Литий-металлические аккумуляторы были первыми литиевыми аккумуляторами, но, к сожалению, от них быстро отказались из-за их взрывоопасности. Однако группа ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Чикагского университета разработала новый твердотельный электролит LiPON, который может возродить литий-металлические аккумуляторы.

Твердотельные электролиты представляют собой одно из направлений для усовершенствования литиевых аккумуляторов или их замены более надежными и безопасными альтернативами. Эти электролиты представляют собой твердые материалы, которые заменяют жидкий электролит, используемый в традиционных литиевых аккумуляторах. Они обладают рядом преимуществ, таких как повышенная безопасность, стабильность и долговечность.

Одним из основных преимуществ твердотельных литий-металлических батарей является их безопасность. Твердотельные электролиты не подвержены утечкам или возгоранию, что делает их значительно безопаснее для использования. Кроме того, потенциальные твердотельные литий-металлические аккумуляторы обладают высокой энергетической плотностью и могут обеспечивать длительное время работы устройств без необходимости постоянной замены или зарядки.

https://telegra.ph/Istoriya-o-tom-kak-tehnologii-kotorye-pohoronili-voskresayut-blagodarya-svoim-grobovshchikam-I-da-opyat-pro-akkumulyatory-08-04

​Разработали робо-руку, которая способна одновременно и на нежность, и на грубость

Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали роботизированное устройство для захвата предметов, способное поднимать каплю воды и одновременно справляться с грузом весом до 6,4 кг, что является является впечатляющей технической характеристикой.

Помимо физических возможностей, настоящая инновация этого изобретения заключается в возможности управлять захватом с помощью электрических сигналов, производимых мышцами предплечья. Это позволяет использовать подобные захваты в роботизированном протезировании, предоставляя людям с ограниченными физическими возможностями новые возможности.

Конструкция новых захватов основана на принципах искусства киригами, которое включает в себя резку и складывание двухмерных листов материала для формирования трехмерных фигур. Это позволяет достичь высокой прочности и мягкости захвата, распределяя усилие по всей структуре. Однако, что особенно примечательно, преимущества этой технологии обусловлены не только материалами, из которых изготовлены захваты, но и самим конструктивным исполнением устройства.

Инженеры продемонстрировали прототип, который демонстрировал возможности использования захватов киригами в сочетании с миоэлектрическим протезом для переворачивания страниц книги и срывания винограда с лозы. Возможности роботизированных захватов киригами огромны и могут быть применены в различных сферах, включая производство, медицину, помощь людям с ограниченными возможностями и многое другое.

DOI: 10.1038/s41467-023-39741-6

Сеть PeRCNN была разработана профессором Лю Яном и его коллегами из Китайского университета Жэньминь и Массачусетского технологического института. Она обладает рядом уникальных свойств, таких как высокая точность, надежность, интерпретируемость и обобщаемость.

PeRCNN предоставляет ученым и инженерам мощные инструменты для понимания и прогнозирования природных и технических явлений. Эта нейросеть может быть использована для моделирования различных сложных процессов, которые описываются дифференциальными уравнениями в частных производных.

Одно из главных преимуществ PeRCNN заключается в том, что она объединяет математическую точность с возможностью работы с нечёткими данными.

https://telegra.ph/Nejroset-dlya-modelirovaniya-slozhnyh-processov-v-prostranstve-vremeni-08-04

​Разработан самый быстрый электрический двухслойный транзистор для устройств искусственного интеллекта

Инженеры из Национального института материаловедения (NIMS) и Токийского научного университета изготовили самый быстрый электрический двухслойный транзистор. Этот транзистор использует тонкую керамическую пленку с высокой ионной проводимостью и тонкую алмазную пленку, и его скорость работы превосходит все существующие аналоги. Этот транзистор способен имитировать электрический отклик нейронов головного мозга человека, что делает его идеальным для использования в устройствах искусственного интеллекта.

Керамический слой изготовлен из пористого оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. Тонкая пленка диоксида циркония обладает способностью быстро заряжаться и разряжаться, а также позволяет ионам водорода легко мигрировать через нее. Это обеспечивает быструю работу транзистора и его способность точно преобразовывать входные сигналы в различные выходные сигналы.

Исследователи подтвердили, что новый транзистор работает в 8,5 раз быстрее, чем существующие аналоги, что является новым мировым рекордом. В сочетании с различными датчиками, такими как смарт-часы, камеры наблюдения и аудиодатчики, устройства на основе нового транзистора смогут предоставить полезные инструменты для обработки информации и анализа данных.

DOI: 10.1016/j.mtadv.2023.100393

​Учёные изучили свойства гибкого прозрачного проводника

Жидкокристаллические дисплеи, сенсорные экраны и солнечные элементы - все они основаны на тонкопленочных кристаллических материалах, которые обладают электропроводящими и оптически прозрачными свойствами. Однако наиболее широко используемый материал в этой области, оксид индия-олова (ITO), имеет недостаток - он хрупкий и склонен к растрескиванию. Исследователи ищут альтернативы и одним из перспективных материалов стал ванадат стронция, который соответствует всем требованиям для прозрачного проводника.

В исследовании, опубликованном в журнале The European Physical Journal B, Деболина Мишра из Индийского института информационных технологий, дизайна и производства в Канчипураме и ее коллеги исследовали оптические свойства и проводимость ванадата стронция в зависимости от деформации. Их моделирование позволяет подробно рассмотреть механизм настройки этих свойств для оптимизации материала в различных устройствах.

Ванадат стронция относится к классу материалов, называемых коррелированными оксидами, которые обладают уникальными магнитными, электронными, оптическими, сегнетоэлектрическими и пьезоэлектрическими свойствами. Он отличается высокой концентрацией электронов, а также термической стабильностью и оптической прозрачностью. Для коррелированных оксидов изменение кристаллической формы путем растяжения или сжатия может привести к изменениям во взаимодействии электронов друг с другом, что в свою очередь влияет на структуру и функциональность материала.

Различные эксперименты и теоретические исследования уже показали, как деформация может влиять на проводимость объемных и тонких пленок из ванадата стронция. Чтобы определить точные изменения, происходящие в тонкопленочной версии материала, Мишра и ее коллеги использовали моделирование физических свойств материала, основываясь на квантово-механических соображениях. результаты показали, что электронные зонные структуры материала изменяются при деформации сжатия и растяжения. Исследователи обнаружили, что растяжение приводит к снижению проводимости и увеличению окна оптической прозрачности, тогда как сжатие делает материал более эффективным проводником с уменьшенным окном оптической прозрачности.

DOI: 10.1140/epjb/s10051-023-00547-6

Учёные из Южной Кореи разработали, возможно, одну из самых захватывающих новых технологий, которая может изменить наше представление о цвете и дизайне. Они разработали метод 3D-печати, который назвали "латеральная печать", и который позволяет создавать микроструктуры, способные реализовывать принцип структурного цвета, благодаря которому можно превратить экран вашего смартфона в настоящего хамелеона.

Структурный цвет основан на дифракции света, процессе, при котором свет отражается или преломляется определенным образом, в зависимости от микроструктуры, размер которой сопоставим с длиной волны света.

Разработанная технология является первой в мире, которая позволяет точно реализовать желаемый структурный цвет без ограничений по материалу или форме подложки. Это открывает двери для еще большего разнообразия форм устройств отображения и применения в различных областях, включая машиностроение, биомедицину и оптическую физику.

https://telegra.ph/Kak-ehkran-vashego-smartfona-mozhet-stat-hameleonom-08-08

​Они сделали это снова!

Американские ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, которая ранее объявила о проведении экспериментальной термоядерной реакции с положительным выходом энергии., смогли успешно повторить этот эксперимент. И хотя вопросов там много, так как в расчётах не учитывалась энергия для создания инициирующего лазерного импульса, сам факт того, что искусственная термоядерная реакция с положительным выходом возможна, был подтверждён.

Представитель Ливерморской лаборатории, Пол Райен, подтвердил также, что результаты этого эксперимента превзошли предыдущий эксперимент, проведенный в декабре 2022 года. Он не раскрыл конкретных цифр, но заявил, что подробности будут представлены на научных конференциях и в рецензируемых публикациях.

В декабре прошлого года Ливерморская лаборатория использовала 192 сверхмощных лазера для доставки энергии в крошечную капсулу с изотопами водорода, размером всего с горошину. В результате было произведено 3,15 мегаджоуля энергии синтеза против 2,05 мегаджоулей энергии, которые в эту капсулу как бы "вошли". Это была суммарная выходная энергия лучей лазера, однако для питания лазеров потребовалось 300 мегаджоулей.

Однако, несмотря на то, что еще много работы предстоит сделать, чтобы термоядерный синтез стал практически применимым в промышленных масштабах, эта новая разработка приближает нас к реализации мечты об источнике чистой и безграничной энергии.

Для создания самого мощного рентгеновского лазера LCLS-II был создан самый совершенный сверхпроводящий ускоритель электронов. Новый лазер потенциально должен превосходить предыдущие лазерные установки с свободными электронами по яркости в 10 000 раз, а также должен обладать скоростью генерации рентгеновских вспышек около одного млн за секунду, против 120 в предыдущем поколении.

Установка позволяет снимать «видеоролики» о происходящих в атомном размере процессах с высокой разрешением. В настоящее время ускоритель находится на стадии доводки и наладки, по нему пускают первые тестовые пучки электронов.

https://telegra.ph/Pri-pomoshchi-samogo-sovershennogo-uskoritelya-ehlektronov-sozdali-samyj-moshchnyj-rentgenovskij-lazer-LCLS-II-EHto-novaya-ehra--08-08

​Искусственный интеллект со знанием физики "дорисовывает" микроснимки.

Исследователи из Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе представили интересную модель искусственного интеллекта под названием GedankenNet. Эта модель основана на концепции мысленных экспериментов и обучается на физических законах, не требуя реальных данных или обучения на экспериментальных объектах.

Идея GedankenNet возникла из знаменитого мысленного эксперимента Альберта Эйнштейна, который использовал визуализированные концептуальные эксперименты для создания теории относительности. Исследователи вдохновились этим и создали модель, которая может восстанавливать микроскопические изображения.

Одной из важных особенностей GedankenNet является его способность обобщать и восстанавливать изображения образцов без использования реальных экспериментальных данных или предварительной информации о них. Это отличает его от современных методов реконструкции микроскопических изображений, которые требуют большого объема контролируемого обучения на основе экспериментальных данных.

Кроме того, GedankenNet способен генерировать данные о выходные световых волнах, которые точно соответствуют физике волновых уравнений и представляют трехмерное распространение света в пространстве. Это открывает новые возможности в области вычислительной визуализации и может привести к развитию более точных методов микроскопии.

Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Nature Machine Intelligence, открывают новые перспективы в области микроскопии и вычислительной визуализации.

DOI: 10.1038/s42256-023-00704-7

Пока все сходят с ума по милости корейских учёных, заявивших об открытии сверхпроводимости при нормальных условиях, работы по исследованиям настоящей сверхпроводимости не прекращаются.

И вот есть хороший результат. Учёные смогли найти объяснение осциллирующей сверхпроводимости, явлении, которое наблюдается в высокотемпературных сверхпроводниках (высокотемпературная в этом контексте - температура жидкого азота примерно)

https://telegra.ph/Fiziki-priblizilis-k-razgadke-prirody-NASTOYASHCHEJ-sverhprovodimosti-08-08

​Бактерии научились строить дома. Не для себя, для человека.

Исследователи из Израильского технологического института Технион в Хайфе успешно вырастили бактериальные клетки в потенциальных строительных материалах на основе песка. Это достижение имеет огромное значение, так как позволяет сделать архитектуру более устойчивой и экологически безопасной.

Цианобактерии, используемые в исследовании, способны отверждать неорганические материалы, используя углекислый газ (CO2) и образовывая карбонаты.

В рамках исследования был разработан аддитивный производственный процесс, который включает биологическое осаждение карбоната кальция, и его интеграцию с роботизированным осаждением биосмеси на основе песка.

Результаты исследования позволили разработать роботизированную систему для нанесения смесей на основе песка. Это открыло новые возможности для разработки архитектурных компонентов на основе биологического материала, способных фиксировать углекислый газ в процессе аддитивного совместного производства. Это исследование стимулирует сотрудничество между архитекторами и биологами, что может привести к созданию более экологичных строительных материалов и устойчивому развитию в строительной отрасли.

DOI: 10.1017/btd.2023.5

Квантовые вычисления представляют собой область, в которой исследователи постоянно ищут новые методы и решения, чтобы преодолеть проблемы, связанные с декогеренцией и поддержанием квантовой запутанности. Недавно команда исследователей из Лос-Аламосской лаборатории сделала потенциальный прорыв, разработав метод квантовых вычислений, который защищен от ошибок.

Основой этого нового подхода является алгоритм естественных квантовых взаимодействий, который использует магнитное поле для вращения кубитов. В отличие от существующих методов, новая стратегия позволяет уменьшить количество соединений между кубитами, что в свою очередь снижает влияние декогеренции. Это означает, что квантовые вычисления могут происходить более стабильно и эффективно.

Команда исследователей продемонстрировала, что их подход может использоваться для решения сложных задач, таких как разделение чисел, и это происходит быстрее, чем на существующих квантовых компьютерах. Быстрые операции в сочетании с топологической защищенностью от ошибок в управляющих полях и физических параметрах делают этот метод особенно привлекательным для будущих разработок в области квантовых вычислений.

https://telegra.ph/Potencialnyj-proryv-v-kvantovyh-vychisleniyah-Sozdan-zashchishchyonnyj-ot-oshibok-metod-kvantovyh-vychislenij-08-15

Недавно группа корейских учёных поставила на уши всё мировое научное сообщество. сообщив об обнаружении сверхпроводимости при нормальных условиях, то есть при комнатной температуре и при нормальном атмосферном давлении.
Работа наделала много шума, однако самое главное заключается в том, что из-за сомнительной статьи, а она реально сомнительная, учёные и даже простые энтузиасты в своих мастерских кинулись проверять результаты корейцев.
Ещё один забавный факт. Такие публикации появляются регулярно. Их в профессиональной среде даже назвали "неопознанные сверхпроводящие объекты". Однако эта статья мощно выстрелила. В статье мы пытаемся разобраться. что же всё же произошло, попутно пытаемся углубиться в явление сверхпроводимости.
Материал получился большим, поэтому я разбил его на две части. В первой мы ознакомимся в обстоятельствах данного события и с головой погрузимся в сверхпроводимость.

https://telegra.ph/Neopoznannyj-sverhprovodyashchij-obekt-iz-Korei-ili-vsyo-zhe-chto-za-LK-99-08-15

​Учёные изобрели алюминиевый маракас для производства электричества путём тряски.

Группа инженеров-механиков из Университета Чанг-Анг, Массачусетской больницы общего профиля (это не ошибка, реально больница), LS Materials и Университета Йонсей придумала интересный способ производить электричество в небольших количествах путём мускульных усилий. Они разработали устройство, способное генерировать электричество при помощи скомканных шариков из алюминиевой фольги, размещенных внутри небольшого цилиндра.

Предыдущие исследования уже указывали на возможность использования различных материалов для генерации статического электричества, но данное исследование сосредоточилось на алюминиевой фольге в качестве основного материала. Исследователи создали цилиндрическое устройство размером с банку Pringle, состоящее из акриловой подложки с политетрафторэтиленовым покрытием и алюминиевыми электродами в качестве колпачков. Внутри цилиндра были помещены скомканные шарики из алюминиевой фольги.

Генерация электричества происходит при встряхивании устройства, когда шарики сталкиваются друг с другом и трется о внутренние стенки цилиндра, создавая статическое электричество. Эта электроэнергия затем передается на внешнее устройство через провода, позволяя питать светодиодную сетку или даже 30-ваттную лампу.

Такое устройство может быть присоединено к ветряной или водяной мельнице, чтобы заменить зависимость от ручной силы и генерировать электричество при естественном движении. Кроме того, возможно использование нескольких устройств в тандеме для увеличения производства электроэнергии.

DOI: 10.1002/advs.202301609

Недавно группа корейских учёных поставила на уши всё мировое научное сообщество. сообщив об обнаружении сверхпроводимости при нормальных условиях, то есть при комнатной температуре и при нормальном атмосферном давлении.
Работа наделала много шума, однако самое главное заключается в том, что из-за сомнительной статьи, а она реально сомнительная, учёные и даже простые энтузиасты в своих мастерских кинулись проверять результаты корейцев.
Ещё один забавный факт. Такие публикации появляются регулярно. Их в профессиональной среде даже назвали "неопознанные сверхпроводящие объекты". Однако эта статья мощно выстрелила. В статье мы пытаемся разобраться. что же всё же произошло, попутно пытаемся углубиться в явление сверхпроводимости.
Материал получился большим, поэтому я разбил его на две части. Во второй части мы разберёмся, что же это всё же было, а заодно пофантазируем о том, что мы будем иметь, если всё же откроют "комнатный" сверхпроводник.

https://telegra.ph/Neopoznannyj-sverhprovodyashchij-obekt-iz-Korei-ili-vsyo-zhe-chto-za-LK-99-CHast-2-Tak-bylo-ili-net-08-15

Исследователи из Аризонского университета и Университета Вестлейк представили новую систему обработки изображений, которая использует многомасштабную множественную выборку и нейронную декомпрессию. Этот подход позволяет ускорить процесс сведения изображений с различных датчиков, что имеет большое значение в таких областях, как компьютерное зрение и медицинская диагностика.

Одной из главных проблем при обработке изображений является сложность выборки, особенно при работе с большим объемом данных. Нейронные сети, используемые в этой системе, способны решать эту проблему, оптимизируя процесс выборки более обобщенным способом и допуская использование менее сложных типов выборки. Это позволяет существенно ускорить обработку изображений и снизить вычислительную сложность задачи.

Одним из ключевых преимуществ этой системы является то, что она показывает сопоставимое качество изображений с традиционными методами обработки, при этом предоставляя новые возможности для прогресса в области обработки нейронных сетей. Это значит, что мы можем получить точные и детализированные изображения, которые ранее были недоступны при использовании других методов.

https://telegra.ph/Nejronki-na-strazhe-kachestva-fotok-v-vashem-smartfone-08-18

Ученые из Университета штата Пенсильвания разработали инновационный метод изготовления аккумуляторных электродов, который обещает значительно улучшить эффективность и производительность батарей. Это открытие имеет большое значение для производителей электромобилей, которым необходимо увеличить дальность пробега, не увеличивая размеры и вес аккумуляторов.

Спрос на электромобили растет с каждым годом, и одним из главных ограничений для их популярности является ограниченная емкость аккумуляторов.

Одной из ключевых особенностей нового метода является его способность увеличивать плотность энергетической нагрузки на аккумуляторные электроды. Это означает, что производители смогут создавать аккумуляторы с более высокой емкостью, сохраняя при этом компактные размеры и небольшой вес. Это открывает новые возможности для развития электромобильной индустрии и повышения их конкурентоспособности на рынке.

Кроме того, новый метод изготовления аккумуляторных электродов может применяться не только в электромобилях, но и в других областях, где требуется высокая энергоемкость. Например, это может быть полезно в сфере возобновляемой энергетики, где хранение электроэнергии является критическим фактором для эффективного использования возобновляемых источников энергии.

https://telegra.ph/CHem-tolshche---tem-luchshe-Novyj-podhod-k-formirovaniyu-ehlektrodov-akkumulyatorov-08-18

​Учёные создали и смогли подробно изучить искусственную куперовскую пару электронов - носителя заряда в сверхпроводнике.

Недавние исследования, проведенные учеными Гамбургского университета позволили создать искусственный атом на поверхности сверхпроводника, объединив электроны в куперовскую пару - наименьшую версию сверхпроводника.

Обычно электроны отталкиваются друг от друга из-за своего отрицательного заряда, а также особым образом взаимодействуют с атомами и ионами в узлах кристаллической решётки, что влияет на свойства материалов, включая электрическое сопротивление. Однако, когда электроны объединяются в пары и становятся бозонами, они ведут себя диаметрально противоположным образом, и могут перемещаться синхронно, практически не взаимодействуя ни с чем. Это свойство, называемое сверхпроводимостью, позволяет электрическому току проходить через материал без какого-либо сопротивления.

Сверхпроводимость имеет множество важных технологических применений, таких как магнитно-резонансная томография и детекторы магнитных полей. Однако современные исследования в области электронных устройств на наноуровне требуют создания сверхпроводимости в гораздо меньших структурах.

Исследователи из Гамбургского университета смогли достичь этой цели, создав квантовую точку - искусственный атом, который является наименьшим строительным блоком для наноструктурированных электронных устройств. Они использовали серебро, атом за атомом, чтобы построить крошечные клетки, в которых заперли электроны.

Затем, за счёт манипуляций структурой они добились появления куперовских пар электронов, получив тем самым наименьший из возможных сверхпроводников, на молекулярном уровне.

Этот прорыв открывает новые перспективы для разработки наноэлектроники и квантовых вычислений. Наноструктурированные электронные устройства могут стать более эффективными и мощными, благодаря сверхпроводимости, которую можно достичь на таком маломасштабном уровне.

DOI: 10.1038/s41586-023-06312-0

Квантовое моделирование открывает новые возможности для исследования сложных физических процессов, в том числе и супердиффузии, которую ученые успешно смоделировали с помощью квантового компьютера. Это исследование может пролить новый свет на физику конденсированных сред и материаловедение, предоставляя ученым глубокий понимание и прогнозирование поведения таких систем.

Использованный в исследовании квантовый компьютер состоит из 27 сверхпроводящих кубитов. Квантовые вычисления обладают уникальными свойствами, которые позволяют эффективно моделировать сложные квантовые процессы. Профессор Джон Гулд подчеркнул важность этой работы и идеи квантового моделирования, отмечая, что такие компьютеры открывают новые горизонты для научных исследований.

https://telegra.ph/Kvantovomu---kvantovoe-Uchyonye-smodelirovali-slozhnyj-process-superdiffuzii-pri-pomoshchi-kvantovogo-kompyutera-08-18

Ученые продолжают удивлять нас новыми технологическими достижениями, и недавно они сделали еще один значительный прорыв в области извлечения энергии. Исследователи научились использовать внутреннюю тепловую энергию напрямую, обойдя необходимость использования теплоносителя. Это достигается благодаря тепловым флуктуациям графена, которые могут выполнять полезную работу.

Идея заключается в подключении графена к цепи с диодами и накопительными конденсаторами, которые могут заряжаться благодаря тепловым флуктуациям. При этом система получает энергию непосредственно из окружающей среды в виде тепла для зарядки конденсаторов. Исследование подтверждает, что эта технология не нарушает первый и второй законы термодинамики.

Один из интересных аспектов этой технологии заключается в том, что размеры конденсаторов имеют прямое влияние на их емкость и скорость зарядки. Более крупные конденсаторы способны накопить больший заряд, тогда как меньшие конденсаторы обеспечивают более высокую начальную скорость зарядки. Это означает, что система может быть настроена в соответствии с конкретными потребностями и требованиями.

https://telegra.ph/Uchyonye-nauchilis-izvlekat-vnutrennyuyu-teplovuyu-ehnergiyu-napryamuyu-bez-teplonositelya-08-18