InGenium
1.27K subscribers
96 photos
9 videos
670 links
Канал посвящён, главным образом, популяризации прикладных и технических наук, но не ограничивается ими! Здесь Вы найдёте новости науки, техники и технологий и другие интересные посты.

Поддержать проект
https://boosty.to/ingenium
Download Telegram
Подавление шума спасательных БПЛА для поисково-спасательных работ.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) в последние годы получили значительное внимание во многих отраслях, таких как военная, сельскохозяйственная, строительная и управление чрезвычайными ситуациями. Эти универсальные машины предлагают удаленный доступ к труднодоступным или опасным зонам и отличные возможности для наблюдения.

Особенно они могут быть чрезвычайно полезны при поиске жертв в разрушенных домах и завалах после природных катастроф, таких как землетрясения. Это может привести к раннему обнаружению пострадавших и оперативному реагированию.

Однако полагаться только на визуальную информацию может быть недостаточно, особенно когда пострадавшие находятся под завалами или в зонах, которые попадают в слепые зоны камер. Учитывая этот недостаток, некоторые исследования сосредоточены на использовании звука для обнаружения заблокированных людей.

Однако, поскольку БПЛА используют быстро вращающиеся винты для полета, которые установлены на самом дроне, их шум может заглушить звуки людей в дальней зоне, что представляет существенную проблему. Поэтому необходимо устранить шум от винтов и выделить звуки заблокированных пострадавших для эффективного обнаружения. Некоторые исследования пытались решить эту проблему, используя несколько микрофонов для выделения источника звука пострадавших от винтов, а также распознавание речи, однако обработанный звук может затруднить точное распознавание звуков пострадавших оператором. Более того, такое программное обеспечение использует предопределенные слова для выделения звуков человека, в то время как звуки, издаваемые пострадавшими, могут варьироваться в зависимости от ситуации.

Чтобы решить эти проблемы, профессор Чинтака Премачандра и г-н Юго Кинасада из отдела электронной инженерии Шибаурского института технологии в Японии разработали новую систему шумоподавления на основе искусственного интеллекта (ИИ).

Профессор Премачандра объясняет: «Подавление шума пропеллера БПЛА из звуковой смеси при одновременном повышении слышимости человеческих голосов представляет собой огромную исследовательскую проблему. Переменная интенсивность шума БПЛА, непредсказуемо колеблющаяся в зависимости от различных движений полета, усложняет разработку фильтра обработки сигналов. способен эффективно удалять из смеси звук БПЛА».

В основе этой новой системы лежит усовершенствованная модель искусственного интеллекта, известная как генеративно-состязательные сети (GAN), которая может точно изучать различные типы данных. Он использовался для изучения различных типов звуковых данных пропеллеров БПЛА . Эта изученная модель затем используется для генерации звука, похожего на звук пропеллеров БПЛА, называемого звуком псевдо-БПЛА.

Этот псевдо-звук БПЛА затем вычитается из реального звука, улавливаемого бортовыми микрофонами БПЛА, что позволяет оператору четко слышать и, следовательно, распознавать человеческие звуки. Этот метод имеет ряд преимуществ перед традиционными системами шумоподавления, в том числе способность эффективно подавлять шум БПЛА в узком диапазоне частот с хорошей точностью.

Источник:
Чинтака Премачандра и др., Подавление звукового шума на основе GAN для обнаружения жертв на местах стихийных бедствий с помощью БПЛА (Chinthaka Premachandra et al, GAN Based Audio Noise Suppression for Victim Detection at Disaster Sites With UAV), IEEE Transactions on Services Computing (2023). DOI: 10.1109/TSC.2023.3338488

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Дорогие наши гениальные дамы!

Сегодня, в этот прекрасный Международный женский день, от имени всей редакции в лице одного меня хотим поздравить вас с горячими пожеланиями и восхищением! Мы искренне восторгаемся вами, что вы нашли в себе достаточно интереса подписаться на наш паблик.

В этот день мы хотим пожелать вам, чтобы все ваши начинания были успешными, а ваше творчество - бесконечным. Пусть каждый день приносит вам новые вызовы и возможности для роста. Никогда не теряйте своей страсти и уверенности, потому что вы способны на великие дела! Пусть вам всегда сопутствует успех, радость и вдохновение!

С наилучшими пожеланиями,
Ваш InGenium
1👏1
Искусственный интеллект в исследовании интерфейсов аккумуляторов

В журнале National Science Open была опубликована статья профессора Цзяо Шухонга из Университета науки и технологий Китая и профессора Ченга Тао из Сучжоуского университета. В статье рассматривается применение и огромный потенциал развития технологии искусственного интеллекта (ИИ) в исследовании границ аккумуляторных батарей.

Обзор основан на новом подходе, где подчеркивается ключевая роль химии электролитов и структуры границ электродов в производительности и безопасности литиевых аккумуляторов. Авторы выделяют перспективы применения моделей машинного обучения в этой области исследований.

Во-первых, представлены методы и модели ИИ, используемые в исследованиях аккумуляторов, а также кратко изложены текущие приложения ИИ в проектировании электролитов, механизмах формирования границ и их характеристиках, росте и подавлении литиевых дендритов, а также в деградации и прогнозировании срока службы аккумуляторов.

Учитывая ограничения традиционных экспериментальных методов, авторы предлагают, что, сочетая эксперименты и моделирование, можно получить глубокое понимание процесса образования и характеристик границ аккумулятора на молекулярном уровне. ИИ также может быть использован для извлечения ключевых дескрипторов из больших наборов данных, что обеспечивает новые идеи для разработки более эффективных, безопасных и долговечных аккумуляторных систем.

Модели ИИ или машинного обучения имеют большой потенциал в качестве мощных инструментов в будущих исследованиях аккумуляторов, и в обзоре также подчеркивается важность развития этой технологии в сообществе ученых, занимающихся наукой об аккумуляторах.

Источник:
Явэй Чен и др., Искусственный интеллект для понимания химии электролитов и интерфейса электродов в литиевой батарее (Yawei Chen et al, Artificial intelligence for the understanding of electrolyte chemistry and electrode interface in lithium battery), National Science Open (2023). DOI: 10.1360/nso/20230039

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Разработка модели высокопроизводительного резервуарного вычисления с использованием спинтроники

В последнее время исследователи из Университета Тохоку разработали теоретическую модель для высокопроизводительного резервуарного вычисления с использованием технологии спинтроники. Этот прорыв приближает ученых к созданию энергоэффективных вычислительных систем наномасштабного уровня с беспрецедентной вычислительной мощностью. Подробности их исследования были опубликованы в журнале npj Spintronics 1 марта 2024 года.

Мозг является величайшим компьютером, и ученые постоянно стремятся создать нейроморфные устройства, которые бы имитировали возможности обработки информации мозга, низкое энергопотребление и способность адаптироваться к нейронным сетям. Развитие нейроморфных вычислений является революционным, позволяя ученым исследовать наномасштабные области с частотой в гигагерцах и низким энергопотреблением.

В последние годы было сделано много прорывов в вычислительных моделях, вдохновленных работой мозга. Эти искусственные нейронные сети продемонстрировали выдающиеся результаты в различных задачах. Однако текущие технологии основаны на программном обеспечении, и их вычислительная скорость, размер и энергопотребление ограничены свойствами обычных электрических компьютеров.

В последние годы было сделано много прорывов в вычислительных моделях, вдохновленных работой мозга. Эти искусственные нейронные сети продемонстрировали выдающиеся результаты в различных задачах. Однако текущие технологии основаны на программном обеспечении, и их вычислительная скорость, размер и энергопотребление ограничены свойствами обычных электрических компьютеров.

Некоторые предлагают использовать спинтронику для создания высокопроизводительных устройств. Однако до сих пор созданные устройства не оправдали ожиданий. В частности, им не удалось достичь высокой производительности на наномасштабах с частотой в гигагерцах.

"В нашем исследовании была предложена физическая модель резервуарного вычисления, использующая распространяющиеся спиновые волны", - говорит Нацухико Ёсинага, соавтор статьи и доцент Института передовых исследований материалов (WPI-AIMR). "Разработанная нами теоретическая модель использует отклик спиновых волн на входные сигналы и открывает новые перспективы для создания энергоэффективных и высокопроизводительных вычислительных систем на наномасштабном уровне".

Это исследование открывает новые возможности в области наномасштабных вычислений и может привести к созданию энергоэффективных и мощных вычислительных систем, которые могут быть использованы в различных областях, включая искусственный интеллект, биоинформатику и многие другие.

Источник:
Сатоши Иихама и др. «Универсальное масштабирование скорости волны и ее размера позволяет осуществлять наномасштабные высокопроизводительные вычисления резервуаров на основе распространяющихся спиновых волн» (Satoshi Iihama et al, Universal scaling between wave speed and size enables nanoscale high-performance reservoir computing based on propagating spin-waves), npj Spintronics (2024). DOI: 10.1038/s44306-024-00008-5

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Адаптивная невидимость типа «море-земля-воздух»

Вопрос создания невидимости объектов является одной из самых увлекательных идей, которая долгое время привлекала внимание общественности. Она иллюстрирует траекторию развития человеческой цивилизации, начиная от примитивных методов маскировки и заканчивая современными метаматериалами, используемыми в плащах невидимости. Недавно в журнале Science было отмечено, что достижение этой цели является одним из "125 вопросов: исследования и открытия". Исследователи из Университета Чжэцзян представили новый прорыв, демонстрируя интеллектуальный аэро-амфибийный плащ невидимости. Этот плащ способен сохранять невидимость в динамичных средах, нейтрализуя внешние воздействия.

Несмотря на десятилетия исследований и создание множества прототипов плащей невидимости, создание аэро-амфибийного плаща, способного манипулировать электромагнитным рассеянием в реальном времени в постоянно меняющихся условиях, остается огромной проблемой. Эти проблемы многогранны, начиная от необходимости использования сложных метаповерхностей с настраиваемыми амплитудами до отсутствия интеллектуальных алгоритмов, способных решать проблемы, такие как неоднозначность и неполные данные.

Команда из Университета Чжэцзян решила принять эти вызовы и представила беспилотный дрон с плащом невидимости, который способен самостоятельно управляться. Как сообщается в журнале Advanced Photonics, этот дрон интегрирует функции восприятия, принятия решений и выполнения. Ключевым моментом является применение пространственно-временной модуляции для перенастройки метаповерхностей, что позволяет настраивать рассеивающие поля в пространственной и частотной областях. Для обеспечения работы этого инновационного решения была предложена сеть генерации-устранения, также известная как стохастическое эволюционное обучение. Эта сеть глобально управляет пространственно-временными метаповерхностями, автоматически ищет оптимальные решения с максимальной вероятностной оценкой, тем самым решая проблемы, связанные с неоднозначностью в обратном проектировании.

В рамках революционного эксперимента команда реализовала эту концепцию на беспилотной платформе дрона, показав ее эффективность в динамичной среде. Это открытие открывает новые возможности для разработки более продвинутых систем невидимости и может найти применение в различных областях, включая военную технологию и гражданскую авиацию.

Источник:
Чао Цянь и др., Автономный плащ-невидимка для аэроамфибий со стохастической эволюцией (Chao Qian et al, Autonomous aeroamphibious invisibility cloak with stochastic-evolution learning), Advanced Photonics (2024). DOI: 10.1117/1.AP.6.1.016001

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Многокомпонентные жидкие внедряемые поверхности

Поверхностные покрытия на протяжении многих лет играли важную роль в различных отраслях, обеспечивая защиту и функциональность. В последние годы жидковнедряемые поверхности (ЖВС) стали прорывной технологией, перевернувшей представление о поверхностных покрытиях.

В обзорной статье, опубликованной в Industrial Chemistry & Materials, авторы Захари Эпплби и доктор Кейтлин Хауэлл рассматривают новый подход в технологии поверхностей, который может существенно повлиять на различные отрасли, включая здравоохранение и охрану окружающей среды.

Наступает новая эра: многокомпонентные жидковнедряемые системы или ЖВС, содержащие более одного компонента в жидкости. Исследование представляет концепцию многокомпонентных жидковнедряемых поверхностей как сложного усовершенствования по сравнению с однокомпонентными жидкими покрытиями, которые доминировали в этой области с начала 2010-х годов.

Эти инновационные покрытия не имеют единого предназначения; они разработаны как динамические, способные активно реагировать на окружающую среду путем введения нескольких элементов в жидкий слой. Такая универсальность позволяет использовать их в самых разных областях, от медицинских устройств, которые пассивно и активно борются с инфекциями, до передовых систем улавливания углерода и механизмов доставки химических веществ, управляемых магнитными полями.

"В этом обзоре мы исследуем неиспользованный потенциал многокомпонентных жидковнедряемых поверхностей", - объясняет Зак Эпплби, аспирант Университета штата Мэн. "Интегрируя различные элементы в жидкое покрытие, мы можем достигать синергетического эффекта, который повышает функциональность способами, которые ранее считались невозможными. Это открывает новые возможности для инноваций как в промышленности, так и в медицине".

Исследование классифицирует эти поверхности на основе размера их вторичных компонентов, от молекулярного до микроскопического, и приводит примеры, демонстрирующие, как включение дополнительных элементов может привести к новаторским достижениям.

Источник:
Закари Эпплби и др., Многокомпонентные системы, наполненные жидкостью: новый подход к функциональным покрытиям (Zachary Applebee et al, Multi-component liquid-infused systems: a new approach to functional coatings), Industrial Chemistry & Materials (2024). DOI: 10.1039/D4IM00003J

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Электронная кожа, способная распознавать тактильную информацию и производить тактильную обратную связь

В последние годы ученые и инженеры в области материаловедения представили все более сложные материалы для робототехнических и протезных приложений. Это включает широкий спектр электронных имитаторов или аналогов кожи, или э-кожи, разработанных для восприятия окружающей среды и искусственного воспроизведения тактильных ощущений.

Недавно исследователи из Университета Цинхуа представили новую двухмодальную тактильную э-кожу, которая может улучшить возможности восприятия роботов и позволить им обмениваться информацией, используя тактильные ощущения человека. Эта э-кожа была представлена в статье, опубликованной на сервере предварительных публикаций arXiv и принятой на конференцию IEEE ICRA 2024. Она способна как воспринимать тактильную информацию, так и обеспечивать тактильную обратную связь, что позволяет реализовать двустороннее взаимодействие между человеком и роботом на основе тактильных ощущений.

Основная цель недавнего исследования доктора Динга и его коллег заключалась в разработке двухмодальной электронной кожи, которая также реагировала бы на силу контакта путем двусторонней передачи тактильной информации. Для достижения этой цели они представили э-кожу, интегрирующую мультимодальное магнитное тактильное восприятие с вибрационной обратной связью.

"Э-кожа включает гибкую магнитную пленку, кремниевый эластомер, матрицу датчиков Холла, матрицу приводов и микроконтроллерный блок", - пояснил доктор Динг. "Датчик Холла обнаруживает деформацию магнитной пленки, вызванную механическим давлением, что приводит к изменению магнитного поля и обеспечивает многомерное тактильное восприятие. В то же время матрица приводов генерирует механические вибрации для обеспечения тактильной обратной связи."

Такая двухмодальная э-кожа может иметь широкий спектр применений в области робототехники и протезирования. Например, она может быть использована для создания роботов, способных воспринимать окружающую среду и взаимодействовать с людьми на более естественном уровне. Также эта технология может быть полезной в разработке протезов, которые позволят людям с ограниченными тактильными ощущениями восстановить часть своей потерянной чувствительности.

Источник:
Шилонг ​​Му и др., Двухмодальная тактильная электронная кожа: обеспечение двунаправленного взаимодействия человека и робота посредством интегрированного тактильного восприятия и обратной связи (Shilong Mu et al, Dual-modal Tactile E-skin: Enabling Bidirectional Human-Robot Interaction via Integrated Tactile Perception and Feedback), arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2402.05725

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Новый подход к инженерным проверкам с помощью беспилотных летательных аппаратов

В исследовании, опубликованном в журнале "Engineering", коллаборация исследователей из Шанхайского университета и международных экспертов представила передовой подход к оптимизации маршрутов и графиков инспекций беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для инженерных проектов.

Исследование, под руководством Лу Чжэня, Жиюаня Янга, Жильбера Лапорта, Вэн И и Тяньи Фана, представляет инновационную модель смешанного целочисленного линейного программирования (MILP), объединенную с алгоритмом переменного окрестного поиска (VNS), создавая новый подход в области инженерного управления.

Быстрое развитие и принятие технологии БПЛА открыли новые горизонты для различных отраслей, особенно в инженерии, где всегда актуальна необходимость эффективных, безопасных и экономичных методов инспекций. Традиционные методы инспекций, часто ручные и связанные с рисками, не справляются с сложностями и опасностями, связанными с крупномасштабными инженерными проектами.

Исследование команды предлагает сложное решение этой проблемы, используя гибкость и точность БПЛА для проведения инспекций в кратчайшие сроки и с существенно сниженными рисками для человеческих инспекторов. Суть этого нововведения заключается в тщательном проектировании модели MILP и алгоритма VNS, которые вместе учитывают сложные ограничения операций БПЛА, такие как ограниченная емкость аккумулятора и регулятивные запретные зоны полетов.

Эта передовая оптимизационная система не только обеспечивает полное охватывание зон инспекций, но и динамически адаптируется к условиям на месте, максимизируя эффективность и безопасность. Подчеркивая практическое применение своего исследования, команда провела кейс-стади на проекте моста Шизян.

Результаты показали замечательную способность модели оптимизировать маршруты и графики полетов БПЛА, выявлять потенциальные риски и структурные проблемы в короткие сроки. Это применение в реальном мире подчеркивает потенциал модели в преобразовании практик инженерного управления, предлагая новое направление в этой области.

Источник:
Лу Чжэнь и др., «Маршрутизация и планирование проверок беспилотных летательных аппаратов для инженерного управления» (Lu Zhen et al, Unmanned Aerial Vehicle Inspection Routing and Scheduling for Engineering Management), Engineering (2024). DOI: 10.1016/j.eng.2023.10.014

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Искусственный интеллект для прогнозирования динамики сложных систем

Ученые Политехнического университета Милана (отделение математики) Франческо Регаццони, Стефано Пагани и Маттео Сальвадор представили инновационный тип искусственной нейронной сети, названный "Сеть скрытой динамики" (LDNet), который открывает новые перспективы в изучении эволюции систем с пространственно-временной динамикой в ответ на внешние воздействия. Предсказание эволюции сложных систем является ключевым для научного прогресса. Традиционные подходы, основанные на численных моделированиях и математических моделях, часто характеризуются запредельной стоимостью и вычислительным временем, что ограничивает их применимость в конкретных ситуациях. Новизной, представленной исследователями Политехнического университета, является использование методов искусственного интеллекта для описания эволюции систем в низкоразмерных пространствах, что позволяет достичь точных прогнозов в крайне короткие сроки.

Традиционное использование дифференциальных уравнений для моделирования пространственно-временных явлений, таких как динамика жидкостей, распространение волн и молекулярная динамика, представляет существенные математические и вычислительные сложности. Как отмечают исследователи Политехнического университета, методы, основанные на данных, представляют новый парадигму, которая может преодолеть эти ограничения. Методы, основанные на данных, могут изучать напрямую экспериментальные данные или создавать заменители для моделей с высокой точностью, что позволяет получать результаты быстрее и эффективнее.

В данном исследовании исследователи Политехнического университета представили Сети скрытой динамики (LDNet), которые вносят значительные инновации по сравнению с существующими методологиями. Такие нейронные сети способны автоматически обнаруживать внутреннюю динамику физической системы, изучаемой путем представления ее состояния с помощью небольшого числа переменных, называемых скрытыми переменными. В сравнении с методами, основанными на данных, состояние которых рассматривается в пространстве большей размерности, LDNet позволяют более эффективно и точно описывать сложные системы с пространственно-временной динамикой.

Исследователи провели серию экспериментов, используя LDNet для моделирования различных пространственно-временных процессов, таких как распространение звука в среде с переменной плотностью и динамика турбулентного потока. Результаты показали, что LDNet способны достичь высокой точности прогнозирования эволюции этих систем в кратчайшие сроки. Это открывает новые возможности для более глубокого понимания пространственно-временных процессов и их управления в различных областях науки и техники.

В будущем, ученые планируют дальнейшее развитие LDNet и его применение в реальных приложениях, таких как прогнозирование погоды, моделирование транспортных потоков и управление энергетическими системами. Это может привести к более точным и эффективным методам анализа и управления сложными системами с пространственно-временной динамикой, что имеет большое значение для научного и технического прогресса.

Источник:
Франческо Регаццони и др., Изучение внутренней динамики пространственно-временных процессов с помощью сетей скрытой динамики (Francesco Regazzoni et al, Learning the intrinsic dynamics of spatio-temporal processes through Latent Dynamics Networks), Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45323-x

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Голографическая камера на основе жидких линз снимает настоящие 3D-сцены

Современные технологии голографии могут восстанавливать полную информацию о световом поле записанного объекта, что имеет важное применение в таких областях, как биологическое микроскопическое изображение и оптическая микроманипуляция. Однако развитие и применение голографической технологии затрудняют огромные объемы данных в 3D сценах и когерентность лазера, что приводит к медленной скорости захвата реальных 3D сцен и серьезному шуму пятен на голографическом воспроизведенном изображении.

В новой статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications, команда ученых под руководством профессора Цзюан-Хуа Вана из университета Бэйхан, Китай, профессоров Сун-Лин Чжуана и Да-Вэй Чжана из Университета Шанхая по науке и технологии, Китай, сотрудничала в разработке голографической камеры, которая может использоваться для получения голограмм реальных 3D сцен. Камера может получать высококачественные голограммы за 150 мс. Исследователи использовали жидкостную камеру на основе объектива с большой апертурой и модели, основанной на физической модели, в голографической камере.

Жидкостный объектив с апертурой 10 мм имеет низкое напряжение питания, быструю скорость реакции и широкий диапазон оптической мощности, что обеспечивает быстрый и высококачественный захват реальных 3D сцен. Кроме того, обученная модель, основанная на физической модели, может быстро вычислить высококачественные голограммы реальных 3D сцен, полученные с помощью жидкостной камеры. С использованием предложенной голографической камеры можно достичь высококачественной голографической реконструкции реальной 3D сцены на реальной глубине.

Голографическая камера решает две основные проблемы существующей голографической технологии, а именно трудность быстрого получения реальной 3D сцены и низкое качество голографического восстановленного изображения. Ожидается, что эта технология будет широко использоваться во многих областях, таких как 3D-дисплеи и шифрование измерений.

Источник:
Ди Ван и др., Голографическая камера на основе жидких линз для получения голограмм реальной трехмерной сцены с использованием сквозной сети, управляемой физической моделью (Di Wang et al, Liquid lens based holographic camera for real 3D scene hologram acquisition using end-to-end physical model-driven network), Light: Science & Applications (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01410-8

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Жидкие кристаллы: будущее роботов и камер

Революционное открытие значительно расширяет потенциал жидких кристаллов, широко используемых в современных дисплеях и цифровых часах. Ученым удалось разработать простой и недорогой способ управления молекулярными свойствами жидких кристаллов с помощью светового воздействия. Исследование опубликовано в журнале "Advanced Materials".

"Теперь любая лаборатория, имеющая микроскоп и набор линз, может упорядочить выравнивание жидкого кристалла в любом желаемом узоре", - говорит автор исследования Алвин Модин, докторант по физике Университета Джонса Хопкинса. "Индустриальные лаборатории и производители могут внедрить этот метод за считанные дни".

Молекулы жидких кристаллов обладают свойствами, присущими как жидкостям, так и твердым телам. Они текут как жидкости, но имеют общую ориентацию, как в твердых телах, которая может изменяться в ответ на внешние воздействия. Эти свойства делают их незаменимыми в ЖК-экранах, биомедицинских приборах и других устройствах, требующих точного контроля над светом и тонких движений.

Однако управление их выравниванием в трех измерениях требует дорогостоящих и сложных методов, объясняет Модин. Команда ученых, в которую входят профессор физики Роберт Лихен и доцент-исследователь Франческа Серра, обнаружила, что может манипулировать трехмерной ориентацией жидких кристаллов, контролируя световое воздействие на фоточувствительный материал, нанесенный на стекло. Они освещали жидкие кристаллы через микроскоп поляризованным и неполяризованным светом. Поляризованный свет имеет определенную ориентацию световых волн, в отличие от неполяризованного света, где волны колеблются хаотично.

Ученые использовали этот метод для создания микроскопической линзы из жидкого кристалла, способной фокусировать свет в зависимости от поляризации проходящего через нее света. Сначала они излучили поляризованный свет, чтобы выровнять жидкие кристаллы на поверхности. Затем они использовали обычный свет, чтобы переориентировать жидкие кристаллы вверх от этой плоскости. Это позволило им управлять ориентацией двух типов распространенных жидких кристаллов и создавать микроскопические линзы с переменным фокусным расстоянием.

Открытие существенно расширяет возможности использования жидких кристаллов в различных областях. Например, в робототехнике их можно применять для разработки гибких сенсоров и приводов, а в оптике - для создания новых типов камер и оптических систем. Кроме того, жидкие кристаллы могут сыграть важную роль в разработке новых дисплеев для электронных устройств, которые будут более тонкими, гибкими и энергоэффективными.

Источник:
Элвин Модин и др., Пространственное фотоизображение предварительного наклона нематических жидких кристаллов и его применение при изготовлении плоских градиентно-индексных линз (Alvin Modin et al, Spatial Photo‐Patterning of Nematic Liquid Crystal Pretilt and its Application in Fabricating Flat Gradient‐Index Lenses), Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202310083

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Спонтанная кривизна: ключ к созданию новых наноматериалов

Вдохновившись природой, исследователи в области нанотехнологий обнаружили так называемую "спонтанную кривизну" как ключевой фактор, определяющий возможность превращения ультратонких искусственных двумерных материалов в полезные трубки, спирали и витки. Более глубокое понимание этого процесса, который имитирует раскрытие некоторых семян в природе, может открыть новые возможности для создания хиральных структур, толщиной в 1000 раз меньше человеческого волоса, и улучшить конструкцию оптических, электронных и механических устройств.

Хиральные формы - это структуры, которые нельзя наложить на свое зеркальное отражение, подобно тому, как ваша левая рука является зеркальным отражением правой руки, но не может идеально поместиться поверх нее. Ну то есть зеркальное отображение является частным примером хиральности.

Спонтанная кривизна, вызванная маленькими молекулами, может использоваться для изменения формы тонких нанокристаллов, под влиянием ширины, толщины и симметрии кристалла. Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, было проведено сотрудниками Национального центра научных исследований (CNRS) во Франции, вместе с коллегами из Центра превосходства в области экситонной науки ARC, базирующегося в Университете Сиднея.

Представьте себе кусок бумаги, который, погруженный в раствор, самопроизвольно скручивается или изгибается в спираль без какого-либо внешнего воздействия. Это подобно тому, что происходит на наномасштабе с определенными тонкими материалами. Исследователи обнаружили, что когда определенные типы полупроводящих нанопластинок - крайне тонких, плоских кристаллов - покрываются слоем органических молекул, называемых лигандами, они принимают сложные формы, включая трубки, спирали и витки.

Это превращение обусловлено различными силами, которые лиганды оказывают на верхнюю и нижнюю поверхности нанопластинок. Значимость этого открытия заключается в возможности предсказать и контролировать форму этих нанопластинок, понимая взаимодействие между лигандами и поверхностью нанопластинок.

Источник:
Дебора Монего и др., Несовместимые кривизны, вызванные лигандами, контролируют полиморфизм и хиральность ультратонких нантромбоцитов (Debora Monego et al, Ligand-induced incompatible curvatures control ultrathin nanoplatelet polymorphism and chirality), Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2316299121

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Нанотонкая печать электронного оборудования может сократить расходы

Инженерные исследователи разработали процесс 2D-печати с использованием жидких металлов, который, как они утверждают, может создать новые способы создания более продвинутого и энергоэффективного вычислительного оборудования, производимого на наномасштабе. Этот процесс появился на фоне растущего мирового спроса на устройства памяти, производство и использование которых требуют значительных энергетических затрат.

"Снижение температуры, при которой цирконий и гафний становятся жидкими, является ключевым моментом для разработки более дешевых электрических устройств, так как требуется гораздо меньше энергии", - сказал доктор Мохаммад Гасемиан, главный автор исследования из Школы химической и биомолекулярной инженерии.

Разработанные инженерами Университета Сиднея и опубликованные в журнале Small, исследователи сначала соединили олово, цирконий и гафний в определенном соотношении. Это позволило сплаву плавиться при температуре ниже 500 °C, что гораздо ниже индивидуальных точек плавления циркония (1852 °C) и гафния (2227 °C). Жидкий металлический сплав имеет тонкий слой оксида или "корку", сохраняя жидкое состояние внутри. Он используется для получения ультратонких нанопластинок оксида олова, пропитанных оксидом циркония и гафния.

"Олово является широко распространенным, недорогим и может быть использовано в большом масштабе для производства критически важных полупроводников, транзисторов и памяти", - сказал доктор Гасемиан. "Хотя оксид циркония и гафния хорошо известен как ферроэлектрический материал, используемый в наномасштабных приложениях, таких как устройства памяти и сенсоры, получение нанопластинок с использованием традиционных методов затруднительно и дорого", - добавил он.

Применение сплава олово-цирконий-гафний позволило команде получить нанотонкий слой оксида олова, пропитанный оксидом циркония и гафния, через эксфолиацию - отделение его от жидкой поверхности, чтобы затем можно было провести 2D-печать на подложке в виде ферроэлектрических нанопластинок. Эти пластины предназначены для создания основы вычислительного оборудования следующего поколения, от полупроводников до памяти. "Представьте себе мрамор, покрытый чернилами", - объяснил доктор Гасемиан. "Сплав подобен растворителю, который позволяет нам удалить чернила и оставить только окрашенную поверхность".

Источник:
Мохаммад Б. Гасемиан и др., Асимметрия, вызванная легированием жидких металлов, в двумерных оксидах металлов (Mohammad B. Ghasemian et al, Liquid Metal Doping Induced Asymmetry in Two‐Dimensional Metal Oxides), Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202309924

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Плазменные колебания способствуют прорыву в термоядерной энергетике

Плазма - это четвертое состояние вещества, которое часто называют ионизированным газом. Она является наиболее обильной и наблюдаемой формой материи в нашей вселенной и встречается в Солнце и других небесных телах. Чтобы создать горячую смесь свободно движущихся электронов и ионов, составляющих плазму, часто требуются экстремальные давления или температуры. В этих экстремальных условиях исследователи продолжают открывать неожиданные способы движения и эволюции плазмы. Благодаря лучшему пониманию движения плазмы ученые получают ценные сведения о солнечной физике, астрофизике и ядерному синтезу.

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, исследователи из Рочестерского университета вместе с коллегами из Университета Калифорнии в Сан-Диего обнаружили новый класс плазменных осцилляций - плавное движение электронов и ионов взад-вперед, как волны. Эти результаты имеют значение для улучшения производительности миниатюрных ускорителей частиц и реакторов, используемых для создания ядерной энергии.

"Этот новый класс плазменных осцилляций может иметь необычные свойства, открывающие дверь к инновационным достижениям в области ускорения частиц и ядерного синтеза", - говорит Джон Паластро, старший ученый в Лаборатории лазерной энергетики, доцент в кафедре механической инженерии и профессор Института оптики.

Одной из характеристик плазмы является ее способность поддерживать коллективное движение, при котором электроны и ионы осциллируют или колеблются вместе. Эти колебания подобны ритмичному танцу. Так же, как танцоры реагируют на движения друг друга, заряженные частицы в плазме взаимодействуют и колеблются вместе, создавая согласованное движение. Свойства этих колебаний традиционно связывались с характеристиками плазмы в целом, такими как температура, плотность или скорость. Однако Паластро и его коллеги определили новый класс плазменных осцилляций, которые проявляют необычные свойства, открывающие новые возможности в области ускорения частиц и ядерного синтеза.

Источник:
Дж. П. Паластро и др., Плазменные волны, структурированные в пространстве и времени (J. P. Palastro et al, Space-Time Structured Plasma Waves), Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.095101

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Исследователи разрабатывают новую архитектуру аналоговых чипов

Недавно была опубликована статья в журнале Science, в которой исследователи из лаборатории профессора электротехники и компьютерной инженерии Университета Южной Калифорнии (USC) Дж. Джошуа Янга представили новый аналоговый чип, способный обеспечить точность цифровых вычислений при сохранении преимуществ аналоговых вычислений - низкого энергопотребления и высокой скорости.

Мемристор - это компонент схемы, который эффективно хранит и обрабатывает данные. В предыдущей работе исследователи уже смогли улучшить точность мемристоров до ранее невиданных значений. Теперь же они разработали новую схему и архитектуру, которые позволяют достичь еще большей точности с использованием тех же мемристоров. Это открывает новые возможности для применения такой технологии не только в области нейронных сетей, но и в других областях, таких как магнитные памяти, используемые в жестких дисках, и фазовые памяти, используемые в компакт-дисках.

Обычно программирование аналоговых устройств с высокой точностью является сложной задачей. Однако лаборатория Янга разработала архитектуру схемы и соответствующие алгоритмы, которые позволяют точно настраивать аналоговые устройства на заданное значение. Это значительно повышает привлекательность аналоговых вычислений с использованием аналоговых устройств для множества приложений.

Джошуа Янг отмечает, что эта инновация также применима к другим типам памяти, включая магнитные памяти, используемые в жестких дисках, и фазовые памяти, используемые в компакт-дисках. Таким образом, новая технология может иметь широкий спектр применения и значительно улучшить эффективность вычислений в различных областях.

Источник:
Венхао Сонг и др., Программирование мемристорных массивов с произвольно высокой точностью для аналоговых вычислений (Wenhao Song et al, Programming memristor arrays with arbitrarily high precision for analog computing), Science (2024). DOI: 10.1126/science.adi9405

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Реализация проточных батарей с мягкой развязкой pH

Технологии, способные хранить энергию, производимую фотоэлектрическими и ветряными установками, могут сыграть ключевую роль в декарбонизации энергетического сектора. Работа как солнечных батарей, так и ветряных турбин зависит от подходящих погодных условий, и решения по масштабированию хранения энергии могут помочь сохранить энергию, произведенную во время солнечной активности и дующего ветра, для последующего использования.

Одними из самых перспективных решений в области хранения энергии являются так называемые водные редокс-потенциальные батареи (ARFB), предназначенные для хранения энергии в химических растворах. Эти батареи обладают различными преимуществами, включая безопасность, длительный срок службы, высокую мощность и низкую стоимость производства.

Однако создание надежных ARFB с длительным сроком службы может быть сложной задачей, так как их производительность сильно зависит от баланса между положительно и отрицательно заряженными электролитами. Соревнование реакций разложения воды внутри ARFB может негативно сказаться на их Кулоновской эффективности, неблагоприятно влияя на баланс между этими двумя сторонами и сокращая срок службы батарей.

Исследователи Гарвардского университета недавно предложили стратегию, которая может помочь справиться с этим эффектом, с помощью создания слабо разделенных по pH водных потоковых батарей. Эта стратегия, описанная в журнале Nature Energy, предполагает использование слабокислых и слабощелочных электролитов для снижения проникновения химических растворов и, таким образом, предотвращения уменьшения эффективности, о котором ранее сообщалось.

"Установление разницы в pH между двумя электролитами (разделение по pH) в ARFB позволяет получить напряжение ячейки, превышающее 1,23 В термодинамического окна разложения воды, но перекрестные ацид-базные реакции снижают эффективность и срок службы", - написали Давей Си, Абдулрахман М. Альфарайди и их коллеги в своей статье. "Мы используем слабокислые и слабощелочные электролиты для снижения проникновения, достигая высокой энергетической эффективности и длительного цикла заряд-разряд".

Источник:
Давэй Си и др., Проточная водная батарея с мягкой развязкой pH и практическим восстановлением pH (Dawei Xi et al, Mild pH-decoupling aqueous flow battery with practical pH recovery), Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01474-1

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Тонкая настройка наночастиц

В последние десятилетия исследователи активно изучают возможности использования ядерно-оболочечных наночастиц для улучшения каталитических систем, основанных на металлических катализаторах, ускоряющих химические реакции. Ученые из Сколтеха проанализировали последние достижения в синтезе ядерно-оболочечных частиц, методы исследования, техники регулирования их свойств и выявили наиболее перспективные направления для будущих исследований. Подробный обзор был опубликован в журнале Nanoscale.

Ядерно-оболочечные биметаллические частицы представляют собой наночастицы размером от 1 до 100 нанометров, состоящие из ядра и оболочки, выполненных из разных металлов. Наночастицы, в отличие от обычных частиц, обладают уникальными свойствами, которые позволяют их активно использовать в диагностике рака, создании компактных электронных устройств, разработке солнечных панелей и во многих других областях.

"Мы провели обширный обзор, в котором показали, как свойства наночастиц могут быть экспериментально настроены. Обзор охватывает статьи за последние 3-4 года. Методы синтеза и исследования наноматериалов постоянно совершенствуются, поэтому теперь практически каждый атом можно наблюдать под микроскопом, а также слои разных металлов в таких частицах. Исследования показали, что каталитическая активность частиц может быть изменена изменением количества металлических слоев", - сказал Илья Чепкасов, ведущий автор исследования и старший научный сотрудник Центра перехода энергетики в Сколтехе.

Авторы исследования выявили несколько проблем, на которые они призывают обратить внимание в будущих исследованиях. Проблема определения состава поверхности ядерно-оболочечных частиц усложняет понимание взаимосвязи между их структурой и свойствами. Чтобы улучшить синтез таких частиц, необходимо разработать новые методы исследования, которые позволят более точно определить состав и структуру поверхности, а также изучить их взаимодействие с окружающей средой.

Исследование ядерно-оболочечных наночастиц открывает новые возможности для развития каталитических технологий и использования возобновляемых источников энергии. Это важный шаг в направлении создания экологически чистых и эффективных энергетических систем, которые помогут справиться с вызовами изменения климата и обеспечить устойчивое развитие нашей планеты.

Источник:
Илья В. Чепкасов и др., Структурно-ориентированная настройка каталитических свойств наноструктур ядро-оболочка (Ilya V. Chepkasov et al, Structure-driven tuning of catalytic properties of core–shell nanostructures), Nanoscale (2024). DOI: 10.1039/D3NR06194A

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Ультрачерное покрытие для оптических приборов из магниевых сплавов

Иногда, чтобы видеть ясно, необходимо полное отсутствие света. Для астрономии и прецизионной оптики покрытие устройств черной краской может сократить рассеянный свет, улучшить изображения и повысить производительность. Для самых современных телескопов и оптических систем каждая малость имеет значение, поэтому их производители ищут самые черные материалы для покрытия. В журнале Journal of Vacuum Science & Technology A исследователи из Университета Шанхая по науке и технологии и Китайской академии наук разработали ультрачерное покрытие из тонкой пленки для магниевых сплавов, используемых в авиационной промышленности. Их покрытие поглощает 99,3% света и достаточно прочно, чтобы выдерживать суровые условия. Для телескопов, работающих в условиях космического вакуума, или оптического оборудования в экстремальных условиях, существующие покрытия часто недостаточны.

"Существующие черные покрытия, такие как вертикально выровненные углеродные нанотрубки или черный кремний, ограничены хрупкостью", - говорит автор Юнжен Цао. "Также многие другие методы покрытия затрудняют нанесение покрытий внутри трубы или на другие сложные структуры. Это важно для их применения в оптических устройствах, так как они часто имеют значительную кривизну или сложные формы".

Для решения этих проблем исследователи обратились к методу атомного слойного осаждения (ALD). С помощью этой вакуумной техники производства объект помещается в вакуумную камеру и последовательно подвергается воздействию определенных типов газа, которые прилипают к поверхности объекта в виде тонких слоев.

"Одним из больших преимуществ метода ALD является его отличная способность покрытия сложных поверхностей, таких как цилиндры, столбы и канавки", - говорит Цао.

Для создания ультрачерного покрытия команда использовала чередующиеся слои алюминиево-допированного карбида титана (TiAlC) и нитрида кремния (SiO2). Оба материала совместно предотвращают практически полное отражение света от покрытой поверхности. "TiAlC действует как поглощающий слой, а SiO2 используется для создания антиотражающей структуры.

Это новое ультрачерное покрытие может стать прорывом в области оптики и астрономии, обеспечивая более четкое и качественное изображение в условиях, где рассеянный свет является проблемой. Благодаря его прочности и способности равномерно покрывать сложные поверхности, такое покрытие может быть использовано в различных оптических устройствах и телескопах, работающих в экстремальных условиях.

Источник:
Прочная ультрачерная пленка, нанесенная на магниевый сплав большой кривизны методом атомно-слоевого осаждения (Robust ultra-black film deposited on large-curvature magnesium alloy by atomic layer deposition), Journal of Vacuum Science & Technology A (2024). DOI: 10.1116/6.0003305

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Нанокриотрон: новое устройство для усиления слабых электрических сигналов

В ускорителях частиц, которые раскрывают скрытые секреты самых маленьких составляющих нашей вселенной, при гигантских столкновениях мельчайшие частицы оставляют крайне слабые электрические следы. Некоторые детекторы в этих установках используют сверхпроводимость - явление, при котором электричество проходит с нулевым сопротивлением при низких температурах. Для того чтобы ученые могли более точно наблюдать поведение этих частиц, слабые электрические сигналы, или токи, необходимо усилить с помощью прибора, способного превратить слабое электрическое мерцание в настоящий импульс.

Ученые из Национальной лаборатории Аргонн (DOE) разработали новое устройство, которое действует как "умножитель тока". Это устройство, называемое нанокриотрон, является прототипом механизма, который может увеличить электрический сигнал частицы до такого уровня, что временно отключает сверхпроводимость материала, фактически создавая своего рода выключатель.

"Мы берем слабый сигнал и используем его для запуска электрической каскадной реакции", - сказал Томаш Полакович, один из стипендиатов Марии Гепперт Майер в Аргоннской лаборатории и соавтор исследования. "Мы собираемся направить очень слабый ток этих детекторов в устройство переключения, которое затем можно использовать для переключения гораздо более сильного тока".

Для подготовки нанокриотрона к эксперименту в ускорителе потребуется некоторая доработка из-за высоких магнитных полей, используемых в них. В настоящее время современные частицедетекторы могут выдерживать магнитные поля силой несколько тесла, но производительность этого выключателя ухудшается в условиях высоких магнитных полей.

"Нахождение способов заставить устройство работать в более высоких магнитных полях является ключевым для его внедрения в реальный эксперимент", - сказал Тимоти Дрэер, аспирант Аргоннской лаборатории и соавтор исследования. Для этого исследователи планируют изменить геометрию материала и ввести дефекты или маленькие отверстия. Эти дефекты помогут исследователям стабилизировать небольшие сверхпроводящие вихри в материале.

Источник:
Тимоти Драхер и др., Проектирование и характеристики параллельно-канальных нанокриотронов в магнитных полях (Timothy Draher et al, Design and performance of parallel-channel nanocryotrons in magnetic fields), Applied Physics Letters (2023). DOI: 10.1063/5.0180709

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Перспективные керамические материалы повысят эффективность газовых турбин

Исследователи Сколтеха выявили перспективные керамические материалы для покрытий металлов, которые могут повысить эффективность газовых турбин. Если дальнейшие эксперименты будут успешными, такие покрытия позволят электростанциям производить больше электричества, а самолетам потреблять меньше топлива. С использованием протестированной и проверенной методики открытия новых материалов, исследователи намерены продолжить поиск и найти кандидатов с еще лучшими свойствами. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Materials.

Теплозащитные покрытия используются для защиты лопаток турбин на электростанциях и в реактивных двигателях. Сами лопатки изготовлены из никелевых суперсплавов, которые обладают высокой прочностью при высоких температурах, стойкостью и устойчивостью к деградации. Однако, при очень высоких температурах суперсплавы могут размягчаться и даже плавиться. Защитные покрытия позволяют работать с турбинами при более высоких температурах без ущерба для их целостности. В данном случае более высокая температура означает большую эффективность.

"Сегодня для теплозащитных покрытий используется иттрий-стабилизированная циркония, но если использовать материал с лучшими свойствами, это позволит получить больше полезной мощности из турбины", - говорит соавтор исследования профессор Артем Р. Оганов, руководитель Лаборатории открытия материалов в Сколтехе. "Чтобы найти такие материалы, сначала нужно выбрать кандидатов, свойства которых можно предсказать вычислительно. Мы протестировали ряд методов и определили наилучшие из них для расчета соответствующих свойств материала, особенно теплопроводности. В статье мы перечисляем несколько перспективных кандидатов, но мы продолжим поиск".

Материал для теплозащитных покрытий должен соответствовать нескольким требованиям. Он должен иметь очень высокую температуру плавления и очень низкую теплопроводность. Последнее свойство особенно сложно вычислить, так как оно зависит от сложных "ангармонических" эффектов в кристаллах. Кроме того, при нагреве материал должен расширяться примерно с одинаковой скоростью.

Исследование проведено в рамках поиска новых материалов, которые могут улучшить эффективность газовых турбин. Надеется, что в дальнейшем будет найдено еще больше перспективных кандидатов, которые смогут превзойти существующие покрытия и значительно повысить эффективность энергетических установок и авиационных двигателей.

Источник:
Маджид Зераати и др., Поиск материалов с низкой теплопроводностью для термобарьерных покрытий: теоретический подход (Majid Zeraati et al, Searching for low thermal conductivity materials for thermal barrier coatings: A theoretical approach), Physical Review Materials (2024). DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.8.033601

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1