Теплоизоляционное композитное стекло высокой прочности
Команда исследователей во главе с профессорами Ни Йонгом и Хэ Линхуи из Университета науки и технологии Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) разработала новый композиционный стеклообразный материал, объединяющий структуру, вдохновленную перламутром, и материал с усиленной сдвиговой вязкостью (SSG), который обладает прозрачностью, отличной теплоизоляцией и устойчивостью к ударам. Их работа была опубликована в журнале Advanced Materials.
Стекло является неотъемлемым конструкционным материалом в повседневной жизни людей. Однако у стекла плохая теплоизоляция, и оно склонно к разрушениям при ударах, что делает его наиболее слабым компонентом в большинстве зданий и транспортных средств. Существует острая необходимость в разработке новых композитных прозрачных материалов с комплексными свойствами.
Для создания нового композитного стекла исследовательская группа изучила структуру, вдохновленную перламутром, и реологические свойства материалов с усиленной сдвиговой вязкостью. Естественный перламутр способен поглощать энергию благодаря механизму скольжения пластинок при квазистатической или низкоскоростной нагрузке. Однако устойчивость к ударам у структуры, вдохновленной перламутром, быстро падает с увеличением скорости удара. В отличие от этого, материал SSG обладает усиленными свойствами при воздействии переменной скорости деформации, что позволяет ему поглощать большое количество механической энергии при высоких скоростях удара.
Для объединения преимуществ структуры, вдохновленной перламутром, и материалов с усиленной сдвиговой вязкостью, команда создала биомиметическое композитное стекло с использованием SSG. Стекло, вдохновленное перламутром и обладающее усиленной сдвиговой вязкостью (NSG), состоит из двух лицевых стеклянных пластин толщиной 1,4 мм и сердцевины из материала SSG толщиной 3,0 мм. Лицевые пластины состоят из пяти стеклянных пластин боросиликата и четырех полимерных промежуточных слоев, расположенных в трехмерном смещенном кирпично-штукатурном порядке, имитируя структуру естественного перламутра. После тщательного выравнивания двух лицевых пластин сердцевина SSG скрепляется с пластинами при помощи связующего агента. Механический анализ симуляции показал, что деформация пластин NSG происходит в плоскости, перпендикулярной поверхности стекла, что обеспечивает улучшенную устойчивость к ударам.
Этот новый композитный материал может иметь широкий спектр применений, включая использование в оконных стеклах, автомобильных стеклах и других конструкционных материалах. Он обладает прозрачностью, что позволяет сохранить эстетическую привлекательность, одновременно обеспечивая отличную теплоизоляцию и устойчивость к ударам. Это открытие может значительно улучшить безопасность и энергоэффективность зданий и транспортных средств в будущем.
Источник:
Сяо Чжан и др., Одновременное улучшение теплоизоляции и ударопрочности прозрачных объемных композитов (Xiao Zhang et al, Simultaneous Enhancement of Thermal Insulation and Impact Resistance in Transparent Bulk Composites), Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202311817
=======================
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!
Команда исследователей во главе с профессорами Ни Йонгом и Хэ Линхуи из Университета науки и технологии Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) разработала новый композиционный стеклообразный материал, объединяющий структуру, вдохновленную перламутром, и материал с усиленной сдвиговой вязкостью (SSG), который обладает прозрачностью, отличной теплоизоляцией и устойчивостью к ударам. Их работа была опубликована в журнале Advanced Materials.
Стекло является неотъемлемым конструкционным материалом в повседневной жизни людей. Однако у стекла плохая теплоизоляция, и оно склонно к разрушениям при ударах, что делает его наиболее слабым компонентом в большинстве зданий и транспортных средств. Существует острая необходимость в разработке новых композитных прозрачных материалов с комплексными свойствами.
Для создания нового композитного стекла исследовательская группа изучила структуру, вдохновленную перламутром, и реологические свойства материалов с усиленной сдвиговой вязкостью. Естественный перламутр способен поглощать энергию благодаря механизму скольжения пластинок при квазистатической или низкоскоростной нагрузке. Однако устойчивость к ударам у структуры, вдохновленной перламутром, быстро падает с увеличением скорости удара. В отличие от этого, материал SSG обладает усиленными свойствами при воздействии переменной скорости деформации, что позволяет ему поглощать большое количество механической энергии при высоких скоростях удара.
Для объединения преимуществ структуры, вдохновленной перламутром, и материалов с усиленной сдвиговой вязкостью, команда создала биомиметическое композитное стекло с использованием SSG. Стекло, вдохновленное перламутром и обладающее усиленной сдвиговой вязкостью (NSG), состоит из двух лицевых стеклянных пластин толщиной 1,4 мм и сердцевины из материала SSG толщиной 3,0 мм. Лицевые пластины состоят из пяти стеклянных пластин боросиликата и четырех полимерных промежуточных слоев, расположенных в трехмерном смещенном кирпично-штукатурном порядке, имитируя структуру естественного перламутра. После тщательного выравнивания двух лицевых пластин сердцевина SSG скрепляется с пластинами при помощи связующего агента. Механический анализ симуляции показал, что деформация пластин NSG происходит в плоскости, перпендикулярной поверхности стекла, что обеспечивает улучшенную устойчивость к ударам.
Этот новый композитный материал может иметь широкий спектр применений, включая использование в оконных стеклах, автомобильных стеклах и других конструкционных материалах. Он обладает прозрачностью, что позволяет сохранить эстетическую привлекательность, одновременно обеспечивая отличную теплоизоляцию и устойчивость к ударам. Это открытие может значительно улучшить безопасность и энергоэффективность зданий и транспортных средств в будущем.
Источник:
Сяо Чжан и др., Одновременное улучшение теплоизоляции и ударопрочности прозрачных объемных композитов (Xiao Zhang et al, Simultaneous Enhancement of Thermal Insulation and Impact Resistance in Transparent Bulk Composites), Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202311817
=======================
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
Переосмысление будущего солнечной энергетики
Солнечная энергия становится все более популярной и актуальной темой среди ученых. Одной из идей в этой области является увеличение эффективности солнечных батарей путем концентрации солнечного света на них. Недавно группа ученых из Лаборатории Кавендиш и AMOLF (Амстердам, Нидерланды) провела исследование, чтобы понять, насколько это сложная задача, и обнаружила другие возможности для улучшения захвата солнечной энергии в любой точке планеты.
Исследователи заинтересовались возможностью улучшить работу солнечных батарей в различных частях мира, где концентрация солнечного света может быть выше. Для этого они использовали модели машинного обучения и нейронные сети искусственного интеллекта, чтобы понять, как будет вести себя солнечное излучение в разных точках Земли. Затем они интегрировали эти данные в электронную модель для расчета выхода солнечных батарей. Путем моделирования различных сценариев они могли предсказать, сколько энергии солнечные батареи смогут производить в разных местах по всему миру.
Однако их результаты, опубликованные в журнале Joule, раскрыли неожиданное открытие. "Оказалось, что сделать солнечные батареи суперэффективными очень сложно. Поэтому, вместо того чтобы только улучшать сами батареи, мы нашли другие способы захвата солнечной энергии", - сказал доктор Томи Байки, первый автор исследования и научный сотрудник Лаборатории Кавендиш и Колледжа Люси Кавендиш. "Это может быть действительно полезным для сообществ, предоставляя им разные варианты, помимо простого улучшения эффективности с использованием света".
Представьте себе солнечные панели, способные гибко складываться, подобно оригами, или частично прозрачные, чтобы гармонично вписываться в окружающую среду и облегчать их установку. Улучшая прочность и гибкость этих панелей, их можно интегрировать в различные среды, обеспечивая долговечность и универсальность.
Таким образом, ученые исследуют не только способы повышения эффективности солнечных батарей, но и разрабатывают новые технологии, которые позволят использовать солнечную энергию более гибко и эффективно. Эти открытия открывают новые возможности для использования солнечной энергии в различных областях и помогают строить более устойчивое будущее.
Источник:
Томи К. Байки и др., Выявление потенциала люминесцентных солнечных концентраторов в реальных условиях (Tomi K. Baikie et al, Revealing the potential of luminescent solar concentrators in real-world environments), Joule (2024). DOI: 10.1016/j.joule.2024.01.018
=======================
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!
Солнечная энергия становится все более популярной и актуальной темой среди ученых. Одной из идей в этой области является увеличение эффективности солнечных батарей путем концентрации солнечного света на них. Недавно группа ученых из Лаборатории Кавендиш и AMOLF (Амстердам, Нидерланды) провела исследование, чтобы понять, насколько это сложная задача, и обнаружила другие возможности для улучшения захвата солнечной энергии в любой точке планеты.
Исследователи заинтересовались возможностью улучшить работу солнечных батарей в различных частях мира, где концентрация солнечного света может быть выше. Для этого они использовали модели машинного обучения и нейронные сети искусственного интеллекта, чтобы понять, как будет вести себя солнечное излучение в разных точках Земли. Затем они интегрировали эти данные в электронную модель для расчета выхода солнечных батарей. Путем моделирования различных сценариев они могли предсказать, сколько энергии солнечные батареи смогут производить в разных местах по всему миру.
Однако их результаты, опубликованные в журнале Joule, раскрыли неожиданное открытие. "Оказалось, что сделать солнечные батареи суперэффективными очень сложно. Поэтому, вместо того чтобы только улучшать сами батареи, мы нашли другие способы захвата солнечной энергии", - сказал доктор Томи Байки, первый автор исследования и научный сотрудник Лаборатории Кавендиш и Колледжа Люси Кавендиш. "Это может быть действительно полезным для сообществ, предоставляя им разные варианты, помимо простого улучшения эффективности с использованием света".
Представьте себе солнечные панели, способные гибко складываться, подобно оригами, или частично прозрачные, чтобы гармонично вписываться в окружающую среду и облегчать их установку. Улучшая прочность и гибкость этих панелей, их можно интегрировать в различные среды, обеспечивая долговечность и универсальность.
Таким образом, ученые исследуют не только способы повышения эффективности солнечных батарей, но и разрабатывают новые технологии, которые позволят использовать солнечную энергию более гибко и эффективно. Эти открытия открывают новые возможности для использования солнечной энергии в различных областях и помогают строить более устойчивое будущее.
Источник:
Томи К. Байки и др., Выявление потенциала люминесцентных солнечных концентраторов в реальных условиях (Tomi K. Baikie et al, Revealing the potential of luminescent solar concentrators in real-world environments), Joule (2024). DOI: 10.1016/j.joule.2024.01.018
=======================
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
Нечёткое теперь легко станет чётким
Исследователи из Университета Джона Хопкинса разработали эффективный метод преобразования размытых изображений в четкие и чистые. Называемый "Progressively Deblurring Radiance Field" (PDRF), этот подход позволяет устранять размытие на 15 раз быстрее, чем предыдущие методы, и достигать лучших результатов как на синтетических, так и на реальных сценах.
«Часто изображения становятся размытыми из-за неправильной работы автофокуса, движения камеры или объекта. Наш метод позволяет преобразовывать эти размытые изображения в четкие и объемные», - сказал Чэн Пэнг, постдокторант в лаборатории искусственного интеллекта для инженерии и медицины Университета Джона Хопкинса. «Применение может включать все от виртуальной и дополненной реальности до 3D-сканирования для электронной коммерции, киноиндустрии и систем навигации роботов, не говоря уже о использовании для улучшения и устранения размытия персональных фотографий и видео».
Пэнг работал с научным руководителем Рамой Челлапой, профессором в области электротехники и компьютерной инженерии и биомедицинской инженерии, над этим проектом. Их результаты были опубликованы в сборнике материалов 37-й ежегодной конференции по искусственному интеллекту AAAI.
Обычно процесс устранения размытия изображений включает два этапа. Сначала система определяет положение камер, сделавших размытые снимки, что позволяет вставить 2D-изображения в 3D-сцену. Затем система восстанавливает более подробную 3D-модель сцены, изображенной на фотографиях. Хотя эти традиционные методы в целом эффективны, они имеют свои ограничения, часто приводя к артефактам - искажениям и аномалиям - а также неполным восстановлениям.
Нейронное поле излучения (NeRF), недавнее достижение в 3D-реконструкции изображений, успешно достигает фотореалистичных результатов, но только при условии, что входные изображения имеют хорошее качество. В отличие от этого, PDRF может предоставлять четкие и чистые изображения даже при использовании изображений низкого качества. Секрет, по словам Пэна, заключается в том, что новый подход позволяет не только обнаруживать и уменьшать размытие входных фотографий, но и повышать резкость этих изображений с помощью того, что команда называет «модулем прогрессивной оценки размытия», прежде чем создавать 3D-реконструкции изображений или сцены.
«PDRF основан на нейронных сетях и предлагает быстрый метод самоконтроля, который обучается на самих введенных изображениях и не требует ввода обучающих данных вручную. Примечательно, что он устраняет различные типы ухудшения качества, включая дрожание камеры, движение объектов и выход наружу. расфокусированных сценариев, демонстрируя его универсальность», — сказал он. «Другими словами, мы разработали его для обработки реальных ситуаций и изображений».
Например, Пэн и его команда работают с исследователями кафедры дерматологии Медицинской школы Джонса Хопкинса над использованием новой технологии 3D-моделирования для улучшения обнаружения опухолей кожи, в частности нейрофиброматоза: опухолей, поражающих головной, спинной мозг, и нервы.
Источник:
Ченг Пэн и др., PDRF: постепенное устранение размытия поля излучения для быстрой реконструкции сцены из размытых изображений (Cheng Peng et al, PDRF: Progressively Deblurring Radiance Field for Fast Scene Reconstruction from Blurry Images), Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence (2023). DOI: 10.1609/aaai.v37i2.25295
=======================
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!
Исследователи из Университета Джона Хопкинса разработали эффективный метод преобразования размытых изображений в четкие и чистые. Называемый "Progressively Deblurring Radiance Field" (PDRF), этот подход позволяет устранять размытие на 15 раз быстрее, чем предыдущие методы, и достигать лучших результатов как на синтетических, так и на реальных сценах.
«Часто изображения становятся размытыми из-за неправильной работы автофокуса, движения камеры или объекта. Наш метод позволяет преобразовывать эти размытые изображения в четкие и объемные», - сказал Чэн Пэнг, постдокторант в лаборатории искусственного интеллекта для инженерии и медицины Университета Джона Хопкинса. «Применение может включать все от виртуальной и дополненной реальности до 3D-сканирования для электронной коммерции, киноиндустрии и систем навигации роботов, не говоря уже о использовании для улучшения и устранения размытия персональных фотографий и видео».
Пэнг работал с научным руководителем Рамой Челлапой, профессором в области электротехники и компьютерной инженерии и биомедицинской инженерии, над этим проектом. Их результаты были опубликованы в сборнике материалов 37-й ежегодной конференции по искусственному интеллекту AAAI.
Обычно процесс устранения размытия изображений включает два этапа. Сначала система определяет положение камер, сделавших размытые снимки, что позволяет вставить 2D-изображения в 3D-сцену. Затем система восстанавливает более подробную 3D-модель сцены, изображенной на фотографиях. Хотя эти традиционные методы в целом эффективны, они имеют свои ограничения, часто приводя к артефактам - искажениям и аномалиям - а также неполным восстановлениям.
Нейронное поле излучения (NeRF), недавнее достижение в 3D-реконструкции изображений, успешно достигает фотореалистичных результатов, но только при условии, что входные изображения имеют хорошее качество. В отличие от этого, PDRF может предоставлять четкие и чистые изображения даже при использовании изображений низкого качества. Секрет, по словам Пэна, заключается в том, что новый подход позволяет не только обнаруживать и уменьшать размытие входных фотографий, но и повышать резкость этих изображений с помощью того, что команда называет «модулем прогрессивной оценки размытия», прежде чем создавать 3D-реконструкции изображений или сцены.
«PDRF основан на нейронных сетях и предлагает быстрый метод самоконтроля, который обучается на самих введенных изображениях и не требует ввода обучающих данных вручную. Примечательно, что он устраняет различные типы ухудшения качества, включая дрожание камеры, движение объектов и выход наружу. расфокусированных сценариев, демонстрируя его универсальность», — сказал он. «Другими словами, мы разработали его для обработки реальных ситуаций и изображений».
Например, Пэн и его команда работают с исследователями кафедры дерматологии Медицинской школы Джонса Хопкинса над использованием новой технологии 3D-моделирования для улучшения обнаружения опухолей кожи, в частности нейрофиброматоза: опухолей, поражающих головной, спинной мозг, и нервы.
Источник:
Ченг Пэн и др., PDRF: постепенное устранение размытия поля излучения для быстрой реконструкции сцены из размытых изображений (Cheng Peng et al, PDRF: Progressively Deblurring Radiance Field for Fast Scene Reconstruction from Blurry Images), Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligence (2023). DOI: 10.1609/aaai.v37i2.25295
=======================
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
В связи с событиями публикаций на выходных не будет.
Всем мира и добра, берегите себя!
Всем мира и добра, берегите себя!
😢6
Будущее носимой техники: гибкие устройства, заряжаемые одеждой
Представьте, что вы можете носить свой смартфон на запястье, не в качестве часов, а буквально в виде гибкого браслета, обхватывающего вашу руку, а обеспечивает энергией его ваша одежда только благодаря тому, что вы ее носите? Недавно коллаборация учёных под руководством профессора Джина Кон Кима и других исследователей сделала шаг к реализации этой идеи. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.
Мезопористые металлические оксиды (MMO) характеризуются порами размером от 2 до 50 нанометров (нм). Благодаря своей обширной поверхности, MMO имеют различные применения, такие как высокопроизводительное хранение энергии, эффективная катализация, полупроводники и сенсоры. Однако интеграция MMO на гибкие носимые устройства остается большой проблемой, поскольку пластиковые подложки не могут сохранять свою целостность при повышенных температурах (350°C и выше), при которых можно синтезировать MMO. Исследовательская команда решила эту проблему, используя синергетический эффект тепла и плазмы для синтеза различных MMO, включая оксид ванадия (V2O5), известный материал для хранения энергии высокой производительности, V6O13, TiO2, Nb2O5 и WO3, на гибких материалах при гораздо более низких температурах (150 ~ 200°C). Высокоактивные химические группы плазмы обеспечивают достаточную энергию, которая может быть компенсирована высокой температурой. Изготовленные устройства могут быть сгибаемыми тысячи раз, не теряя своих характеристик хранения энергии.
Профессор Джин Кон Ким сказал: "Мы на пороге революции в области носимой техники. Наш прорыв может привести к созданию устройств, которые не только более гибкие, но также гораздо более адаптивные к нашим повседневным потребностям".
Это исследование открывает новые перспективы для развития носимых устройств и гибкой электроники. Будущее может принести нам одежду, которая помимо своей основной функции будет также служить источником энергии для наших гаджетов. Мы сможем заряжать наши смартфоны и другие устройства просто надевая их на себя. Это станет настоящим прорывом в области технологий и повседневной жизни людей.
Источник:
Кеон-Ву Ким и др., Низкотемпературный универсальный путь синтеза мезопористых оксидов металлов с использованием синергетического эффекта термической активации и плазмы (Keon‐Woo Kim et al, Low‐Temperature, Universal Synthetic Route for Mesoporous Metal Oxides by Exploiting Synergistic Effect of Thermal Activation and Plasma), Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202311809
=======================
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!
Представьте, что вы можете носить свой смартфон на запястье, не в качестве часов, а буквально в виде гибкого браслета, обхватывающего вашу руку, а обеспечивает энергией его ваша одежда только благодаря тому, что вы ее носите? Недавно коллаборация учёных под руководством профессора Джина Кон Кима и других исследователей сделала шаг к реализации этой идеи. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.
Мезопористые металлические оксиды (MMO) характеризуются порами размером от 2 до 50 нанометров (нм). Благодаря своей обширной поверхности, MMO имеют различные применения, такие как высокопроизводительное хранение энергии, эффективная катализация, полупроводники и сенсоры. Однако интеграция MMO на гибкие носимые устройства остается большой проблемой, поскольку пластиковые подложки не могут сохранять свою целостность при повышенных температурах (350°C и выше), при которых можно синтезировать MMO. Исследовательская команда решила эту проблему, используя синергетический эффект тепла и плазмы для синтеза различных MMO, включая оксид ванадия (V2O5), известный материал для хранения энергии высокой производительности, V6O13, TiO2, Nb2O5 и WO3, на гибких материалах при гораздо более низких температурах (150 ~ 200°C). Высокоактивные химические группы плазмы обеспечивают достаточную энергию, которая может быть компенсирована высокой температурой. Изготовленные устройства могут быть сгибаемыми тысячи раз, не теряя своих характеристик хранения энергии.
Профессор Джин Кон Ким сказал: "Мы на пороге революции в области носимой техники. Наш прорыв может привести к созданию устройств, которые не только более гибкие, но также гораздо более адаптивные к нашим повседневным потребностям".
Это исследование открывает новые перспективы для развития носимых устройств и гибкой электроники. Будущее может принести нам одежду, которая помимо своей основной функции будет также служить источником энергии для наших гаджетов. Мы сможем заряжать наши смартфоны и другие устройства просто надевая их на себя. Это станет настоящим прорывом в области технологий и повседневной жизни людей.
Источник:
Кеон-Ву Ким и др., Низкотемпературный универсальный путь синтеза мезопористых оксидов металлов с использованием синергетического эффекта термической активации и плазмы (Keon‐Woo Kim et al, Low‐Temperature, Universal Synthetic Route for Mesoporous Metal Oxides by Exploiting Synergistic Effect of Thermal Activation and Plasma), Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202311809
=======================
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
Искусственные наножидкостные синапсы могут хранить вычислительную память
Память, или способность хранить информацию таким образом, чтобы она была легко доступной, является неотъемлемой операцией как в компьютерах, так и в человеческих мозгах. Однако существует ключевое отличие: в то время как обработка информации в мозге включает выполнение вычислений непосредственно на хранящихся данных, компьютеры перемещают данные туда и обратно между блоком памяти и центральным процессором (ЦП). Это неэффективное разделение (узкое место фон Неймана) способствует растущей энергозатратности компьютеров.
С 1970-х годов исследователи работают над концепцией мемристора (памятного резистора) - электронного компонента, который, подобно синапсу, может одновременно выполнять вычисления и хранить данные. Однако Александра Раденович из Лаборатории наномасштабной биологии (LBEN) в Инженерной школе Федеральной политехнической школы Лозанны поставила перед собой еще более амбициозную задачу: создание функционального нанофлюидного мемристивного устройства, основанного на ионах, а не на электронах и их противоположно заряженных аналогах (дырках). Такой подход более точно имитировал бы собственный, намного более энергоэффективный способ обработки информации клеток мозга.
"Мемристоры уже использовались для создания электронных нейронных сетей, но нашей целью является создание нанофлюидной нейронной сети, которая использует изменения концентрации ионов, подобно живым организмам", - говорит Раденович. "Мы создали новое нанофлюидное устройство для применения в памяти, которое значительно более масштабируемо и производительно, чем предыдущие попытки", - говорит постдокторант LBEN То Эммерих. "Это позволило нам впервые соединить два таких "искусственных синапса", что открывает путь к разработке мозгоподобного жидкого оборудования".
Мемристоры могут переключаться между двумя состояниями проводимости - включено и выключено - путем изменения приложенного напряжения. В то время как электронные мемристоры используют электроны и дырки для обработки цифровой информации, мемристор LBEN может использовать различные ионы. В своем исследовании исследователи погрузили свое устройство в электролитическое водное растворение, содержащее ионы калия.
Источник:
Тео Эммерих и др., Нанофлюидная логика с механо-ионными мемристивными переключателями (Theo Emmerich et al, Nanofluidic logic with mechano–ionic memristive switches), Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01137-9
=======================
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!
Память, или способность хранить информацию таким образом, чтобы она была легко доступной, является неотъемлемой операцией как в компьютерах, так и в человеческих мозгах. Однако существует ключевое отличие: в то время как обработка информации в мозге включает выполнение вычислений непосредственно на хранящихся данных, компьютеры перемещают данные туда и обратно между блоком памяти и центральным процессором (ЦП). Это неэффективное разделение (узкое место фон Неймана) способствует растущей энергозатратности компьютеров.
С 1970-х годов исследователи работают над концепцией мемристора (памятного резистора) - электронного компонента, который, подобно синапсу, может одновременно выполнять вычисления и хранить данные. Однако Александра Раденович из Лаборатории наномасштабной биологии (LBEN) в Инженерной школе Федеральной политехнической школы Лозанны поставила перед собой еще более амбициозную задачу: создание функционального нанофлюидного мемристивного устройства, основанного на ионах, а не на электронах и их противоположно заряженных аналогах (дырках). Такой подход более точно имитировал бы собственный, намного более энергоэффективный способ обработки информации клеток мозга.
"Мемристоры уже использовались для создания электронных нейронных сетей, но нашей целью является создание нанофлюидной нейронной сети, которая использует изменения концентрации ионов, подобно живым организмам", - говорит Раденович. "Мы создали новое нанофлюидное устройство для применения в памяти, которое значительно более масштабируемо и производительно, чем предыдущие попытки", - говорит постдокторант LBEN То Эммерих. "Это позволило нам впервые соединить два таких "искусственных синапса", что открывает путь к разработке мозгоподобного жидкого оборудования".
Мемристоры могут переключаться между двумя состояниями проводимости - включено и выключено - путем изменения приложенного напряжения. В то время как электронные мемристоры используют электроны и дырки для обработки цифровой информации, мемристор LBEN может использовать различные ионы. В своем исследовании исследователи погрузили свое устройство в электролитическое водное растворение, содержащее ионы калия.
Источник:
Тео Эммерих и др., Нанофлюидная логика с механо-ионными мемристивными переключателями (Theo Emmerich et al, Nanofluidic logic with mechano–ionic memristive switches), Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01137-9
=======================
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
Твердотельные аккумуляторы на подходе
Корейский институт исследований электротехнологии (KERI) достиг значительного прорыва в области коммерциализации твердотельных батарей, которые не воспламеняются и не взрываются. Доктор Пак Чжун-у из Центра исследований следующего поколения батарей KERI и Сун Чжунхван, студент-исследователь в Университете науки и технологии KERI, разработали революционную технологию, основанную на "размерно-контролируемом влажно-химическом синтезе твердотельных электролитов (сульфидных суперионных проводников)" и не только сокращает время и стоимость процесса более чем на 50%, но и удваивает качество получаемых продуктов.
Твердотельные батареи используют твердотельные электролиты вместо жидких, что существенно снижает риск возникновения пожара или взрыва при передаче ионов между катодом (+) и анодом (-). Однако для интеграции в твердотельные батареи, особенно в катоде, твердотельные электролиты должны быть маленькими, размером всего несколько микрометров, что примерно в сто раз тоньше человеческого волоса.
В KERI разработали технологию массового производства именно таких тонких твердотельных электролитов с повышенной ионной проводимостью через упрощенный процесс. В отличие от существующих методов, где твердотельные электролиты часто имеют большой размер частиц, требующий дополнительных процессов, таких как механическое измельчение, подход KERI позволяет сократить время и затраты, связанные с такими процессами. Кроме того, он устраняет деградацию производительности твердотельных электролитов, вызванную измельчением, что является значительным препятствием для их коммерциализации.
Команда доктора Пака использовала микроскопические сырьевые материалы, такие как сульфид лития, и тщательно контролировала скорость нуклеации каждого материала во время химических реакций, что привело к существенному уменьшению размеров продуктов. Этот инновационный подход позволяет производить тонкие твердотельные электролиты с использованием упрощенного процесса.
Источник:
Юнгхван Сунг и др., Мокрый химический синтез сульфидных суперионных проводников с контролируемым размером для высокопроизводительных твердотельных батарей (Junghwan Sung et al, Size-controlled wet-chemical synthesis of sulfide superionic conductors for high-performance all-solid-state batteries), Energy Storage Materials (2024). DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103253
=======================
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!
Корейский институт исследований электротехнологии (KERI) достиг значительного прорыва в области коммерциализации твердотельных батарей, которые не воспламеняются и не взрываются. Доктор Пак Чжун-у из Центра исследований следующего поколения батарей KERI и Сун Чжунхван, студент-исследователь в Университете науки и технологии KERI, разработали революционную технологию, основанную на "размерно-контролируемом влажно-химическом синтезе твердотельных электролитов (сульфидных суперионных проводников)" и не только сокращает время и стоимость процесса более чем на 50%, но и удваивает качество получаемых продуктов.
Твердотельные батареи используют твердотельные электролиты вместо жидких, что существенно снижает риск возникновения пожара или взрыва при передаче ионов между катодом (+) и анодом (-). Однако для интеграции в твердотельные батареи, особенно в катоде, твердотельные электролиты должны быть маленькими, размером всего несколько микрометров, что примерно в сто раз тоньше человеческого волоса.
В KERI разработали технологию массового производства именно таких тонких твердотельных электролитов с повышенной ионной проводимостью через упрощенный процесс. В отличие от существующих методов, где твердотельные электролиты часто имеют большой размер частиц, требующий дополнительных процессов, таких как механическое измельчение, подход KERI позволяет сократить время и затраты, связанные с такими процессами. Кроме того, он устраняет деградацию производительности твердотельных электролитов, вызванную измельчением, что является значительным препятствием для их коммерциализации.
Команда доктора Пака использовала микроскопические сырьевые материалы, такие как сульфид лития, и тщательно контролировала скорость нуклеации каждого материала во время химических реакций, что привело к существенному уменьшению размеров продуктов. Этот инновационный подход позволяет производить тонкие твердотельные электролиты с использованием упрощенного процесса.
Источник:
Юнгхван Сунг и др., Мокрый химический синтез сульфидных суперионных проводников с контролируемым размером для высокопроизводительных твердотельных батарей (Junghwan Sung et al, Size-controlled wet-chemical synthesis of sulfide superionic conductors for high-performance all-solid-state batteries), Energy Storage Materials (2024). DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103253
=======================
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
Инструменты машинного обучения могут предсказывать эмоции по голосам всего за секунду
Слова играют важную роль в выражении наших мыслей. Однако то, что мы не говорим, может быть еще более значимым для передачи эмоций. Человек часто может понять, что люди вокруг него чувствуют, исходя из невербальных сигналов, заложенных в наш голос. Теперь исследователи из Германии попытались выяснить, могут ли технические инструменты точно предсказывать эмоциональные оттенки в фрагментах голосовых записей. Для этого они сравнили точность трех моделей машинного обучения в распознавании различных эмоций в аудиозаписях. Их результаты были опубликованы в журнале Frontiers in Psychology.
"Мы показываем, что машинное обучение может быть использовано для распознавания эмоций из аудиофрагментов длительностью всего 1,5 секунды", - сказал первый автор статьи Ханнес Димерлинг, исследователь из Центра психологии продолжительности жизни в Макс-Планк-институте развития человека. "Наши модели достигли точности, сравнимой с человеческой, при категоризации бессмысленных предложений с эмоциональной окраской, произнесенных актерами".
Исследователи использовали бессмысленные предложения из двух наборов данных - канадского и немецкого, что позволило им исследовать, насколько точно модели машинного обучения могут распознавать эмоции независимо от языка, культурных особенностей и смыслового содержания. Каждый фрагмент был сокращен до длительности 1,5 секунды, так как именно столько времени нужно человеку, чтобы распознать эмоцию в речи. Это также самая короткая возможная длительность аудиозаписи, в которой можно избежать перекрытия эмоций.
Исследователи включили в исследование такие эмоции, как радость, гнев, грусть, страх, отвращение и нейтральность. На основе тренировочных данных они создали модели машинного обучения, которые работали по одному из трех способов: глубокие нейронные сети (DNN), которые анализируют компоненты звука, такие как частота или высота голоса, чтобы определить скрытые эмоции; сверточные нейронные сети (CNN), которые сканируют шаблоны в визуальном представлении звуковых дорожек, похожие на идентификацию эмоций по ритму и текстуре голоса; гибридная модель (C-DNN), объединяющая оба подхода.
Источник:
Внедрение методов машинного обучения для непрерывного прогнозирования эмоций на основе равномерно сегментированных голосовых записей (Implementing Machine Learning Techniques for Continuous Emotion Prediction from Uniformly Segmented Voice Recordings), Frontiers in Psychology (2024). DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1300996
=======================
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!
Слова играют важную роль в выражении наших мыслей. Однако то, что мы не говорим, может быть еще более значимым для передачи эмоций. Человек часто может понять, что люди вокруг него чувствуют, исходя из невербальных сигналов, заложенных в наш голос. Теперь исследователи из Германии попытались выяснить, могут ли технические инструменты точно предсказывать эмоциональные оттенки в фрагментах голосовых записей. Для этого они сравнили точность трех моделей машинного обучения в распознавании различных эмоций в аудиозаписях. Их результаты были опубликованы в журнале Frontiers in Psychology.
"Мы показываем, что машинное обучение может быть использовано для распознавания эмоций из аудиофрагментов длительностью всего 1,5 секунды", - сказал первый автор статьи Ханнес Димерлинг, исследователь из Центра психологии продолжительности жизни в Макс-Планк-институте развития человека. "Наши модели достигли точности, сравнимой с человеческой, при категоризации бессмысленных предложений с эмоциональной окраской, произнесенных актерами".
Исследователи использовали бессмысленные предложения из двух наборов данных - канадского и немецкого, что позволило им исследовать, насколько точно модели машинного обучения могут распознавать эмоции независимо от языка, культурных особенностей и смыслового содержания. Каждый фрагмент был сокращен до длительности 1,5 секунды, так как именно столько времени нужно человеку, чтобы распознать эмоцию в речи. Это также самая короткая возможная длительность аудиозаписи, в которой можно избежать перекрытия эмоций.
Исследователи включили в исследование такие эмоции, как радость, гнев, грусть, страх, отвращение и нейтральность. На основе тренировочных данных они создали модели машинного обучения, которые работали по одному из трех способов: глубокие нейронные сети (DNN), которые анализируют компоненты звука, такие как частота или высота голоса, чтобы определить скрытые эмоции; сверточные нейронные сети (CNN), которые сканируют шаблоны в визуальном представлении звуковых дорожек, похожие на идентификацию эмоций по ритму и текстуре голоса; гибридная модель (C-DNN), объединяющая оба подхода.
Источник:
Внедрение методов машинного обучения для непрерывного прогнозирования эмоций на основе равномерно сегментированных голосовых записей (Implementing Machine Learning Techniques for Continuous Emotion Prediction from Uniformly Segmented Voice Recordings), Frontiers in Psychology (2024). DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1300996
=======================
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
Змееподобный робот, созданный для поиска жизни на спутнике Сатурна
Команда инженеров из лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, сотрудничая с коллегой из института робототехники университета Карнеги-Меллона, разработала робота-змею для исследования местности на Энцеладе, шестом по величине спутнике Сатурна. В своей статье, опубликованной в журнале Science Robotics, группа описывает, как робот был специально разработан для передвижения по ледяной местности, с которой он столкнется на Энцеладе.
Энцелад покрыт в основном льдом. Предыдущие исследования показали, что у спутника разнообразная поверхность, включающая плоские участки, гребни, образованные ледяными массами, сталкивающимися друг с другом, и кратеры, образованные столкновениями с астероидами.
Недавно исследователи обнаружили, что у Энцелада также есть подповерхностный океан, и зонды наблюдали водные струи в южных регионах спутника. Эти последние открытия заставили ученых задуматься о том, может ли этот ледяной спутник хранить какую-то форму жизни под своей морозной поверхностью.
В новом исследовании инженеры разработали и построили прототип робота для исследования Энцелада и поиска признаков жизни. Прототип робота имеет примерно 4 метра в длину и состоит из головы, содержащей компьютер, и нескольких сегментов, образующих тело. Сегменты соединяются между собой шарнирами, позволяющими им вращаться независимо друг от друга. Каждый сегмент также оснащен наружним узлом, напоминающей винт, используемым для передвижения.
Робот, которого команда назвала Exobiology Extant Life Surveyor (EELS), был разработан для автономной работы — он перемещается по ледяной местности, вращая свои наружние винты, "обнюхивая" лед на ходу. Захваченный материал затем проверяется на наличие материалов и признаков жизни. EELS также имеет несколько датчиков и камер, которые помогают ему выбрать путь, а если он застрянет, он также может двигаться задним ходом.
Благодаря своей гибкости и способности передвигаться по льду, робот может проникнуть в труднодоступные участки спутника и исследовать их. Он оснащен передовыми датчиками и камерами, которые позволяют ему собирать данные о поверхности, особенностях рельефа и составе льда. Это позволяет ученым получить ценные сведения о структуре Энцелада и потенциально обнаружить признаки наличия жизни.
Роботы-исследователи, подобные этому змееподобному роботу, становятся незаменимыми инструментами для изучения таких местностей и поиска следов жизни. В будущем, такие роботы могут использоваться для исследования других ледяных спутников и планет, где также есть вероятность наличия океанов и жизни.
Источник:
Т. С. Вакуэро и др., EELS: автономный змееподобный робот с возможностями планирования задач и движений для исследования ледяного мира (T. S. Vaquero et al, EELS: Autonomous snake-like robot with task and motion planning capabilities for ice world exploration), Science Robotics (2024). DOI: 10.1126/scirobotics.adh8332
=======================
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!
Команда инженеров из лаборатории реактивного движения Калифорнийского технологического института, сотрудничая с коллегой из института робототехники университета Карнеги-Меллона, разработала робота-змею для исследования местности на Энцеладе, шестом по величине спутнике Сатурна. В своей статье, опубликованной в журнале Science Robotics, группа описывает, как робот был специально разработан для передвижения по ледяной местности, с которой он столкнется на Энцеладе.
Энцелад покрыт в основном льдом. Предыдущие исследования показали, что у спутника разнообразная поверхность, включающая плоские участки, гребни, образованные ледяными массами, сталкивающимися друг с другом, и кратеры, образованные столкновениями с астероидами.
Недавно исследователи обнаружили, что у Энцелада также есть подповерхностный океан, и зонды наблюдали водные струи в южных регионах спутника. Эти последние открытия заставили ученых задуматься о том, может ли этот ледяной спутник хранить какую-то форму жизни под своей морозной поверхностью.
В новом исследовании инженеры разработали и построили прототип робота для исследования Энцелада и поиска признаков жизни. Прототип робота имеет примерно 4 метра в длину и состоит из головы, содержащей компьютер, и нескольких сегментов, образующих тело. Сегменты соединяются между собой шарнирами, позволяющими им вращаться независимо друг от друга. Каждый сегмент также оснащен наружним узлом, напоминающей винт, используемым для передвижения.
Робот, которого команда назвала Exobiology Extant Life Surveyor (EELS), был разработан для автономной работы — он перемещается по ледяной местности, вращая свои наружние винты, "обнюхивая" лед на ходу. Захваченный материал затем проверяется на наличие материалов и признаков жизни. EELS также имеет несколько датчиков и камер, которые помогают ему выбрать путь, а если он застрянет, он также может двигаться задним ходом.
Благодаря своей гибкости и способности передвигаться по льду, робот может проникнуть в труднодоступные участки спутника и исследовать их. Он оснащен передовыми датчиками и камерами, которые позволяют ему собирать данные о поверхности, особенностях рельефа и составе льда. Это позволяет ученым получить ценные сведения о структуре Энцелада и потенциально обнаружить признаки наличия жизни.
Роботы-исследователи, подобные этому змееподобному роботу, становятся незаменимыми инструментами для изучения таких местностей и поиска следов жизни. В будущем, такие роботы могут использоваться для исследования других ледяных спутников и планет, где также есть вероятность наличия океанов и жизни.
Источник:
Т. С. Вакуэро и др., EELS: автономный змееподобный робот с возможностями планирования задач и движений для исследования ледяного мира (T. S. Vaquero et al, EELS: Autonomous snake-like robot with task and motion planning capabilities for ice world exploration), Science Robotics (2024). DOI: 10.1126/scirobotics.adh8332
=======================
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🔥1
Прорыв в области безопасности литиевых металлических батарей
Литиевые металлические батареи (LMBs) представляют собой перспективную систему хранения энергии, способную обеспечить практически в 10 раз большую плотность энергии по сравнению с существующими литий-ионными батареями (LIBs). Однако использование LMBs сопряжено с определенными проблемами безопасности и их нельзя использовать для быстрой зарядки. Одной из основных проблем, затормаживающих развитие этой технологии, является неконтролируемое образование дендритов, приводящих к перегреву и короткому замыканию батареи.
Лаборатория доктора Т. Н. Нарайанана при Институте фундаментальных исследований имени Джехангира Ратанджи Тата в Хайдарабаде, Индия, представила простой, масштабируемый и экономически эффективный метод сборки безопасной и долговечной литиевой металлической батареи. Исследование опубликовано в журнале Small. В батарее между электродами находится пористая разделительная мембрана, предотвращающая короткое замыкание. При использовании батареи на одном из электродов начинают образовываться древовидные структуры или щетинки, называемые дендритами. Если эти дендриты начинают неконтролируемо расти, они могут стать физическим мостом между двумя электродами и вызвать короткое замыкание.
В данном исследовании студенты-аспиранты Прити Ядав и Паллави Такур использовали доступный графитовый производный порошок для модификации разделительной мембраны, используемой в типичной батарее. Эта модификация подавляет образование дендритов и значительно увеличивает срок службы батареи. Исследователи предполагают, что этот метод модификации разделительной мембраны имеет огромный потенциал для масштабирования в промышленных масштабах.
Однако при очень высокой плотности тока 10 мА/см² такая батарея демонстрирует признаки медленной деградации. Это может быть связано с электроплакировкой лития на углероде (осаждения лития тонким слоем на графите). Исследователи планируют дальнейшее изучение этих проблем и понимание роли интерфейсов в улучшении характеристик батареи.
Модификация разделительной мембраны с использованием графитового производного позволяет подавить образование дендритов и значительно улучшить долговечность батареи. Этот метод имеет потенциал для применения в промышленности. Дальнейшие исследования помогут разобраться в вызывающих проблемы аспектах и повысить эффективность этих батарей.
Источник:
Прити Ядав и др., Высокопроизводительные, бездендритные литий-металлические батареи с расширенной цикличностью с помощью подхода к модификации масштабируемого сепаратора (Preeti Yadav et al, High Rate, Dendrite Free Lithium Metal Batteries of Extended Cyclability via a Scalable Separator Modification Approach), Small (2023). DOI: 10.1002/smll.202308344
=======================
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!
Литиевые металлические батареи (LMBs) представляют собой перспективную систему хранения энергии, способную обеспечить практически в 10 раз большую плотность энергии по сравнению с существующими литий-ионными батареями (LIBs). Однако использование LMBs сопряжено с определенными проблемами безопасности и их нельзя использовать для быстрой зарядки. Одной из основных проблем, затормаживающих развитие этой технологии, является неконтролируемое образование дендритов, приводящих к перегреву и короткому замыканию батареи.
Лаборатория доктора Т. Н. Нарайанана при Институте фундаментальных исследований имени Джехангира Ратанджи Тата в Хайдарабаде, Индия, представила простой, масштабируемый и экономически эффективный метод сборки безопасной и долговечной литиевой металлической батареи. Исследование опубликовано в журнале Small. В батарее между электродами находится пористая разделительная мембрана, предотвращающая короткое замыкание. При использовании батареи на одном из электродов начинают образовываться древовидные структуры или щетинки, называемые дендритами. Если эти дендриты начинают неконтролируемо расти, они могут стать физическим мостом между двумя электродами и вызвать короткое замыкание.
В данном исследовании студенты-аспиранты Прити Ядав и Паллави Такур использовали доступный графитовый производный порошок для модификации разделительной мембраны, используемой в типичной батарее. Эта модификация подавляет образование дендритов и значительно увеличивает срок службы батареи. Исследователи предполагают, что этот метод модификации разделительной мембраны имеет огромный потенциал для масштабирования в промышленных масштабах.
Однако при очень высокой плотности тока 10 мА/см² такая батарея демонстрирует признаки медленной деградации. Это может быть связано с электроплакировкой лития на углероде (осаждения лития тонким слоем на графите). Исследователи планируют дальнейшее изучение этих проблем и понимание роли интерфейсов в улучшении характеристик батареи.
Модификация разделительной мембраны с использованием графитового производного позволяет подавить образование дендритов и значительно улучшить долговечность батареи. Этот метод имеет потенциал для применения в промышленности. Дальнейшие исследования помогут разобраться в вызывающих проблемы аспектах и повысить эффективность этих батарей.
Источник:
Прити Ядав и др., Высокопроизводительные, бездендритные литий-металлические батареи с расширенной цикличностью с помощью подхода к модификации масштабируемого сепаратора (Preeti Yadav et al, High Rate, Dendrite Free Lithium Metal Batteries of Extended Cyclability via a Scalable Separator Modification Approach), Small (2023). DOI: 10.1002/smll.202308344
=======================
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❤1
Создание литий-серных аккумуляторов большой мощности
Литий-серные (Li-S) аккумуляторы представляют собой многообещающую альтернативу литий-ионным (LiB), наиболее распространенным технологиям аккумуляторов. Поскольку сера обильно присутствует на Земле, эти аккумуляторы могут быть дешевле и более экологически безопасными, а также обладать более высокой энергетической плотностью.
Несмотря на эти преимущества, внедрение Li-S аккумуляторов до сих пор ограничено, так как у многих из них низкий цикл жизни и высокая скорость саморазряда. Кроме того, предполагаемая высокая энергетическая плотность Li-S аккумуляторов часто снижается в реальных условиях использования из-за высоких скоростей зарядки и разрядки.
Химическая реакция, играющая ключевую роль в обеспечении высокой емкости Li-S аккумуляторов, называется реакцией снижения серы (SRR). Эта реакция широко изучается, однако ее кинетические закономерности при высоких токах до сих пор плохо понимаются. Исследователи из Университета Аделаиды, Тяньцзиньского университета и Австралийского синхротрона недавно провели исследование, целью которого было определение кинетической тенденции SRR для развития высокоэнергетических Li-S аккумуляторов высокой мощности.
Их статья, опубликованная в журнале Nature Nanotechnology, также представляет нанокомпозитный углеродный электрокатализатор, который повышает производительность Li-S аккумуляторов, обеспечивая сохранение емкости разряда около 75%.
"Активность электрокатализаторов для реакции снижения серы (SRR) может быть представлена в виде вулканических графиков, которые описывают определенные термодинамические тенденции", - пишут Хуан Ли, Ронгвей Мэн и их коллеги в своей статье. "Однако кинетическая тенденция, описывающая SRR при высоких токах, пока неизвестна, что ограничивает наше понимание кинетических вариаций и затрудняет разработку Li-S аккумуляторов высокой мощности. Используя принцип Ле Шателье в качестве руководства, мы устанавливаем кинетическую тенденцию SRR, связывающую концентрации полисульфидов с кинетическими токами"
Чтобы дополнительно изучить кинетическую тенденцию SRR при высоких токах, исследователи также собрали данные синхротронной рентгеновской адсорбционной спектроскопии и провели различные вычисления молекулярных орбиталей. В целом их результаты показывают, что заполнение орбит в катализаторах на основе переходных металлов связано с концентрацией полисульфида в батареях и, следовательно, с кинетическими предсказаниями SRR.
Основываясь на описанной ими кинетической тенденции, Ли, Мэн и их коллеги разработали новый нанокомпозитный электрокатализатор, состоящий из материала на основе углерода и кластеров CoZn. Затем они интегрировали этот катализатор в Li-S-батарейный элемент и протестировали его работу, сосредоточив внимание на скорости заряда-разряда.
В целом, недавнее исследование Ли, Менга и их коллег показывает, что повышенные концентрации полисульфида способствуют более быстрой кинетике SRR; таким образом, катализаторы, повышающие концентрацию полисульфида, могут ускорить эту реакцию. Этот результат был подтвержден как теоретическими расчетами, так и экспериментальными измерениями.
Источник:
Хуан Ли и др., Разработка мощных Li-S батарей с помощью электрокатализаторов на основе переходных металлов и углеродных нанокомпозитов (Huan Li et al, Developing high-power Li-S batteries via transition metal/carbon nanocomposite electrocatalyst engineering), Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01614-4
=======================
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!
Литий-серные (Li-S) аккумуляторы представляют собой многообещающую альтернативу литий-ионным (LiB), наиболее распространенным технологиям аккумуляторов. Поскольку сера обильно присутствует на Земле, эти аккумуляторы могут быть дешевле и более экологически безопасными, а также обладать более высокой энергетической плотностью.
Несмотря на эти преимущества, внедрение Li-S аккумуляторов до сих пор ограничено, так как у многих из них низкий цикл жизни и высокая скорость саморазряда. Кроме того, предполагаемая высокая энергетическая плотность Li-S аккумуляторов часто снижается в реальных условиях использования из-за высоких скоростей зарядки и разрядки.
Химическая реакция, играющая ключевую роль в обеспечении высокой емкости Li-S аккумуляторов, называется реакцией снижения серы (SRR). Эта реакция широко изучается, однако ее кинетические закономерности при высоких токах до сих пор плохо понимаются. Исследователи из Университета Аделаиды, Тяньцзиньского университета и Австралийского синхротрона недавно провели исследование, целью которого было определение кинетической тенденции SRR для развития высокоэнергетических Li-S аккумуляторов высокой мощности.
Их статья, опубликованная в журнале Nature Nanotechnology, также представляет нанокомпозитный углеродный электрокатализатор, который повышает производительность Li-S аккумуляторов, обеспечивая сохранение емкости разряда около 75%.
"Активность электрокатализаторов для реакции снижения серы (SRR) может быть представлена в виде вулканических графиков, которые описывают определенные термодинамические тенденции", - пишут Хуан Ли, Ронгвей Мэн и их коллеги в своей статье. "Однако кинетическая тенденция, описывающая SRR при высоких токах, пока неизвестна, что ограничивает наше понимание кинетических вариаций и затрудняет разработку Li-S аккумуляторов высокой мощности. Используя принцип Ле Шателье в качестве руководства, мы устанавливаем кинетическую тенденцию SRR, связывающую концентрации полисульфидов с кинетическими токами"
Чтобы дополнительно изучить кинетическую тенденцию SRR при высоких токах, исследователи также собрали данные синхротронной рентгеновской адсорбционной спектроскопии и провели различные вычисления молекулярных орбиталей. В целом их результаты показывают, что заполнение орбит в катализаторах на основе переходных металлов связано с концентрацией полисульфида в батареях и, следовательно, с кинетическими предсказаниями SRR.
Основываясь на описанной ими кинетической тенденции, Ли, Мэн и их коллеги разработали новый нанокомпозитный электрокатализатор, состоящий из материала на основе углерода и кластеров CoZn. Затем они интегрировали этот катализатор в Li-S-батарейный элемент и протестировали его работу, сосредоточив внимание на скорости заряда-разряда.
В целом, недавнее исследование Ли, Менга и их коллег показывает, что повышенные концентрации полисульфида способствуют более быстрой кинетике SRR; таким образом, катализаторы, повышающие концентрацию полисульфида, могут ускорить эту реакцию. Этот результат был подтвержден как теоретическими расчетами, так и экспериментальными измерениями.
Источник:
Хуан Ли и др., Разработка мощных Li-S батарей с помощью электрокатализаторов на основе переходных металлов и углеродных нанокомпозитов (Huan Li et al, Developing high-power Li-S batteries via transition metal/carbon nanocomposite electrocatalyst engineering), Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01614-4
=======================
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
Высокоэффективный оптоволоконный кабель с полым сердечником для медицинских процедур
Исследовательская группа под руководством профессора Цзян Хайхе из Институтов физических наук Хэфэя Китайской академии наук разработала 6-канальный микроструктурный антирезонансный воздушный волоконный кабель (AR-HCF) с большим диаметром сердцевины в 78 мкм.
"Это первый случай, когда лазер длиной волны 2,79 мкм с высокой энергией передается с хорошей эффективностью при комнатной температуре", - сказал профессор Цзян. Исследование было опубликовано в журнале Optics & Laser Technology.
Традиционные медицинские лазерные устройства часто сталкиваются с проблемами, такими как сложные конструкции и низкая эффективность. AR-HCF преодолевает эти проблемы своим простым дизайном, высокой эффективностью передачи и гибкостью.
В этом исследовании ученые разработали простую структуру с высокой эффективностью передачи сигнала, высоким порогом повреждения и гибкостью, чтобы заменить жёсткую световодную "руку" для передачи энергии лазера.
Средняя эффективность передачи связи составляет 77,3%, а максимальная - 85%, что демонстрирует впечатляющую производительность оптической волоконной кабельной системы. Это новшество позволяет эффективно передавать излучение лазера с высокой энергией, особенно в среднем инфракрасном диапазоне, что критически важно для медицинских процедур.
Традиционные методы передачи лазерной энергии часто ограничиваются сложными системами световодов, которые могут быть неэффективными и требуют дополнительных усилий для установки и обслуживания. AR-HCF предлагает простое и гибкое решение, которое может значительно улучшить эффективность и надежность передачи лазерной энергии.
Источник:
Лей Хуанг и др., Высокоэффективное антирезонансное полое волокно с 6-канальной структурой в качестве системы передачи высокоэнергетического излучения импульсно-периодического хром-эрбиевого 2,73-мкм лазера (Lei Huang et al, High-efficiency 6-hole structure anti-resonant hollow-core fiber 2.79 μm Cr,Er:YSGG high-energy pulse laser transmission system), Optics & Laser Technology (2024). DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.110743
=======================
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!
Исследовательская группа под руководством профессора Цзян Хайхе из Институтов физических наук Хэфэя Китайской академии наук разработала 6-канальный микроструктурный антирезонансный воздушный волоконный кабель (AR-HCF) с большим диаметром сердцевины в 78 мкм.
"Это первый случай, когда лазер длиной волны 2,79 мкм с высокой энергией передается с хорошей эффективностью при комнатной температуре", - сказал профессор Цзян. Исследование было опубликовано в журнале Optics & Laser Technology.
Традиционные медицинские лазерные устройства часто сталкиваются с проблемами, такими как сложные конструкции и низкая эффективность. AR-HCF преодолевает эти проблемы своим простым дизайном, высокой эффективностью передачи и гибкостью.
В этом исследовании ученые разработали простую структуру с высокой эффективностью передачи сигнала, высоким порогом повреждения и гибкостью, чтобы заменить жёсткую световодную "руку" для передачи энергии лазера.
Средняя эффективность передачи связи составляет 77,3%, а максимальная - 85%, что демонстрирует впечатляющую производительность оптической волоконной кабельной системы. Это новшество позволяет эффективно передавать излучение лазера с высокой энергией, особенно в среднем инфракрасном диапазоне, что критически важно для медицинских процедур.
Традиционные методы передачи лазерной энергии часто ограничиваются сложными системами световодов, которые могут быть неэффективными и требуют дополнительных усилий для установки и обслуживания. AR-HCF предлагает простое и гибкое решение, которое может значительно улучшить эффективность и надежность передачи лазерной энергии.
Источник:
Лей Хуанг и др., Высокоэффективное антирезонансное полое волокно с 6-канальной структурой в качестве системы передачи высокоэнергетического излучения импульсно-периодического хром-эрбиевого 2,73-мкм лазера (Lei Huang et al, High-efficiency 6-hole structure anti-resonant hollow-core fiber 2.79 μm Cr,Er:YSGG high-energy pulse laser transmission system), Optics & Laser Technology (2024). DOI: 10.1016/j.optlastec.2024.110743
=======================
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
Динамически стабильная самовосстанавливающаяся проволока на основе механо-электрической связи
Самовосстанавливающиеся провода играют важную роль в интеграции и применении носимых устройств благодаря своей высокой гибкости и проводимости. Однако, частые нагрузки и деформации при практическом использовании могут привести к структурным повреждениям этих проводов, что в свою очередь может привести к отказу всего модуля.
Самовосстанавливающиеся провода способны восстанавливать механические и электрические свойства при повреждении структуры, что представляет собой многообещающее решение данной проблемы. Однако, практическое применение самовосстанавливающихся проводов ограничивается высокой изменчивостью электрического сопротивления в динамических условиях, таких как изгибы, нажимы, растяжения и вибрации, что существенно снижает точность непрерывного мониторинга взаимосвязанных носимых устройств.
Для преодоления этих проблем, исследовательская группа под руководством профессора Хао Суна из Шанхайского университета Цзяотун разработала новую группу динамически стабильных самовосстанавливающихся проводов на основе механико-электрического взаимодействия, которое было вдохновлено взаимодействием водородных связей и сил ван-дер-Ваальса между аксоном и миелиновой оболочкой в миелинизированном аксоне. То есть по аналогии со связями нейронов в мозге.
Группа использовала супрамолекулярную химию для улучшения прочности на растяжение (35-73 МПа) самовосстанавливающихся проводов, которые показали хорошее соответствие с обычными текстильными волокнами (28-74 МПа). Более важно то, что механико-электрическое взаимодействие на основе водородных и координационных связей между структурными (самовосстанавливающийся полимер) и проводящими (жидкий металл GaInSn) компонентами значительно улучшило электрическую стабильность самовосстанавливающихся проводов в различных динамических условиях.
Например, изменение сопротивления этих проводов составляло менее 0,7 Ом при высокой деформации в 500%, а электрическое сопротивление увеличивалось менее чем на 5% при различных динамических условиях, таких как изгибы, нажимы, узлы и стирка. Эти провода обладают отличными механическими, электрическими и динамическими свойствами, что делает их перспективными для носимых устройств.
«Нам нужны самовосстанавливающиеся провода, способные сохранять свое электрическое сопротивление в динамических условиях, что является ключом к обеспечению точности и надежности взаимосвязанных носимых устройств в практических приложениях. Пытаясь достичь этой цели, мы замечаем, что нервная система может надежно передают нервные потенциалы действия даже при сильных деформациях, что вдохновляет нас предложить механизм «механико-электрической связи», фокусирующийся на усилении межфазного взаимодействия. Поэтому мы разрабатываем инновационные самовосстанавливающиеся полимерные материалы с помощью супрамолекулярной химии , чтобы вызвать сильное взаимодействие с жидким металлом GaInSn, тем самым достигая динамически стабильных самовосстанавливающихся проводов, которые полезны для практических носимых устройств», — сказал профессор Хао Сунь.
Источник:
Шуо Ван и др., Динамически стабильная самовосстанавливающаяся проволока на основе механо-электрической связи (Shuo Wang et al, A dynamically stable self-healable wire based on mechanical–electrical coupling), National Science Review (2024). DOI: 10.1093/nsr/nwae006
=======================
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!
Самовосстанавливающиеся провода играют важную роль в интеграции и применении носимых устройств благодаря своей высокой гибкости и проводимости. Однако, частые нагрузки и деформации при практическом использовании могут привести к структурным повреждениям этих проводов, что в свою очередь может привести к отказу всего модуля.
Самовосстанавливающиеся провода способны восстанавливать механические и электрические свойства при повреждении структуры, что представляет собой многообещающее решение данной проблемы. Однако, практическое применение самовосстанавливающихся проводов ограничивается высокой изменчивостью электрического сопротивления в динамических условиях, таких как изгибы, нажимы, растяжения и вибрации, что существенно снижает точность непрерывного мониторинга взаимосвязанных носимых устройств.
Для преодоления этих проблем, исследовательская группа под руководством профессора Хао Суна из Шанхайского университета Цзяотун разработала новую группу динамически стабильных самовосстанавливающихся проводов на основе механико-электрического взаимодействия, которое было вдохновлено взаимодействием водородных связей и сил ван-дер-Ваальса между аксоном и миелиновой оболочкой в миелинизированном аксоне. То есть по аналогии со связями нейронов в мозге.
Группа использовала супрамолекулярную химию для улучшения прочности на растяжение (35-73 МПа) самовосстанавливающихся проводов, которые показали хорошее соответствие с обычными текстильными волокнами (28-74 МПа). Более важно то, что механико-электрическое взаимодействие на основе водородных и координационных связей между структурными (самовосстанавливающийся полимер) и проводящими (жидкий металл GaInSn) компонентами значительно улучшило электрическую стабильность самовосстанавливающихся проводов в различных динамических условиях.
Например, изменение сопротивления этих проводов составляло менее 0,7 Ом при высокой деформации в 500%, а электрическое сопротивление увеличивалось менее чем на 5% при различных динамических условиях, таких как изгибы, нажимы, узлы и стирка. Эти провода обладают отличными механическими, электрическими и динамическими свойствами, что делает их перспективными для носимых устройств.
«Нам нужны самовосстанавливающиеся провода, способные сохранять свое электрическое сопротивление в динамических условиях, что является ключом к обеспечению точности и надежности взаимосвязанных носимых устройств в практических приложениях. Пытаясь достичь этой цели, мы замечаем, что нервная система может надежно передают нервные потенциалы действия даже при сильных деформациях, что вдохновляет нас предложить механизм «механико-электрической связи», фокусирующийся на усилении межфазного взаимодействия. Поэтому мы разрабатываем инновационные самовосстанавливающиеся полимерные материалы с помощью супрамолекулярной химии , чтобы вызвать сильное взаимодействие с жидким металлом GaInSn, тем самым достигая динамически стабильных самовосстанавливающихся проводов, которые полезны для практических носимых устройств», — сказал профессор Хао Сунь.
Источник:
Шуо Ван и др., Динамически стабильная самовосстанавливающаяся проволока на основе механо-электрической связи (Shuo Wang et al, A dynamically stable self-healable wire based on mechanical–electrical coupling), National Science Review (2024). DOI: 10.1093/nsr/nwae006
=======================
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
Квантовые детекторы могут раскрыть тайны темной материи
Темная материя продолжает ускользать от взора ученых, но новый подход, предложенный физиками из Национальной лаборатории ускорителей SLAC, может внести свет в эту темную загадку. Вместо поиска редких столкновений с темной материей из глубин космоса, исследователи обратили свой взгляд на "термализованную" темную материю, которая может накапливаться и кружиться вокруг Земли. Они предлагают использовать для обнаружения темной материи специально настроенные квантовые сенсоры.
Темная материя, эта невидимка космического масштаба, продолжает избегать прямого обнаружения, играя в догонялки с самыми чувствительными детекторами нашей планеты. И все же, команда SLAC, кажется, готова перевернуть эту игру с помощью квантовых приборов, теоретически заточенных на поимку так называемой "термализованной" темной материи.
Тёмная материя была обнаружена благодаря аномалиям движения звёзд в галактическом масштабе. Как будто какая-то невидимая масса своей гравитацией изменяла скорости движения вращения звёзд вокруг центра галактики. И, считается, что её частицы уж точно должны прилетать из глубокого космоса. Но, также существует версия о темной материи, которая, возможно, уже веками мечется в гравитационном поле Земли, о чем говорит физик Ребекка Лиэн, одна из авторов нового исследования.
“Термализованная” темная материя, как предполагают исследователи, могла бы оставаться в нашем космическом дворике дольше, и в итоге достигать большей плотности, нежели ее братья-космонавты, что должно увеличить шансы на встречу её неуловимых частиц с детектором. Но есть проблема: она, словно усталый космический путник, движется медленно и несет меньше энергии, поэтому обычные детекторы могут и не заметить её.
Вдохновленные этой проблемой, Лиэн и её коллеги — постдок Анирбан Дас и ученый из SLAC Ноа Куринский, которые мечтают о детектировании темной материи с помощью квантовых сенсоров — предложили идею о перепроектировании квантовых устройств для обнаружения термализованной темной материи. Их расчеты показали, что чувствительность квантовых сенсоров настолько высока, что они могут регистрировать не только пышную энергетику галактической темной материи, но и скромные прикосновения ее земной сестры.
Конечно, это не гарантирует, что квантовые колебания спровоцированы именно темной материей, но дает надежду на возможность такого открытия. Следующий шаг — адаптация чувствительных квантовых устройств под обнаружение этой таинственной материи, где даже выбор материала для детектора — уже вопрос научного творчества и инноваций.
Работа в SLAC представляет собой симбиоз усилий и знаний, что особенно важно в таких амбициозных проектах, как поиски темной материи. Это исследование не только подбрасывает вопросы о природе темной материи, но и заставляет иначе взглянуть на то, как наши квантовые системы взаимодействуют с космической средой, открывая новые горизонты в понимании фундаментальных сил, которые формируют наш мир.
Источник:
DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1300996
=======================
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!
Темная материя продолжает ускользать от взора ученых, но новый подход, предложенный физиками из Национальной лаборатории ускорителей SLAC, может внести свет в эту темную загадку. Вместо поиска редких столкновений с темной материей из глубин космоса, исследователи обратили свой взгляд на "термализованную" темную материю, которая может накапливаться и кружиться вокруг Земли. Они предлагают использовать для обнаружения темной материи специально настроенные квантовые сенсоры.
Темная материя, эта невидимка космического масштаба, продолжает избегать прямого обнаружения, играя в догонялки с самыми чувствительными детекторами нашей планеты. И все же, команда SLAC, кажется, готова перевернуть эту игру с помощью квантовых приборов, теоретически заточенных на поимку так называемой "термализованной" темной материи.
Тёмная материя была обнаружена благодаря аномалиям движения звёзд в галактическом масштабе. Как будто какая-то невидимая масса своей гравитацией изменяла скорости движения вращения звёзд вокруг центра галактики. И, считается, что её частицы уж точно должны прилетать из глубокого космоса. Но, также существует версия о темной материи, которая, возможно, уже веками мечется в гравитационном поле Земли, о чем говорит физик Ребекка Лиэн, одна из авторов нового исследования.
“Термализованная” темная материя, как предполагают исследователи, могла бы оставаться в нашем космическом дворике дольше, и в итоге достигать большей плотности, нежели ее братья-космонавты, что должно увеличить шансы на встречу её неуловимых частиц с детектором. Но есть проблема: она, словно усталый космический путник, движется медленно и несет меньше энергии, поэтому обычные детекторы могут и не заметить её.
Вдохновленные этой проблемой, Лиэн и её коллеги — постдок Анирбан Дас и ученый из SLAC Ноа Куринский, которые мечтают о детектировании темной материи с помощью квантовых сенсоров — предложили идею о перепроектировании квантовых устройств для обнаружения термализованной темной материи. Их расчеты показали, что чувствительность квантовых сенсоров настолько высока, что они могут регистрировать не только пышную энергетику галактической темной материи, но и скромные прикосновения ее земной сестры.
Конечно, это не гарантирует, что квантовые колебания спровоцированы именно темной материей, но дает надежду на возможность такого открытия. Следующий шаг — адаптация чувствительных квантовых устройств под обнаружение этой таинственной материи, где даже выбор материала для детектора — уже вопрос научного творчества и инноваций.
Работа в SLAC представляет собой симбиоз усилий и знаний, что особенно важно в таких амбициозных проектах, как поиски темной материи. Это исследование не только подбрасывает вопросы о природе темной материи, но и заставляет иначе взглянуть на то, как наши квантовые системы взаимодействуют с космической средой, открывая новые горизонты в понимании фундаментальных сил, которые формируют наш мир.
Источник:
DOI: 10.3389/fpsyg.2024.1300996
=======================
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
Робот, способный предугадывать и имитировать человеческие эмоции
Встречайте Emo – робота нового поколения с человекоподобным лицом, созданного в Creative Machines Lab в Колумбийской инженерной школе. Emo не просто отражает широкий спектр чувств: он может прогнозировать и синхронизировать свои выражения с вашими, начиная улыбаться за 840 миллисекунд до того, как улыбнетесь вы. Эмо работает с помощью 26 актуаторов и оснащен высокоразрешающими камерами для установления зрительного контакта, важного для невербального общения.
Одним из основных вызовов на пути создания Emo было техническое проектирование функционально выразительного роботизированного лица, а также разработка алгоритмов, позволяющих роботу улавливать подходящее время для определённой эмоции, чтобы выглядеть естественно и искренне. Исследователи разработали две модели ИИ: одна предсказывает человеческие выражения лица, а другая вырабатывает соответствующие моторные команды для их имитации.
Обучение робота созданию лицевых выражений имитирует человеческий процесс обучения - Emo самостоятельно исследует и учится через метод "самомоделирования", аналогичный нашей способности представлять, как мы выглядим во время определённых эмоций.
Исследование показывает, что интеграция предвидения и подражания человеческим выражениям лица может значительно улучшить качество взаимодействия и доверие между людьми и роботами. В ближайшем будущем, Emo будет дополнен функцией вербального общения с использованием больших языковых моделей, вроде ChatGPT.
Источник:
DOI: 10.1126/scirobotics.adi4724, DOI: 10.1126/scirobotics.ado5755
=======================
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!
Встречайте Emo – робота нового поколения с человекоподобным лицом, созданного в Creative Machines Lab в Колумбийской инженерной школе. Emo не просто отражает широкий спектр чувств: он может прогнозировать и синхронизировать свои выражения с вашими, начиная улыбаться за 840 миллисекунд до того, как улыбнетесь вы. Эмо работает с помощью 26 актуаторов и оснащен высокоразрешающими камерами для установления зрительного контакта, важного для невербального общения.
Одним из основных вызовов на пути создания Emo было техническое проектирование функционально выразительного роботизированного лица, а также разработка алгоритмов, позволяющих роботу улавливать подходящее время для определённой эмоции, чтобы выглядеть естественно и искренне. Исследователи разработали две модели ИИ: одна предсказывает человеческие выражения лица, а другая вырабатывает соответствующие моторные команды для их имитации.
Обучение робота созданию лицевых выражений имитирует человеческий процесс обучения - Emo самостоятельно исследует и учится через метод "самомоделирования", аналогичный нашей способности представлять, как мы выглядим во время определённых эмоций.
Исследование показывает, что интеграция предвидения и подражания человеческим выражениям лица может значительно улучшить качество взаимодействия и доверие между людьми и роботами. В ближайшем будущем, Emo будет дополнен функцией вербального общения с использованием больших языковых моделей, вроде ChatGPT.
Источник:
DOI: 10.1126/scirobotics.adi4724, DOI: 10.1126/scirobotics.ado5755
=======================
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
Запуск ChatGPT из под DOS на Toshiba T1200 (8086 проц, 640 кило оперативки, а HDD неисправен)
Спойлер: требуется промежуточный ПК с запущенным сетевым клиентом, но, опять же, работает!!!
https://habr.com/ru/articles/804059/
Спойлер: требуется промежуточный ПК с запущенным сетевым клиентом, но, опять же, работает!!!
https://habr.com/ru/articles/804059/
Хабр
ChatGPT клиент для MS-DOS
Благодаря стараниям ретро энтузиаста Yeo Kheng Meng (очень рекомендую его сайт, много интересного по ретро технике) можно юзать ChatGPT на DOS машинах. Кто владеет языком рекомендую Оригинальный пост...
Новая технология гибких и высокоэффективных солнечных панелей
Группа материаловедов из Государственной ключевой лаборатории управления и контроля энергосистем при университете Цинхуа и Центра превосходства в нанонауках Национального центра нанонауки и технологий в Пекине, Китай, разработала новый метод химического осаждения из ванн (CBD), который улучшает эффективность преобразования энергии гибких солнечных элементов на основе перовскита, делая их более практичными.
Гибкие перовскитные солнечные элементы (FPSCs) имеют множество потенциальных применений в аэрокосмической отрасли и гибкой электронике, однако их практическое использование ограничивалось низкой эффективностью преобразования энергии. Новый метод производства позволил увеличить эффективность гибких солнечных элементов, что может способствовать их более широкому распространению.
Текущие FPSCs страдают от более низкой эффективности по сравнению с жесткими перовскитными элементами из-за мягких и неоднородных особенностей гибкого базового материала, такого как полиэтилентерефталат (PET), на котором формируются пленки перовскита. Также они менее долговечны, поскольку в гибких субстратах есть поры, через которые вода и кислород проникают в материалы перовскита и разрушают их.
Новый метод производства использует сульфат олова SnSO4 вместо хлорида олова SnCl2 как предшественник олова для осаждения SnO2, что делает новый метод совместимым с гибкими субстратами, чувствительными к кислотам. Оксид олова служит электронным транспортным слоем в FPSC, что критически важно для эффективности преобразования энергии.
Команда достигла нового рекорда самой высокой эффективности преобразования энергии FPSC - 25,09% и была сертифицирована на уровне 24,90%. Также была продемонстрирована долговечность солнечных элементов на SnSO4, которые сохраняли 90% своей эффективности после 10 000 изгибов. Гибкие солнечные элементы на основе SnSO4 также показали повышенную стабильность при высоких температурах по сравнению с элементами на SnCl2.
Новый метод производства позволил повторять результаты и дал возможность производителям повторно использовать ванны, что увеличило практичность масштабного производства FPSC.
Конечная цель - перевести эти высокоэффективные FPSC от лабораторного масштаба к промышленному производству, что позволит широко применять данную технологию в различных областях, от носимой электроники и портативных приборов до аэрокосмических источников энергии и крупномасштабных решений в области возобновляемой энергии.
Источник:
DOI: 10.23919/IEN.2024.0001
=======================
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!
Группа материаловедов из Государственной ключевой лаборатории управления и контроля энергосистем при университете Цинхуа и Центра превосходства в нанонауках Национального центра нанонауки и технологий в Пекине, Китай, разработала новый метод химического осаждения из ванн (CBD), который улучшает эффективность преобразования энергии гибких солнечных элементов на основе перовскита, делая их более практичными.
Гибкие перовскитные солнечные элементы (FPSCs) имеют множество потенциальных применений в аэрокосмической отрасли и гибкой электронике, однако их практическое использование ограничивалось низкой эффективностью преобразования энергии. Новый метод производства позволил увеличить эффективность гибких солнечных элементов, что может способствовать их более широкому распространению.
Текущие FPSCs страдают от более низкой эффективности по сравнению с жесткими перовскитными элементами из-за мягких и неоднородных особенностей гибкого базового материала, такого как полиэтилентерефталат (PET), на котором формируются пленки перовскита. Также они менее долговечны, поскольку в гибких субстратах есть поры, через которые вода и кислород проникают в материалы перовскита и разрушают их.
Новый метод производства использует сульфат олова SnSO4 вместо хлорида олова SnCl2 как предшественник олова для осаждения SnO2, что делает новый метод совместимым с гибкими субстратами, чувствительными к кислотам. Оксид олова служит электронным транспортным слоем в FPSC, что критически важно для эффективности преобразования энергии.
Команда достигла нового рекорда самой высокой эффективности преобразования энергии FPSC - 25,09% и была сертифицирована на уровне 24,90%. Также была продемонстрирована долговечность солнечных элементов на SnSO4, которые сохраняли 90% своей эффективности после 10 000 изгибов. Гибкие солнечные элементы на основе SnSO4 также показали повышенную стабильность при высоких температурах по сравнению с элементами на SnCl2.
Новый метод производства позволил повторять результаты и дал возможность производителям повторно использовать ванны, что увеличило практичность масштабного производства FPSC.
Конечная цель - перевести эти высокоэффективные FPSC от лабораторного масштаба к промышленному производству, что позволит широко применять данную технологию в различных областях, от носимой электроники и портативных приборов до аэрокосмических источников энергии и крупномасштабных решений в области возобновляемой энергии.
Источник:
DOI: 10.23919/IEN.2024.0001
=======================
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
Звук будущего: учёные изучали сверхпроводимость, а получили звуковой усилитель.
Вы когда-нибудь задумывались, как будет слышаться прогресс? Учёные из амстердамской лаборатории AMOLF и их коллеги из Германии, Швейцарии и Австрии сделали шаг к ответу на этот вопрос, создав метаматериал с удивительными звуковыми свойствами. Он обещает новый уровень в работе датчиков и оборудования для обработки информации.
Этот метаматериал является первым примером так называемой "бозонной цепи Китаева", которая получила свои уникальные свойства благодаря тому, что является топологическим материалом. За основу взяты наномеханические резонаторы, взаимодействующие с лазерным светом через радиационное давление.
"Цепь Китаева" – теоретическая модель, описывающая поведение электронов в сверхпроводящих материалах, особенно в нанопроволоках, которая примечательна предсказанием особых возбуждений на концах нанопроволок - нулевых мод Майораны - которые представляют интерес для квантовых вычислений.
Лидер группы AMOLF Эвольд Верхаген отметил: "Нас привлекала математически идентичная модель, которая описывала бы волны, такие как свет или звук, а не электроны."
Созданный аналог - Бозонная цепь Китаева – это цепь связанных резонаторов, или метаматериал, состоящий из "атомов" материала, где резонаторы и их связи контролируют поведение метаматериала – распространение звуковых волн. Создание особых связей между резонаторами было возможным благодаря "оптическим" пружинам, создающимся с помощью лазерного света.
Результаты исследования поразительны: полученный оптический связующий механизм математически напоминает сверхпроводящие связи в фермионной цепи Китаева. Но если в последней наблюдается сверхпроводимость, то в бозонной цепи оптические связи дополняются функцией усиления механических вибраций. Как следствие, звуковые волны усиливаются экспоненциально по мере их распространения вдоль цепи. При этом в обратном направлении передача вибраций запрещена.
Особый интерес представляет топологический характер материала. Верхаген подчеркивает, что топологическая защита делает усиление в принципе нечувствительным к помехам. Однако при определённых условиях система может быть чрезвычайно чувствительной к небольшим возмущениям, что ведёт к новым возможностям в сенсорных технологиях.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07174-w
=======================
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!
Вы когда-нибудь задумывались, как будет слышаться прогресс? Учёные из амстердамской лаборатории AMOLF и их коллеги из Германии, Швейцарии и Австрии сделали шаг к ответу на этот вопрос, создав метаматериал с удивительными звуковыми свойствами. Он обещает новый уровень в работе датчиков и оборудования для обработки информации.
Этот метаматериал является первым примером так называемой "бозонной цепи Китаева", которая получила свои уникальные свойства благодаря тому, что является топологическим материалом. За основу взяты наномеханические резонаторы, взаимодействующие с лазерным светом через радиационное давление.
"Цепь Китаева" – теоретическая модель, описывающая поведение электронов в сверхпроводящих материалах, особенно в нанопроволоках, которая примечательна предсказанием особых возбуждений на концах нанопроволок - нулевых мод Майораны - которые представляют интерес для квантовых вычислений.
Лидер группы AMOLF Эвольд Верхаген отметил: "Нас привлекала математически идентичная модель, которая описывала бы волны, такие как свет или звук, а не электроны."
Созданный аналог - Бозонная цепь Китаева – это цепь связанных резонаторов, или метаматериал, состоящий из "атомов" материала, где резонаторы и их связи контролируют поведение метаматериала – распространение звуковых волн. Создание особых связей между резонаторами было возможным благодаря "оптическим" пружинам, создающимся с помощью лазерного света.
Результаты исследования поразительны: полученный оптический связующий механизм математически напоминает сверхпроводящие связи в фермионной цепи Китаева. Но если в последней наблюдается сверхпроводимость, то в бозонной цепи оптические связи дополняются функцией усиления механических вибраций. Как следствие, звуковые волны усиливаются экспоненциально по мере их распространения вдоль цепи. При этом в обратном направлении передача вибраций запрещена.
Особый интерес представляет топологический характер материала. Верхаген подчеркивает, что топологическая защита делает усиление в принципе нечувствительным к помехам. Однако при определённых условиях система может быть чрезвычайно чувствительной к небольшим возмущениям, что ведёт к новым возможностям в сенсорных технологиях.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07174-w
=======================
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
Революционные имплантируемые батареи, работающие за счёт кислорода в организме
Китайские исследователи представили прорыв в медицинских технологиях, создав имплантируемую батарею, функционирующую на кислороде, постоянно присутствующем в теле человека. Это открытие, опубликованное 27 марта в журнале Chem, предлагает альтернативу традиционным батареям, встроенным в имплантируемые медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы и нейростимуляторы, избавляя от необходимости проводить инвазивные операции по их замене.
Научная группа под руководством Сижэн Лю из Технологического университета Тяньцзиня использовала для электродов безопасный и эффективный натриевый сплав и нанопористое золото. Они подвергаются химическим реакциям с кислородом в организме, вырабатывая электричество. Батарея защищена мягкой и гибкой полимерной плёнкой с порами.
Имплантируя батарею под кожу крыс, учёные обнаружили, что она вырабатывает стабильное напряжение 1.3-1.4 В с мощностью тока 2.6 микроватт на квадратный сантиметр. Этого пока недостаточно для питания медицинских устройств, однако вполне достаточно для доказательства самой концепции.
Также была оценена реакция крыс на воспалительные процессы, метаболические изменения и регенерацию тканей вокруг имплантированной батареи. Животные не показали признаков воспаления, а продукты реакции батареи, такие как натриевые и гидроксидные ионы, а также низкие уровни перекиси водорода, утилизировались организмом без вреда для почек и печени. Вдобавок, область имплантации хорошо заживала: шерсть на спинах крыс полностью отросла через четыре недели после процедуры, а вокруг батареи регенерировались кровеносные сосуды.
Интересный момент, на который указал Сижэн Лю, связан с неожиданным результатом: нестабильностью выходного напряжения сразу после операции. Исследователи пришли к выводу, что для стабильной работы батареи необходимо время на заживление раны и регенерацию кровеносных сосудов, обеспечивающих подачу кислорода. Это открытие также указывает на потенциал батареи в отслеживании процесса заживления ран.
Следующим шагом для команды будет усовершенствование батареи для увеличения эффективности энергодоставки, работа над материалами электродов и оптимизация конструкции батареи. Лю отметил, что масштабируемость производства данного типа батарей, а также выбор экономически выгодных материалов могут снизить затраты.
Кроме использования в медицинских устройствах, у новой батареи могут найтись и другие применения. В частности, она может оказать влияние на лечение рака, лишая опухолевые клетки кислорода или превращая энергию батареи в тепло для уничтожения раковых клеток. Использование батареи в качестве источника новой энергии и потенциальных биотерапий представляет собой волнующие перспективы для будущих исследований.
Источник:
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.02.012
=======================
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!
Китайские исследователи представили прорыв в медицинских технологиях, создав имплантируемую батарею, функционирующую на кислороде, постоянно присутствующем в теле человека. Это открытие, опубликованное 27 марта в журнале Chem, предлагает альтернативу традиционным батареям, встроенным в имплантируемые медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы и нейростимуляторы, избавляя от необходимости проводить инвазивные операции по их замене.
Научная группа под руководством Сижэн Лю из Технологического университета Тяньцзиня использовала для электродов безопасный и эффективный натриевый сплав и нанопористое золото. Они подвергаются химическим реакциям с кислородом в организме, вырабатывая электричество. Батарея защищена мягкой и гибкой полимерной плёнкой с порами.
Имплантируя батарею под кожу крыс, учёные обнаружили, что она вырабатывает стабильное напряжение 1.3-1.4 В с мощностью тока 2.6 микроватт на квадратный сантиметр. Этого пока недостаточно для питания медицинских устройств, однако вполне достаточно для доказательства самой концепции.
Также была оценена реакция крыс на воспалительные процессы, метаболические изменения и регенерацию тканей вокруг имплантированной батареи. Животные не показали признаков воспаления, а продукты реакции батареи, такие как натриевые и гидроксидные ионы, а также низкие уровни перекиси водорода, утилизировались организмом без вреда для почек и печени. Вдобавок, область имплантации хорошо заживала: шерсть на спинах крыс полностью отросла через четыре недели после процедуры, а вокруг батареи регенерировались кровеносные сосуды.
Интересный момент, на который указал Сижэн Лю, связан с неожиданным результатом: нестабильностью выходного напряжения сразу после операции. Исследователи пришли к выводу, что для стабильной работы батареи необходимо время на заживление раны и регенерацию кровеносных сосудов, обеспечивающих подачу кислорода. Это открытие также указывает на потенциал батареи в отслеживании процесса заживления ран.
Следующим шагом для команды будет усовершенствование батареи для увеличения эффективности энергодоставки, работа над материалами электродов и оптимизация конструкции батареи. Лю отметил, что масштабируемость производства данного типа батарей, а также выбор экономически выгодных материалов могут снизить затраты.
Кроме использования в медицинских устройствах, у новой батареи могут найтись и другие применения. В частности, она может оказать влияние на лечение рака, лишая опухолевые клетки кислорода или превращая энергию батареи в тепло для уничтожения раковых клеток. Использование батареи в качестве источника новой энергии и потенциальных биотерапий представляет собой волнующие перспективы для будущих исследований.
Источник:
DOI: 10.1016/j.chempr.2024.02.012
=======================
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
Прорыв в области теплоотвода: новый материал от корейских учёных
Команда учёных под руководством доктора Чхве Чхоль У создала уникальный материал для эффективного рассеивания тепла, который может перевернуть индустрию охлаждения электроники. Это открытие воплощает мечту многих инженеров: магния оксид с особыми свойствами, образующий нанокристаллический защитный слой без лишней суеты с обработкой поверхности. Подробности исследования опубликованы в журнале "Small Methods".
С прогрессом технологий электроника становится всё мельче и умнее, а это значит – всё горячее. Современные алюминиевые радиаторы, порой, уже не справляются с задачей вывести все это тепло. В игру вступает магнезия с её низкой стоимостью и замечательными термическими свойствами. Однако её любовь к высоким температурам и влаге (до 1800°C и гигроскопичность) вносили сомнения в её востребованность. Но не теперь!
Магия материаловедения в деле: добавки в процессе спекания на ура формируют слои нанокомпозита, защищая материал от водной стихии и одновременно снижая температуру обработки – всё это лепит из магнезии прекрасный теплоотводящий наполнитель.
С такой инновацией на горизонте, корейские эксперты ожидают, что до 2025 года рынок теплоотводящих материалов для электромобилей может разогреться до 9,7 триллионов корейских вон. Прощайте, проблемы с влагой и непомерные температуры спекания! Учёные уверены, что их дешёвый и качественный магнезиальный наполнитель займёт доминирующие позиции на рынке керамических материалов для теплоотвода.
Источник:
DOI: 10.1002/smtd.202300969
=======================
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!
Команда учёных под руководством доктора Чхве Чхоль У создала уникальный материал для эффективного рассеивания тепла, который может перевернуть индустрию охлаждения электроники. Это открытие воплощает мечту многих инженеров: магния оксид с особыми свойствами, образующий нанокристаллический защитный слой без лишней суеты с обработкой поверхности. Подробности исследования опубликованы в журнале "Small Methods".
С прогрессом технологий электроника становится всё мельче и умнее, а это значит – всё горячее. Современные алюминиевые радиаторы, порой, уже не справляются с задачей вывести все это тепло. В игру вступает магнезия с её низкой стоимостью и замечательными термическими свойствами. Однако её любовь к высоким температурам и влаге (до 1800°C и гигроскопичность) вносили сомнения в её востребованность. Но не теперь!
Магия материаловедения в деле: добавки в процессе спекания на ура формируют слои нанокомпозита, защищая материал от водной стихии и одновременно снижая температуру обработки – всё это лепит из магнезии прекрасный теплоотводящий наполнитель.
С такой инновацией на горизонте, корейские эксперты ожидают, что до 2025 года рынок теплоотводящих материалов для электромобилей может разогреться до 9,7 триллионов корейских вон. Прощайте, проблемы с влагой и непомерные температуры спекания! Учёные уверены, что их дешёвый и качественный магнезиальный наполнитель займёт доминирующие позиции на рынке керамических материалов для теплоотвода.
Источник:
DOI: 10.1002/smtd.202300969
=======================
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