так называемые клепки. Их сегодня можно увидеть на крыле каждого самолета.

До сих пор построить машину без таких клепок не представлялось возможным — сочетать материалы не умели. Теперь с помощью лазерной технологии сибиряков можно будет создать идеально прочный материал.

То, что мы называем идеально прочным материалом, на самом деле имеет более сложное название — высокая усталостная прочность. Если дословно — металл, к примеру, долгое время не «устанет» держать нагрузку, то есть не будет разрушаться под действием изменяющихся рабочих нагрузок. Разрушение металла происходит из-за микротрещин, которые со временем создают одну большую дыру.

Первыми в успех уникального метода поверили специалисты конструкторского бюро Туполева и уже согласовали с учеными двухлетнюю программу. Впрочем, не авиапромышленностью единой — новым методом сварки металлов заинтересовались корейские и японские специалисты. Они хотят опробовать лазерный комплекс на атомных электростанциях — для большей их безопасности.

Технологии вам в руки

Когда вы катитесь с горки на лыжах или бежите по лесу, или не важно каким зимним видом спорта вы занимаетесь, тяжелый рюкзак за спиной с провизией вам точно ни к чему. Замените его новым емким жилетом. За спину можно убрать все, что необходимо — от легкого обеда до небольшой лопаты, радио или свитеров.

Жилет сделан таким образом, что вы не почувствуете тяжести — дело в специальных отделениях и грамотно продуманной развесовке. Для тех, кому важен внешний вид — ничего лишнего.

Брюки превращаются, брюки превращаются… в элегантные шорты. Не совсем по классике, но принцип тот же.

В спальном мешке, который недавно создали в Японии можно ходить целый день. При чем в зависимости от погоды он может быть как пиджаком, так и длинным пальто. Неладное заметит только тот, у кого уже есть такая походная кровать. При чем с собой, в кармане — спальник можно свернуть так, что он станет не больше смарфона.

И все же в первую очередь уютный полиэстровый кокон разработан для ночи — сохраняя тепло в герметичных рукавах, мешок особым образом оборачивается вокруг ваших ног.

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x