НТИ август 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Часть 1 http://www.metodolog.ru/node/1091

 

Часть 2

Большая часть раздела ЭЛЕКТРОНИКА посвящена совершенствованию солнечных панелей и аккумуляторов. Но начнем мы с другого. «Акустический диод: На страже тишины», называется заметка, размещенная 5 августа на www.popmech.ru. «Предложено устройство, пропускающее звуковые колебания в одну сторону, и эффективно блокирующее их при движении обратно. Авторы разработки из группы профессора Хиары Дарайо (Chiara Daraio) называют ее «акустическим диодом» - как обычный диод демонстрирует разную проводимость в зависимости от направления тока, так и этот с разной эффективностью проводит звуковые колебания в разных направлениях. К примеру, шум из гостиной будет полностью задерживаться, а голос ребенка из детской – отчетливо слышен в гостиной. Устройство представляет собой систему эластичных сфер, содержащих кристаллические гранулы, передающие звуковые колебания. При этом свойства сфер таковы, что при движении в «неправильном» направлении частота колебания шаг за шагом снижается, пока они вовсе не перестают создавать звук и даже инфразвук. К слову, в ходе этого процесса энергия колебаний рассеивается – но в будущем авторы намерены научиться использовать ее, превращая в электричество…»

«Фотонный футбол повысит КПД солнечных панелей на 26%», утверждает 25 августа www.nanonewsnet.ru. «Комбинируя чередующиеся слои нанометровых и микрометровых частиц, команда инженеров из Университета Миннесоты смогла повысить эффективность солнечной панели на целых 26%. Новая конструкция фотоэлектрической панели основана на микроскопических сферах, в которых свет «рикошетит» и используется максимально эффективно. Ученые сосредоточили свои усилия на совершенствовании перспективных солнечных ячеек, известных как солнечные элементы на сенсибилизированном красителе (DSSC). Они изготавливаются из диоксида титана (TiO2), светочувствительного материала, который обходится дешевле, чем традиционные кремниевые солнечные батареи. Кроме того, современные солнечные панели быстро приближаются к теоретическому пределу своей эффективности, в то время как DSSC потенциально имеют намного больший КПД. К сожалению, до сих пор от DSSC удавалось добиться лишь на 10% большей эффективности, но открытие американских ученых может решить эту проблему. Одной из причин низкой эффективности является то, что свет инфракрасной части спектра плохо утилизируется солнечной ячейкой. Новый слоистый дизайн увеличивает путь света через солнечные ячейки и преобразует в электроэнергию больший диапазон электромагнитного спектра. Новые ячейки состоят из микронных сфер с нанометровыми порами между слоями наноразмерных частиц. Сферы, сделанные из TiO2, действуют как плотно упакованные пружинящие столбики в игре пинбол. Они «отфутболивают» фотоны и заставляют их метаться внутри поля сфер, после чего фотоны проходят через ячейку солнечной панели. Каждый раз, когда фотон ударяется об одну из сфер, производится небольшой электрозаряд. Интерфейс между слоями также помогает повысить эффективность преобразования света в электричество, действуя как зеркало и сохраняя свет внутри солнечной панели. Новая технология увеличения эффективности сбора и трансформации солнечного света в энергию может быть легко интегрирована в существующие коммерческие панели типа DSSC».

«Учёные улучшили солнечные батареи без Солнца», пишет 1 августа www.membrana.ru. «Миниатюрные фотоэлектрические генераторы, не нуждающиеся в солнечном свете, испытали новаторы из Массачусетского технологического института. Опытные образцы демонстрируют любопытный способ выработки тока практически от любого источника тепла. Новая работа является развитием опытов по термофотогенераторам (thermophotovoltaic), начатых в институте несколько лет назад. Напомним вкратце принцип действия таких установок: сгорающее топливо нагревает излучатель до солидной температуры, излучатель выдаёт свет, который тут же преобразуется в электричество при помощи небольшой солнечной батарейки. Такие системы известны давно, но сложно добиться от них удовлетворительной эффективности. Слишком много энергии уходит без толку в виде теплового излучения. Способ решения проблемы тоже в общих чертах был ясен давно: излучатель нужно модифицировать так, чтобы он выдавал большую часть энергии на узких частотах, наиболее подходящих для фотоэлектрической ячейки. Разумеется, простое нагретое тело с его широким спектром излучения тут не годится, какое бы вещество мы ни выбрали. Потому физики обратили внимание на фотонные кристаллы. По информации института, в новых опытах исследователи взяли за основу вольфрам и кремний. Учёные создали на поверхности этих пластин миллиарды углублений нанометровых размеров. Так получились резонаторы, позволяющие пластине при нагреве выдавать пик излучения на одних частотах, но подавлять волны других частот. Из таких материалов экспериментаторы построили крошечные реакторы, снабжённые трубочками для подвода топлива (пропан или бутан) и воздуха. Снаружи этих «фляжек» авторы опыта размещали фотодиоды, причём с минимальным зазором. При подаче горючего реакторы нагревались и начинали выдавать фотоны, как раз наиболее эффективно воспринимаемые небольшими солнечными батареями.

По словам авторов технологии, заправленные микрореакторы способны выдавать ток втрое дольше литиевых батарей равного веса. А в дальнейшем учёные намерены ещё утроить плотность упаковки энергии в таких приборах. Как полагают разработчики, микроскопические топливные генераторы без движущихся частей пригодятся для питания удалённых датчиков, или помогут многократно увеличить время работы карманной электроники, а ещё они могли бы питать рации солдат на поле боя».

«В Канаде разработаны распыляемые солнечные панели», пишет 23 августа www.nanonewsnet.ru. «Команда канадского Университета Альберты рапортует о том, что она достигла значительных успехов в работе над технологией, способной произвести революцию в сфере солнечной энергетики. Ведомая профессором Университета Альберты и ведущим исследователем Эдмонтонского Национального университета нанотехнологий Джиллиан Бериак (Jillian Buriak), команда занимается улучшением показателей гибких солнечных ячеек на полимерной основе. Главной особенностью технологии является возможность нанесения световосприимчивого полотна путем раскатывания или распыления на тонкую поверхность. Прототипные ячейки для наглядности изготовлены в виде национального флага размером с визитную карточку. Исследователи предполагают, что гибкие панели можно встраивать в одежду и использовать для подзарядки мобильных устройств. Бериак и команда надеется, что технологию можно будет коммерчески реализовать в 2015 году. В настоящий момент разработчики ищут варианты организации массового производства гибких панелей. Их применение не ограничивается зарядкой мобильников. «Солдатам приходится носить на себе 10-килограммовую батарею», – рассказывает член исследовательской группы Брайан Уорфолк. «Они могут заменить её 300-граммовой гибкой солнечной панелью».

«Прозрачный заряд: Невидимая энергия», называется заметка, размещенная 10 августа на www.popmech.ru. «Американские ученые создали тонкий и полностью прозрачный аккумулятор, подходящей для карманных гаджетов и электронных устройств. Легко представить, какую свободу дизайнерам и инженерам дала бы возможность создавать прозрачные и полупрозрачные гаджеты. Однако если электронику еще можно сделать таковой, всю картину портит аккумулятор: его оболочка может быть из прозрачного материала, но внутренние электроды и детали неизбежно будут видимы. Используя имеющиеся технологии, этого ограничения не обойти никак – если только не воспользоваться идеей студента Юань Яна (Yuan Yang), который предложил своему профессору И Цую (Yi Cui) сделать все «видимые» детали аккумулятора просто слишком маленькими, чтобы глаз мог их различить. Действительно, мы неспособны увидеть предмет размерами менее 50-100 мкм, а Цую и Яну удалось получить упорядоченную сеть электродов диаметром всего 35 мкм. Она погружается в прозрачный гель электролита и покрывается прозрачной же пленкой полидиметилсилоксана (этот полимер используется, в частности, для производства контактных линз – хотя многим он может быть известен в виде популярного сорбента «Энтеросгель»). Получившаяся батарея тонка, гибка и прозрачна: уже в первых вариантах прототип благополучно пропускал 62% света.

У него, впрочем, имеется другой недостаток: энергоемкость прототипа примерно вдвое ниже, чем у стандартного литиево-ионного аккумулятора тех же размеров, и сравнима с маломощными никелево-кадмиевыми аккумуляторами. Авторы, однако, не унывают: их прототип позволяет легко увеличить его в размерах, расширяя сеть электродов и наращивая емкость без какого-либо ущерба для его главного свойства – прозрачности. Технология получения легко масштабируема».

 

Раздел НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ в этот раз много внимания уделяет пленочным материалам. «Предложены «сосудистые» материалы для строительства и машиностроения», сообщает 26 августа www.nanonewsnet.ru. «Американские исследователи высказали идею создания композитных материалов с разветвлённой сетью «тоннельчиков», имитирующих кровеносные сосуды. Подавая по ним жидкость или газ, можно менять проводящие или упругие свойства композита. Предложенное, по словам исследователей из Иллинойского университета в Урбане и Шампейне (UIUC), реализуется так: при изготовлении материала в него вшиваются «жертвенные» волокна; под действием нагревания вещество, из которого они состоят, испаряется, оставляя миниатюрные тоннели, напоминающие капилляры или жилки листа. Сам композит при этом никак не страдает. За кажущейся простотой кроются, как утверждается, широчайшие возможности практического применения. Руководитель проекта профессор Скотт Уайт считает, что его группе удалось получить многофункциональный материал, свойства которого зависят только от помещённых внутрь жидкостей или газов. Специалисты выделили четыре типа таких функций. Самое очевидное — терморегуляция. Корпус транспортного средства или стены сооружений, сделанные из подобного материала, могут менять уровень теплоотдачи в зависимости от температуры и свойств агента, который залит внутрь. Второе: поместив в «капилляры» люминесцентные вещества, специалисты инициировали химическую реакцию и теперь имеют материалы разной степени светимости. Третье: проводящая жидкость, курсирующая по «капиллярам», меняет электрические свойства материала. И четвёртое: материал с феррофлюидами придаёт… к примеру, военной технике особую электромагнитную сигнатуру (характерные электромагнитные свойства), что делает её малозаметной для радаров. Иными словами, в зависимости от типа помещённой внутрь жидкости или газа можно варьировать проводящие или упругие свойства композита. Сейчас учёные работают над полупроницаемыми мембранами, которые смогут перегораживать искусственные сосуды вдоль и поперёк, наделяя материалы новыми талантами».

«Подробно исследован материал, генерирующий электрическое поле на изгибе», пишет 12 августа www.nanonewsnet.ru. «Некоторые материалы способны «генерировать» электрическое поле при деформации изгиба. Этот эффект носит название флексоэлектрического. В недавно опубликованной работе группа ученых из Кореи приводит новые исследования данного эффекта, а также демонстрирует разработанный ими инструмент для генерации с помощью флексоэлектричества относительно большого электрического поля. По их мнению, инструмент может найти применение в наноразмерных датчиках. Флексоэлектрический эффект, о котором сейчас достаточно часто вспоминают, – «родственник» более известного пьезоэлектрического эффекта, согласно которому в некоторых веществах при деформации сжатия или растяжения может возникать электрическое поле. Пьезоэлектричество нашло свое применение в различных типах устройств, от сканирующего туннельного микроскопа, до бытовой зажигалки. Известно, что пьезоэлектричество может существовать в 20 из 32 классов симметрии кристалла (используемых учеными для описания структуры вещества). А вот материалы, способные создавать электрическое поле на изгибе, могут относиться к любому классу симметрии. Изгиб кристаллической решетки заставляет каждый следующий атомный слой отличаться от предыдущего, т.к. он немного растягивается. Эти различия ведут к изменению расположения ионов в узлах кристаллической решетки, в результате чего может возникать электрическое поле. Данный эффект ранее был обнаружен в самых разнообразных веществах, в том числе жидких кристаллах, графене и даже в человеческих волосах. Но он никогда не был существенен настолько, чтобы оказывать влияние на поведение макроскопических тел. Этому факту ученые из Seoul National University (Корея) противопоставили разработанные ими тонкие пленки из HoMnO3, склонные к флексоэлектричеству. Выращенные уже с определенной деформацией изгиба кристаллической решетки пленки обладают сегнетоэлектрическим эффектом, т.е. могут сохранять однажды возникшее электрическое поле, также как ферромагнетики сохраняют магнитное. Деформация в пленках формировалась за счет, можно сказать, ручного изменения положения атомов в узлах кристаллической решетки пленки в каждом последующем слое относительно предыдущего. Для таких модификаций команда использовала поверхность сапфира, в котором межатомные расстояния на 3,5 % превышают расстояния в HoMnO3...Рентгеновские дифракционные исследования показали, что внутренние напряжения в таких пленах были от 1 до 10 миллионов раз больше, чем в пленках, подвергшихся обычному механическому изгибу. Эти огромные по меркам кристаллической решетки деформации посредством фексоэлектрического эффекта формировали сильное электрическое поле. При этом за счет сегнетоэлектрического эффекта оно сохранялось в веществе. Обычно сегнетоэлектрические материалы не сохраняют электрическое поле равномерно: материал разбивается на отдельные домены, электрическое поле в каждом из которых ориентировано по-своему. Но через отображение этих доменов команда показала, что флексоэлектрический эффект в разработанных ими структурах был настолько сильным, что даже при достаточно высокой температуре пленка состояла только из одного домена. Ученые отмечают, что их исследования чрезвычайно важны, т.к. под этим углом никто и никогда не смотрел на флексоэлектрический эффект. Они ожидают, что флексоэлектрики, как и их «родственники», пьезоэлектрики, будут полезны в различных наномеханизмах и других устройствах».

«Немецкая фирма сшила платья из молока», сообщает 29 августа  www.membrana.ru. «Одежда из молока – это детище 28-летней немки Анке Домаске (Anke Domaske), модельера и биолога в одном лице. В качестве сырья она использовала скисшее молоко, из которого по собственной технологии, после множества проб и неудач, сумела извлечь определённые белки. Превратив жидкость в массу, экспериментатор получила из неё волокна, а затем превратила их в ткань. Дальше уже Анке выступила в своём дизайнерском амплуа и сотворила женскую летнюю коллекцию. Вещички из неё Домаске ныне выставила на продажу с ценниками, начинающимися с $200. Вскоре новатор обещает порадовать мир и мужской коллекцией из того же необычного материала. Молочный текстиль состоит из казеина. Органические волокна новой ткани, считает биолог, могут быть использованы не только в одежде, но и в постельных принадлежностях, медицинских товарах, отделке интерьера автомобилей…»

«Применение электронной бумаги i2R e-paper поможет спасти лесные массивы», утверждает 22 августа www.nanonewsnet.ru. «Электронная бумага «i2R e-Paper», разработанная тайваньскими исследователями, о которой пойдет сейчас речь, является первой электронной бумагой, которая может быть стерта и записана по-новому достаточно большое количество раз… Для печати на электронной бумаге «i2R e-Paper» используется специальный принтер с термопечатающей головкой, наподобие тех, которые используются в факсах. Когда напечатанная на листе электронной бумаги информация теряет свою актуальность, она стирается одним нажатием кнопки на принтере. При проведении испытаний электронной бумаги «i2R e-Paper» исследователи из Тайваньского исследовательского института промышленных технологий (Industrial Technology Research Institute) определили, что она может выдержать без потери качества около 260 циклов стирания и последующей печати. Такая электронная бумага, по мнению разработчиков, является идеальной заменой для различного рода объявлений, временных указательных знаков, железнодорожных билетов и прочих документов, которые, как правило, заканчивают свое существование в мусорной корзине. Электронная бумага «i2R e-Paper», несмотря на свое «электронное» наименование, для выполнения своих функций не требует никакого источника электроэнергии и лам подсветки. Согласно информации, полученной от исследователей, небольшая доработка технологии изготовления электронной бумаги и печати на ней позволят с ее помощью воспроизводить цветные изображения. Ее «чудесные» свойства заключены в ее покрытии – полимерной пленке со специальными жидкими кристаллами, изготовленными на основе молекул холестерина. Отсутствие любых электрических проводников делает эту бумагу гибкой и чрезвычайно легкой. Опытные образцы электронной бумаги «i2R e-Paper» имеют размер стандартного листа формата A4. На изготовление одного листа была затрачена сумма, эквивалентная двум долларам США. Но, внедрение технологии массового производства такой бумаги позволит сократить в несколько раз ее стоимость, а появления на потребительском рынке бумаги «i2R e-Paper» следует ожидать в течение следующих двух лет».

«Создана пуленепробиваемая человеческая кожа», пишет 24 августа www.nanonewsnet.ru. «Голландская дизайнер и биохимик Джалила Эссаиди (Jalila Essaïdi) с генетиками из Forensic Genomics Consortiumу сделала лучший бронежилет в мире… из человеческой кожи. Правда, пока это только кусок кожи. Но он останавливает пулю. Сначала генетики вывели трансгенных коз, в молоке которых содержится белок паутины – такой белок выделяют железы паука-золотопряда. Сплетенный в волокна, этот белок в десять раз прочнее стали. Затем этот белок добавили к культуре клеток кожи человека. И примерно за пять недель вырастили кусок пуленепробиваемой человеческой кожи. Проект носит название «2,6 г, 329 м/с». Это стандартный вес и скорость пули, выпущенной из винтовки 22-го калибра. На эти характеристики рассчитан самый мощный бронежилет. Далее начались эксперименты. Кусок обычной кожи пуля, естественно, прошила насквозь. А вот творение голландских биохимиков пулю отталкивает, правда, как пишут авторы «несколько меньшей скорости». На замедленной съемке видно, как пуля вязнет в коже, но не пробивает ее…То есть, до настоящего бронежелета «пуленепробиваемая кожа» еще не дотягивает. Но ученые продолжают ее совершенствовать. По словам автора проекта Джалилы Эссаиди, смысл ее изобретения в том, чтобы повысить безопасность человека в современном мире. После вживления пуленепробиваемой кожи человеку она сможет защитить его от любых аварий, природных катастроф, и, в частности, от «шальной бандитской пули»…»

«Электронная кожа против громоздких сенсоров»- название заметки, размещенной 29 августа на www.nanonewsnet.ru. «Ученые-материаловеды из университета Иллиноис создали «Электронную кожу» («Electronic skin»), сообщает журнал Nature. Ее толщина менее 40 мкм, на поверхности кожи она держится за счет Ван-дер-Ваальсовых сил. Эта группа ученых уже 15 лет работает над созданием гибкой электроники, и совсем недавно занялась вопросом создания устройств, которые «копируют» поведение кожи человека. Образец электронной кожи, созданный Джоном Роджерсом (John Rogers) и его коллегами – это гибкая сетка из активных и пассивных компонентов – это тензометрические датчики, датчики температуры, датчики для снятия электрокардиограммы и электромиограммы, LED (AlInGaP, InGaN), транзисторы, кремниевые диоды, резисторы, индуктивности и емкости. В качестве источников питания используют фотоэлементы или специальные устройства беспроводной индуктивной передачи электроэнергии (например, для питания LED). Гибкая сетка помещается на подложку из полиэстера. Считается, что этот материал лучше всего подходит для гибкой электроники. Пока что электронную кожу можно использовать только в течение нескольких дней (или в течение суток для контроля состояния здоровья пациента), дальше этому препятствует процесс естественного отслоения клеток эпителия. С помощью электронной кожи можно следить за работой сердца, мозга и мышечными сокращениями так же, как это можно делать с помощью обычных электродов. Электронная кожа подходит для контроля состояния здоровья как взрослого человека, так и недоношенного ребенка. В перспективе у электронной кожи множество применений. Например, закрепив устройство на гортани и следя за мышечными сокращениями, можно подарить «электронный голос» человеку, у которого проблемы с гортанью и голосовыми связками. Уже сейчас, закрепив электронную кожу на гортани, можно передать наш голос в компьютерную игру. Еще идет плотное сотрудничество с физиотерапевтами. Интересен вопрос, можно ли с помощью электронной кожи вызвать сокращения мышц в атрофированных частях тела. Ученые работают над модернизацией устройства. В электронную кожу планируется встроить пьезоэлектрические датчики, которые будут работать за счет движения тела человека, а встроенные беспроводные устройства связи позволят передавать и принимать информацию с датчиков электронной кожи на расстоянии. К сожалению, стоимость производства электронной кожи пока еще слишком высока. Однако ученые надеются, что в ближайшем будущем ее можно будет снизить».

 

Раздел ТРАНСПОРТ,по традиции, охватывает разные стихии– землю, воду, воздух и космос. «Изобретено самонакачивающееся колесо велосипеда», пишет 25 августа www.membrana.ru. «Новатор из Сан-Франциско готов вывести на рынок велосипедные колёса, которые сами поддерживают нужное давление в шинах и при необходимости надуваются прямо на ходу. Свою запатентованную технологию Бенджамин Кремпел (Benjamin Krempel) назвал PumpTire. Система состоит из трёх компонентов – шины, клапанов и резиновой трубки, вставленной в покрышку с внешней стороны по всей длине окружности. Когда колесо катится, трубка в пятне контакта сжимается. Воздух из сжатого участка этого канала переходит в другой, несжатый, и в результате под давлением поступает через клапан в камеру велосипеда. В это же время через другой клапан идёт воздухозабор. То есть воздух так и курсирует — из атмосферы через клапан во внутреннюю трубку, а из неё, по мере сжатия, через клапан в камеру.

Когда надлежащее давление в шинах достигнуто, механизм останавливается сам, и самостоятельно же включается при малейшем сдувании колеса. Кремпел построил опытные образцы, провёл испытания и утверждает, что всё прекрасно работает на самом обычном велосипеде – ничего специального не требуется. енджамин намерен выпустить в продажу две версии системы PumpTire – City Cruiser для велосипедистов-любителей ($130) и City Pro для профессионалов ($150)…»

«Море не волнуется: Скользящая субмарина». Так называется заметка, размещенная 4 августа на www.popmech.ru. «Даже самые современные и бесшумные подводные лодки в движении обязательно создают колебания воды. Но со специальной оболочкой они смогут скользить практически как космические корабли в безвоздушном пространстве. Предложения использовать метаматериалы (которым их микроструктура придает специфические, необычные свойства) для сокрытия различных объектов появляются с завидной регулярностью. На из основе либо предложены, либо уже созданы установки, скрывающие тела от звуковых, микроволн и даже сейсмических колебаний.

В новой работе американского профессора Дэвида Смита (David Smith) и работающего с ним Ярослава Уржумова предложена концепция покрытия, которое сходным образом скрывает объекты в водной среде. Представим себе движение тела в воде: перемещаясь, оно увлекает за собой частицы в ближайших слоях водной среды, что снижает скорость движения и приводит к появлению турбуленции. Предложенное учеными покрытие представляет собой сеть из тончайших проводков или лезвий на поверхности объекта. В своем теоретическом исследовании авторы рассматривали для простоты движение сферического тела, окруженного 10-ти концентрическими оболочками метаматериала, и 10-ти сферических оболочек «воды» вокруг него. Максимальное воздействие тела испытывает самый внутренний слой воды, следовательно, нити-лезвия внутренней оболочки отличаются большей толщиной. Чем ближе слой оболочка к краю – тем тоньше эти структуры. В итоге самый внешний слой оказывает лишь минимальное воздействие на водную среду, обеспечивая телу мягкое движение, практически без сопротивления.

По оценкам авторов, для достижения необходимого эффекта в случае 10-сантиметровой сферы такие оболочки могут иметь толщину от 1 до 10 см: более крупные структуры проще в производстве, однако они существенно увеличивают размер и массу, так что конкретный выбор параметров оболочек из метаматериала ученые оставляют на выбор инженеров и конструкторов.

Конечно, все эти расчеты пока лишь приблизительны и предварительны, и работают для весьма скромных скоростей, не превышающих нескольких миллиметров в секунду. Однако и в этом виде они могут весьма заинтересовать военных – скажем, для создания миниатюрных подводных роботизированных аппаратов, способных незаметно и бесшумно прокрасться в порт противника, подобраться к его кораблям и подлодкам, произвести их осмотр и разведку. Тем более что, по словам Уржумова, для разработки первого действующего прототипа достаточно будет и пяти лет».

«Lockheed Martin продемонстрировала прототип разведчика-семени», пишет 23 авгусьа www.membrana.ru. «Журналистам показали первый летающий прототип разведчика в виде кленового семени. Аппарат оказался отнюдь не таким компактным, как его природный аналог, но доказал, что способен на устойчивый полёт. Ранее был продемонстрирован первый нелетающий прототип такого аппарата. Нынешнее устройство наконец-то начало выполнять часть заявленных функций, но заметно потяжелело и вымахало в длину до 40,6 см. А ещё разведчику дали имя — Samarai (samara по-английски «крылатка»). В нём всего две движущихся детали и одна видеокамера. Аппаратура может транслировать изображение оператору в режиме реального времени, правда, не совсем обычным способом. Камера сидит на диске, который постоянно вращается, поэтому трансляция обычного видеоряда не имеет никакого смысла. Разработчики научили камеру захватывать один кадр в одной и той же точке в ходе каждого обращения.  Кадры монтируются в единую более-менее устойчивую картинку. Постоянное вращение обеспечивает угол обзора 360 градусов, то есть оператор получает возможность видеть всё, что происходит вокруг. В дальнейшем разработчики планируют снабдить камеру сенсором, который позволит захватывать до четырёх кадров на одно вращение. Контролировать движение аппарата Samarai можно при помощи пульта управления или специального приложения с планшетного компьютера… Скорее всего, устройство первым делом отправится на помощь военным и полицейским, и только потом найдёт применение в гражданских целях. Военные смогут переносить компактные устройства в рюкзаках и запускать их в воздух, подкидывая как бумеранги. Разведчик будет снимать обстановку за углом и даже внутри здания. (Впрочем, для этого ему ещё не мешало бы обзавестись бесшумностью.) Другой вариант: сбросить несколько беспилотников с самолёта, тогда они передадут картинки с земли, а не только с воздуха. Несомненное преимущество аппаратов Samarai перед себе подобными — способность зависать в воздухе, как вертолёт, а также возможность взлетать вертикально в ограниченном пространстве…»

«Четыре двигателя и одно крыло: Стабильность в нестабильности», называется заметка, размещенная 24 августа на www.popmech.ru. «Маневренность вертолета и скорость самолета – скрестить два этих достоинства стремятся конструкторы всего мира. Очередную попытку представили инженеры из Бразилии…Проект Quadshot, создаваемый в Бразилии, ни на что традиционное непохож, и при этом по самой своей идее достаточно прост. Конструкция схемы «летающее крыло» оснащена четырьмя вращающимися роторами, способными развернуть ее вертикально, наделяя способностями вертолета, либо ориентировать по горизонтали, превращая в нечто вроде самолета. Уже собранный авторами прототип имеет размах крыльев 1 м, и двигатели закреплены на их передней кромке. Легкая конструкция получена из полипропиленовой пены и дополнительно укреплена штангой из углепластика. Интересно, что, несмотря на несимметричное расположение роторов, вертолет из аппарата получается вполне достойный, и полет выглядит стабильным. В «вертолетном» положении он также совершает взлет и посадку.

Такие маневры стали возможными не столько благодаря особенностям конструкции, сколько благодаря помощи электронной системы, обеспечивающей полет. Она включает, в частности, акселерометры и гироскопы, позволяющие постоянно передавать на стационарный управляющий компьютер данные о направлении и ориентации аппарата. В целом авторы считают свою идею в достаточной мере завершенной, и теперь ищут инвесторов, которые помогли бы им наладить серийное производство. Но уже сейчас можно сделать предзаказ такой игрушки – пока все за 300 американских долларов, а в будущем цена на Quadshot составит около 400».

«Американцы строят уникальный плазмодвигатель для полетов к Плутону», заявляет 16 августа www.nanonewsnet.ru. «Разрабатываемый американцами новый тип двигателя позволит уменьшить вес космических аппаратов и сделает реальными полеты к самым окраинам Солнечной системы. В НАСА объявили победителя конкурса на разработку нового типа двигателя для космических аппаратов. В рамках первой фазы конкурса на разработку двигательной установки прямого преобразования ядерной энергии призом в 100 тыс. долл. награжден профессор Вашингтонского университета Джон Слау, который разработал проект электромагнитного плазмоидного двигателя или как его называют в НАСА – безэлектродного двигателя на силе Лоренца (ELF). Электромагнитный плазмоидный двигатель (ЭПД) является революционным типом электрической двигательной установки и позволяет резко сократить массу космического аппарата, а также увеличить эффективность двигателей по сравнению с традиционными системами мощностью 500–1000 Вт. ЭПД имеет высокую удельную мощность (более 700 Вт/кг) и экономичность. Он позволит совершать беспилотные полеты к самым окраинам Солнечной системы: Нептуну, Плутону и Облаку Оорта. Кроме того, новый двигатель может питаться от солнечных панелей, что дает возможность быстро преодолеть расстояние до более близких объектов, например спутников Марса или астероидов. Принцип работы ЭПД следующий: с помощью вращающегося магнитного поля внутри конической камеры двигателя создается мощное напряжение токов внутри потока плазмы, что приводит к образованию плазмоида, изолированного от стенок камеры магнитным полем. Изменение градиента магнитного поля в мощных плазменных токах приводит к тому, что плазмоид покидает коническую камеру с огромной скоростью – соответственно появляется реактивная тяга. По замыслу специалистов НАСА, новый тип двигателя должен представлять собой импульсное устройство, потребляющее 1 КВт и выдающее разряд с энергией 1 Дж при частоте 1 кГц. В НАСА разработали теорию и дизайн нового двигателя, а также продемонстрировали работу физических принципов его работы в лаборатории. Специалистам удалось создать небольшой, всего 10 см в диаметре, двигатель киловаттного класса, который продемонстрировал надежную работу в импульсном режиме с энергией от 0,5 до 5 Дж. ЭПД имеют массу преимуществ, даже по сравнению с высокоэффективными ионными двигателями. Прежде всего, ЭПД может использовать в качестве топлива большой спектр рабочих тел: кислород, аргон, гидразин или смесь газов. Это позволяет производить дозаправку аппаратов в космосе, а также, теоретически, пользоваться «местным» топливом, например газами из атмосферы Марса. ЭПД не только увеличит скорость и энергетические возможности космических аппаратов, он также может стать вторым двигателем гиперзвуковых самолетов. Они могли бы выходить на околоземную орбиту на прямоточных воздушно-реактивных двигателях, а уже в космосе – передвигаться с помощью легких и компактных ЭПД. В ходе второй фазы конкурса американское космическое агентство планирует испытать реальный прототип ЭПД со следующими характеристиками: вес 1,5 кг, мощность от 200–1000 Вт при 50–80 мН тяги и 1,5–4 тыс. секундах удельного импульса (в современных ионных двигателях около 3 тыс.). Надо отметить, что Джон Слау в рамках проекта Helion Energy по коммерциализации энергии термоядерного синтеза разработал индуктивный ускоритель плазмы, который позволяет ускорять плазмоиды до скорости 600 км/с, что гораздо больше, чем скорость их внутреннего теплового движения».

 

Окончание следует

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: НТИ август 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт

Изображение пользователя Андрей Трошин.

Про акустический диод это Вы меня повеселили - похоже Петрик-наука не только в России живёт и здравствует)))
Про флексоэлектричество известно из 19 века с момента открытия братьями Кюри пьезоэффекта
Особенно радует фраза "большого количества электрического поля" - очередной перл безграмотного технически журналюги, вешающего лапшу на уши обывателю.
PVDF бетта-фаза пьезоэлектрической пленки (поливинил иден фторид) была синтезирована в 60-х годах японской фирмой Куреха,

Subscribe to Comments for "НТИ август 2011 Ч.2 Электроника, Новые материалы, Транспорт"