Рубрику ведет Александр Кынин

Информация от 13 марта 2007

Исследование необычной структуры листьев лотоса помогло ученым создать "самоочищающееся" покрытие, которое может найти широкое применение в электротехнике и медицине.

"Результаты наших исследований позволяют нам использовать самоочищающиеся поверхности на материалах из ткани, дерева и даже пластика. Иногда, при очистке таких материалов применяют высокие температуры, которые могут их повредить. С помощью новых наноповерхностей можно произвести очистку при комнатной температуре," говорит профессор Джон Ксин.

Ткань, например, покрывают химическим соединением диоксида титана слоем в 50 нм. При выдержке этого слоя на ультрафиолетовом излучении (хватает и того, которое нам обеспечивает солнце или искусственные источники освещения) и в присутствии воды может разлагать органические соединения, запахи, бактерии и токсические вещества (такие как формальдегид). "Лучше всего нанослой присоединяется к хлопку и к таким материалам как синтетические волокна и дерево. Самоочищающийся эффект длится так же долго, как если бы мы пользовались обычной одеждой," говорит Ксин.

Нанослой может быть нанесен на материалы с использованием обычного текстильного фабричного оборудования. Это новая энергосохраняющая технология, так как для очистки она не требует каких-либо порошков, средств или энергии для кипячения. Применение новой технологии ограничивается только нашим воображением.

http://www.nanonewsnet.ru/index.php?module=pagesetter&func=viewpub&tid=4&pid=71

http://www.sciencedaily.com/releases/2007/01/070115101048.htm

http://www.freepatentsonline.com/5068770.html

38.4. Гиперзвуковые ракеты уничтожают советские танки

Кинетическая гиперзвуковая ракета CKEM корпорации Lockheed Martin на дистанции 3400 м успешно уничтожила советский танк Т-72, оснащенный усовершенствованной динамической защитой.

Корпорация Lockheed Martin совместно с ВВС США успешно завершила испытания усовершенствованного прототипа кинетической противотанковой ракеты CKEM (Compact Kinetic Energy Missile). Последние летные испытания на базе ВВС "Эглин" (Eglin) в штате Флорида. В их ходе кинетическая гиперзвуковая ракета на дистанции 3400 м успешно уничтожила советский танк Т-72, оснащенный усовершенствованной динамической защитой.

По мнению экспертов, кинетические ракеты обладают двумя основными преимуществами перед другими современными противотанковыми средствами: простотой развертывания и чрезвычайно высокой поражающей способностью. Поражение бронеобъекта кинетической ракетой происходит за счет энергии механического соударения - какие-либо боеголовки отсутствуют. Современные средства динамической защиты, предназначенные для борьбы с кумулятивными боеприпасами, против гиперзвуковы ракет оказываются бессильными. Существующие системы активной защиты бронетехники также неспособны противостоять кинетическим ракетам. "Не существует иного столь же невероятно мощного средства борьбы с целями в пределах прямой видимости, как СКЕМ, - отметил вице-президент по тактическим ракетам подразделения Lockheed Martin Missiles and Fire Control. - Подтвержденная концепция кинетического поражения целей является единственной, способной обеспечить требования боевой платформы будущего (FCS, Future Combat Systems) по борьбе с противником на малых и больших дистанциях".

Предполагается, что ракеты СКЕМ поступят на вооружение подразделений пехотных бригад армии США, а также бригад боевых машин Stryker. Есть у кинетических и противотанковых ракет и минусы - ведение огня возможного только в пределах прямой видимости, что демаскирует пусковую установку. Ракеты СКЕМ могут поражать не только бронеобъекты, но и укрепленные пункты - так называемые RUS-структуры.

Контракт стоимостью $78 млн. на разработку гиперзвуковой противотанковой кинетической ракеты второго поколения корпорация Lockheed Martin получила в 2003 году. Ракета CKEM длиной менее 1,5 м и массой около 45 кг имеет дальность до 8 км. Это позволяет поражать танки, оставаясь при этом вне досягаемости огня самого танка.

Информации о диаметре ракеты не приводится. Согласно данным каталога ракетных систем ВС США, скорость полета ракеты СКЕМ на маршевом участке траектории превышает 6 Мах, диапазон дальностей - от 400 до 8000 м, двигатель ракеты - твердотопливный. Продолжительность полета ракеты составляет единицы секунд. Всего было проведено свыше 20 летных испытаний ракеты СКЕМ. Аналогичные противотанковые кинетические ракеты MRM-CE разрабатывает в США компания Raytheon.

38.5. Медная микрокольчуга: шаг к "умному" текстилю

Достижения древних греков в микромасштабе удалось повторить ученым из лаборатории нанотехнологий Университета Иллинойса. Медная микро-кольчуга, созданная учеными только по структуре напоминает ранние греческие аналоги, но вот ее размер исчисляется микронами, а сама "кольчужная" ткань проводит электричество и может стать основой "умной ткани".

Как сообщает PhysOrg, Джонатан Энджел и Лю Чанг (Jonathan Engel и Liu Chang) из лаборатории нанотехнологий Университета Иллинойса ведут разработку микроустройств, способных изгибаться, но при этом не терять своих свойств. Созданная ими гибкая металлическая микрокольчуга может использоваться в составе обычных тканей для того, придавая им необычные свойства. Так, обычная рубашка из такого материала окажется не только мини-компьютером, но и, при необходимости, дисплейной панелью, или даже мобильным телефоном.

Основная трудность, которую пришлось преодолеть ученым на пути к "умной одежде" - создание электропроводящей гибкой основы для всей электронной "начинки" ткани. Металлическая микрокольчуга подходит для этого благодаря особенным электрическим и механическим свойствам. Специальная конструкция плетения отдельных звеньев кольчуги с шагом около 500 микрон позволяет ей изгибаться по двум направлениям, что дает ей возможность деформироваться, принимая форму сложных поверхностей.

Это удалось достичь благодаря специальной конструкции звеньев - они состоят из основного звена, и четырех скоб, связанных с ним. Скобы могут перемещаться по кольцу в определенных пределах, поэтому материал замечательно ведет себя и на движущихся объектах, принимая их форму. Самое интересное, что для производства этой уникальной микроструктуры ученым удалось использовать методы современной электронной промышленности. В основе колец и скоб лежит медь, которую нанесли на промежуточную подложку в определенном порядке. После удаления промежуточного вещества исследователи и получили кольчугу.

Хоть новый материал целиком состоит из меди, тем не менее, его можно растягивать, хотя при этом существенно меняется общая электропроводность кольчуги. Так, при максимальном растяжении (удлинение на 32% от первоначального размера) электропроводность падает в семь раз, а ширина кольчужной ткани при этом уменьшается на 56%. В дальнейшем Лю и Джонатан планируют на основе кольчуги создать несколько рабочих электронных устройств: микросенсоров и логических чипов. Также ученые надеются изготовить кольчугу из органических полимеров, чтобы не использовать в ее составе медь.

http://rnd.cnews.ru/tech/news/top/index_science.shtml?2007/02/26/237713

38.6. Кукуруза оказалась идеальным аккумулятором газа

Американские ученые разработали удобный и перспективный способ хранения природного газа в углеродном материале, созданном в результате обработки кукурузных початков. Природный газ - более дешевое, чем нефть, автомобильное топливо, и к тому же более экологически чистое. До сих пор массовому использования природного газа в автомобилях мешало отсутствие простых устройств хранения газа. Газ обычно закачивают под большим (около 200 атм) давлением в баллоны, масса которых оказывается сравнимой с массой самого газа. Поиск альтернатив этому методу ведется давно, но больших успехов достичь не удавалось.

Разработка группы ученых из университета штата Миссури (США) и их коллег из исследовательского центра в г. Канзас открывает путь к созданию эффективных аккумуляторов природного газа для различных транспортных средств. Примечательно, что исходным сырьем для разработки являются отходы сельскохозяйственного производства - кукурузные початки, которые в огромном количестве остаются после сбора урожая.

Початки подвергают термохимической обработке, в результате которой получают углеродные брикеты с порами масштаба нанометров, обладающими фрактальной структурой. Брикеты способны аккумулировать газ, объем которого в 180 раз превышает собственный объем брикета, при этом для хранения используется давление в семь раз меньше обычного - около 35 атм. Соотношение объемов 180 к 1 по объему достигнуто впервые, оно является своеобразным рубежом, установленным в 2000 г. министерством энергетики США для систем хранения газа.

Сравнительно низкое давление, используемое для хранения, позволяет создавать самые разные формы для газовых аккумуляторов - они могут быть прямоугольными, плоскими, изогнутыми. Это создаст новые возможности для размещения аккумуляторов в автомобилях. Недостатка в сырье не будет - только штат Миссури способен поставить початки для 10 млн. автомобилей. В настоящее время в Канзас-сити проходит испытания грузовик с новым аккумулятором природного газа. Ученые рассчитывают использовать результаты исследований и для разработки новых способов хранения водорода, сообщает The Engineer.

38.7. "Охота на ведьм" в современной физике: подробности "термоядерного дела"

С автора теории "пузырькового термояда" Рузи Талейархана сняты подозрения в научной недобросовестности, выдвинутые его противниками и поддержанные журналом Nature. Пресс-служба университета Пердью (г. Западный Лафайетт, штат Индиана) объявила о завершении расследования обвинений в научной нечистоплотности, выдвинутых против профессора Рузи Талейархана. Ученый впервые в мире продемонстрировал возможность осуществления управляемой реакции термоядерного синтеза в настольной установке с использованием метода "сонолюминисценции". Все обвинения с ученого сняты.

"Дело Талейархана": окончательный вердикт.

Специальный "следственный" комитет был сформирован инженерным колледжем в соответствии с положениями осуществляемой университетом Пердью политики в области обеспечения достоверности научных результатов. Эта политика предполагает, в частности, что любые обвинения в адрес ученого должны проверяться в рамках "закрытых" процедур, гарантирующих полную конфиденциальность следствия до вынесения вердикта. Сам Рузи Талейархан, по словам вице-президента университета Пердью Джозефа Л. Беннетта (Joseph L. Bennett), "оказывал полное содействие на всех этапах расследования".

"Исследования в университете должны проводиться с абсолютной добросовестностью, - отметил проф. Беннетт. - Как только университет Пердью столкнулся с первыми же обвинениями в научной недобросовестности, они были подвергнуты всесторонней проверке на предмет соответствия нормам, предъявляемым к публикуемым материалам. Профессор Талейархан ведет крайне перспективные и важные исследования.

Теперь, мы надеемся, профессор Талейархан сможет полностью посвятить себя своей работе. Руководство университета Пердью полагает, что теперь основное внимание должно быть уделено честному и открытому обсуждению научной ценности и перспектив новой технологии".

В 2002 году профессор Рузи Талейархан, являясь руководителем исследовательской группы в Ок-Риджской лаборатории, открыл феномен "пузырькового синтеза" и описал результаты исследования в журнале Science. Впоследствии аналогичные исследования были проведены другими исследовательскими группами - в том числе и в России. В 2003 году профессор Талейархан и его группа перешли в университет Пердью, где продолжили исследования. Вторая и третья научные публикации группы Талейархана, посвященные "пузырьковому синтезу", увидели свет в 2004 и 2006 гг. соответственно.

История "пузырькового термояда"

Идея "пузырькового", или "настольного термояда" является развитием концепции "холодного термояда", начало которой положил эксперимент Понса и Флейшманна 1989 года. Тогда ученые объявили об успешном осуществлении термоядерной реакции при электролизе тяжелой воды на палладиевом катоде. Эксперимент Понса и Флейшманна первоначально был подтвержден учеными из разных стран, в том числе советскими, однако впоследствии мнение научного сообщества изменилось. Сегодня, согласно "общественному мнению", эксперимент считается некорректно поставленным, а сам интерес к поиску путей осуществления "холодного термояда" на протяжении 90-х считался "нездоровым". Реабилитирован он был лишь благодаря открытию нового вида "холодного термояда" - "настольного", или "пузырькового". В основе идеи "пузырькового", или "настольного термояда" - использование свойств макроскопических объектов или процессов для локального и кратковременного создания условий, при которых протекание реакции термоядерного синтеза становится возможной. Группа Талейархана предложила использовать для этих целей явление "акустической кавитации" - образования микропузырьков в жидкости под действием ультразвука.

Этот процесс сопровождается ростом температуры и излучением света; феномен, получивший название "сонолюминисценции", был впервые открыт в 1934 году немецкими учеными, работавшими над созданием сонаров для подводных лодок. Исследования показали, что при "схлопывании" пузырьков температура в них может достигать 10 млн. градусов Цельсия, а давление в миллион раз превышать земное. Проведенные учеными эксперименты подтвердили, что процессы акустической кавитации в жидкости сопровождаются генерированием нейтронного излучения - "маркера" протекания реакции синтеза. Однако в дело вмешались "скептики". Контратака "скептиков"

Работы Талейархана "взорвали" научный мир - неявная, но зримая перспектива появления "настольной", простой и дешевой термоядерной электростанции не только открывала новые возможности для развития человечества, но и контрастировала с длительными, затратными и до сих пор безрезультатными усилиями по получению стабильной плазмы в "обычных" термоядерных реакторах. Несложные по методологии эксперименты повторяли различные исследовательские группы. Не всем удалось достичь успеха. Ряд ученых высказал сомнения в правоте интерпретации результатов группой Талейархана.

Кульминацией "атаки скептиков" стала "разгромная" публикация в британском Nature. В "специальном докладе", опубликованном в журнале в марте 2006 года, были высказаны сомнения в научной достоверности приводимых Талейарханом результатов. В публикации, в частности, упоминалась работа Брайана Нараньо (Brian Naranjo) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, предположившего, что зарегистрированный нейтронный спектр аналогичен спектру использованного в эксперименте радиоактивного источника калифорний-252 и, следовательно, может быть объяснен без привлечения гипотезы о протекании в сосуде термоядерной реакции.

Мартовская атака Nature на Талейархана получила продолжение в июле 2006 года - ученый был обвинен в "нецелевом" использовании средства агентства передовых оборонных проектов США DARPA в своих исследованиях. Впоследствии эти обвинения были расценены как необоснованные, однако (по данным на 19 августа 2006 года) журнал так и не поместил опровержения. В атаке на исследования Талейархана принял участие не только Nature. Так, из онлайнового ресурса с электронными версиями научных публикаций Arxiv.org, по словам профессора Кавендишской лаборатории Брайана Джозефсона (Brian Josephson), удаляются все размещенные ранее в нем научные статьи, имеющие отношение к проблематике "пузырькового синтеза". Причины подобного "пристрастного" интереса к перспективным работам не вполне понятны.

Официальное признание добросовестности полученных группой Рузи Талейархана результатов, без сомнения, поможет исследованию не только механизмов термоядерных реакций в "пузырьковых реакторах", но и поиску других механизмов реализации термоядерных реакций в настольных экспериментах. По данным обзора Эдмунда Стромса (Edmund Storms) из компании Energy K. Systems, в настоящее время таких механизмов насчитывается 12.

Среди них, помимо методов Понса-Флейшманна и Талейархана - такие экзотические, как, например, термоядерные реакции в живых биологических культурах. Общее число научных публикаций в области "холодного термояда" превышает 3 тыс. Вопреки распространенному в околонаучной среде мнению, исследования в области метода Понса-Флейшманна и Талейархана продолжались десятилетие спустя (по состоянию на 2001 год - в 6 странах).

Борьба за истину продолжается.

http://rnd.cnews.ru/natur_science/reviews/index_science.shtml?2007/02/20/236825

38.8. Многоликий бог летит над волнами на четырёх лапах

Снимки этого странного судна-паука начали гулять в Сети ещё в прошлом году. Однако официальной информации о нём не было. Зато рождалась масса предположений. Ещё бы - мимо такого создания трудно пройти равнодушно. И вот, наконец-то, в Сан-Франциско прошла официальная премьера экзотического аппарата.

Новинка несёт гордое имя Proteus, а по-русски Протей: древнегреческий морской бог-прорицатель, способный принимать любую форму. Мифологическое имя аппарат получил не зря. Создатели аппарата из американской компании Marine Advanced Reasearch называют Proteus первым полноразмерным судном "адаптирующегося к волнам модульного" типа (Wave Adaptive Modular Vessel - WAM-V).

Изюминка этого судна - четыре огромные лапы, при помощи которых кабина с экипажем опирается на два длинных надувных поплавка. Причём опирается не напрямую, а через целую систему из рессор (титан плюс полимеры), формирующих нечто вроде балансирной подвески. Она позволяет поплавкам изгибаться при прохождении волн, так что судно не столько борется с волнами, сколько скользит над ними с минимальной раскачкой. Правда, максимальную скорость судна его создатели не сообщают. Пока не прошли все испытания. Изобрёл WAM-V инженер Уго Конти (Ugo Conti). А доводить идею до рабочего проекта и воплощать его в жизнь мистеру Конти помогали инженер Марк Гундерсен (Mark Gundersen), как уже было сказано, компания Marine Advanced Reasearch, а также - компании Antrim Associates, Wing Inflatables и ряд других подрядчиков.

Конти говорит, что это - первое судно в своём роде и родоначальник нового класса судов. И он прав, поскольку слова "катамаран на упругих больших ногах" не исчерпывают всех секретов Proteus. Его кабина (с четырьмя спальными местами), напоминающая вертолётную, на стоянке может опускаться в воду, отделяться и совершать самостоятельное плавание на небольшое расстояние. А это увеличивает гибкость применения нового аппарата. Кабина может подойти к пристани, оставив лапы в сотнях метров от берега. И, главное, кабину можно менять, превращая один Proteus в многофункциональный аппарат.

В самой верхней части судна имеется достаточно места для разнообразного груза. Например - поисково-спасательного оборудования. Кстати, со своими упругими поплавками и возвышающейся над водой на несколько метров кабиной, Proteus может "зависнуть" над лодкой или отдельными людьми, терпящими бедствие. И поднять пострадавших лебёдкой прямо наверх. Тут опять напрашивается аналогия с вертолётом. Кстати, Конти считает, что в спасательных операциях его судно может заменять вертолёт (из кабины открывается неплохой обзор), прочёсывая акваторию быстро, но с гораздо меньшими затратами. При этом Proteus может находиться в море много дней, а запас его хода составляет тысячи миль. Мореходность новаторской конструкции весьма высока, вместе с тем для этого судна не составит труда пробраться на мелководье. При половине загрузки осадка катамарана составляет всего 40 сантиметров. Причём его без повреждений можно вытаскивать на пологий берег. Для трансокеанского перехода этому судну достаточно экипажа из двух человек, но отсек полезного груза можно переоборудовать в дополнительные жилые помещения. Так что диапазон потенциальных сфер применения нового аппарата широк: научные экспедиции, вечеринки в уютных лагунах или высадка десанта.

Тут пора привести немного цифр: два дизеля, установленные в понтонах, выдают мощность по 355 лошадиных сил каждый. С запасом солярки в 8810 литров (которые спрятаны в поплавках, а также и в кабине), Proteus обладает водоизмещением в 12 тонн. Сюда входит и полезный груз в две тонны.

Для постройки Proteus использовался титан, алюминиевые сплавы и композитные ткани. Кстати, авторы судна отмечают его экономичность, которая обеспечивается относительно небольшой для судна такой длины смачиваемой поверхностью, вкупе с обтекаемой кабиной, на которую мало влияет ветер. Ещё нужно отметить удобство транспортировки этого аппарата на борту другого судна. Marine Advanced Reasearch пишет, что при сдутых поплавках и сложенных ногах достаточно много таких аппаратов можно погрузить на палубу корабля, быстро доставляя к месту работы. Будь-то разведка, траление минных полей или патрулирование с целью выявления браконьеров, катание туристов или поиск потерпевших кораблекрушение. Как видим, гибкость - это то слово, которое наиболее удачно характеризует не только упругие поплавки Proteus, но и весь замысел в целом. Многоликий бог моря, так и есть.

Изабелла Конти (Isabella Conti), жена изобретателя и вице-президент Marine Advanced Research, говорит, что затраты на постройку Proteus всё ещё подсчитываются. Между тем, можно не сомневаться, что при серийном производстве, спрос на такой катамаран будет неплохой. Да и военные вполне могут заинтересоваться. Тут компания ничем не рискует.

А вот сам создатель судна, 68-летний мистер Конти говорит, считает свою новацию риском, но относится к нему по-философски. Он говорит, что идея технологии WAM-V пришла к нему постепенно, за многие годы занятий парусным спортом. "Я любил гибкие лодки, - поясняет Уго, - и я решил довести их принцип до предела. Это очень инновационный опыт. Вы должны быть сумасшедшим и старым, чтобы сделать это. Потому, что когда вы стары, вы можете рисковать. Вам нечего терять, если проиграете."

http://www.membrana.ru/articles/technic/2007/01/22/153000.html

38.9. Холодные трубы качают энергию даровым сверхзвуком

0,03-1 цент за киловатт-час - как вам это понравится? Именно такова цель разработчиков нового типа электростанции, которая могла бы вырабатывать энергию в разы и даже десятки раз дешевле, чем все ранее известные типы традиционных и альтернативных систем.

Вспомните, как нередко во время прогноза погоды на экране появляется карта, исчерченная линиями изобар и огромными буквами "Н" и "В", означающими зоны низкого и высокого давления. Районы эти занимают большие пространства, разделены сотнями километров, они непостоянны и всё же... Как оказалось, "буковки" на карте погоды могут служить отличным источником энергии. Во всяком случае, в течение последних пары лет американские инженеры работают над тем, чтобы оседлать этот странный источник. Технологию под названием "Атмосферные холодные мегаватты" (Atmospheric Cold Megawatts - ACM) развивает молодая американская компания Cold Energy, созданная в 2004 году.

Основана эта система на изобретении ныне покойного инженера Энтони Мамо (Anthony C. Mamo), одного из основателей Cold Energy, на которое он получил патент. Компания пишет, что у Энтони не было никаких предшественников, вернее - никаких известных патентному ведомству работ, предлагавших нечто подобное. Авторы проекта обратили внимание на то, что огромные зоны повышенного и пониженного давления "исторически" тяготеют к определённым географическим точкам. Во всяком случае, если рассматривать их расположение в течение, скажем, года. То есть, как есть в данной местности роза ветров, так существует и типичное распределение атмосферного давления, сохраняющееся достаточно долго. И вот какая мысль пришла к Мамо: если соединить такие соседние районы открытым с двух концов трубопроводом, длиной, скажем, километров в 300, то в нём установится постоянный поток воздуха. Далее нужно лишь поставить в трубе ветряную турбину и снимать "сливки".

Технология ACM способна производить электричество в таком же масштабе, что и угольные электростанции или гидроэлектростанции с нулевым экологическим воздействием, полагают американские новаторы. Но насколько система может быть эффективной? Инженеры компании изучали, к примеру, воздушные течения в районе Тусона (Аризона) и убедились, что разница в атмосферном давлении между двумя точками, разделёнными 168 километрами, никогда не падала ниже 0,03 атмосферы, а обычно была выше. А этой ничтожной разницы, как говорит глава компании Джон Крокер (John R. Crocker), достаточно для создания в трубе (диаметром примерно 2,5 метра) потока воздуха со скоростью в 3 с лишним раза выше звуковой (с учётом переменных сечений в нужных местах трубы, предусмотренных конструкцией).

Расход воздуха через трубу на разницу давлений у её концов влиять никак не будет - труба соединяет между собой многие сотни кубических километров атмосферы. А для того, чтобы нивелировать капризы погоды и всё время работать на наибольшей разнице в атмосферном давлении, типичная электростанция нового типа должна представлять собой сеть из двух-трёх или даже четырёх таких труб, длиной по 150-300 километров, соединённых узлами и переключаемыми заслонками для выбора точки забора и выпуска воздуха. Мощность такой станции составляла бы порядка гигаватта.

А что насчёт стоимости энергии? О её примерной величине мы говорили в самом начале. Добавим лишь, что авторы системы оценивают стоимость сооружения такой системы как равную стоимости угольной электростанции той же мощности. Но при этом ACM не требует никакого топлива (и всех расходов с ним связанных - добыча, транспортировка, хранение). Иные же эксплутационные расходы также должны быть минимальными, поскольку система сравнительно проста в устройстве и единственные подвижные детали тут - роторы ветровых турбин. Главное, это верно выбрать точки, между которыми следует прокладывать трубу (трубы). Для чего требуются обширные статистические данные по атмосферному давлению в разных районах. Cold Energy получила от американских метеорологов такие данные по США за последние 30 лет и намерена в ближайшее время выбрать наиболее удачное место для возведения первого прототипа электростанции ACM.

Конечно, на деле такая станция будет несколько сложнее, чем мы описали. Ей ещё понадобятся системы, предотвращающие обледенение труб изнутри (исключительно за счёт энергии того же скоростного потока), системы, контролирующие влажность поступающего воздуха, защитные сетки на входе и выходе и прочие вспомогательные штуковины. "Это было заключительным подарком Тони Мамо человечеству", - сказал мистер Крокер, добавив, что компании предлагали выкупить патент, но она никогда на это не согласится, поскольку верит в удачное (то есть прибыльное) будущее ACM.

Можно, конечно, указать на различные проблемы, связанные с созданием такой станции. Например: на турбины, рассчитанные на около- и сверхзвуковые потоки воздуха, на необходимость подбора материалов для снижения уровня шума вблизи трубы (если только её не закапывать), на реальное сопротивление внутри системы, которое будет "бороться" с потоком воздуха, и даже на административные проблемы с размещением станции на территории нескольких округов (штатов, губерний - нужное подчеркнуть)...

Но в целом идея выглядит достаточно безумной, чтобы оказаться работоспособной. Итак, перед нами - ещё одна альтернативна обычной энергетике. Технология ACM сходна с ветровыми станциями, но использует искусственный ветер, пусть даже создаваемый всё тем же источником энергии, приводящим в движение атмосферу - солнечными лучами, нагревающими поверхность планеты. Нам было бы очень любопытно посмотреть на такую электростанцию промышленного масштаба. Да, мы понимаем, что оценки затрат на строительство, эффективности работы и мощности единичной установки, выполненные авторами этой затеи, могут оказаться слишком оптимистическими. Но если даже финальная стоимость киловатт-часа будет втрое выше заявленной, ACM всё равно окажется одним из самых конкурентоспособных источников энергии, да ещё и совершенно чистым.

http://www.membrana.ru/articles/technic/2007/01/09/171700.html

38.10. Бихромофорный полимер возбуждает терабайтом на диске

Фантастическую плотность записи двоичной информации, да ещё с использованием для хранения данных почти всей толщины оптического диска, можно получить, если заставить работать в качестве питов (физических "отпечатков" единиц и нулей) группы молекул. Главное было придумать способ, как заставить их меняться в ту или иную сторону. И его действительно придумали. Столь необычную систему записи информации разработал, как ни странно, химик - профессор Кевин Белфилд (Kevin D. Belfield) - и его команда (Belfield Research Group) из университета Центральной Флориды (University of Central Florida).

В основу "Двухфотонного трёхмерного оптического устройства хранения данных" (Two-photon 3D optical data storage) или, проще, "Системы высокоплотной оптической записи" (High-density optical data storage), Белфилд положил принцип двухфотонного возбуждения. Говоря упрощённо, это когда некая светочувствительная молекула откликается флуоресценцией, поглотив сразу два фотона меньшей энергии, так, как если бы она поглотила один фотон большей энергии.

Используя сочетание двух лазеров с разными длинами волны, можно добиться того, что на диск будет спроецировано очень чёткое изображение, с разрешением куда более высоким, чем возможно получить при одном лазере. Внутри этого изображения будут свои тёмные и светлые участки - будущие биты.

При этом настройкой лазеров можно добиться того, что по паре фотонов получат всего несколько молекул в толще прозрачного материала, расположенных точно в той точке, где мы хотим записать очередную двоичную единичку. Обратите внимание: целеуказание можно менять не только в плоскости диска, но и по его глубине, причём разницу между соседними слоями записи можно сделать очень маленькой, а число слоёв - большим (в опытах Белфилда это были 1 микрон и 33 штуки, соответственно). Но что дальше? Как сохранить информацию? Для этого авторы придумали бихромофорный состав из молекул некой производной флуорена и представителя класса диарилэтенов, которые реагируют на облучение той или иной частоты изменением своей формы. Последнее вещество имеет два устойчивых изомера, так называемые открытый и закрытый типы. Вот вам и двоичные "ноль" с "единицей" на молекулярном уровне. При записи флуорен воспринимает фотоны и, словно гонец, передаёт полученную энергию диарилэтену, чтобы тот записал "единичку".

Но главное, что требовалось придумать, - не как записывать информацию лазерами, а как ими же и считывать данные, причём чтобы они не стирались. Оказалось, что это легко сделать при помощи флуоресценции данного состава в ответ на облучение с определённой частотой. Опыты показали, что надёжность считывания записи с такого диска остаётся безупречной даже после 10 тысяч циклов чтения, хотя всё же контраст по яркости отклика между "единичками" и "нулями" немного снижается.

Работа Белфилда сотоварищи опубликована в журнале Advanced Materials. Пока авторы проекта экспериментируют с небольшими объёмами данных. Они проверяют сам принцип такой фотохимической записи. Однако, по их расчётам, в будущем один оптический диск, размером с DVD, сможет вместить терабайт данных - это объём какой-нибудь крупной научной или исторической библиотеки.

Тут нужно вспомнить, что терабайтную ёмкость для оптических дисков нам уже показывали, например, в виде оригинальной системы голографической цифровой записи, а также в виде диска с несимметричными питами. Теперь появилась альтернативная технология, замахнувшаяся на такой же внушительный показатель. В настоящее время авторы замысловатого Two-Photon 3D Optical Data Storage заняты дальнейшим развитием своей технологии в сторону снижения необходимого уровня мощности лазеров (читай - сложности устройства и его цены), на что они получили недавно $270 тысяч от Национального научного фонда США (NSF). Патент же на новую систему хранения данных ещё находится на рассмотрении. Сколько времени пройдёт прежде, чем эта технология станет общеупотребительной, неизвестно. Но зато любопытно, что новый метод записи вполне допускает создание не только оптических дисков, но и, скажем, маленьких прозрачных кубиков, биты в которых будут записываться в виде трёхмерной молекулярной решётки практически во всей толще полимера. Вам это ничего не напоминает? Помнится, в паре-тройке фантастических фильмов да пяти-шести книгах уже фигурировали "записывающие кристаллы".

http://www.membrana.ru/articles/technic/2006/12/11/194800.html

38.11. Диск-швейцар пропускает поршни в канадском торе

В этом ДВС нет ни одной детали, которая совершала бы возвратно-поступательное движение (не считая простых клапанов), однако, в нём изобретатели ухитрились реализовать меняющиеся по объёму камеры и двухтактный цикл. Они придумали тор с переменной геометрией. Только недавно мы вам рассказывали о серии необычных двигателей внутреннего сгорания, разработанных разными компаниями и изобретателями в последние годы (вот только самые свежие примеры - раз и два). Но тут же нам случайно попалась на глаза ещё одна альтернативная версия ДВС.

Пусть изобретение это не совсем новое: разработку мотора его авторы начали ещё в 2001-м, а в прошлом году компания VGT Technologies (базирующаяся в Калгари) уже испытывала и отлаживала первые прототипы. Однако, оригинальная конструкция этого моторчика заслуживает описания. Называется он "Двигатель с тором переменной геометрии" (Variable Geometry Toroidal (VGT) Engine) или просто RoundEngine. В его основе - полая тороидальная камера, внутри которой расположен диск с двумя поршнями-ушками. Они делят полость тора на две равные части. Вал диска - это и есть главный вал мотора. Диск вместе с поршнями вращается равномерно в одном направлении.

Главная изюминка, это способ, а также деталь, благодаря которому (которой) с нужной стороны поршней периодически "появляются" горячие расширяющиеся газы, толкающие эти поршни по кругу и только в нужную сторону. Ключевая деталь мотора называется "синхронизирующий диск". Эта штуковина пересекает тор в поперечном направлении и вращается (зубчатым ремнём, к примеру) с удвоенной, в сравнении с основным валом, частотой. В синхронизирующем диске выполнен фигурный вырез, который в определённый момент времени пропускает сквозь себя поршень. Всё остальное время диск перекрывает сечение тора и обеспечивает "упор" для газов, как при цикле сжатия, так и при цикле расширения.

Нетрудно заметить, что на один оборот вала двигателя в этом моторе приходится два рабочих хода, поскольку тут есть два поршня. Они, кстати, делят между собой один единственный "цилиндр ДВС" бесконечной длины - то есть полость бублика, одни и те же клапаны, одну камеру сгорания и одну свечу зажигания. Завидное упрощение конструкции, не так ли? Важно, что, в отличие от многих роторных, тороидальных и всяких иных необычных систем ДВС, здесь на уплотнения поршней не действует нагрузка. Правда, работа уплотнения синхронизирующего диска вызывает вопросы.

Зато RoundEngine обладает ещё одним интересным свойством. В нём давление рабочих газов на поршень превращается в крутящий момент самым прямым образом, без всяких рычагов, звеньев и переменного плеча приложения усилия, без скользящих по поверхности наклонных плоскостей каких-нибудь пластин, и прочих "костылей", присущих другим системам ДВС. Посмотрите на рисунки - поверхность поршня параллельна радиусу главного диска. Расстояние от центра поршня до оси вращения - это и будет плечо, на котором сила от горячих газов создаёт крутящий момент мотора.

Авторы системы пишут о 15-30% экономии топлива в сравнении с традиционным ДВС. По идее, её должны обеспечить облегчение и упрощение конструкции, высокая степень сжатия, низкие потери на трение, хорошее использование энергии газов. Да и соотношение мощность/вес у этого движка должно быть неплохим. Но это всё лишь авансы. Развитие проекта продолжается. Канадские инженеры мечтают о том, что RoundEngine в виде множества моделей разных размеров займёт достойное место в множестве образцов техники - от бензопил до автомобилей. А пока - отрабатывают конструкцию.