Уважаемые коллеги, читатели «Методолога»!

 

В мае, как и предполагалось, опять новости пошли косяком, как рыба на нерест. Не иначе, как инновационная активность зависит от времени года. Если такая закономерность будет доказана учеными, не забудем, что я первый это заметил. Но - шутки в сторону. Приступим к обзору.  

 

В «безраздельную» часть обзора вынесена одна заметка. Вынесена потому, что реализация предложенного плана потребует применения множества новых технологий. 

«Основатели X-Prize и Google откроют добычу ресурсов на астероидах», пишет 25 апреля www.membrana.ru. «Ряд известных предпринимателей, учёных и инженеров, а также легендарный режиссёр Джеймс Кэмерон объявили о постановке грандиозной цели: в самое ближайшее время начать исследование околоземных астероидов с тем, чтобы вскоре перейти к добыче на них различных минералов, воды, а также драгоценных металлов.

Вся работа будет идти под эгидой компании Planetary Resources. Она была создана три года назад Питером Диамандисом (основателем фонда X-Prize, известного по ряду технических конкурсов, например – соревнованию первых в мире частных луноходов) и Эриком Андерсоном (Eric C. Anderson). Последний является одним из основателей компании Space Adventures, известной по продаже туристических билетов на МКС. Неутомимый Кэмерон стал одним из главных моторчиков и консультантов проекта, только теперь «выходящего на свет». А среди ключевых спонсоров фирмы стоит отметить сооснователя компании Google Лари Пейджа, председателя совета директоров Google Эрика Шмидта и предпринимателя Чарльза Симони (Charles Simonyi). Он, заметим, побывал в космосе дважды, в качестве космического туриста в 2007 и 2009 годах.

Стартовый проект «ресурсов» — запуск первого в мире частного космического телескопа. Если всё пойдёт по плану, этот аппарат должен выйти на орбиту через 18-24 месяца. Спутник, который уже разрабатывается полным ходом, называется Leo (он же Arkyd Series 100). Этот небольшой аппарат будет использоваться для частных космических исследований (возможности аппарата будут открыто предлагаться публике). Но главная цель телескопа – изучение астероидов в поисках полезных минеральных ресурсов.Со временем на низкой орбите должна оказаться целая серия таких «дозорных». Совместно они смогут внимательно осмотреть тысячи астероидов, подходящих к Земле достаточно близко, чтобы в будущем к ним можно было с умеренными затратами отправлять беспилотные миссии.

Следующий шаг компании – постройка «перехватчиков» (Interceptor, Arkyd Series 200, рисунок внизу). Эти аппараты должны уметь близко подходить к астероидам для детального картографирования. Спроектированы эти машины будут на основе того же Leo. Только вдобавок телескоп получит двигательную установку и дополнительное научное оборудование. «Перехватчики» смогут действовать в одиночку или парами. Они будут рассчитаны на полёты к астероидам, которые во время своего путешествия вокруг Солнца сближаются с Землей на расстояние порядка радиуса лунной орбиты. Таких объектов в Солнечной системе большое количество (причём новые открываются регулярно). Между тем они могут содержать немало ценных веществ. Дальнейший план вновь предусматривает модернизацию уже освоенного аппарата. Прибавка новой авионики и лазерной системы связи превратит «Перехватчик» в Rendezvous Prospector. Этот аппарат сможет отправляться на исследование намного более далёких астероидов. Компания Planetary Resources рассчитывает создавать и запускать такие машины по нескольку штук, что сократит расходы на изготовление и снизит риск провала миссии.

«Изыскатели» смогут детально анализировать астероиды, их размер, массу и состав. На основе данных от роёв таких машин компания сможет принять решение о разумности посылки к тем или иным небесным горам добывающих роботов. Интенсивная разведка ресурсов астероидов должна начаться через пять-десять лет. Вскоре после этого компания рассчитывает перейти к добыче на астероидах воды, а позже — драгоценных и редких металлов. Правда, несмотря на высокую цену платины и элементов-родственников, экономическая оправданность такого шага выглядит весьма спорной, ведь полёты в космос всё ещё дороги. Но основатели Planetary Resources полагают, что со временем доступ в космос будет дешеветь. И к тому моменту нужно быть готовым перейти от чисто исследовательских полётов к промышленным.

Начнёт компания, по всей видимости, с воды. При благоприятном сочетании факторов (орбита астероида, его размеры и количество льда), привести энное число тонн воды с астероида на околоземную орбиту может оказаться выгоднее, чем поднимать эти тонны из «гравитационного колодца». А уже здесь, у Земли, при помощи солнечных батарей и электролизёров, воду можно разложить на кислород и водород – топливо для ракет, отправляющихся вглубь Солнечной системы. Орбитальные АЗС могли бы стать опорой для более интенсивного исследования нашего космического окружения.

Первый летающий склад горючего Planetary Resources предполагает создать к 2020 году. Некоторые эксперты считают такие сроки слишком оптимистическими. Но в целом картина, нарисованная Диамандисом, Кэмероном и его соратниками выглядит логично.

«Если оглянуться назад в историю, на то, что привело человечество к крупнейшим инвестициям в разведку и транспорт, то мы увидим — это ресурсы, — говорит Диамандис. — Европейцы осваивали новые маршруты ради специй. Первые американские поселенцы шли на запад из-за золота, нефти, древесины и земли».

Основатели «Планетарных ресурсов» не ждут баснословных прибылей в скором времени. Вложенные в проект деньги, по их оценке, начнут возвращаться через десятилетия. Зато потом перспективы открываются заманчивые. Те же драгоценные или редкоземельные металлы могут не только стать хорошим источником дохода. Их массовая добыча способна преобразить технику, сделать дешевле солнечную энергетику и электронику.

В общем, «дорожная карта» Planetary Resources предусматривает сочетание приземлённой коммерции с «возвышенным» научным познанием мира и заботой о прогрессе цивилизации. Любопытно, что в число участников проекта вошли планетолог MIT Сара Сигер (Sara Seager), ветеран NASA, астронавт Томас Джонс (Thomas Jones), ряд учёных и инженеров NASA, принимавших участие в миссиях агентства к астероидам и на Марс».

Раздел ЭКОЛОГИЯ в мае представлен одной заметкой. «IKEA сделала цифровую фотокамеру из картона», пишет 2 мая www.nanonewsnet.ru. «Шведская мебельная сеть IKEA представила экологичный аппарат, который будет бесплатно раздаваться в отдельных магазинах. Шведская сеть товаров для дома IKEA представила экологичную цифровую камеру, которая практически полностью сделана из картона. После съемки 40 кадров камеру можно отправить на утилизацию, как это делается с материалами, поддающимися переработке для повторного использования. Цифровое устройство является частью кампании IKEA, смысл которой заключается в том, чтобы покупатели могли делиться фотографиями своей мебели на веб-сайте магазина. Камера называется Knappa и будет раздаваться бесплатно в некоторых магазинах компании по всему миру. Она была создана шведским дизайнером Йеспером Коутхоофдом, работает на двух батарейках АА и подключается к компьютеру при помощи встроенного USB порта. Создание цифровой камеры – это очередной шаг IKEA в направлении электробытовой техники, после того как компания разработала линейку домашних кинотеатров. В то же время пресс-секретарь корпорации в интервью Би-би-си подчеркнул, что производство камер «не означает, что компания начинает продажу электронной техники»...

«Зеленый компьютер»

Многие компании все больше используют при производстве своих товаров экологически безвредные материалы – от одежды до украшений. Это помогает не только уменьшить воздействие на окружающую среду, но также находит поддержку у потребителей, которые все больше обращают внимание на проблемы экологии и рационального использования природных ресурсов. Так, тайваньская компания Asus разработала «зеленый компьютер», названный Ecobook, покрытие которого сделано из бамбука, а внутри использован пластик, поддающийся вторичной переработке. Детали компьютера обернуты картоном и не подвергаются покраске.

Еще одним примером экологичного продукта является смартфон Samsung Blue Earth. Он полностью сделан из переработанных пластиковых бутылок, а на задней панели есть солнечная батарея для зарядки.IKEA в прошлом также представляла «зеленые» инициативы. В прошлом году компания объявила о проекте по оборудованию солнечными панелями одного из своих магазинов в Калифорнии. Сообщалось, что вырабатываемой электроэнергии хватило бы на обеспечение электроэнергией 64 домов в год».

В разделе ЭНЕРГИЯ обсуждаются большей частью нетрадиционные источники энергии. «Органические фотоэлементы достигли КПД в 26%», сообщает 11 мая www.nanonewsnet.ru. «Начинающая компания из Уэльса G24 Innovations (G24i) достигла рекордной эффективности в 26% для органических фотоэлементов на базе красителей. Пока основное применение для нового фотоэлемента разработчики видят в подпитке беспроводных клавиатур и гаджетов, но в будущем намерены устремиться в большую энергетику. Технология нацелена на дополнительное энергообеспечение гаджетов, беспроводных клавиатур и пр. Поэтому стандартные (а точнее — идеальные) условия работы энергетических фотоэлементов, такие как 1 000 Вт/м² и температура фотоэлемента в 25 ˚С, для батарей не являются ориентирами, поскольку достичь этого в условиях дома или офиса часто невозможно.

Органические фотоэлементы на основе красителей, известные также как ячейки Гретцеля, — это цветосенсибилизированные (цветочувствительные) фотоэлектрохимические ячейки, чем и отличаются от кремниевых или обычных органических фотоэлементов. Они дешевле, потому что их производство не требует сложного оборудования. Ячейки имеют простую структуру: пара электродов и йодсодержащий электролит. Один электрод, находящийся на прозрачной электропроводящей подложке, состоит из диоксида титана (TiO₂). Другим как раз и является сама прозрачная электропроводящая подложка. Работу такого фотоэлектрохимического элемента часто сравнивают с фотосинтезом: в обоих случаях используются окислительно-восстановительные реакции, протекающие в электролите. Ранее КПД таких фотоэлементов не превышал 14–15%, хотя теоретические лимиты отсутствуют до 32–34%.

Основным практическим ограничением для ячеек Гретцеля считается их морозостойкость: современные жидкие электролиты замерзают при отрицательных температурах, что разрушает фотоэлемент. А вот при высоких температурах они работают идеально, не демонстрируя снижения КПД вплоть до 60 ˚С. G24i пока лишь патентует новый состав красителя и электролита, позволивший достичь рекордной эффективности (разумеется, не вдаваясь в подробности). При этом показатель был получен при совершенно необычных условиях: речь идёт о КПД преобразования света стандартной энергосберегающей флуоресцентной лампы GE Polylux 827 со светимостью в 200 лк. От этой лампы фотоэлементам на базе ячеек Гретцеля удалось получить 16,8 мВт.

По словам представителей компании, сегодня на рынке существуют беспроводные клавиатуры с энергопотреблением, различающимся на порядок, и для самых экономичных изделий достигнутой эффективности уже хватает для обеспечения полной энергоавтономии. В клавиатурах-прототипах, тестируемых сегодня G24i, для коротких бессветовых периодов используются суперконденсаторы, запасающие электроэнергию от солнечных батарей в периоды высокой освещённости и малой нагрузки на клавиатуру.

При использовании с современными гаджетами на литиевых батареях G24i-разработка пока не может обеспечить полную энергоавтономность (кроме электронных книг, потребление которых очень мало), однако уже сегодня они могут в 1,5–2 раза увеличить время работы устройств до полной разрядки. Авторы нового электролита для ячеек Гретцеля не собираются останавливаться на применении разработки только в закрытых помещениях. Они уже «щупают» твёрдые электролиты со сходными КПД, которые могли бы функционировать, не замерзая, при отрицательных температурах и, таким образом, пробить себе дорогу в большую энергетику».

«Предложен новый тип космических солнечных батарей», информирует 2 мая www.nanonewsnet.ru. «Многие гелиоЭС работают от зеркал-концентраторов. Сходный концепт недавно был предложен для космических электростанций. Правда, его назначение необычно: электроэнергию предлагается передавать на Землю микроволнами. Солнечная постоянная составляет 1 367 Вт/м². Только не надейтесь получить столько с одного квадратного метра фотоэлементов: из-за атмосферы на поверхности нашей планеты всё значительно хуже, даже на экваторе на кв. м в полдень приходится всего 1 кВт, а среднесуточная постоянная втрое меньше (ночь, облака и пр.) Ну а у нас за окнами сейчас в среднем где-то 1/6 кВт/м². Ещё с 60-х раздавались голоса о том, что в связи с этим хорошо бы вынести гелиоэнергетику в космос: легко выбрать орбиты, где Солнце будет светить всегда и очень интенсивно. Однако то, что нынешние космические аппараты покидают атмосферу примерно на тех же технологиях, что и V-2, делает этот вариант слишком дорогим.

Действуя в рамках проекта SPS-ALPHA («Гелиоэнергетические спутники со сколь угодно большой фразированной решёткой»), Джон Мэнкинс из Artemis Innovation Management Solutions намерен изменить ситуацию. Г-н Мэнкинс считает свой проект «биомиметическим» — так сказать, воспроизводящим живую природу. Вместо того чтобы равномерно распределять в пространстве вокруг спутника солнечные батареи с относительно дорогими фотоэлементами, которые через тридцать лет службы начинают выходить из строя, предлагается альтернативный подход.

Группа зеркал концентрирует солнечное излучение на одну небольшую фотопреобразующую площадку. Что тут биомиметического? По словам исследователя, сами батареи будут модульными, дешёвыми, с возможностью масштабировать их, словно листья дерева, до десятков тысяч элементов у одного спутника. Они будут значительно дешевле фотоэлементов на арсениде галлия, относимых сегодня к наиболее перспективным в космосе. Кроме того, они практически не подвержены тепловой деградации — а значит, не потребуют замены через тридцать лет.

Правда, остаётся вопрос, смогут ли системы управления базового спутника продолжать непрерывную работу всё это время. Микроволновый принцип передачи энергии на земные принимающие станции потребует приёмника значительных размеров на Земле и, по всей видимости (хотя Мэнкинс говорит об этом лишь в предварительном порядке), геостационарного расположения спутника. Хотя перспективы для земной энергетики пока остаются туманными (потери в атмосфере могут быть очень значительными), в освоении космоса новые батареи способны изменить многое.

Во-первых, солнечные батареи для новых КА на этой базе могут быть легче и дешевле; отпадает проблема их перегрева и сопутствующего падения КПД.

Во-вторых, излучатели-трансмиттеры в космосе смогут передавать энергию более эффективно, чем через земную атмосферу, и не только в микроволновом диапазоне с неизбежными высокими потерями из-за рассеивания, но, возможно, с помощью лазерного луча. Это позволит серьёзно увеличить энергетическую обеспеченность КА, отправляющихся исследовать объекты за орбитой Марса, где их собственные солнечные батареи не смогут дать приличной энергоотдачи (на орбите Марса она падает вдвое, а за орбитой Юпитера — в 25 и более раз).

Собственно говоря, первые испытательные полёты такой установки на околоземную орбиту уже намечены НАСА на ближайшие годы. А вот для эффективного решения домашних, земных энергопроблем для начала придётся придумать такой способ полётов космос, какой ещё не описан Цандером с Циолковским и не воплощён Королёвым с фон Брауном. Хотя Джон Мэнкинс и характеризует свою разработку «как первую практически целесообразную систему космической генерации солнечной энергии для земного использования», стоимость вывода одного килограмма груза на орбиту даже для самых дешёвых носителей пока превышает стоимость киловатт-часа установленной мощности как концентрированной, так и обычной солнечной электростанции».

«Установлен рекорд эффективности органических солнечных батарей», утверждает 4 мая www.nanonewsnet.ru. «Органические солнечные батареи, разработанные немецкой компанией Heliatek, достигли рекордного уровня конверсии энергии в 10,7% на 1,1 см². Разработчики утверждают, что в ближайшие несколько лет они добьются 15% эффективности преобразования. Отметим, что органические фотоэлементы не могут конкурировать с традиционными кристаллическими и тонкоплёночными батареями в эффективности. У последних рекордный КПД составляет 43%. Однако «органика» намного дешевле, такие солнечные батареи более гибкие и лёгкие. Кроме того, они не так вредны для окружающей среды. Органические солнечные батареи созданы на основе полимеров, которые заменяют кремний в микросхемах.

Важным шагом на пути к увеличению эффективности преобразования солнечной энергии в электричество, стала разработка в 2007 году тандемных солнечных батарей, которые содержат сразу несколько полимерных слоёв, генерирующих электрический ток. По пути создания таких многослойных фотоэлементов пошла и компания Heliatek. Инженеры использовали в качестве основы органические молекулы – олигомеры, которые по рулонной технологии производства при низкой температуре укладываются в тонкие слои плёнки.

Испытания новых батарей в условиях слабого солнечного освещения и высокой температуры (до 80°C) показали, что эффективность конверсии энергии не только не уменьшается, но и демонстрирует рост. При солнечном излучении в 100 Вт/м² эффективность была на 15% выше, чем достигаемая при излучении 1000 Вт/м². По заверению создателей, новые органические солнечные батареи на 15%-25% превосходят кристаллические и тонкоплёночные батареи по количеству улавливаемого света.

«Благодаря эффективному взаимодействию наших разработчиков из разных областей науки, преимущественно химии и физики, мы побьём собственный рекорд в 10,7%, и достигнем 15% эффективности в течение ближайших нескольких лет», — прогнозирует Тибо ле Сигуйон (Thibaud Le Séguillon), исполнительный директор Heliatek».

«Солнечный зонтик будет питать гаджеты», сообщает 22 мая  www.nanonewsnet.ru. «Зонты это отличный способ, чтобы получить тень в солнечный жаркий день, но с зонтиком, который может предоставить вам тенек, а также достаточно мощности для зарядки и питания электронных устройств, таких как ноутбук, мобильный телефон и планшет может быть очень полезным в общественных местах. Пара таких зонтов были недавно представлены на Миланской недели дизайна. Зонтики, название которых буквально в переводе звучит как «Затмение и Космос», были разработаны Konarka Technologies Inc и имели большой успех на этом мероприятии, потому что они не только обеспечивают тень на солнце, но и обеспечивают питание мобильных устройств для приятного времяпровождения.

Зонтики покрыты тонкой легкой пленкой из органических фотоэлементов. Органические фотоэлементы имеют преимущество перед традиционными кремниевыми панелями, поскольку они являются гораздо более дешевыми и удобными в использовании. Эти пленки не токсичны и могут легко преобразовывать солнечный свет в электричество. Зонтик состоит из большого кольца, на который натянута симпатичной расцветки пленка OPV. Поскольку эти два солнечных зонтика покрыты пленкой OPV, они могут легко захватывать солнечную энергию для зарядки устройства и практически в любом месте. Кроме того, электроэнергия может быть накапливаться и легко храниться в специальных батареях и может быть использована позже».

«Физики: натриевые аккумуляторы помогут запасать "зеленую" энергию», пишет 23 мая www.nanonewsnet.ru. «Японские физики разработали новый тип полностью твердотельных аккумуляторов на базе сплава натрия, серы и фосфора, которые могут применяться для запасания «зеленой» энергии в домашнем хозяйстве благодаря низкой стоимости и крайне медленной потере заряда. Твердотельные аккумуляторы являются одним из перспективных направлений в разработке устройств, позволяющих долговременно запасать электроэнергию. Такие источники питания не теряют заряд при долгом хранении, не взрываются при перегреве и практически не реагируют на перепады температур, в отличие от классических литий-ионных батарей.

Группа физиков под руководством Акитоси Хаяси (Akitoshi Hayashi) из университета префектуры Осака (Япония) разработала новый тип такого аккумулятора на базе сплава натрия, фосфора и серы (NaPS), изучая свойства кристаллов этого материала. Как объясняют ученые, данное соединение обладает очень высокой электрической емкостью – 760 ватт на килограмм, сопоставимой с показателями лучших литий-ионных аккумуляторов. С другой стороны, существующие батареи на основе сплава этих веществ способны работать только при температуре в 300 градусов Цельсия, что делает невозможным их домашнее применение.

Хаяси и его коллеги смогли приспособить этот сплав для работы при комнатной температуре. Сначала ученые изготовили множество микроскопических кристаллов NaPS, размолов куски сплава в механической дробилке при температуре в 270 градусов. Затем они растворили полученную пудру в расплавленном керамостекле, вставили в жидкость два электрода и охладили заготовку. Полученное устройство обладает всеми положительными свойствами «горячих» батарей на базе NaPS и при этом может работать при комнатной температуре.

В частности, изготовленные физиками прототипы натриевых батарей успешно проходили несколько десятков циклов заряда-разряда без изменения емкости и сохраняли запасенную электроэнергию в течение полугода. Как полагают ученые, твердотельные аккумуляторы на основе этой технологии могут найти применение в домашнем хозяйстве и в промышленности. В первую очередь, такие устройства могут применяться для хранения «зеленого» электричества, полученной при помощи ветряков, солнечных батарей и других источников возобновляемой энергии».

«Энергичные вирусы: почти живые двигатели» описаны в заметке от 22 мая на www.popmech.ru. «Американские инженеры предложили использовать вирусные частицы для получения дешевой энергии. Первый в истории «вирусный генератор» представили недавно инженеры, работающие в США под руководством профессора Сен-Ук Ли (Seung-Wuk Lee) – сами авторы называют разработку точнее, генератором, «использующим пьезоэлектрические свойства биологического материала». То есть, его способность поляризоваться под действием механического напряжения и деформаций. Такие способности проявляют частицы использованного учеными бактериофага М13, сложенные из 2700 заряженных белковых молекул, образующих цилиндр диаметром 6,6 и длиной 880 нм.

Этот вирус является одним из излюбленных объектов манипулирования в биотехнологиях: он абсолютно безвреден для человека, его геном и жизненный цикл легко контролировать, получая вирусные частицы миллионами копий. Для начала ученые рассмотрели поведение пленки, составленной из организованного массива частиц М13, при подаче на нее напряжения. Было показано, что спирали белков, из которых сложена оболочка вируса, обратимо меняют свою пространственную конфигурацию, что послужило признаком действительно имеющегося пьезоэлектрического эффекта. Затем авторы слегка модифицировали поверхностные белки для усиления этого эффекта, добавив к одному из их концов четыре отрицательно заряженных аминокислотных остатка. Тем самым разница в зарядах между двумя «полюсами» белковой молекулы еще более увеличилась.

Кроме того, они апробировали различную толщину упаковки вирусных частиц в пленке и выяснили, что 20 слоев позволяет достичь максимальных пьезоэлектрических свойств. Из такой пленки площадью около 1 см², помещенной между парой золотых электродов, ученые и получили прототип генератора, который подключили к ЖК-дисплею. Достаточно было приложить к генератору небольшое давление – и он выдавал до 6 нА тока (400 мВ напряжения), достаточное для высвечивания цифры «1», или примерно вчетверо меньше, чем у батарейки ААА».

«Ёмкость литий-водных батарей превысила киловатт-час на килограмм», пишет 29 мая www.nanonewsnet.ru. «Компания PolyPlus попробовала применить схему литий-воздушных батарей к морской воде и получила аккумуляторы с доселе невиданной ёмкостью в 1 300 Вт•ч/кг. Очевидно, в мире подводных дронов это может стать весьма значимым средством энергообеспечения. Впрочем, не только там. Ёмкость сегодняшних литиевых батарей не превышает 200 Вт•ч/кг. И хотя теоретический максимум вдвое выше, всё это во много раз меньше энергоёмкости, скажем, бензина.

Чтобы улучшить их характеристики, американский стартап PolyPlus из Беркли (Калифорния) попробовал сделать катод чисто литиевым, а не литий-ионным. Один из учредителей компании Стив Виско решил проблему высокой химической активности лития, покрыв его твёрдой керамической мембраной собственной разработки, позволяющей ионам лития проходить через себя, но непроницаемой для жидкостей или газов. После этого защищённый таким образом электрод был испытан в воде. Литий, взаимодействуя с водой и кислородом, превращается в гидроксид лития. Ёмкость такой литий-водной батареи достигла 1 300 Вт•ч/кг (видимо, без учёта массы воды).

Г-н Виско обещает наладить пилотное производство литиево-водных батарей в течение года. Это будут первичные источники тока; иными словами, протекающая в них реакция необратима, и после исчерпания батарея не может быть перезаряжена. Но есть целый ряд областей, где это и не нужно. Скажем, множество автономных роботов страдают от ограниченной ёмкости аккумуляторов. Особенно это относится к автономным необитаемым подводным аппаратам, подводным дронам. Теперь они могут использоваться до выработки батареи, после чего такой аккумулятор просто меняется (а литий можно использовать для вторичной переработки).

Область применения описываемых дронов очень широка: автономными роботами уже длительное время оснащаются ПЛ, для которых они разведывают минные поля и отслеживают лодки противника. Кроме того, многие электроторпеды, включая УСЭТ-80, оснащаются неперезаряжаемыми батареями (серебряно-цинковыми и даже ещё более дорогими). В то время как скрытности применения торпеды это идёт на пользу, стоимость некоторых современных образцов перевалила за $3 млн, что иногда превышает цену корабля-цели.

Кроме того, используя новые мембраны, компания работает над перезаряжаемыми литий-воздушными батареями, надеясь превзойти в этом отношении гигантов вроде IBM. Правда, в PolyPlus трудится всего 27 человек. Тем не менее Стив Виско уже заявил о создании опытных образцов ёмкостью до 700 Вт•ч/кг».

Раздел ЭЛЕКТРОНИКА  в мае содержит одну заметку. «Инженеры скрестили вакуумные лампы с транзисторами», пишет 25 мая www.nanonewsnet.ru. «Инженеры создали миниатюрные электронные радиолампы, сочетающие свойства вакуумных ламп и кремниевых транзисторов. Планируется, что они смогут стать основой быстрых и устойчивых к радиации вычислительных устройств.

Для создания миниатюрных электронных ламп инженеры использовали традиционную технику производства транзисторов – фотолитографию. С ее помощью в кремнии создавали миниатюрные полости, на дне которых располагались эмиттер (катод, излучающий электроны) и коллектор (анод, собирающий электроны). Расстояние между ними составляло всего 150 нанометров. Сверху находилась база, управляющая током между эмиттером и коллектором. В классической лампе ей соответствует сетка.

Прибор работал в точности как классическая электронная лампа: при создании напряжения между катодом и анодом электроны устремлялись от первого ко второму с эффективностью, которая зависела от управляющего напряжения на базе. Напряжение между катодом и анодом, после которого начиналась эмиссия электронов, составляло около 10 вольт, что существенно больше, чем в обычных транзисторах.

По словам экспертов, это пока является самым главным недостатком устройства. По словам создателей, миниатюрная лампа смогла работать при частотах в 0,46 терагерц, что в 10 раз больше, чем максимальная частота лучших кремниевых транзисторов. Характерно, что для ее работы не потребовалось создавать в полости вакуум – лампа была настолько мала, что это делало крайне низкой вероятность встречи электрона с молекулой газа на пути между катодом и анодом.

Целью создания миниатюрных ламп является стремление инженеров обойти врожденные недостатки кремниевых транзисторов. Во-первых, они не могут работать на таких высоких частотах, на которых работают лампы. Это связано с тем, что подвижность электронов в кремнии ниже, чем в вакууме. Во-вторых, транзисторы менее устойчивы к радиации и ионизирующему излучению. Если инженерам удастся создать эффективные и небольшие вычислительные устройства на основе ламп, то они окажутся полезны для астронавтов и военных, имеющих дело с радиацией. Кроме того, они могут стать компонентами приборов, работающих в терагерцовом диапазоне».

Продолжение следует