Журнал "Компьютерра" №724
Шрифт:
Секрет нового метода получения эластичного, как резина, и способного к полноценному самолечению материала заключается в использовании надмолекулярных связей. Обычная резина состоит из длинных поперечно связанных между собой полимерных цепочек, благодаря которым она может сильно растягиваться, а затем восстанавливать форму. Такие же свойства материала ученые получили, смешав два сорта небольших молекул. Одни молекулы способны соединяться своими концами только с двумя другими молекулами, а другие - с тремя или более молекулами. В смеси между ними возникают водородные связи, причем первые молекулы могут участвовать только в формировании длинных цепочек, а вторые, благодаря способности к дополнительным связям,
Если материал разрезать или разорвать,прочные ковалентные связи внутри молекул сохранятся, а порвутся более слабые водородные между молекулами. Концы остаются активными, и если разрыв соединить, прочность полностью восстановится примерно за пятнадцать минут. Но если упустить момент,то на месте разреза активные концы молекул постепенно начнут соединяться и возможность к самолечению будет утрачена примерно за сутки. Похожие материалы были известны и раньше, но для восстановления разорванных связей они требовали нагрева или другой активации, а в новом материале все происходит без воздействия извне и при комнатной температуре.
Казалось бы, что же тут удивительного?Вновь соединить можно два разорванных куска пластилина или жевательной резинки.Но эти материалы пластичны и могут медленно течь под действием внешних сил, у нового же материала эти свойства выражены слабо. Это даже целый класс материалов, поскольку в качестве мономеров двух сортов тут могут выступать разные молекулы, придающие веществу нужные свойства.
Новый материал легко производить из широко доступных и дешевых ингредиентов - жирных кислот растительных масел и мочевины. Он легко разлагается при нагреве, экологически безопасен, может быть использован повторно и нетребует катализаторов при производстве. ГА
Интересную статью опубликовали в журнале Nature ученые из Технологического института Джорджии в Атланте. В работе описываются нити, ткань из которых способна вырабатывать электричество при движении.
Почти год назад мы уже писали об оригинальном "реснитчатом" наногенераторе этой научной группы (см. "КТ" #684). Но тогда речь шла лишь об устройстве для питания наноконструкций, для которого требовался внешний источник энергичных механических колебаний. За год работы ученые вышли на новый качественный уровень. Теперь созданные ими нити обещают появление тканей, одежда, или, скажем, палатки из которых будут способны подзарядить мобильник.
Наногенератор использует уникальные свойства оксида цинка, который одновременно является полупроводником и пьезоэлектриком. Из оксида цинка вокруг обычных кевларовых нитей ученые научились выращивать густую "шубу" из нановолокон диаметром 50–200 нм и длиной 3–4 мкм. После этого достаточно ворсинки другой нити покрыть тонким слоем золота,сплести ее с первой, подсоединить к их концам проводники, и наногенератор готов.
Контакт между золотым покрытием ворсинок одной нити и ворсинками из оксида цинка другой образуют диод Шоттки,пропускающий ток только в одном направлении. А когда вплетенная в ткань пара нитей трется друг о друга, ворсинки изгибаются, и на них, благодаря пьезоэффекту в оксиде цинка, образуются электрические заряды, которые через диод попадают во внешнюю цепь. Одна ворсинка способна выдать до 45 мВ напряжения, но суммарное напряжение многих миллионов ворсинок может достигнуть нескольких вольт, необходимых для питания мобильных устройств.
Согласно оценкам, один квадратный метр такой ткани сможет вырабатывать мощность до 80 мВт. Но пока эксперименты проводились лишь с парой нитей длиной всего несколько миллиметров, которые суммарно производили
Возможно, у коллекционеров необычных предметов интерьера вскоре появится возможность приобрести уникальный осветительный прибор - торшер под названием Gravia, для работы которого не нужны ни электрическая сеть, ни аккумуляторные батареи. Светится Gravia за счет действия гравитационных сил,что позволяет лампе работать в любом месте и в любое время.
Конструкцию торшера придумал выпускник Виргинского политехнического института Клэй Моултон (Clay Moulton). Основные элементы Gravia - это генератор и стержень,по которому в вертикальном направлении перемещается довольно массивный груз. Для того чтобы "включить" лампу, нужно просто поднять "гирю" вверх, после чего в дело вступает сила тяжести. Медленно перемещаясь по стержню,груз раскручивает ротор генератора, питающего десяток экономичных светодиодов. В результате конструкция дает желанный свет.
Внешне торшер напоминает колонну высотой около 1,2 метра, боковые стенки которой представляют собой акриловую линзу. Благодаря такой "уловке" удалось добиться свечения практически всей поверхности лампы, а не только той ее части,в которой размещены светодиоды. Кстати, Моултон отмечает, по мере эксплуатации лампы акрил будет стареть и превращаться в своеобразный "фильтр", блокирующий часть спектра, соответствующую синему цвету. В результате свет лампы будет становиться все более естественным.
Gravia способна выдавать световой поток в 600–800 лм в течение четырех часов. То есть интенсивность освещения примерно такая, какую дает обычная лампа накаливания мощностью 40 Вт. Моултон утверждает, что срок службы механизма Gravia составляет, ни много ни мало, двести лет (в случае использования ежедневно в течение часа). Вдобавок никаких проводов и затрат на оплату электроэнергии.
Единственное неудобство - необходимость периодического перемещения груза вверх по стрежню. Однако, считает создатель гравитационной лампы, с этой процедурой вполне можно смириться, принимая ее за такую же необходимость, как, например, разогрев чайника перед приготовлением кофе. Моултон уже подал заявку на патентование своего изобретения, однако как ни хорош этот светильник, его дальнейшая судьба окутана непроглядным мраком. ВГ
Новую планетную систему, похожую на уменьшенную копию нашего Солнца с Юпитером и Сатурном, удалось обнаружить большой международной команде астрономов с помощью метода гравитационного линзирования. Это открытие заметно повышает наши шансы отыскать похожие на Землю планеты.
Найти планеты у далеких звезд очень трудно. И хотя сегодня обнаружено почти три сотни планет и даже звезда с пятью планетами, надежных сведений о них мало. Кроме того, большинство из открытых экзопланет - гиганты, вращающиеся вблизи своих звезд (просто потому, что большие планеты легче обнаружить). Такие системы мало похожи на нашу Солнечную систему, и по ним трудно судить о шансах найти пригодные для возникновения жизни планеты.