Наука и техника. Апрель 2009

Размещено на сайте 01.05.2009.

Уважаемые коллеги, читатели «Методолога»!

Наступил момент, когда уважаемый редактор решил в корне изменить подход к разделу «Научно-техническая информация», за что ему отдельное спасибо. Основные изменения состоят в том, что, во-первых, каждый месяц, начиная с апреля, будут выходить обзоры наиболее интересных научно-технических «информационных поводов», и, во-вторых, эти обзоры будут сопровождаться комментарием пишущего эти строки.

Принято сравнивать объем информации с океаном. Но в любом океане есть моря, заливы, течения, подземные хребты и прочие крупные «структурные единицы». Свою задачу я вижу в том, чтобы соотнести выбранные мной сообщения о новостях в науке и технике с вещами, имеющими глобальное значение в нашей жизни. Поясню. Если мы говорим о технических новинках, технологиях, разработках, то главным вопросом предлагаю считать вопрос «зачем?», то есть, чем эта самая разработка осчастливит человечество. Вопрос «как?», за счет чего это достигнуто, сам по себе интересен, но вторичен. Техника создается человеком и для человека. Чтобы оценить истинное, а не кажущееся, значение отдельной технологии, устройства, материала, надо размышлять в направлении «а что это реально может дать человечеству в целом?». Не отдельным людям, нациям, социальным группам, преследующим свои узкие интересы, а всем людям нашей маленькой и хрупкой планеты.

Научные же новости попробуем оценить с позиции «а что это даст существенного для понимания мира вокруг и внутри нас?».

Думаю, теории вполне достаточно, пора переходить к практике.

Сергей Назаров

Наука и техника. Апрель 2009

 

ЭНЕРГИЯ

Одной из важнейших практических потребностей общества является потребность в дешевой, безопасной и экологически относительно безвредной энергии. Многие считают водородную энергетику именно такой. Но так ли это?

15 апреля на сайте www.strf.ru размещена очень интересная статья ВОДОРОД ЗАРЯДИТ НОУТБУК.

Опустив в ней маловажное с нашей точки зрения, процитируем главное.

«…Создание зарядных устройств для мобильных телефонов, ноутбуков, фотоаппаратов, а также бесшумно работающих генераторов, сопоставимых по затратам с дизельными — основное направление деятельности лаборатории алюмоводородной энергетики ОИВТ РАН. О том, что удалось добиться в исследованиях, какие уже есть перспективные разработки, и что мешает их продвижению, рассказывает руководитель лаборатории Евгений Школьников.

Евгений Школьников полон решимости создать вполне коммерциализуемую вещь - источник питания для ноутбуков

— Для того чтобы работать с водородом, нужна особая инфраструктура, мы же получаем водород on demand, то есть на месте. Мы нигде предварительно не храним водород и можем начать его получение буквально за несколько секунд, соединив наш алюминиевый состав с водой. Главным образом мы работаем с топливными элементами, хотя не исключено использование традиционных схем получения энергии - создание электрогенераторов на основе двигателя внутреннего сгорания и так далее. Диапазон мощностей, с которыми мы имеем дело — от уровня 2 Вт до уровня нескольких сот кВт.

Какова потенциальная экономическая выгода подобных разработок, какую пользу для общества могут они принести?

— В зависимости от диапазона мощностей, с которыми мы имеем дело. По заказу ГМК «Норникель» мы делали внешний источник питания для ноутбуков и для мобильных телефонов, включающий в себя топливные элементы и так называемые алюмоводные картриджи – микрогенераторы водорода.

Если речь идет о портативных устройствах мощностью до 100 Вт (телефон, ноутбук, КПК, рация), то при длительной работе в отсутствие стационарной сети наши устройства по стоимости и удобству эксплуатации могут сравниться или даже превзойти литий-ионные аккумуляторы при условии необходимости 4-х зарядок и более. Сотовый телефон не самый удачный пример для коммерциализации технологии топливных элементов, но существует масса других приборов, призванных действовать в отрыве от стационарной сети, и для них справедливы те же закономерности. Кроме того, говоря о пользе для общества, нельзя не отметить, что за рубежом одним из основных потребителей систем на топливных элементах являются военные, полицейские и спасательные формирования. Так что, говоря о пользе для общества – речь может идти об обороноспособности и безопасности страны.

Насколько хватает заряда подобных картриджей?

— Пока мы имеем действующий макет, но даже сейчас его мощности хватает, чтобы ноутбук работал в течение нескольких часов без сети. В принципе же он может работать и непрерывно долго, сутками, необходимо лишь менять картриджи. Реально этого ещё нет в промышленности. Недавно появилось несколько сообщений из США на эту тему — они всегда рекламируют, что получают водород из воды с помощью алюминия. Мы же это дело особо не рекламируем. Может быть, сделаем это с вашей помощью.

А какой может быть стоимость созданных приборов?

— Для телефона, к примеру, зарядное устройство при серийном производстве должно стоить до 500 рублей, но оно многократного использования, а сменные алюмоводные картриджи по моим расчётам должны стоить не больше 10 - 15 рублей. Алюминий не такой уж дорогой материал, другое дело, что для активирования применяется более дорогостоящий материал, но его нужно ничтожно малое количество…

Плюс ноу-хау.

Плюс ноу-хау. Я знаю, что аналогичные разработки делали в японской компании Maxell, но они полностью закрыли свои работы – дали одно-два сообщения на эту тему и закрыли. Работает в этом направлении и японская DoCoMo, но информация также крайне скудная. Недавно корпорация Samsung объявила о подобных разработках. Причём Samsung очень долго перед этим пыталась у нас получить информацию об этих технологиях.

Цена алюмоводных картриджей для мобильных телефонов составляет максимум 15 рублей

…Есть ещё одно направление нашей деятельности, которое может быть выгодно экономически. Мы строим тригенерационную энергоустановку производительностью до 100 кубометров водорода в час, соответственно энергия (тепловая и электрическая) будет производиться на уровне 300-400 КВт. Эта комплексная установка будет также производить гидроокись алюминия — бемит, который сам по себе является очень ценным продуктом. Высокочистый бемит стоит существенно дороже алюминия, из которого его получают, а выход его в 2 раза выше, чем загрузка исходных алюминиевых порошков…Если же бемит не реализовывать, то мы не сможем конкурировать на рынке, так как получаемая энергия будет дороже, чем энергия, получаемая сейчас из ископаемых топлив. Есть и промежуточный вариант, обеспечивающий конкурентоспособность технологии – возврат гидроокиси на производство алюминия… Надо же ещё наладить инфраструктуру по возврату оксида алюминия обратно! Эта инфраструктура ещё не существует.

…Не только наша лаборатория занимается системами получения водорода из алюминия, и его дальнейшего преобразования в электроэнергию. Есть другие лаборатории, которые делают непосредственно прямое электрохимическое окисление алюминия. Они делают батареи, которые можно уже использовать на транспорте вместо аккумуляторов. Там происходит прямое преобразование химической энергии алюминия в электрическую в так называемых воздушно-алюминиевых топливных элементах.

…Мы очень хотим сейчас сделать вполне коммерциализуемую вещь – источник питания для ноутбуков. Топливный элемент встраивается в крышку ноутбука. Его габариты определяются габаритами ноутбука, и он практически незаметен, разве что немного увеличивает толщину – самое большое, на 10 мм. Наша задача – делать для него просто генератор водорода. Это будет маленькая баночка, условно говоря, типа консервной. Вы её подсоединяете, и он в автономном режиме работает где угодно…»

Итак, имеется семейство технологий для получения электроэнергии. Цепочка выглядит так: Дисперсный алюминий + вода -> бемит (AlOOH) + водород -> электроэнергия + вода. Все выглядит очень эффектно технологически и экономически. Остается вопрос: а откуда и какой ценой будет получен алюминиевый порошок? Сейчас алюминиевое производство очень энергоемкое и экологически вредное (из-за использования фтористых соединений). Другой, более чистой и экономичной технологии пока не придумано. Поэтому развитые страны всячески «спихивают» производства первичного алюминия в Россию и Китай. Если создать систему возврата бемита на заводы для восстановления его в алюминий (что само по себе затратно), то выбросов фтора в атмосферу и воду мы, возможно, избежим, но все равно при восстановлении затраты энергии будут выше, чем полученная электроэнергия. Я не считаю, что все химические источники знергии плохи. Совсем нет.

Вывод: рассматривая химические источники энергии, надо рассчитывать экономику и экологию всей цепочки – от сырья до отходов. Иначе легко впасть в эйфорию.

Довольно перспективно использование химических аккумуляторов тепла. Они запасают тепло за счет химической реакции, а потом достаточно просто регенерируются. Есть примеры их удачного, но довольно узкого применения. Так, //popnano.ru 23 апреля пишет о том, что В ГЕРМАНИИ РАЗРАБОТАН НОВЫЙ МЕТОД ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ. Предлагается использовать для транспортировки тепловой энергии теплопровод на колесах. При этом транспортироваться будет не сам теплый воздух, а сыпучие материалы, способные аккумулировать тепловую энергию. Цеолитовые шарики насыпают в контейнер и в течение трех-четырех часов сушат при помощи горячего воздуха, который сейчас выбрасывается в трубы фабрик и заводов. По окончании процедуры контейнер с 19 кубометрами цеолита способен аккумулировать 5 мегаватт-часов тепловой энергии - эквивалент 500 л. мазута. По прибытии на место в контейнер накачивается влажный воздух. Шарики цеолита впитывают воду, выделяя тепловую энергию. Чем выше температура воздуха, применявшегося в процессе аккумуляции энергии, и чем выше влажность воздуха, при ее высвобождении - тем больше нагревается цеолит. В отличие от транспорта горячей воды или масла, перевозка высушенного гранулята происходит гораздо проще и практически без потерь. 90 процентов затраченной тепловой энергии аккумулируется в шариках цеолита. Экономически целесообразным представляется транспорт тепла к потребителям, расположенным на расстоянии от 2 до 20 километров от источника.

Еще один пример. Сайт www.membrana.ru 20 апреля сообщает, что НОВАЯ ДЕТСКАЯ БУТЫЛОЧКА САМА НАГРЕВАЕТ МОЛОКО. «Производитель сообщает, что бутылка iiamo go объёмом 180 миллилитров разогревает своё содержимое до 37 градусов примерно за 4 минуты. И происходит это без какой-либо потенциально опасной "бешеной химии" или батареек: за подогрев отвечает "стопроцентно органический картридж" iiamo warm, который содержит только соль (хлорид кальция CaCl2) и воду. Он, по-видимому, одноразовый». Оставим на совести журналистов и рекламистов словосочетания «бешеная химия» и «стопроцентно органический картридж». Очевидно, что термин «органический» относится к материалу оболочки картриджа и никаких сомнений в «одноразовости» картриджа нет. Но штука, безусловно, удобная и безопасная.

Если эффективность химических источников энергии так неоднозначна, то все должно быть проще с неисчерпаемыми источниками – солнечными батареями, например. Никто не спорит, что солнечные батареи экологичны, да вот беда, эффективность их не впечатляет. Приведем два свежих примера. На сайте //popnano.ru 21 апреля появилась заметка: МОБИЛЬНЫЙ ТЕЛЕФОН С СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕЕЙ. «Крупнейший японский оператор сотовой связи KDDI нынешним летом выпустит мобильный телефон, оснащенный солнечной батареей. Сообщается, что аппарат, выполненный в водонепроницаемом корпусе, после 10-минутной зарядки солнечной батареи сможет проработать около минуты в режиме разговора. Время работы в режиме ожидания составит около двух часов. Разумеется, в телефоне будет установлен и обычный аккумулятор, питающийся как от электрической сети, так и от солнечной энергии. В последнем случае он зарядится не более чем на 80%.»

17 апреля //popnano.ru пишет о том, что В ПЕТЕРБУРГЕ СОЗДАЛИ ЭКОЛОГИЧНЫЙ АВТОМОБИЛЬ. «…Его аккумуляторы подзаряжаются за ночь. В ясную погоду запас энергии можно пополнить через солнечные батареи непосредственно во время езды. Авто приводит в движение электродвигатель мощностью три киловатта, который питается от аккумулятора. Транспортное средство оборудовано системой рекуперации энергии при торможении…Автомобиль может разгоняться до 40 километров в час…Оснащенный солнечными батареями, автомобиль может заряжаться, даже когда стоит в пробке. Если солнца нет, понадобится 8 часов, чтобы возобновить запас энергии. Заряжается машина от специального комплекса по экологически чистой выработке электричества из возобновляющихся источников, который расположен на территории учебно-научного центра».

Есть в апрельских новостях и информация и об откровенно экзотических проектах в области солнечной энергетики. Так, 16 апреля на www.strf.ru появилась заметка ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ПОЯВИТСЯ В КАЛИФОРНИИ. «В 2016 году 250 тысяч домов в округе Фресно (Fresno County) начнут получать электроэнергию из космоса. Если всё пойдёт по плану, этот проект станет первым в мире практически реализованным примером орбитальной солнечной электростанции, сообщает MEMBRANA со ссылкой на PhysOrg.com… Цены — на уровне других возобновляемых источников, а поставляемая мощность составит 200 мегаватт…Для постройки и запуска солнечных орбитальных электростанций не потребуется создавать какие-то невероятные новые технологии или новые ракеты-носители. Можно обойтись уже имеющимися. 4 или 5 спутников системы должны быть выведены на геостационарную орбиту. Спутники развернут лёгкие зеркала, поперечником в сотни метров, которые сконцентрируют свет от Солнца на не столь уже крупных массивах солнечных батарей. Полученная энергия будет преобразована в СВЧ-лучи, которые спутники и направят на Землю, где армия приёмных антенн, занимающих площадь несколько квадратных километров, преобразует падающий микроволновый поток в электричество.»

Спутники с развернутыми зеркалами – это красиво. Меня лично смущает способ передачи полученной энергии на Землю. Мощный поток СВЧ-лучей, который неизбежно будет рассеиваться, непременно будет влиять на все живое. Будет ли это «луч смерти» или «красный луч» булгаковского профессора Персикова, порождающий мутантов, не сообщается. Думаю, в этом вопросе наука пока еще не в курсе дела.

24 апреля на сайте www.inauka.ru появилась статья СЕНСАЦИОННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ АМЕРИКАНСКИХ УЧЕНЫХ, КОТОРОЕ ПЕРЕВЕРНЕТ МИРОВУЮ ЭКОНОМИКУ. Не подумайте, что американцы изобрели источник неисчерпаемой энергии. Нет, речь идет о том, что ученые Массачусетского технологического института (МТИ) создали быстрозаряжаемый аккумулятор. При этом резко уменьшилась продолжительность полной зарядки литий-железофосфатного аккумулятора, которая теперь составляет 20-30 секунд, в худшем случае 4-5 минут. Это вам не нынешние 5 часов! Теперь, если это правда, одно из препятствий на пути внедрения электромобилей (высокая длительность зарядки аккумуляторов) преодолено. Осталось всего ничего – повысить энергоемкость аккумуляторов хотя бы на порядка на два и удешевить элекроэнергию…

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Новые материалы не менее важны, чем энергетические технологии. Но для большинства людей, особенно тех, у кого не сложились отношения с химией, истинное значение материалов малопонятно. Поэтому без обзора нового в этой области нам не обойтись. Я не буду делить материалы на нано-, микро- и макро. Это деление ничего не добавляет к сути дела. Кто-то из ученых сказал, что все науки делятся на естественные и противоестественные. Будем придерживаться этой классификации.

27 апреля www.strf.ru поместил заметку НАНОТЕХНОЛОГИИ В БОРЬБЕ С ТРЕНИЕМ. «Материалы, обладающие уникальными трибологическими характеристиками, сейчас разрабатывают в Московском инженерно-физическом институте. В МИФИ создали новые методы исследований и разработали технологии для создания с помощью нанотехнологии новых покрытий и композитов с высокой износостойкостью. Например, разработан лазерный метод формирования наноструктурированных покрытий на основе дихалькогенидов переходных металлов (это соединения переходных металлов с кислородом, серой, селеном, теллуром) и углерода. Метод позволяет создавать тончайшие композитные покрытия толщиной 3...250 нм, но главное — он даёт возможность контролировать атомарный и химический состав получаемого материала…Удалось создать первые образцы многослойных композитных материалов и покрытий из соединения молибдена с селеном и углерода. Исследователи установили, что уменьшение толщины слоя покрытия до 3 нанометров придает ему стабильные антифрикционные свойства, то есть многократно увеличивает защиту материала от трения, по сравнению с обычными покрытиями. Ученые сумели создать композитный материал с коэффициентом трения всего 0,03 без применения смазки. При создании многослойных композитных материалов и покрытий важно добиться нужной структуры слоев. С этой целью в МИФИ разработали оригинальную схему вакуумной камеры, в которой происходит процесс испарения вещества лазером и его осаждения на подложке. Специальные заслонки камеры обеспечивают фильтрацию факела осаждаемых частиц от образующихся в нем субмикроскопических капель, что обеспечивает точность при нанесении покрытий...»

7 апреля на сайте www.nanometer.ru появилась заметка СУПЕРОЛЕОФОБНЫЕ ТКАНИ С УПРАВЛЯЕМОЙ СМАЧИВАЕМОСТЬЮ. «Уже неоднократно сообщалось о разработке суперолеофобных материалов, которые обладают интересным и важным свойством – они не смачиваются жидкостями с малым коэффициентом поверхностного натяжения. Такие жидкости (масла, спирты, алканы и т.п.), в отличие от воды, растекаются практически по любым поверхностям, что препятствует их удалению.

Ранее www.nanometer.ru писал о группе исследователей из MIT, которые синтезировали полимерный материал, позволяющий изготовлять суперолеофобные поверхности. В новой работе они установили, что у тканых материалов, покрытых этим полимером, можно обратимо изменять характер смачивания при помощи механических воздействий. Олеофобность определяется как свойствами самого полимера, так и шероховатостью поверхности (эффект лотоса). Синтетическая ткань имеет довольно сложную иерархическую структуру, которая обеспечивает шероховатость на различных масштабах – от наноразмерной шероховатости поверхности отдельных волокон до микрошероховатости, создаваемой нитками. Последнюю можно легко варьировать путем растягивания ткани. Исследователи показали, что у образцов ткани при некотором значении растяжения суперолеофобность пропадает, и капля жидкости сразу впитывается. Первоначальное состояние можно восстановить, если снять нагрузку и высушить ткань. Как можно догадаться, для различных жидкостей переход происходит при разных значениях растяжения.»

Тонкие покрытия имеют огромные перспективы. С их помощью возможно придавать поверхностям невиданные ранее свойства. Вообще, разнообразие физико-химических свойств и структур поверхностей колоссально. Но, с другой стороны, теоретическое описание таких структур пребывает пока в зачаточном состоянии.

22 апреля www.nanometer.ru писал о НОВОМ САМОВОССТАНАВЛИВАЮЩЕМСЯ ПОЛИМЕРЕ. «…Полиуретаны нашли широкое применение в промышленности, в том числе автомобильной. Однако данный вид полимерных материалов подвержен различного рода механическим повреждениям, особенно в виде покрытий, что зачастую заставляет отказываться от его применения. Выходом из данной ситуации может являться создание композитных материалов на основе полиуретана, которые бы обладали способностью к самовосстановлению, т.е. «затягиванию» трещин и царапин. При этом желательно, чтобы самовосстановление протекало при как можно более «естественных» условиях, например, при небольшом нагревании (до 1000С), облучении солнечным светом (УФ) или с использованием катализатора для «запуска» реакции полимеризации. Американские учёные, проанализировав массу литературных источников по методам получения и свойствам самовосстанавливающихся материалов, определили оптимальный состав композитного материала на основе оксетана(1,3-propylene oxide), хитозана и полиуретана, а также количества указанных реагентов. В результате этого была предложена схема синтеза. Наблюдения за процессом «заживления» трещин с помощью различных методов исследования, в том числе микроскопии в видимом и ИК диапазонах, подтвердили, что в полученном композите под действием УФ излучения за время, меньшее 1 часа, трещина «затягивается» полностью.»

Перспективы композитов, состоящих из полимеров разной природы с наполнителями, весьма радужны. Свойство самовосстановления еще не самое удивительное из того, что могут демонстрировать такие материалы. Проблема их развития в том же, что и у покрытий. Многое приходится делать интуитивно, на ощупь. Теория сильно отстала от практики.

14 апреля на сайте www.strf.ru появилась заметка ОБЛИЦОВКА: ТЕПЛО, КРАСИВО И НАДОЛГО. « В Пермском государственном технологическом университете разработана уникальная технология. Вернее, ученые придумали замечательный материал и разработали технологию его получения. Это так называемый «теплодекор» — теплоизоляционный ячеистый силикатный материал, внешне напоминающий твердую легкую пену, только любой заранее заданной конфигурации и цвета. У такой пены высокая прочность (до 3 МПа), очень низкая теплопроводность и очень широкий интервал температур, при которых эта твердая пена сохраняет рабочие свойства — от минус 196 до плюс 600 С. Так что утепляй и украшай дом где хочешь — хоть на Северном полюсе, хоть в песках Сахары. А еще новый материал совершенно экологически безопасен — во всяком случае, в обозримое время он ни на какие составляющие не развалится и в воду, воздух и землю ничего вредного не выделит.

Поскольку подробности технологии — это предмет «ноу-хау», в открытой печати о ней можно говорить только в самых общих чертах. Но суть ее в том, что надо взять битое стекло («бытовой стеклобой» — бутылки всякие и прочее), размолоть мелко-мелко, так, чтобы размер зерна не превышал 80 микрон, кое-чего добавить (авторы подчеркивают — кое-чего безопасного), сделать густую пасту, разложить ее по формам, дать затвердеть, а затем полученную заготовку запечь...»

Один из секретов получения материала – механохимическая обработка, или очень тонкий размол. Полученные таким образом частицы наноразмеров начинают проявлять новые физико-химические свойства, не характерные для макрочастиц. С теорией здесь тоже туговато, но активные разработки ведутся. В России есть целый академический институт – химии твердого тела и механохимии в Новосибирске, развивающий теорию механохимической обработки и ее приложения.

ТРАНСПОРТ

Поскольку мы не хотим вторгаться в вотчину Кафедры прогнозов, в области транспорта нас будут интересовать только глобальные проблемы. В Апреле появились две примечательные заметки о работе над принципиально новыми движителями.

13 апреля сайт www.strf.ru опубликовал заметку РОССИЯ ИСПЫТЫВАЕТ В КОСМОСЕ НОВЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ. «Специалисты НИИ космических систем (филиал ГКНПЦ им. Хруничева) провели в космосе испытания движителя без выброса реактивной массы. Как передает ИТАР-ТАСС, об этом сообщил заместитель генерального директора ГКНПЦ, директор НИИ КС Валерий Меньшиков.Движитель был установлен на спутнике «Юбилейный», который в мае 2008 года был выведен на орбиту в качестве попутной нагрузки на ракете- носителе «Рокот». С помощью движителя, который включается автономно или по команде с Земли, КА должен переходить с одной орбиты на другую.

«В июне-июле прошлого года мы провели первые испытания, результаты их неоднозначны, — отметил Меньшиков, — мы получили некий результат, который сейчас анализируется». По его словам, «в ходе испытаний высветились некоторые проблемы, которые надо решить в дальнейшем, чтобы внести коррективы в аппарат». Однако в целом специалисты положительно оценивают проведенный на орбите эксперимент. Первоначально движитель хотели испытывать на МКС, однако затем было принято решение установить его на спутник, где эксперимент, по мнению конструкторов, получается более чистым. Перемещение происходит за счет движения внутри аппарата жидкого или твердого рабочего тела по определенной траектории, напоминающей по форме торнадо. При этом в получаемом эффекте движения ученые, возможно, наблюдают неизвестное явление взаимодействия рабочего тела с полями, природа которых мало изучена, как, например, природа гравитационного поля. Срок работы такого движителя — не менее 15 лет, утверждают его разработчики, а максимальное число включений — около 300 тыс. Для питания используется энергия солнечных батарей. Образец движителя прошел испытания на Земле и получил поддержку в Роскосмосе, где проходил экспертизу. Если испытания в космосе также увенчаются успехом, движители без выброса реактивной массы в дальнейшем могут найти применение не только для управления и коррекции орбит космических аппаратов и орбитальных станций, но и как индивидуальные средства передвижения космонавтов в открытом космосе. «Особое место такие движители займут в наноспутниках — в этом случае масса движителя может быть снижена до нескольких десятков граммов», — отметил Меньшиков. Кроме того, экологически чистый двигатель можно будет использовать и на Земле — на воздушном и наземном транспорте. Модифицированный (с учетом результатов первых испытаний) вариант движителя специалисты планируют вывести на орбиту примерно через год».

О принципе действия движителя сообщается только, что движение не реактивное и «перемещение происходит за счет движения внутри аппарата жидкого или твердого рабочего тела по определенной траектории, напоминающей по форме торнадо». Речь, видимо, идет о неком вращающемся волчке, который за счет момента вращения перемещает спутник. Дело ясное, что дело пока темное. Поживем-увидим.

15 апреля тот же www.strf.ru пишет о СОЛНЕЧНЫХ ЗАЙЧИКАХ НА СЛУЖБЕ НАНОТЕХНОЛОГИЙ. «Американские физики построили два миниатюрных устройства, которые плавают по поверхности воды, движимые силой солнечного света практически напрямую: в необычных изделиях нет ни солнечных батарей, ни электроники и даже ни одной подвижной детали. Это исследование возглавили профессора Алекс Зеттл и Жан Фречет из Калифорнийского университета, сообщает MEMBRANA со ссылкой на Technology Review. Оба крошечных устройства покоятся на воде за счёт сил поверхностного натяжения и приводятся в движение также за счёт этих сил. Первый «кораблик» создан из тонкого листа прозрачного пластика, а в поперечнике он насчитывает около сантиметра. Одна сторона этого изделия покрыта целым лесом из стоящих вертикально миллиардов углеродных нанотрубок. Они способны поглотить почти весь упавший на них свет. Если на один край этой лодки посветить ярким светом этот край моментально нагреется и нагреет прилегающий к нему тонкий слой воды. А поскольку сила поверхностного натяжения падает с ростом температуры, возникает дисбаланс, толкающий плавающую пластинку вперёд. Таким образом, учёные научились произвольно менять траекторию своего «кораблика», который словно следовал за солнечным зайчиком.

Второе устройство, построенное калифорнийцами, работает по тому же принципу, но отличается формой и распределением нанотрубок. Это «пропеллер» с четырьмя лопастями, также плавающий на воде за счёт поверхностного натяжения. При направлении на него солнечного света он начинает вращаться с темпом до 70 оборотов в минуту. Зеттл поясняет, что красота разработки — в устранении промежуточных стадий преобразования энергии, как было бы, если «кораблики» передвигались бы за счёт электричества, вырабатываемого от света. При этом эффективность преобразования излучения в движущую силу высока, поскольку «силы поверхностного натяжения очень мощные», — поясняет профессор.Данный принцип движения, уверены авторы опыта, можно распространить как на изделия гораздо меньшего масштаба (различные микромеханические устройства), так и на большие механизмы. В частности, Зеттл и его соратники намерены апробировать нанотрубочный привод на макроскопических устройствах. Есть надежда, что такие «лодки» или «роторы» смогут приводить в движение электрические генераторы (заменяя тем самым солнечные батареи) либо водяные насосы.»

Идея об устранении промежуточных стадий преобразования солнечной энергии сама по себе красива. Правда, до практики пока здесь далеко. Трудно представить себе плот из нанотрубок, да еще держащийся на поверхности воды не за счет силы Архимеда, а сил поверхностного натяжения. Но ведь паровая турбина Герона Александрийского тоже когда-то была игрушкой.

ИНФОРМАЦИЯ

Информация - атрибут XXI века. Мы не представляем свою жизнь без нее, но пока мало понимаем ее суть и законы развития. Поэтому в этом разделе я хочу обратить внимание читателей на, казалось бы, малосвязанные между собой факты и события. Но я их считаю важной информацией к размышлению по поводу информации.

14 апреля //popnano.ru написал о том, что ПОТОК ИНФОРМАЦИИ ИСКАЖАЕТ МОРАЛЬНЫЕ ОРИЕНТИРЫ ЧЕЛОВЕКА. «Средства массовой информации, выдающие сообщения в скоростном потоковом режиме через интернет или телевизионные новости, смещают моральные ориентиры людей, не давая им достаточно времени на выработку эмоциональной реакции в ответ на проявление моральных качеств других людей, считают авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. "Мы разделяем добро и зло, во многом опираясь на возникающее в нас сочувствие или восхищение. Как показало наше исследование, проявление этой очень глубокой физиологической реакции, позволяющей нам дать определение гуманности, требует достаточно много времени", - отмечает Ханна Дамазио (Hanna Damasio), один из авторов публикации, слова которой приводит пресс-служба Университета штата Южная Каролина (США).

Эти чувства затрагивают те же базовые нервные узлы, которые отвечают за сочувствие другим людям, если те показывают признаки физической боли, или за возникновение восхищения их физическими возможностями. Однако, в отличие от этих ситуаций, когда люди способны выработать эмоциональную реакцию за доли секунды, гораздо больше времени необходимо, чтобы начать сочувствовать душевной боли людей или проявить восторг по поводу их моральных качеств. Если при этом мы продолжаем получать поток все новой и новой информации, эти чувства могут не возникнуть, что обязательно скажется на моральном облике человека. "Особенно подвержены такому негативному влиянию дети, чей мозг находится в стадии развития. Наибольший вред их моральному облику, таким образом, могут нанести новостные телепередачи и видеоигры, в которых одна сцена насилия и жестокости быстро сменяется другой", - считает Мэри Элен Иммордино-Янг (Mary Helen Immordino-Yang), ведущий автор исследования.

В своем исследовании ученые предложили группе добровольцев несколько историй, основанных на реальных событиях, которые должны были вызвать у людей чувство восхищения моральными качествами или физическими возможностями людей, а также чувство сострадания людям, испытывающим моральную или физическую боль. Исследование мозговой активности добровольцев с помощью функциональной магнеторезонансной томографии показало, что восхищение физическими возможностями и сочувствие физической боли вырабатываются в мозге людей практически молниеносно, тогда как эти же чувства в ответ на истории о превосходных моральных качествах или моральном страдании требуют от шести до восьми секунд для полного проявления. Авторы статьи отмечают, что раз возникнув, такие чувства сострадания и восхищения длятся намного дольше, чем эмоциональные реакции в ответ на физическое превосходство или физическую боль, формируя моральный облик людей. "СМИ должны давать нам какое-то время на выработку адекватной эмоциональной реакции в ответ на информацию о социальных ситуациях, в которые попадают другие люди", - считает Иммордино-Янг.»

Добавлю, что психологи ввели специальный термин «клиповое сознание». Такое сознание не позволяет человеку правильно определять причины и следствия. Он воспринимает действительность как быстро мелькающий ряд не связанных между собой событий. В результате человек легко поддается внешней манипуляции, в том числе, с помощью СМИ. Чтобы не стать зомби, надо иметь привычку обдумывать и оценивать увиденное.

10 апреля //popnano.ru написал о том, что ВСЕМИРНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА ОТКРОЕТСЯ 21 АПРЕЛЯ. «Торжественная церемония открытия первой Всемирной электронной библиотеки (ВЭБ), а точнее говоря, презентация ее веб-сайта, пройдет в Париже в штаб-квартире ЮНЕСКО 21 апреля, сообщает ИТАР-ТАСС. Как рассказала журналистам представитель Библиотеки Конгресса США Дженнифер Гейвин, в рамках этого проекта редкие книги, манускрипты, карты, плакаты, марки, фильмы, аудио и видеозаписи, фотографии и другие материалы, хранящиеся в национальных библиотеках ряда стран, в том числе в США, переведены в цифровой формат и теперь будут размещены в интернете. Ознакомиться с ними сможет любой, при условии наличия компьютера и доступа ко всемирной паутине. В настоящее время каталог Всемирной электронной библиотеки состоит из порядка 1 тыс экземпляров, хотя он постоянно пополняется. Поиск же на веб-сайте можно будет вести на семи языках, в том числе на русском.

Как рассказала Гейвин, ВЭБ изначально создавалась на базе Библиотеки Конгресса США, в которой на сегодняшний день хранится 26 миллионов единиц документов. Однако за последние четыре года к проекту присоединились библиотеки и национальные архивы ряда других стран, в том числе Российская национальная библиотека (Санкт-Петербург), Российская государственная библиотека ("Ленинка") в Москве и Президентская библиотека имени Ельцина. Гейвин сообщила, что проект ВЭБ финансируется исключительно на частные средства. Например, на начальном этапе проекта солидная сумма в 3 млн долларов была получена от зарегистрированной в США компании Google, которая владеет одноименной поисковой системой в интернете.»

Это пример движения к полной открытости всех документов всех библиотек мира. По самой своей сути информация должна быть и будет в свободном доступе. Любые препятствия на пути распространения научной и технической информации в конечном счете вредны человечеству в целом, хотя могут приносить какие-то временные дивиденды отельным личностям, социальным группам или странам. А затраты на сканирование документов, ведение баз данных и т.п. должны взять на себя международные организации (например, ЮНЕСКО).

7 апреля www.strf.ru обратил внимание на примечательную дату - РУНЕТ ОТМЕЧАЕТ 15-ЛЕТИЕ. «Ровно 15 лет назад, 7 апреля 1994 года, международный сетевой центр InterNIC официально зарегистрировал национальный домен верхнего уровня для России — ru. Тогда же был открыт первый сайт Рунета, на который можно полюбоваться и сейчас — www.1-9-9-4.ru. До этого в России использовался домен .su, оставшийся в наследство от Советского Союза…Самым первым ресурсом на русском языке, доступном большинству пользователей, стала «Библиотека Максима Мошкова», открывшаяся в декабре 1994 года. При этом она располагалась на домене НИИ, где тогда работал Мошков; всем известный сайт lib.ru открылся намного позже…Напомним, что 22 марта текущего года был зарегистрирован двухмиллионный национальный русский домен. При этом миллионный домен Рунета был открыт 17 сентября 2007 года. Таким образом, первый миллион сайтов в зоне .ru регистрировался в течение 13 лет, а второй — в течение всего полутора лет. Сейчас зона.ru является наиболее динамично развивающимся сегментом интернета, уступая только китайскому .cn.»

Хочу упомянуть один факт, отражающий парадоксы нашего времени. 17 апреля www.strf.ru написал о том, что НА СПАМ В МИРЕ ЕЖЕГОДНО ТРАТИТСЯ 33 МИЛЛИАРДА КВТ/Ч ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. «…Этого было бы достаточно для обеспечения энергией 2,4 миллионов домов. По данным доклада «Углекислый след электронного спама», ежегодно в мире отправляется 62 триллиона «мусорных» сообщений. Выработка электроэнергии, которая на это затрачивается, оборачивается выбросом более 17 миллионов тонн углекислого газа... Лишь несколько дней назад компания Symantec обнародовала очередной полугодовой доклад о безопасности интернета. По данным этого доклада, объем спама вырос почти вдвое (на 192%), причем примерно 90% «мусорных» сообщений приходится на так называемые бот-сети, т. е. «угнанные» компьютеры, обладатели которых не подозревают о том, что с них рассылается спам».

Это хороший пример оценки всей цепочки причинно-следственных связей. Спамеры на так безобидны, как кажется. Они не только заставляют нас тратить время на очистку компьютеров от их идиотских сообщений, но и вынуждают к разбазариванию энергии.

НАУКА. ЖИЗНЬ. ЧЕЛОВЕК

В этом разделе я буду обсуждать результаты научных исследований, которые мне кажутся важными в понимании фундаментальных вопросов – «что такое жизнь?» и «что есть человек?».

13 апреля www.sterf.ru поместил заметку о том, что У ВСЕЛЕННОЙ ЕСТЬ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД ЖИЗНИ. «Химики из Университета Хамильтона, Канада, утверждают, что ими был определен набор аминокислот, из которого, возможно, построены все формы жизни во Вселенной. Все известные на Земле формы жизни основаны на 20 аминокислотах, которые являются основой жизни и животных, и растений. Эти же аминокислоты найдены в метеоритах, сформировавшихся еще до рождения Земли, объясняют свою позицию эксперты, сообщает радио «Свобода». «Сейчас удалось выделить 10 аминокислот, которые в результате естественных процессов, таких как удары молний или ионизирующая радиация, могли возникнуть в первичной субстанции», — утверждает один из авторов исследования - Пол Хиггс. Как отметила канадская исследовательская группа, другие аминокислоты могли появиться в результате процесса, который ученые называют универсальной генетической эволюцией. Биохимики считают, что им удалось выделить код жизни, который состоит из 10 основных аминокислот и является одним и тем же в любой точке Вселенной».

В самом деле, логично предположить, что законы химии во Вселенной едины, а значит, у нас нет другой Периодической системы химических элементов и нет других аминокислот. Очень сомнительно, что есть в космосе жизнь построенная не на углероде, а на кремнии, например. Все-таки разнообразие соединений кремния значительно уступает разнообразию химии углерода. Хоть на Земле, хоть в другой галактике.

9 апреля www.strf.ru сообщил нам, что И У БАКТЕРИЙ ЕСТЬ «КОЛЛЕКТИВНЫЙ РАЗУМ. «В поисках новых средств борьбы с бактериальными инфекциями исследователи университетов Тель-Авива (Израиль) и штата Техас (США) открыли, что у бактерий есть коллективный разум, который контролирует их численность, пишет газета «Известия». Руководитель работы профессор Эшел Бен-Якоб открыл, что бактерии умеют разговаривать между собой и принимать коллективные решения. Две колонии микробов Paenibacillus dendritiformis ученые любовно вырастили в одной посуде, а затем сократили им «паек». И вместо того, чтобы, разрастаясь, объединиться в одну общую семью как обычно, бактерии вдруг стали уничтожать тех своих сестер, которые оказались в «приграничной зоне». Но когда ученые разделили колонии непроницаемой мембраной, гибель «пограничников» прекратилась. Исследователи пришли к выводу, что у бактерий есть примитивный коллективный разум, который позволяет выжить в условиях стресса. Они убивают себе подобных, если грозит голод, если возможен шок от высокой температуры или воздействия ядов. Тогда они сокращают популяцию, выделяя специальное вещество, которое убивает «лишние рты»…»

Существует давнее заблуждение о том, что каждая животная особь озабочена только собственным выживанием. Это заблуждение идет, вероятно, от английских философов XVII века, и их представлений о том, что «человек человеку волк». Нет, не так все просто. Поведение животных (а вероятно, и особенности роста и размножения растений) нацелены на сохранение не отдельной особи, а популяции и вида. И вот теперь выясняется, что даже бактерии «ведут себя» подобным образом.

24 апреля на сайте www.inauka.ru размещена заметка о том, что УЧЕНЫЕ ОБЪЯСНИЛИ, ПОЧЕМУ ЧЕЛОВЕК СЛАБЕЕ ОБЕЗЬЯНЫ. «…Если сравнить мускульные возможности человека с нашим самым близким родственником - шимпанзе, опять же с учетом разницы в росте, то оказывается: эти агрессивные обезьяны сильнее нас в 4 раза. Причем у человека и шимпанзе совпадает 99% генов. Ученые давно задавались вопросом: куда же делась наша сила?
Приматолог Энн Макларнон обнаружила, что в спинном мозге шимпанзе содержится гораздо меньше серого вещества, чем у человека. А именно в сером веществе находятся нейроны, сообщающиеся с мышцами и передающие им "приказ" мозга. На основании этих данных эволюционный биолог Алан Уокер сделал вывод, что большое количество управляющих нейронов позволяет нашему организму запускать в действие лишь самое необходимое количество мышечных волокон, а обезьяна растрачивает часть своих усилий впустую. Попросту говоря, человек умнее и экономнее тратит силы, а потому ему и не нужно быть таким сильным, как дикий предок. Профессиональные культуристы не в счет.
Дополнительным доказательством правильности своей гипотезы доктор Уокер считает тот факт, что человек значительно выносливее обезьяны. Шимпанзе - прекрасные спринтеры, а человек - выдающийся стайер. Наш мозг ограничивает количество участвующих в какой-либо операции мышечных волокон, преодолеть эти ограничения можно только в состоянии сильного стресса. И мы знаем, когда именно, - описаны десятки случаев, когда после землетрясения матери сдвигали неподъемные бетонные балки, чтобы помочь выбраться из-под них своему ребенку».
 

Человек слабее обезьяны, но думает он не только головным, но и спинным мозгом. Не так уж неправ был Г. Хазанов, когда рассказывал юмореску о посещении стриптиз-бара гражданами СССР мужского пола. Помните, всех их, кроме оленевода посадили спиной к сцене, и горячий сын Грузии сокрушался: «Блондинка, я спинным мозгом чувствую!».

 

БЕСПОЛЕЗНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Этот раздел я просто не мог не ввести в обзор. Большая беда нашей жизни – бесполезное расходование физической и умственной энергии. Об этом я уже упоминал, говоря о спаме. Но если посмотреть шире, вся рекламная индустрия – суперспам. Много ли объективной информации о товаре несет многомиллионная по затратам современная реклама? Особенно для похожих товаров, где очень высока конкуренция (пиво, косметика, автомобили и т.п.). Еще одна статья бесполезных расходов – это бесполезные изобретения. Исходя из полезности для человечества в целом, все изобретения можно разделить на три основные группы – полезные, бесполезные и вредные. С полезными все ясно, к вредным можно отнести орудия пыток, наркотики и т.п. А вот бесполезные маскируются под полезные, ничего не давая ни душе, ни телу. Характерный пример – жевательная резинка. Никто не доказал ее полезность для очистки зубов, а вот вред, хотя бы эстетический, очевиден.

В апреле появились сразу два изобретения такого рода, основанные на одном принципе – аэрозольном распылении. 17 апреля на сайте www.membrana.ru появилось сообщение о том, что НОВЫЙ ЛОНДОНСКИЙ БАР ПРЕДЛАГАЕТ ДЫШАТЬ АЛКОГОЛЕМ. «…Оплата в баре, рассчитанном на 40 человек, почасовая — 5 фунтов ($7,4). Хотя говорят, для того чтобы посетителю (старше 21 года) стало веселее, достаточно пробыть в зале 40 минут…Сообщается, что для создания "алкогольного тумана" применяется некая установка, использованная в 2007 году художником Энтони Гормли (Antony Gormley) для инсталляции "Слепой свет". На самом же деле это обычный в общем-то настенный увлажнитель Mistifier Plus от компании JS Humidifiers, выпаривающий до 6,5 литра воды в час…»

www.inauka.ru интригует читателей сообщением, что НЕОЖИДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ ПРЕДСТАВИЛ МИРУ ПРОФЕССОР ГАРВАРДА. Что же изобретают высоколобые профессора Гарварда? Вакцину от СПИДА или новые источники энергии? Нет, не угадали. «…Создан "шоколадный ингалятор", который поможет следкоежкам наслаждаться любимым лакомством, но при этом не толстеть... Ингалятором под названием Le Whif (от английского whiff - дуновение) можно впрыснуть в рот лишь вкус шоколада - хочешь, обычного, хочешь, с привкусом мяты, малины или манго. Создатель "чудо-ингалятора" биоинженер Дэвид Эдвардс утверждает, что это - наше будущее… Ингалятор представляет собой небольшой цилиндр, похожий на тюбик губной помады. В нем находится порошок с шоколадным ароматом. Достаточно "пшикнуть" в рот, чтобы по языку расплылся восхитительный вкус шоколадки. Но в нем - ноль калорий. А частицы порошка слишком велики, чтобы попасть в легкие, уверяет профессор, вреда здоровью устройство не причинит… шоколад - это только начало. В дальнейшем автор планирует создавать и другие виртуальные кушанья - вплоть до обеда из трех "пшиков"…»

Если число таких вот «изобретателей» превысит допустимый уровень, то все человечество будет вынуждено перейти на обед из трех «пшиков». И это не смешно. Интеллектуальные ресурсы человечества, как и энергетические, конечны. И использовать их надо во благо и по делу.

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Subscribe to Comments for "Наука и техника. Апрель 2009"