Новый способ создания узоров на плёнках из углеродных нанотрубок для гаджетов 6G и гибкой электроники
Хотите верьте, хотите нет, но учёные нашли быстрый и дешёвый способ "рисовать" геометрические узоры на плёнках из углеродных нанотрубок! Эти "художества" оказались весьма полезны для создания компонентов устройств связи 6G и гибкой прозрачной электроники, например, носимых трекеров здоровья.
Обычно для получения узорчатых плёнок приходилось либо выжигать кучу дырок в сплошном материале (до 90% на выброс!), либо использовать дорогую и сложную литографию. Новый метод проще, быстрее и экономичнее.
Сначала учёные лазером вырезают медный шаблон узора, например сетки. Затем берут мембранный фильтр из нитроцеллюлозы, накрывают его шаблоном и напыляют частицы меди, создавая обратный узор. При нанесении на фильтр углеродные нанотрубки повторяют заданный рисунок, так как медь их отталкивает. Готовую плёнку легко перенести на другую подложку.
Полученная сетчатая плёнка в 12 раз прозрачнее обычной при сохранении проводимости! Это идеально подходит для оптических электродов в гибкой электронике вроде биосенсоров, отслеживающих пульс, дыхание и насыщение крови кислородом. А ещё такая сетка может работать как дифракционная решётка для приёма 6G сигнала.
Учёные протестировали дифракционные свойства сеток на эластичной подложке с помощью терагерцового спектрометра. Растягивая подложку, они меняли период решётки и наблюдали соответствующие сдвиги пиков дифракции - всё по законам оптики!
В общем, новый метод открывает широкие возможности для быстрого и недорогого создания разнообразных 2D-структур из нанотрубок, которые найдут применение в устройствах терагерцового диапазона. А это, на минуточку, безопасные технологии для досмотра и медицинской диагностики!
Кстати, учёные обещают вскоре показать и другие узоры - концентрические круги и спирали. Так что ждём новых шедевров наноискусства!
Источник:
DOI: 10.1016/j.cej.2024.149733
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Хотите верьте, хотите нет, но учёные нашли быстрый и дешёвый способ "рисовать" геометрические узоры на плёнках из углеродных нанотрубок! Эти "художества" оказались весьма полезны для создания компонентов устройств связи 6G и гибкой прозрачной электроники, например, носимых трекеров здоровья.
Обычно для получения узорчатых плёнок приходилось либо выжигать кучу дырок в сплошном материале (до 90% на выброс!), либо использовать дорогую и сложную литографию. Новый метод проще, быстрее и экономичнее.
Сначала учёные лазером вырезают медный шаблон узора, например сетки. Затем берут мембранный фильтр из нитроцеллюлозы, накрывают его шаблоном и напыляют частицы меди, создавая обратный узор. При нанесении на фильтр углеродные нанотрубки повторяют заданный рисунок, так как медь их отталкивает. Готовую плёнку легко перенести на другую подложку.
Полученная сетчатая плёнка в 12 раз прозрачнее обычной при сохранении проводимости! Это идеально подходит для оптических электродов в гибкой электронике вроде биосенсоров, отслеживающих пульс, дыхание и насыщение крови кислородом. А ещё такая сетка может работать как дифракционная решётка для приёма 6G сигнала.
Учёные протестировали дифракционные свойства сеток на эластичной подложке с помощью терагерцового спектрометра. Растягивая подложку, они меняли период решётки и наблюдали соответствующие сдвиги пиков дифракции - всё по законам оптики!
В общем, новый метод открывает широкие возможности для быстрого и недорогого создания разнообразных 2D-структур из нанотрубок, которые найдут применение в устройствах терагерцового диапазона. А это, на минуточку, безопасные технологии для досмотра и медицинской диагностики!
Кстати, учёные обещают вскоре показать и другие узоры - концентрические круги и спирали. Так что ждём новых шедевров наноискусства!
Источник:
DOI: 10.1016/j.cej.2024.149733
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1🔥1
Электронные вихри с управляемой интенсивностью - новый инструмент для науки и технологий будущего
Последние достижения в области электронной голографии позволяют создавать "скульптурные" электронные пучки с заданной формой интенсивности. Эти структурированные вихри открывают невиданные ранее возможности для изучения материи и разработки нанотехнологий. Присоединяйтесь к захватывающему путешествию в мир закрученных электронов!
В последние годы в науке произошёл настоящий прорыв - были открыты и изучены электронные вихри. Это особые пучки электронов, которые не просто летят вперёд, а ещё и закручиваются по спирали, неся угловой орбитальный момент. Благодаря этому уникальному свойству, вихревые электроны стали мощным инструментом для исследования микроструктуры и свойств различных материалов.
Но как заставить электроны танцевать вальс? Оказывается, нужно всего лишь взглянуть на них как на волны, похожие на световые. Ведь ещё в 1992 году учёные обнаружили, что лучи света тоже могут нести орбитальный момент. Значит и электронами, как заряженными частицами, можно управлять подобным образом. Так родилась идея создания электронных вихрей.
Поначалу для закрутки электронов использовали спиральные фазовые пластинки из плёнок графита. Затем учёные придумали и другие методы: голографические маски, искажения магнитных линз, магнитные иглы. Всё это позволило не только получать вихревые пучки с нужным моментом, но и управлять их взаимодействием с веществом и полями.
Однако традиционные электронные вихри имели один недостаток - их интенсивность всегда распределена в виде простого кольца. Это ограничивало возможности применения вихрей на практике. Но авторы нового исследования нашли способ создавать структурированные вихри с произвольной формой интенсивности. Секрет оказался в локальном изменении фазы волны электрона.
Используя специальные компьютерные голограммы и фазовые маски, учёные научились "лепить" из электронов вихри в форме трилистника, спирали и даже стрелок. Более того, они изучили уникальные "лепестковые" картины, возникающие при наложении вихрей с разной закруткой. Эти удивительные узоры подтверждают квантовую природу электронов и их подчинение законам топологии.
Данное исследование не только расширяет наши фундаментальные знания, но и открывает новые практические возможности. Структурированные электронные вихри могут стать универсальным квантовым зондом для микроскопии, помогут управлять наночастицами, возбуждать плазмоны на поверхности и даже "печатать" наноструктуры без сканирования пучка. А главное, такой подход применим и к другим частицам - нейтронам, протонам, атомам и молекулам.
Исследование структурированных электронных вихрей - это новое слово в физике и нанотехнологиях. Возможность управлять формой и интенсивностью пучков частиц открывает перед нами невероятные перспективы. Быть может, совсем скоро с помощью "скульптурных" электронов мы научимся с невиданной точностью изучать и преобразовывать материю на самом фундаментальном уровне. Так что, как говорится, следите за вихрями! Будущее рождается в вихре научных открытий.
Источник:
DOI: 10.29026/oea.2024.230184
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Последние достижения в области электронной голографии позволяют создавать "скульптурные" электронные пучки с заданной формой интенсивности. Эти структурированные вихри открывают невиданные ранее возможности для изучения материи и разработки нанотехнологий. Присоединяйтесь к захватывающему путешествию в мир закрученных электронов!
В последние годы в науке произошёл настоящий прорыв - были открыты и изучены электронные вихри. Это особые пучки электронов, которые не просто летят вперёд, а ещё и закручиваются по спирали, неся угловой орбитальный момент. Благодаря этому уникальному свойству, вихревые электроны стали мощным инструментом для исследования микроструктуры и свойств различных материалов.
Но как заставить электроны танцевать вальс? Оказывается, нужно всего лишь взглянуть на них как на волны, похожие на световые. Ведь ещё в 1992 году учёные обнаружили, что лучи света тоже могут нести орбитальный момент. Значит и электронами, как заряженными частицами, можно управлять подобным образом. Так родилась идея создания электронных вихрей.
Поначалу для закрутки электронов использовали спиральные фазовые пластинки из плёнок графита. Затем учёные придумали и другие методы: голографические маски, искажения магнитных линз, магнитные иглы. Всё это позволило не только получать вихревые пучки с нужным моментом, но и управлять их взаимодействием с веществом и полями.
Однако традиционные электронные вихри имели один недостаток - их интенсивность всегда распределена в виде простого кольца. Это ограничивало возможности применения вихрей на практике. Но авторы нового исследования нашли способ создавать структурированные вихри с произвольной формой интенсивности. Секрет оказался в локальном изменении фазы волны электрона.
Используя специальные компьютерные голограммы и фазовые маски, учёные научились "лепить" из электронов вихри в форме трилистника, спирали и даже стрелок. Более того, они изучили уникальные "лепестковые" картины, возникающие при наложении вихрей с разной закруткой. Эти удивительные узоры подтверждают квантовую природу электронов и их подчинение законам топологии.
Данное исследование не только расширяет наши фундаментальные знания, но и открывает новые практические возможности. Структурированные электронные вихри могут стать универсальным квантовым зондом для микроскопии, помогут управлять наночастицами, возбуждать плазмоны на поверхности и даже "печатать" наноструктуры без сканирования пучка. А главное, такой подход применим и к другим частицам - нейтронам, протонам, атомам и молекулам.
Исследование структурированных электронных вихрей - это новое слово в физике и нанотехнологиях. Возможность управлять формой и интенсивностью пучков частиц открывает перед нами невероятные перспективы. Быть может, совсем скоро с помощью "скульптурных" электронов мы научимся с невиданной точностью изучать и преобразовывать материю на самом фундаментальном уровне. Так что, как говорится, следите за вихрями! Будущее рождается в вихре научных открытий.
Источник:
DOI: 10.29026/oea.2024.230184
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
❤1👍1👏1
Кирпичи из мусора - энергоэффективное решение для "зелёного" строительства будущего
Инженеры создали экологичные кирпичи с добавлением стеклянных и других отходов. Такие стройматериалы не только спасают природу от свалок, но и повышают энергоэффективность зданий, снижая расходы на отопление. Готовы узнать, как мусор превращается в термоизоляцию? Читайте в нашем материале!
Представьте, что ваш дом построен из... мусора. Нет, это не антиутопия, а новейшая экоразработка австралийских инженеров. Они научились делать кирпичи с добавлением до 15% стеклобоя и 20% сожжённых отходов, заменяя ими часть глины. Секретный ингредиент предоставила компания Visy - крупнейший переработчик вторсырья в стране.
Но для чего вообще класть в кирпичи всякий хлам? Оказывается, такая "начинка" улучшает теплоизоляцию, позволяя сэкономить до 5% на обогреве дома. К тому же, при обжиге кирпичей с отходами температуру можно снизить на 20%. А это уже прямая выгода для производителей.
"Ежегодно в мире используется 1.4 триллиона кирпичей, и их производство сильно вредит природе: выделяется углекислый газ, диоксид серы, хлор, истощаются запасы глины", - объясняет руководитель проекта Дилан Роберт. Поэтому так важно найти альтернативу традиционным материалам и технологиям.
Испытания показали, что "мусорные" кирпичи полностью соответствуют строительным стандартам по прочности, долговечности и экологичности. Более того, за счёт состава их цвет можно варьировать от белого до тёмно-красного - на любой вкус архитектора.
Особенно ценными добавками оказались мелкие частички стекла размером до 3 мм, которые не годятся для вторичного производства бутылок и банок. "Мы очень рады, что нашли применение этим отходам и не будем отправлять их на свалку", - говорит Пол Андрич, менеджер инновационных проектов Visy.
Сейчас инженеры работают над масштабированием технологии, чтобы наладить коммерческий выпуск экокирпичей в сотрудничестве с мельбурнскими заводами. В планах - использовать вторсырьё и в других стройматериалах. Круговорот мусора в природе, только на пользу природе!
Экокирпичи - прекрасный пример безотходной экономики будущего. Превращая мусор в ценный ресурс, мы не только боремся с загрязнением планеты, но и делаем наши дома теплее и экономичнее. Так что скоро фраза "дом, милый дом" зазвучит совсем по-новому. Ведь что может быть милее, чем жить в гармонии с природой, даже если твоё жилище частично сделано из того, что раньше считалось отходами?
Источник:
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.134031, DOI: 10.1016/j.energy.2023.128755, DOI: 10.1061/JMCEE7.MTENG-15165, DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01717
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Инженеры создали экологичные кирпичи с добавлением стеклянных и других отходов. Такие стройматериалы не только спасают природу от свалок, но и повышают энергоэффективность зданий, снижая расходы на отопление. Готовы узнать, как мусор превращается в термоизоляцию? Читайте в нашем материале!
Представьте, что ваш дом построен из... мусора. Нет, это не антиутопия, а новейшая экоразработка австралийских инженеров. Они научились делать кирпичи с добавлением до 15% стеклобоя и 20% сожжённых отходов, заменяя ими часть глины. Секретный ингредиент предоставила компания Visy - крупнейший переработчик вторсырья в стране.
Но для чего вообще класть в кирпичи всякий хлам? Оказывается, такая "начинка" улучшает теплоизоляцию, позволяя сэкономить до 5% на обогреве дома. К тому же, при обжиге кирпичей с отходами температуру можно снизить на 20%. А это уже прямая выгода для производителей.
"Ежегодно в мире используется 1.4 триллиона кирпичей, и их производство сильно вредит природе: выделяется углекислый газ, диоксид серы, хлор, истощаются запасы глины", - объясняет руководитель проекта Дилан Роберт. Поэтому так важно найти альтернативу традиционным материалам и технологиям.
Испытания показали, что "мусорные" кирпичи полностью соответствуют строительным стандартам по прочности, долговечности и экологичности. Более того, за счёт состава их цвет можно варьировать от белого до тёмно-красного - на любой вкус архитектора.
Особенно ценными добавками оказались мелкие частички стекла размером до 3 мм, которые не годятся для вторичного производства бутылок и банок. "Мы очень рады, что нашли применение этим отходам и не будем отправлять их на свалку", - говорит Пол Андрич, менеджер инновационных проектов Visy.
Сейчас инженеры работают над масштабированием технологии, чтобы наладить коммерческий выпуск экокирпичей в сотрудничестве с мельбурнскими заводами. В планах - использовать вторсырьё и в других стройматериалах. Круговорот мусора в природе, только на пользу природе!
Экокирпичи - прекрасный пример безотходной экономики будущего. Превращая мусор в ценный ресурс, мы не только боремся с загрязнением планеты, но и делаем наши дома теплее и экономичнее. Так что скоро фраза "дом, милый дом" зазвучит совсем по-новому. Ведь что может быть милее, чем жить в гармонии с природой, даже если твоё жилище частично сделано из того, что раньше считалось отходами?
Источник:
DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.134031, DOI: 10.1016/j.energy.2023.128755, DOI: 10.1061/JMCEE7.MTENG-15165, DOI: 10.1016/j.cscm.2022.e01717
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Голографические очки будущего: как смешать реальный и виртуальный миры
Исследователи из Принстонского университета сделали важный шаг к созданию голографических очков, которые позволят смешивать реальный и виртуальный миры. Новая технология основана на использовании высокодетализированных 3D-голограмм.
Голографические изображения обладают настоящей глубиной, так как они трёхмерные, в отличие от экранов, которые лишь имитируют глубину на плоской поверхности. Поскольку мы видим мир в трёх измерениях, голографические изображения могут быть органично интегрированы в наше обычное восприятие окружающей действительности.
Результатом становится виртуальная и дополненная реальность, способная обеспечить действительно погружающий эффект. Пользователь сможет свободно поворачивать голову, не теряя из виду голографические объекты, как если бы они находились прямо перед ним.
"Чтобы получить похожий опыт с обычным монитором, вам пришлось бы сидеть прямо перед экраном кинотеатра", - поясняет Феликс Хайде, доцент кафедры информатики и старший автор исследования.
При этом не потребуется надевать громоздкий шлем виртуальной реальности. Оптические элементы, необходимые для создания голограмм, могут быть миниатюрными и встроены в обычные очки. В отличие от VR-дисплеев на основе мониторов, такие очки будут компактными и лёгкими.
"Голография может сделать виртуальную и дополненную реальность удобными, носимыми и сверхтонкими", - говорит Хайде. Это откроет новые возможности для взаимодействия с окружающей средой: от получения навигационных подсказок во время вождения до мониторинга пациента во время операции или доступа к инструкциям по ремонту во время домашних работ.
Одна из ключевых проблем - качество изображения. Голограммы создаются с помощью небольшого чипоподобного устройства, называемого пространственным модулятором света. До сих пор такие модуляторы могли создавать либо небольшие чёткие, либо крупные размытые изображения. Это ограничивало угол обзора, делая погружение в виртуальную реальность неполноценным.
Исследователи разработали специальное оптическое устройство, которое работает совместно с пространственным модулятором света. Оно фильтрует свет, расширяя угол обзора без существенной потери качества изображения. По словам учёных, это важный шаг к практическому применению голографических дисплеев.
Несмотря на сохраняющиеся трудности, связанные с улучшением качества изображения и оптимизацией производственного процесса, данное исследование демонстрирует многообещающий путь к созданию по-настоящему революционных голографических очков будущего.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-46915-3
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Принстонского университета сделали важный шаг к созданию голографических очков, которые позволят смешивать реальный и виртуальный миры. Новая технология основана на использовании высокодетализированных 3D-голограмм.
Голографические изображения обладают настоящей глубиной, так как они трёхмерные, в отличие от экранов, которые лишь имитируют глубину на плоской поверхности. Поскольку мы видим мир в трёх измерениях, голографические изображения могут быть органично интегрированы в наше обычное восприятие окружающей действительности.
Результатом становится виртуальная и дополненная реальность, способная обеспечить действительно погружающий эффект. Пользователь сможет свободно поворачивать голову, не теряя из виду голографические объекты, как если бы они находились прямо перед ним.
"Чтобы получить похожий опыт с обычным монитором, вам пришлось бы сидеть прямо перед экраном кинотеатра", - поясняет Феликс Хайде, доцент кафедры информатики и старший автор исследования.
При этом не потребуется надевать громоздкий шлем виртуальной реальности. Оптические элементы, необходимые для создания голограмм, могут быть миниатюрными и встроены в обычные очки. В отличие от VR-дисплеев на основе мониторов, такие очки будут компактными и лёгкими.
"Голография может сделать виртуальную и дополненную реальность удобными, носимыми и сверхтонкими", - говорит Хайде. Это откроет новые возможности для взаимодействия с окружающей средой: от получения навигационных подсказок во время вождения до мониторинга пациента во время операции или доступа к инструкциям по ремонту во время домашних работ.
Одна из ключевых проблем - качество изображения. Голограммы создаются с помощью небольшого чипоподобного устройства, называемого пространственным модулятором света. До сих пор такие модуляторы могли создавать либо небольшие чёткие, либо крупные размытые изображения. Это ограничивало угол обзора, делая погружение в виртуальную реальность неполноценным.
Исследователи разработали специальное оптическое устройство, которое работает совместно с пространственным модулятором света. Оно фильтрует свет, расширяя угол обзора без существенной потери качества изображения. По словам учёных, это важный шаг к практическому применению голографических дисплеев.
Несмотря на сохраняющиеся трудности, связанные с улучшением качества изображения и оптимизацией производственного процесса, данное исследование демонстрирует многообещающий путь к созданию по-настоящему революционных голографических очков будущего.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-46915-3
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Укрепление композитных материалов: новый подход к повышению прочности и износостойкости
Учёные из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США разработали инновационный метод, который позволяет значительно повысить прочность и износостойкость композитных материалов, широко используемых в автомобилестроении, авиакосмической отрасли и возобновляемой энергетике.
В основе метода лежит создание дополнительной поддерживающей сетчатой структуры из термопластичных нановолокон, которая химически связывается с жёсткими армирующими волокнами и окружающей матрицей (связующим веществом). Это решает проблему уязвимости композитов к повреждениям, возникающим из-за различий в свойствах волокон и матрицы.
"Наш процесс позволяет материалу выдерживать гораздо большие нагрузки, - говорит Сумит Гупта, один из авторов исследования. - Используя этот простой, масштабируемый и недорогой подход, мы смогли увеличить прочность композитов почти на 60% и их вязкость на 100%".
В отличие от традиционных методов, таких как покрытие волокон полимерами или создание жёсткого каркаса для улучшения сцепления волокон с матрицей, данный подход основан на формировании высокоразвитой поверхностной структуры, которая выступает в качестве пути передачи нагрузки между армирующими волокнами и окружающей матрицей.
Композиты, изготовленные с использованием этой технологии, могут найти широкое применение в различных областях - от автомобилестроения до авиакосмической техники. Учёные уже подали заявку на патент, чтобы в дальнейшем передать разработку коммерческим партнёрам.
Следующим шагом исследователей станет изучение других волокнистых и матричных систем с совместимыми химическими группами, а также дальнейшее повышение прочности самих нановолокон. Эта работа ведётся в рамках программы "Композитные материалы 2.0" Офиса энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.
Разработка более прочных и износостойких композитных материалов позволит снизить долю тяжёлых стальных компонентов в конструкциях и повысить эффективность транспортных средств за счёт уменьшения их массы. Это важный шаг к достижению целей программы по повышению энергоэффективности.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202305642
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США разработали инновационный метод, который позволяет значительно повысить прочность и износостойкость композитных материалов, широко используемых в автомобилестроении, авиакосмической отрасли и возобновляемой энергетике.
В основе метода лежит создание дополнительной поддерживающей сетчатой структуры из термопластичных нановолокон, которая химически связывается с жёсткими армирующими волокнами и окружающей матрицей (связующим веществом). Это решает проблему уязвимости композитов к повреждениям, возникающим из-за различий в свойствах волокон и матрицы.
"Наш процесс позволяет материалу выдерживать гораздо большие нагрузки, - говорит Сумит Гупта, один из авторов исследования. - Используя этот простой, масштабируемый и недорогой подход, мы смогли увеличить прочность композитов почти на 60% и их вязкость на 100%".
В отличие от традиционных методов, таких как покрытие волокон полимерами или создание жёсткого каркаса для улучшения сцепления волокон с матрицей, данный подход основан на формировании высокоразвитой поверхностной структуры, которая выступает в качестве пути передачи нагрузки между армирующими волокнами и окружающей матрицей.
Композиты, изготовленные с использованием этой технологии, могут найти широкое применение в различных областях - от автомобилестроения до авиакосмической техники. Учёные уже подали заявку на патент, чтобы в дальнейшем передать разработку коммерческим партнёрам.
Следующим шагом исследователей станет изучение других волокнистых и матричных систем с совместимыми химическими группами, а также дальнейшее повышение прочности самих нановолокон. Эта работа ведётся в рамках программы "Композитные материалы 2.0" Офиса энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.
Разработка более прочных и износостойких композитных материалов позволит снизить долю тяжёлых стальных компонентов в конструкциях и повысить эффективность транспортных средств за счёт уменьшения их массы. Это важный шаг к достижению целей программы по повышению энергоэффективности.
Источник:
DOI: 10.1002/advs.202305642
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1🔥1
Революционная технология восстановления золота из электронных отходов
Южная Корея, в значительной степени зависящая от импорта металлических ресурсов, в последние годы всё больше внимания уделяет вторичной переработке отходов. Так, крупные компании, такие как SK hynix и Samsung Electronics, уже реализуют программы по увеличению доли восстановленных и повторно используемых металлов, включая медь и золото, в своих производственных процессах.
В этом контексте учёные из Корейского института науки и технологий (KIST) разработали инновационную технологию селективного извлечения высокочистого золота из электронных отходов с помощью текстильных материалов.
Традиционные адсорбенты для восстановления металлов, как правило, имеют гранулированную форму, что повышает эффективность адсорбции за счёт большой удельной поверхности. Однако такие материалы сложно контролировать под водой, что приводит к низким показателям извлечения и даже вторичному загрязнению окружающей среды.
В отличие от них, волокнистые материалы легче поддаются управлению в водной среде и могут быть изготовлены в различных формах с помощью ткацких процессов, что делает их перспективными для промышленного применения. Однако из-за малой толщины и низкой прочности они легко разрушаются при использовании для извлечения золота.
Исследователи KIST решили эту проблему, химически закрепив на поверхности полиакрилонитрильных волокон щелочные молекулы. Это позволило значительно улучшить как адсорбционные свойства по отношению к ионам золота, так и структурную стабильность волокон.
Разработанный волокнистый адсорбент не только продемонстрировал эффективность извлечения золота более 99,9% из реальных растворов, полученных при выщелачивании процессоров, но и показал высокую селективность - восстановление золота с чистотой свыше 99,9% даже в присутствии 14 других металлических ионов. При этом скорость извлечения золота сохранялась на уровне 91% после 10 циклов использования.
"Эта технология позволит Корее снизить зависимость от импорта ресурсов и подготовиться к рискам роста цен на сырьё", - отмечает руководитель исследования Чхве Чжэ-у.
В дальнейшем учёные планируют расширить область применения разработанного метода для селективного извлечения различных металлов, помимо золота, из электронных отходов.
Источник:
DOI: 10.1016/j.cej.2024.149602
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Южная Корея, в значительной степени зависящая от импорта металлических ресурсов, в последние годы всё больше внимания уделяет вторичной переработке отходов. Так, крупные компании, такие как SK hynix и Samsung Electronics, уже реализуют программы по увеличению доли восстановленных и повторно используемых металлов, включая медь и золото, в своих производственных процессах.
В этом контексте учёные из Корейского института науки и технологий (KIST) разработали инновационную технологию селективного извлечения высокочистого золота из электронных отходов с помощью текстильных материалов.
Традиционные адсорбенты для восстановления металлов, как правило, имеют гранулированную форму, что повышает эффективность адсорбции за счёт большой удельной поверхности. Однако такие материалы сложно контролировать под водой, что приводит к низким показателям извлечения и даже вторичному загрязнению окружающей среды.
В отличие от них, волокнистые материалы легче поддаются управлению в водной среде и могут быть изготовлены в различных формах с помощью ткацких процессов, что делает их перспективными для промышленного применения. Однако из-за малой толщины и низкой прочности они легко разрушаются при использовании для извлечения золота.
Исследователи KIST решили эту проблему, химически закрепив на поверхности полиакрилонитрильных волокон щелочные молекулы. Это позволило значительно улучшить как адсорбционные свойства по отношению к ионам золота, так и структурную стабильность волокон.
Разработанный волокнистый адсорбент не только продемонстрировал эффективность извлечения золота более 99,9% из реальных растворов, полученных при выщелачивании процессоров, но и показал высокую селективность - восстановление золота с чистотой свыше 99,9% даже в присутствии 14 других металлических ионов. При этом скорость извлечения золота сохранялась на уровне 91% после 10 циклов использования.
"Эта технология позволит Корее снизить зависимость от импорта ресурсов и подготовиться к рискам роста цен на сырьё", - отмечает руководитель исследования Чхве Чжэ-у.
В дальнейшем учёные планируют расширить область применения разработанного метода для селективного извлечения различных металлов, помимо золота, из электронных отходов.
Источник:
DOI: 10.1016/j.cej.2024.149602
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Революционная технология акустофлюидики: как управлять частицами без ограничений камеры
Акустофлюидика - междисциплинарная область, объединяющая акустику и механику жидкостей, - играет ключевую роль в биомедицине, тканевой инженерии и синтезе наночастиц. Однако эффективность традиционных акустофлюидных устройств часто ограничена их зависимостью от конкретной геометрии микрофлюидных камер, что снижает их адаптивность и универсальность.
Учёные разработали новую технологию - мембранный акустический волноводный актуатор (MAWA), - которая использует направленные изгибные волны для эффективного и гибкого управления частицами, работая независимо от резонансных свойств камеры благодаря эванесцентным свойствам акустических полей.
В отличие от традиционных методов, сильно зависящих от конструкции микрофлюидных камер, MAWA использует звуковые волны, направляя колебания вдоль микрофабрикованных мембран толщиной в несколько микрон, выступающих в качестве акустических волноводов, без ограничений со стороны окружающей геометрии.
Это позволяет учёным точно контролировать движение частиц на поверхности мембран - будь то перемешивание, разделение или транспортировка - в любом микрофлюидном пространстве на микрочипе.
Эксперименты показали, что, изменяя частоту и фазу этих звуковых волн, можно заставить частицы перемешиваться, разделяться по размеру или даже двигаться против потока жидкости внутри небольшой капли или микроканала.
"Наше исследование в области микрофлюидных технологий открывает новые возможности для проектирования и применения лабораторий на чипе, - говорит ведущий автор Филипп Вашон. - Эта новая технология, основанная на направленных изгибных волнах и не зависящая от геометрии камеры, внесёт большой вклад в будущие прорывы в области лабораторий на чипе для диагностики заболеваний и клеточных анализов".
Таким образом, инновационная технология MAWA позволяет преодолеть ограничения традиционных акустофлюидных устройств и открывает новые горизонты для создания более универсальных и мощных лабораторий на чипе в самых разных областях, от биомедицины до нанотехнологий.
Источник:
DOI: 10.1038/s41378-023-00643-8
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Акустофлюидика - междисциплинарная область, объединяющая акустику и механику жидкостей, - играет ключевую роль в биомедицине, тканевой инженерии и синтезе наночастиц. Однако эффективность традиционных акустофлюидных устройств часто ограничена их зависимостью от конкретной геометрии микрофлюидных камер, что снижает их адаптивность и универсальность.
Учёные разработали новую технологию - мембранный акустический волноводный актуатор (MAWA), - которая использует направленные изгибные волны для эффективного и гибкого управления частицами, работая независимо от резонансных свойств камеры благодаря эванесцентным свойствам акустических полей.
В отличие от традиционных методов, сильно зависящих от конструкции микрофлюидных камер, MAWA использует звуковые волны, направляя колебания вдоль микрофабрикованных мембран толщиной в несколько микрон, выступающих в качестве акустических волноводов, без ограничений со стороны окружающей геометрии.
Это позволяет учёным точно контролировать движение частиц на поверхности мембран - будь то перемешивание, разделение или транспортировка - в любом микрофлюидном пространстве на микрочипе.
Эксперименты показали, что, изменяя частоту и фазу этих звуковых волн, можно заставить частицы перемешиваться, разделяться по размеру или даже двигаться против потока жидкости внутри небольшой капли или микроканала.
"Наше исследование в области микрофлюидных технологий открывает новые возможности для проектирования и применения лабораторий на чипе, - говорит ведущий автор Филипп Вашон. - Эта новая технология, основанная на направленных изгибных волнах и не зависящая от геометрии камеры, внесёт большой вклад в будущие прорывы в области лабораторий на чипе для диагностики заболеваний и клеточных анализов".
Таким образом, инновационная технология MAWA позволяет преодолеть ограничения традиционных акустофлюидных устройств и открывает новые горизонты для создания более универсальных и мощных лабораторий на чипе в самых разных областях, от биомедицины до нанотехнологий.
Источник:
DOI: 10.1038/s41378-023-00643-8
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Революционные водные аккумуляторы с рекордной энергоплотностью
Традиционные литий-ионные аккумуляторы с неводными электролитами обладают высокой энергоплотностью, но их безопасность ограничена из-за использования легковоспламеняющихся органических электролитов. В свою очередь, водные аккумуляторы, использующие воду в качестве растворителя, значительно повышают безопасность, но имеют более низкую энергоплотность.
Группа исследователей из Института химической физики Китайской академии наук разработала новый тип водного аккумулятора, который преодолевает это ограничение. В своей работе, опубликованной в журнале Nature Energy, они использовали смешанный галогенный раствор йодида (I-) и бромида (Br-) в качестве электролита и создали многоэлектронный переносной катод.
Во время зарядки I- окисляются до йодата (IO3-), а выделяющиеся протоны (H+) переносятся к отрицательному электроду. При разрядке H+ возвращаются к положительному электроду, а IO3- восстанавливаются.
Добавление Br- в электролит позволило получить полярный йодистый бромид (IBr) в процессе зарядки, который затем реагировал с водой, образуя IO3-. Во время разрядки IO3- окисляли Br- до брома (Br2), участвуя в обратимой электрохимической реакции.
Такой многоэлектронный процесс с участием галогенов значительно повысил кинетику и обратимость реакций, что в итоге позволило достичь рекордной для водных аккумуляторов энергоплотности - до 1200 Вт·ч/л по объёму католита.
"Это исследование предлагает новый подход к созданию водных аккумуляторов с высокой энергоплотностью, что может расширить их применение в области тяговых аккумуляторов", - отмечает руководитель проекта профессор Ли Сяньфэн.
Таким образом, инновационная разработка учёных из Китая демонстрирует, как можно преодолеть ограничения традиционных водных аккумуляторов и создать безопасные, но при этом высокоэффективные источники энергии для широкого круга применений.
Источник:
DOI: 10.1038/s41560-024-01515-9
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Традиционные литий-ионные аккумуляторы с неводными электролитами обладают высокой энергоплотностью, но их безопасность ограничена из-за использования легковоспламеняющихся органических электролитов. В свою очередь, водные аккумуляторы, использующие воду в качестве растворителя, значительно повышают безопасность, но имеют более низкую энергоплотность.
Группа исследователей из Института химической физики Китайской академии наук разработала новый тип водного аккумулятора, который преодолевает это ограничение. В своей работе, опубликованной в журнале Nature Energy, они использовали смешанный галогенный раствор йодида (I-) и бромида (Br-) в качестве электролита и создали многоэлектронный переносной катод.
Во время зарядки I- окисляются до йодата (IO3-), а выделяющиеся протоны (H+) переносятся к отрицательному электроду. При разрядке H+ возвращаются к положительному электроду, а IO3- восстанавливаются.
Добавление Br- в электролит позволило получить полярный йодистый бромид (IBr) в процессе зарядки, который затем реагировал с водой, образуя IO3-. Во время разрядки IO3- окисляли Br- до брома (Br2), участвуя в обратимой электрохимической реакции.
Такой многоэлектронный процесс с участием галогенов значительно повысил кинетику и обратимость реакций, что в итоге позволило достичь рекордной для водных аккумуляторов энергоплотности - до 1200 Вт·ч/л по объёму католита.
"Это исследование предлагает новый подход к созданию водных аккумуляторов с высокой энергоплотностью, что может расширить их применение в области тяговых аккумуляторов", - отмечает руководитель проекта профессор Ли Сяньфэн.
Таким образом, инновационная разработка учёных из Китая демонстрирует, как можно преодолеть ограничения традиционных водных аккумуляторов и создать безопасные, но при этом высокоэффективные источники энергии для широкого круга применений.
Источник:
DOI: 10.1038/s41560-024-01515-9
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👏1
Безопасные нейросетевые ускорители для мобильных устройств
Приложения для мониторинга здоровья, использующие мощные нейросетевые модели, часто сталкиваются с проблемой медленной работы и высокого энергопотребления из-за необходимости постоянно передавать данные между смартфоном и удалённым сервером. Для решения этой проблемы разработчики используют специализированные нейросетевые ускорители, встраиваемые непосредственно в устройства.
Однако такие ускорители уязвимы к атакам, при которых злоумышленники могут похищать конфиденциальную информацию, используя методы побочных каналов и перехвата шин передачи данных.
Исследователи из MIT и лаборатории MIT-IBM Watson AI разработали нейросетевой ускоритель, устойчивый к двум наиболее распространённым типам атак:
1. Защита от атак по побочным каналам: данные в ускорителе разбиваются на случайные фрагменты, которые никогда не обрабатываются одновременно, что делает невозможным восстановление исходной информации по потреблению энергии.
2. Защита от атак на шины: модель нейросети, хранящаяся во внешней памяти, шифруется лёгким криптографическим алгоритмом, а ключ шифрования генерируется непосредственно на чипе с использованием физически неклонируемых функций.
Эти меры безопасности лишь незначительно снижают энергоэффективность и производительность ускорителя, при этом не влияя на точность вычислений.
"Важно изначально проектировать системы с учётом требований безопасности, - говорит ведущий автор Майтрейи Ашок. - Если пытаться добавить даже минимальную защиту уже к готовой системе, это становится непомерно дорого".
Разработанный ускоритель может быть особенно полезен для ресурсоёмких приложений дополненной и виртуальной реальности, а также автономного вождения, где безопасность критически важна.
Хотя внедрение такого ускорителя приведёт к некоторому удорожанию и снижению энергоэффективности устройств, это оправданная цена за обеспечение конфиденциальности пользовательских данных.Дальнейшие исследования будут направлены на поиск методов, которые могли бы ещё больше снизить энергопотребление и размер чипа, сделав его более доступным для массового применения в мобильных устройствах.
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Приложения для мониторинга здоровья, использующие мощные нейросетевые модели, часто сталкиваются с проблемой медленной работы и высокого энергопотребления из-за необходимости постоянно передавать данные между смартфоном и удалённым сервером. Для решения этой проблемы разработчики используют специализированные нейросетевые ускорители, встраиваемые непосредственно в устройства.
Однако такие ускорители уязвимы к атакам, при которых злоумышленники могут похищать конфиденциальную информацию, используя методы побочных каналов и перехвата шин передачи данных.
Исследователи из MIT и лаборатории MIT-IBM Watson AI разработали нейросетевой ускоритель, устойчивый к двум наиболее распространённым типам атак:
1. Защита от атак по побочным каналам: данные в ускорителе разбиваются на случайные фрагменты, которые никогда не обрабатываются одновременно, что делает невозможным восстановление исходной информации по потреблению энергии.
2. Защита от атак на шины: модель нейросети, хранящаяся во внешней памяти, шифруется лёгким криптографическим алгоритмом, а ключ шифрования генерируется непосредственно на чипе с использованием физически неклонируемых функций.
Эти меры безопасности лишь незначительно снижают энергоэффективность и производительность ускорителя, при этом не влияя на точность вычислений.
"Важно изначально проектировать системы с учётом требований безопасности, - говорит ведущий автор Майтрейи Ашок. - Если пытаться добавить даже минимальную защиту уже к готовой системе, это становится непомерно дорого".
Разработанный ускоритель может быть особенно полезен для ресурсоёмких приложений дополненной и виртуальной реальности, а также автономного вождения, где безопасность критически важна.
Хотя внедрение такого ускорителя приведёт к некоторому удорожанию и снижению энергоэффективности устройств, это оправданная цена за обеспечение конфиденциальности пользовательских данных.Дальнейшие исследования будут направлены на поиск методов, которые могли бы ещё больше снизить энергопотребление и размер чипа, сделав его более доступным для массового применения в мобильных устройствах.
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👏3👍1
Революционный охладитель для квантовых технологий: как NIST сократил время и энергию охлаждения до сверхнизких температур
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) модернизировали стандартный пульсационный трубный холодильник (PTR), который широко используется в научных и промышленных целях для охлаждения материалов до температур, близких к абсолютному нулю.
Традиционные PTR-холодильники очень энергозатратны, потребляя больше электроэнергии, чем любой другой компонент сверхнизкотемпературных экспериментов. Это связано с тем, что они оптимизированы только для работы при конечной температуре 4 кельвина, в то время как процесс охлаждения начинается при комнатной температуре.
Команда NIST во главе с Райаном Снодграссом обнаружила, что при комнатной температуре часть высокого давления гелия сбрасывается через предохранительный клапан, вместо того чтобы использоваться для охлаждения. Изменив механические соединения между компрессором и холодильником, учёные смогли полностью исключить потери гелия.
Кроме того, они разработали систему непрерывной регулировки клапанов, контролирующих поток гелия. Это позволило сократить время охлаждения до сверхнизких температур в 2-4 раза по сравнению с обычными PTR-холодильниками.
Такое ускорение процесса охлаждения имеет важное значение для многих областей, включая квантовые вычисления и другие квантовые исследования, где необходимо поддерживать сверхнизкие температуры.
Быстрый выход на рабочий режим позволит учёным значительно ускорить проведение экспериментов.
Кроме того, модернизированный PTR-холодильник может заменить громоздкие установки более компактными, что сократит необходимую инфраструктуру. По оценкам, эта технология может ежегодно экономить 27 мегаватт электроэнергии, $30 млн на глобальном уровне и достаточно охлаждающей воды для 5000 олимпийских бассейнов.
Таким образом, инновационная разработка NIST открывает новые возможности для развития квантовых технологий, одновременно способствуя повышению энергоэффективности и снижению экологической нагрузки.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47561-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) модернизировали стандартный пульсационный трубный холодильник (PTR), который широко используется в научных и промышленных целях для охлаждения материалов до температур, близких к абсолютному нулю.
Традиционные PTR-холодильники очень энергозатратны, потребляя больше электроэнергии, чем любой другой компонент сверхнизкотемпературных экспериментов. Это связано с тем, что они оптимизированы только для работы при конечной температуре 4 кельвина, в то время как процесс охлаждения начинается при комнатной температуре.
Команда NIST во главе с Райаном Снодграссом обнаружила, что при комнатной температуре часть высокого давления гелия сбрасывается через предохранительный клапан, вместо того чтобы использоваться для охлаждения. Изменив механические соединения между компрессором и холодильником, учёные смогли полностью исключить потери гелия.
Кроме того, они разработали систему непрерывной регулировки клапанов, контролирующих поток гелия. Это позволило сократить время охлаждения до сверхнизких температур в 2-4 раза по сравнению с обычными PTR-холодильниками.
Такое ускорение процесса охлаждения имеет важное значение для многих областей, включая квантовые вычисления и другие квантовые исследования, где необходимо поддерживать сверхнизкие температуры.
Быстрый выход на рабочий режим позволит учёным значительно ускорить проведение экспериментов.
Кроме того, модернизированный PTR-холодильник может заменить громоздкие установки более компактными, что сократит необходимую инфраструктуру. По оценкам, эта технология может ежегодно экономить 27 мегаватт электроэнергии, $30 млн на глобальном уровне и достаточно охлаждающей воды для 5000 олимпийских бассейнов.
Таким образом, инновационная разработка NIST открывает новые возможности для развития квантовых технологий, одновременно способствуя повышению энергоэффективности и снижению экологической нагрузки.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47561-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1🔥1
Переработка лопастей ветряных турбин: инновационное решение литовских учёных
Ветроэнергетика становится одним из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, но при этом возникает серьёзная проблема утилизации отработавших свой срок лопастей ветряных турбин.
Эти лопасти, изготовленные из композитных материалов, таких как стекловолокно или углеволокно, армированные эпоксидной или полиэфирной смолой, практически невозможно переработать традиционными методами. Захоронение на полигонах несёт серьёзные экологические риски.
Группа литовских учёных из Каунасского технологического университета и Литовского энергетического института разработала инновационное решение на основе пиролиза.
В ходе экспериментов исследователи смогли извлечь из лопастей ценные компоненты, такие как стекловолокно, углеволокно и смолы. Особую опасность представляет стирол - основной компонент полиэфирной смолы, который при захоронении может загрязнять почву и грунтовые воды, а также вызывать рак лёгких.
Пиролиз позволил выделить стирол в виде масла, тем самым предотвратив его попадание в окружающую среду. Кроме того, очищенные волокна могут быть использованы в качестве наполнителя для улучшения механических свойств новых композитных материалов.
Оценка жизненного цикла показала, что пиролиз лопастей значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с захоронением - на 43-51% в таких показателях, как глобальное потепление, истощение озонового слоя и истощение ископаемых ресурсов.
"Это большое достижение, но нам ещё предстоит решить некоторые экологические проблемы, связанные с последующими процессами очистки и окисления, - отмечает руководитель исследования Сами Юсеф. - Только после этого можно будет двигаться дальше в развитии данной технологии".
Таким образом, инновационный подход литовских учёных к переработке лопастей ветряных турбин с помощью пиролиза открывает перспективы для решения серьёзной экологической проблемы, сопровождающей бурное развитие ветроэнергетики.
Источник:
DOI: 10.1016/j.envres.2023.118016
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Ветроэнергетика становится одним из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, но при этом возникает серьёзная проблема утилизации отработавших свой срок лопастей ветряных турбин.
Эти лопасти, изготовленные из композитных материалов, таких как стекловолокно или углеволокно, армированные эпоксидной или полиэфирной смолой, практически невозможно переработать традиционными методами. Захоронение на полигонах несёт серьёзные экологические риски.
Группа литовских учёных из Каунасского технологического университета и Литовского энергетического института разработала инновационное решение на основе пиролиза.
В ходе экспериментов исследователи смогли извлечь из лопастей ценные компоненты, такие как стекловолокно, углеволокно и смолы. Особую опасность представляет стирол - основной компонент полиэфирной смолы, который при захоронении может загрязнять почву и грунтовые воды, а также вызывать рак лёгких.
Пиролиз позволил выделить стирол в виде масла, тем самым предотвратив его попадание в окружающую среду. Кроме того, очищенные волокна могут быть использованы в качестве наполнителя для улучшения механических свойств новых композитных материалов.
Оценка жизненного цикла показала, что пиролиз лопастей значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с захоронением - на 43-51% в таких показателях, как глобальное потепление, истощение озонового слоя и истощение ископаемых ресурсов.
"Это большое достижение, но нам ещё предстоит решить некоторые экологические проблемы, связанные с последующими процессами очистки и окисления, - отмечает руководитель исследования Сами Юсеф. - Только после этого можно будет двигаться дальше в развитии данной технологии".
Таким образом, инновационный подход литовских учёных к переработке лопастей ветряных турбин с помощью пиролиза открывает перспективы для решения серьёзной экологической проблемы, сопровождающей бурное развитие ветроэнергетики.
Источник:
DOI: 10.1016/j.envres.2023.118016
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Искусственная нейродегенерация: как учёные моделируют старение ИИ-систем
В отличие от человеческого мозга, качество работы котрого со временем может ухудшаться, большинство ИИ-систем сохраняют или даже улучшают свои способности. Однако группа исследователей из Калифорнийского университета в Ирвине решила изучить, как можно искусственно воспроизвести процессы нейродегенерации в ИИ-агентах.
В своей недавней работе, опубликованной на платформе arXiv, учёные использовали крупные языковые модели (LLM), такие как LLaMA 2, чтобы намеренно "эродировать" их нейронные связи и нейроны. Это привело к контролируемому снижению производительности моделей при прохождении тестов на интеллект.
Исследователи обнаружили, что в результате такой "нейроэрозии" ИИ-системы сначала теряют способность к абстрактному мышлению, затем - математические навыки, и в конечном итоге - языковые умения, не способны связно отвечать на запросы. Этот паттерн деградации оказался схожим с наблюдаемыми у людей при нейродегенеративных заболеваниях.
"Это первое исследование в серии, которая позволит нам лучше понять сложные ИИ-системы, повысить их безопасность и интерпретируемость, - говорит соавтор работы Юй-Дай Цай. - В будущем мы планируем расширить эмуляцию на другие неврологические заболевания и нейроразнообразие".
Хотя учёные не ставили целью точно воспроизвести человеческие болезни мозга, их работа открывает новые возможности для развития ИИ. Искусственная нейродегенерация может помочь выявить критические способности ИИ-систем и разработать методы, использующие наблюдаемые паттерны деградации для решения практических задач.
Таким образом, данное исследование закладывает основу для дальнейшего изучения старения и ухудшения функций ИИ-агентов, что может способствовать созданию более безопасных и надёжных искусственных интеллектуальных систем будущего.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.10596
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В отличие от человеческого мозга, качество работы котрого со временем может ухудшаться, большинство ИИ-систем сохраняют или даже улучшают свои способности. Однако группа исследователей из Калифорнийского университета в Ирвине решила изучить, как можно искусственно воспроизвести процессы нейродегенерации в ИИ-агентах.
В своей недавней работе, опубликованной на платформе arXiv, учёные использовали крупные языковые модели (LLM), такие как LLaMA 2, чтобы намеренно "эродировать" их нейронные связи и нейроны. Это привело к контролируемому снижению производительности моделей при прохождении тестов на интеллект.
Исследователи обнаружили, что в результате такой "нейроэрозии" ИИ-системы сначала теряют способность к абстрактному мышлению, затем - математические навыки, и в конечном итоге - языковые умения, не способны связно отвечать на запросы. Этот паттерн деградации оказался схожим с наблюдаемыми у людей при нейродегенеративных заболеваниях.
"Это первое исследование в серии, которая позволит нам лучше понять сложные ИИ-системы, повысить их безопасность и интерпретируемость, - говорит соавтор работы Юй-Дай Цай. - В будущем мы планируем расширить эмуляцию на другие неврологические заболевания и нейроразнообразие".
Хотя учёные не ставили целью точно воспроизвести человеческие болезни мозга, их работа открывает новые возможности для развития ИИ. Искусственная нейродегенерация может помочь выявить критические способности ИИ-систем и разработать методы, использующие наблюдаемые паттерны деградации для решения практических задач.
Таким образом, данное исследование закладывает основу для дальнейшего изучения старения и ухудшения функций ИИ-агентов, что может способствовать созданию более безопасных и надёжных искусственных интеллектуальных систем будущего.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.10596
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2👏1
Forwarded from Ivan Lutz | Science Geek
10 мая в 14.00 по Москве проведу интересный стрим-лекцию с Сергеем Грищенко, автором проекта InGenium. Поговорим про различные летательные аппараты в фантастике и возможно ли их сконструировать в реальности? Сергей авиаинженер и в преподаватель МАИ. Присоединяйтесь к стриму и задавайте ваши вопросы!
Ссылки на трансляцию:
https://www.youtube.com/live/IrTMnqB7xeg
https://www.twitch.tv/ivan_lutz
Ссылки на трансляцию:
https://www.youtube.com/live/IrTMnqB7xeg
https://www.twitch.tv/ivan_lutz
👍3🔥1
Искусственный интеллект приручает буйную плазму
Учёные уже десятилетиями завороженно наблюдают за сложным танцем атомов, сливающихся и высвобождающих энергию. Теперь человеческая изобретательность и искусственный интеллект объединились в Принстонской лаборатории плазменной физики Министерства энергетики США, чтобы решить одну из самых насущных проблем человечества - получение чистой и надёжной энергии из управляемой плазмы.
Машинное обучение, в отличие от традиционного программного кода, - это не просто набор инструкций, а интеллектуальное программное обеспечение, способное анализировать данные, находить взаимосвязи, обучаться и адаптироваться. Учёные PPPL верят, что эта способность к обучению и адаптации поможет им лучше контролировать реакции синтеза, совершенствуя конструкцию реакторов, оптимизируя методы нагрева и поддерживая стабильность реакции.
Исследования искусственного интеллекта в PPPL уже приносят впечатляющие результаты. Учёным удалось с помощью машинного обучения предотвратить опасные возмущения в плазме, которые могли бы вывести из строя установку. Более того, им удалось добиться этого на двух разных токамаках, используя один и тот же код. Это важный шаг на пути к коммерческому использованию управляемого термоядерного синтеза.
Но на этом исследователи не останавливаются. Они также применяют искусственный интеллект для улучшения конструкции стеллараторов - ещё одного типа термоядерных реакторов, напоминающих закрученные пончики. Кроме того, учёные пытаются найти оптимальные условия для нагрева ионов в плазме, используя радиочастотный метод. И всё это с помощью машинного обучения, которое позволяет ускорить сложные вычисления и принимать решения в режиме реального времени.
Впечатляющие успехи PPPL в области применения искусственного интеллекта для управления термоядерной плазмой вселяют оптимизм в отношении перспектив коммерческого использования управляемого термоядерного синтеза. Похоже, учёным удаётся приручить буйную стихию плазмы, и в обозримом будущем мы сможем получать чистую энергию из этого "звёздного" источника.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-48415-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные уже десятилетиями завороженно наблюдают за сложным танцем атомов, сливающихся и высвобождающих энергию. Теперь человеческая изобретательность и искусственный интеллект объединились в Принстонской лаборатории плазменной физики Министерства энергетики США, чтобы решить одну из самых насущных проблем человечества - получение чистой и надёжной энергии из управляемой плазмы.
Машинное обучение, в отличие от традиционного программного кода, - это не просто набор инструкций, а интеллектуальное программное обеспечение, способное анализировать данные, находить взаимосвязи, обучаться и адаптироваться. Учёные PPPL верят, что эта способность к обучению и адаптации поможет им лучше контролировать реакции синтеза, совершенствуя конструкцию реакторов, оптимизируя методы нагрева и поддерживая стабильность реакции.
Исследования искусственного интеллекта в PPPL уже приносят впечатляющие результаты. Учёным удалось с помощью машинного обучения предотвратить опасные возмущения в плазме, которые могли бы вывести из строя установку. Более того, им удалось добиться этого на двух разных токамаках, используя один и тот же код. Это важный шаг на пути к коммерческому использованию управляемого термоядерного синтеза.
Но на этом исследователи не останавливаются. Они также применяют искусственный интеллект для улучшения конструкции стеллараторов - ещё одного типа термоядерных реакторов, напоминающих закрученные пончики. Кроме того, учёные пытаются найти оптимальные условия для нагрева ионов в плазме, используя радиочастотный метод. И всё это с помощью машинного обучения, которое позволяет ускорить сложные вычисления и принимать решения в режиме реального времени.
Впечатляющие успехи PPPL в области применения искусственного интеллекта для управления термоядерной плазмой вселяют оптимизм в отношении перспектив коммерческого использования управляемого термоядерного синтеза. Похоже, учёным удаётся приручить буйную стихию плазмы, и в обозримом будущем мы сможем получать чистую энергию из этого "звёздного" источника.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-48415-w
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1
Квантовый интернет становится реальностью
Создание квантового интернета, который мог бы передавать информацию по всему миру с помощью фотонов в различных квантовых состояниях, долгое время оставалось лишь мечтой. Но теперь физики из Гарварда сделали важный шаг к воплощению этой идеи в жизнь.
Исследователи под руководством Михаила Лукина, профессора физики Гарвардского университета, продемонстрировали работу самой длинной на сегодняшний день волоконно-оптической линии связи между двумя квантовыми узлами памяти. Эти узлы, представляющие собой миниатюрные квантовые компьютеры, были расположены всего на один этаж друг от друга в лаборатории Гарварда, но были соединены оптоволоконным кабелем протяжённостью около 35 километров.
В отличие от классического интернета, где информация передаётся с помощью битов, квантовая сеть использует отдельные частицы света - фотоны. Это делает передачу данных абсолютно защищённой от взлома. Ключевым элементом системы являются квантовые ячейки памяти на основе дефектов в кристаллической структуре алмаза. Они позволяют хранить, обрабатывать и передавать квантовую информацию.
Создание такой двухузловой квантовой сети - лишь первый шаг. Исследователи планируют расширять свою систему, добавляя новые узлы и разрабатывая более сложные протоколы взаимодействия. Эта работа приближает нас к практическому воплощению идеи квантового интернета, который сможет обеспечить беспрецедентную защиту передаваемых данных.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07252-z
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Создание квантового интернета, который мог бы передавать информацию по всему миру с помощью фотонов в различных квантовых состояниях, долгое время оставалось лишь мечтой. Но теперь физики из Гарварда сделали важный шаг к воплощению этой идеи в жизнь.
Исследователи под руководством Михаила Лукина, профессора физики Гарвардского университета, продемонстрировали работу самой длинной на сегодняшний день волоконно-оптической линии связи между двумя квантовыми узлами памяти. Эти узлы, представляющие собой миниатюрные квантовые компьютеры, были расположены всего на один этаж друг от друга в лаборатории Гарварда, но были соединены оптоволоконным кабелем протяжённостью около 35 километров.
В отличие от классического интернета, где информация передаётся с помощью битов, квантовая сеть использует отдельные частицы света - фотоны. Это делает передачу данных абсолютно защищённой от взлома. Ключевым элементом системы являются квантовые ячейки памяти на основе дефектов в кристаллической структуре алмаза. Они позволяют хранить, обрабатывать и передавать квантовую информацию.
Создание такой двухузловой квантовой сети - лишь первый шаг. Исследователи планируют расширять свою систему, добавляя новые узлы и разрабатывая более сложные протоколы взаимодействия. Эта работа приближает нас к практическому воплощению идеи квантового интернета, который сможет обеспечить беспрецедентную защиту передаваемых данных.
Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07252-z
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3🔥2
Мысли вслух: как мозг-машинный интерфейс помогает немым пациентам общаться
Учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech) добились значительного прогресса в разработке мозг-машинного интерфейса (ММИ), который позволяет пациентам, потерявшим способность говорить, общаться, просто думая о словах. Недавние исследования показали, что ММИ успешно работает уже у двух пациентов, что говорит о перспективах этой технологии для помощи людям с нарушениями речи.
В 2022 году команда учёных сообщила об успешном использовании их ММИ пациентом для передачи непроизнесённых слов. Теперь, в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Human Behaviour, они продемонстрировали, что ММИ также эффективно работает у второго пациента.
"Мы очень воодушевлены этими новыми результатами, - говорит Ричард Андерсен, профессор нейронауки в Caltech. - Мы воспроизвели результаты у второго человека, что означает, что это не зависит от особенностей мозга одного человека или точного расположения имплантата. Это действительно более вероятно сработает и у других пациентов".
ММИ разрабатываются для помощи пациентам в различных ситуациях, например, для управления роботизированными руками или предсказания речи по сигналам мозга. Однако предсказание внутренней речи - мыслей человека - гораздо сложнее, поскольку это не связано с какими-либо движениями.
В новом исследовании учёные смогли с высокой точностью предсказывать слова, которые пациенты произносили мысленно. Они обнаружили, что область мозга под названием надкрайняя извилина отвечает за представление произнесённых слов, и смогли обучить ММИ распознавать эти сигналы.
Эта работа всё ещё находится на ранней стадии, но в перспективе она может помочь пациентам с травмами мозга, параличом или болезнями, такими как боковой амиотрофический склероз, которые нарушают речь. "Для таких пациентов, которые могут думать и рассуждать, но не могут говорить или двигаться, ММИ для внутренней речи был бы невероятно полезен", - говорит Сара Вандельт, ведущий автор исследования.
Хотя ММИ пока не могут читать мысли, эти новые разработки демонстрируют большой потенциал для улучшения качества жизни людей с нарушениями речи. По мере дальнейших исследований и совершенствования технологии, мы можем ожидать всё более впечатляющих достижений в этой области, которые помогут вернуть голос тем, кто его потерял.
Источник:
DOI: 10.1038/s41562-024-01867-y
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Калифорнийского технологического института (Caltech) добились значительного прогресса в разработке мозг-машинного интерфейса (ММИ), который позволяет пациентам, потерявшим способность говорить, общаться, просто думая о словах. Недавние исследования показали, что ММИ успешно работает уже у двух пациентов, что говорит о перспективах этой технологии для помощи людям с нарушениями речи.
В 2022 году команда учёных сообщила об успешном использовании их ММИ пациентом для передачи непроизнесённых слов. Теперь, в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Human Behaviour, они продемонстрировали, что ММИ также эффективно работает у второго пациента.
"Мы очень воодушевлены этими новыми результатами, - говорит Ричард Андерсен, профессор нейронауки в Caltech. - Мы воспроизвели результаты у второго человека, что означает, что это не зависит от особенностей мозга одного человека или точного расположения имплантата. Это действительно более вероятно сработает и у других пациентов".
ММИ разрабатываются для помощи пациентам в различных ситуациях, например, для управления роботизированными руками или предсказания речи по сигналам мозга. Однако предсказание внутренней речи - мыслей человека - гораздо сложнее, поскольку это не связано с какими-либо движениями.
В новом исследовании учёные смогли с высокой точностью предсказывать слова, которые пациенты произносили мысленно. Они обнаружили, что область мозга под названием надкрайняя извилина отвечает за представление произнесённых слов, и смогли обучить ММИ распознавать эти сигналы.
Эта работа всё ещё находится на ранней стадии, но в перспективе она может помочь пациентам с травмами мозга, параличом или болезнями, такими как боковой амиотрофический склероз, которые нарушают речь. "Для таких пациентов, которые могут думать и рассуждать, но не могут говорить или двигаться, ММИ для внутренней речи был бы невероятно полезен", - говорит Сара Вандельт, ведущий автор исследования.
Хотя ММИ пока не могут читать мысли, эти новые разработки демонстрируют большой потенциал для улучшения качества жизни людей с нарушениями речи. По мере дальнейших исследований и совершенствования технологии, мы можем ожидать всё более впечатляющих достижений в этой области, которые помогут вернуть голос тем, кто его потерял.
Источник:
DOI: 10.1038/s41562-024-01867-y
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3👏1
В мире технологий постоянно происходит что-то новое. Порой новость об очередном изобретении, или разработке интересной технологии,или новом открытии кажется совсем незначительной, однако это всегда шаг к чем-то новому и более грандиозному. Поэтому я решил запустить новую рубрику, дайджест “По мелочам” про незначительные, на первый взгляд, достижения в области технологий, инженерного дела и технических наук.
В этом дебютном выпуске вы узнаете про новые дешёвые и экологичные аккумуляторы из цинка, воды и лигнина, про новый способ покорения вертикальных склонов при помощи робота-улитки, про новые ультратонкие акустические металинзы, про воздух в новых органических полупроводниках и революционную 3D-печать стеклянной оптики на кончике оптоволокна. Приятного чтения!
В этом дебютном выпуске вы узнаете про новые дешёвые и экологичные аккумуляторы из цинка, воды и лигнина, про новый способ покорения вертикальных склонов при помощи робота-улитки, про новые ультратонкие акустические металинзы, про воздух в новых органических полупроводниках и революционную 3D-печать стеклянной оптики на кончике оптоволокна. Приятного чтения!
Telegraph
Робот-улитка, цинковая батарея и ультратонкая 3D-печать из стекла. По_мелочам #1 (№1 май 2024 г.)
В мире технологий постоянно происходит что-то новое. Порой новость об очередном изобретении, или разработке интересной технологии,или новом открытии кажется совсем незначительной, однако это всегда шаг к чем-то новому и более грандиозному. Поэтому я решил…
👍5🔥3
Forwarded from АНТРОПОГЕНЕЗ.RU
"Давайте поговорим отдельно о гиперпространстве. Это концепция, которая очень широко представлена в фантастике. Это некое измерение, предположительно, вот так его ещё изображают, как такой тоннель, некое измерение, внутри которого мы можем двигаться быстрее света.
В чём смысл? Мы в это измерение переходим и там летим быстрее света.
И в нужном месте мы из него выходим.
[...]
Но что можно о нём сказать с точки зрения современной физики?
О таких измерениях современной физике неизвестно. И опять же нет никаких предпосылок того, что такие измерения вообще существуют".
Мечтаете полететь к другой звезде на сверхсветовом звездолёте из Стар Трека? Или исследовать пустыню на мощном орнитоптере из Дюны? Задавались ли вы вопросом, а насколько реальны такие летательные аппараты из фантастических произведений и полёты на них? В этом видео для Ivan Lutz | Science Geek инженер и блогер Сергей Грищенко, преподаватель МАИ и автор научно-популярного проекта InGenium, рассказывает о том, что на сегодняшний день известно науке о полётах и какие научные преграды стоят перед воплощением в жизнь полётов из фантастических произведений.
Смотреть подкаст: https://www.youtube.com/live/IrTMnqB7xeg?si=Pu9qaP-wti8onOMt
В чём смысл? Мы в это измерение переходим и там летим быстрее света.
И в нужном месте мы из него выходим.
[...]
Но что можно о нём сказать с точки зрения современной физики?
О таких измерениях современной физике неизвестно. И опять же нет никаких предпосылок того, что такие измерения вообще существуют".
Мечтаете полететь к другой звезде на сверхсветовом звездолёте из Стар Трека? Или исследовать пустыню на мощном орнитоптере из Дюны? Задавались ли вы вопросом, а насколько реальны такие летательные аппараты из фантастических произведений и полёты на них? В этом видео для Ivan Lutz | Science Geek инженер и блогер Сергей Грищенко, преподаватель МАИ и автор научно-популярного проекта InGenium, рассказывает о том, что на сегодняшний день известно науке о полётах и какие научные преграды стоят перед воплощением в жизнь полётов из фантастических произведений.
Смотреть подкаст: https://www.youtube.com/live/IrTMnqB7xeg?si=Pu9qaP-wti8onOMt
YouTube
Летательные аппараты в фантастике. Сергей Грищенко [Science Geek Dialogue]
Аудиоверсия будет выложена после стрима в подкасте: https://music.yandex.com/album/20159934
Донат: https://www.donationalerts.com/r/IvanLutz_Live
Канал Сергея Грищенко: https://www.youtube.com/@_In_Genium_
Расписание и анонсы стримов: https://xn--r1a.website/gamelutz…
Донат: https://www.donationalerts.com/r/IvanLutz_Live
Канал Сергея Грищенко: https://www.youtube.com/@_In_Genium_
Расписание и анонсы стримов: https://xn--r1a.website/gamelutz…
👍1
Новый метод опреснения воды, который экономит до 80% энергии
Пресная вода становится критической проблемой во многих регионах мира, и некоторые уже полагаются на опреснение - извлечение пресной воды из морской воды. Однако традиционные методы опреснения имеют множество нежелательных побочных эффектов и требуют большого количества энергии.
Исследователи из Австралийского национального университета предложили новый метод опреснения воды, который избегает многих нежелательных побочных эффектов традиционных методов и снижает энергопотребление примерно на 80%.
Новый метод основан на термодиффузии - явлении, при котором соль переносится в более холодную сторону плавного температурного градиента от горячего к холодному. Вода при этом остается в жидкой фазе на протяжении всего процесса.
В экспериментальной установке исследователей морская вода проходила через узкий канал, верхняя пластина которого нагревалась до 60°C, а нижняя охлаждалась до 20°C. Менее соленая вода выходила из верхней части канала, а более соленая - из нижней. После нескольких циклов прохождения через канал соленость морской воды снижалась с 30 000 ppm до менее 500 ppm.
"Наша мечта - обеспечить парадигмальный сдвиг в технологии опреснения, основанной на методах, которые могут приводиться в действие низкотемпературным теплом в окружающей среде", - говорит ведущий исследователь Хуан Фелипе Торрес.
Этот метод не требует мембран или других ионообменных материалов, не подвержен загрязнению и может использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели. Это делает его особенно перспективным для развивающихся стран, сильно страдающих от последствий изменения климата.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47313-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Пресная вода становится критической проблемой во многих регионах мира, и некоторые уже полагаются на опреснение - извлечение пресной воды из морской воды. Однако традиционные методы опреснения имеют множество нежелательных побочных эффектов и требуют большого количества энергии.
Исследователи из Австралийского национального университета предложили новый метод опреснения воды, который избегает многих нежелательных побочных эффектов традиционных методов и снижает энергопотребление примерно на 80%.
Новый метод основан на термодиффузии - явлении, при котором соль переносится в более холодную сторону плавного температурного градиента от горячего к холодному. Вода при этом остается в жидкой фазе на протяжении всего процесса.
В экспериментальной установке исследователей морская вода проходила через узкий канал, верхняя пластина которого нагревалась до 60°C, а нижняя охлаждалась до 20°C. Менее соленая вода выходила из верхней части канала, а более соленая - из нижней. После нескольких циклов прохождения через канал соленость морской воды снижалась с 30 000 ppm до менее 500 ppm.
"Наша мечта - обеспечить парадигмальный сдвиг в технологии опреснения, основанной на методах, которые могут приводиться в действие низкотемпературным теплом в окружающей среде", - говорит ведущий исследователь Хуан Фелипе Торрес.
Этот метод не требует мембран или других ионообменных материалов, не подвержен загрязнению и может использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели. Это делает его особенно перспективным для развивающихся стран, сильно страдающих от последствий изменения климата.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-47313-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3🔥2