Главные изобретения в России в 2022 году по версии сайта mail.ru

 © hi-tech.mail.ru

Компактный ускоритель частиц

За первое полугодие в России изобрели немало интересного и инновационного: вещество для моментального тушения пожара, ванадиевые аккумуляторы и многое другое.

Летом 2020 года команда ученых из Манчестерского университета Великобритании заявила, что создали карманный ускоритель частиц, способный разгонять электронные лучи до 99,99% от скорости света. В начале 2022 года отличились уже отечественные ученые. Специалисты из МФТИ, ОИВТ РАН и ФИ РАН представили компактный, размером с комнату, ускоритель частиц.

Цель подобных установок — понимание секретов материи, что позволяет создавать новые материалы (сплавы металлов, полимеры и т. п.), исследовать мир на атомарном уровне, а также лечить онкобольных.

На деле российские ученые еще в 2011 году разработали метод, позволяющий разгонять частицы до околосветовой скорости. Причем не требующий классических многокилометровых установок, как у того же «СКИФА» в Новосибирске или Diamond в Великобритании. Интересно, что разработка 2022 года не только помещается в комнате, но и демонстрирует рекордно высокую эффективность работы до 1,4% — коэффициент преобразования лазерной энергии в поток гамма-излучения.

Особенности установки

Петаваттный высокоэнергетический лазер (PHELIX) мощностью 1015 Вт испускает луч на полимерную пену, состоящую из триацетата целлюлозы с плотностью 2 мг/см³. Производится два импульса: длинный (1/1 000 000 000 сек.) и короткий (1/1 000 000 000 000 сек.). Первый ионизирует атомы пены, создавая плазменное облако, второй — ускоряет электроны в облаке, высвобождая энергию в сотни мегаэлектронвольт.

Разогнанные электроны, ударяясь о тонкую золотую пластинку, образуют гамма-кванты, которые затем поглощаются танталовой фольгой. В ходе такой фотоядерной реакции образуются нейтроны в количестве свыше 60 млрд единиц.

Новые аккумуляторы

 © 3dnews.ru

Современный мир тяжело представить не только без электричества, но и без устройств для хранения электроэнергии. Именно поэтому ученые во всем мире ищут и создают новые материалы, способные более эффективно накапливать, хранить и отдавать электрическую энергию. Благо в России также трудятся над данной задачей, и уже достигнуты серьезные успехи.

Недавно стало известно, что специалисты из «МИСиС», Института проблем химической физики РАН, «Сколтеха» и РХТУ им. Д. И. Менделеева нашли продвинутое решение. Они создали новый углеродный композитный материал, пригодный для использования в ванадиевых аккумуляторах повышенной емкости. Полученные пластины для аккумуляторных батарей состоят из углеродного волокна Toray T700, искусственного графита и углерода N220. Они менее подвержены коррозии и просты в изготовлении, что сулит снижение стоимости «зеленой» энергии.

Интересно, что ванадиевые батареи во всем мире сейчас производится исключительно из китайских материалов. Они применяются в различных областях, но чаще всего в нефтегазовой промышленности и возобновляемой энергетике. Испытания отечественных батарей стартуют в течение следующих 6 — 12 месяцев, а в случае успеха через аналогичный промежуток времени начнется их массовое производство. Российская разработка сможет бесперебойно функционировать в течение 20 лет.

Двигатель для электромашин

Казанский государственный энергетический университет (КГЭУ) спроектировал электрический двигатель для отечественных авто узкопрофильного назначения. Речь идет о различного рода технике, используемой в ЖКХ или на производстве. Например, такой электромотор будет устанавливаться в гольфкары.

 © hi-tech.mail.ru

Сообщается, что разработанный электродвигатель является первым отечественным проектом полного цикла, а первый опытный образец увидит мир в 2023 году. Кроме того, представители КГЭУ сообщают, что намерены в будущем создать электроустановки и для легковых авто, и для тяжелого автотранспорта (тягачи, грузовики или электробусы). Все это является вузовской стратегией импортозамещения согласно федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет 2030».

Пористая стеклокерамика

 © hi-tech.mail.ru

Еще один отечественный продукт, разработанный в рамках программы по импортозамещению. И нет, пористая стеклокерамика — это не материал для изготовления посуды и прочей бытовой утвари. Область ее применения — строительство. Например, утепление атомных электростанций (сейчас для этого используется пеностекло, импортируемое на 95%), возведение зданий в условиях вечной мерзлоты, создание конструкций для газо- и нефтедобычи.

Мордовские ученые из МГУ им. Н. П. Огарева отмечают, что созданный ими материал экологичен и превосходит зарубежные аналоги по прочности, теплопроводности и стойкости к воздействию на него биологических и химических факторов. Кроме того, он и прост в изготовлении, поскольку не требует газообразующих добавок, а весь процесс укладывается в одну стадию. Кальцинированную соду смешивают с сухим помолом кремнистой породы, после чего состав обжигают.

В настоящее время уровень готовности разработки равен TLR5, то есть ее работоспособность демонстрируется на приближенных к реальным условиям макетах. Это означает, что до непосредственного промышленного производства пористой стеклокерамики остается совсем немного. Уже в 2023 году новый строительный материал начнут производить на саранском комбинате теплоизоляционных изделий (КТИ).

Астралены — уникальный огнетушащий состав

 © static1-repo.aif.ru

В последние годы отмечается увеличение интенсивности возникновения пожаров как в населенных пунктах, так и в лесистой местности. Проблема настолько масштабна, что регионам поручили в 2 раза сократить площади лесных возгораний и усилить контроль за проблемными зонами.

Однако победить огонь можно не только увеличением финансирования противопожарной безопасности, важны и разработки новых пожаротушащих составов. Особых успехов в этом направлении достигли специалисты из Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС. Их целью было создание такого состава, который при меньшем расходе смог бы быстрее и интенсивнее тушить огонь. Благодаря наработкам петербургского профессора Андрея Пономарева, задачу удалось решить.

Запатентованные ученым частицы размером в несколько нанометров — астралены — как никто лучше справляются с огнем. Опытные испытания показали, что эффективность составов с астраленами по сравнению с обычными смесями на 30% выше, а скорость тушения возрастает в 3−4 раза. Сообщается, что даже нефтепродукты новая смесь способна потушить за считанные секунды.

Композитный материал для аэрокосмической отрасли

 © hi-tech.mail.ru

Для ракетно-космических устройств крайне важна тепловая износостойкость, так как, преодолевая атмосферу Земли, они разогреваются до температур свыше 1000. Для их защиты применяют специальные углеродные композиты, способные обеспечить сохранность техники при температурах до 1600. При более высоких температурах подобное покрытие уже не справляется, так как окисление становится неконтролируемым, а разрушения необратимыми.

Очевидно, что подобное температурное ограничение тормозит развитие аэрокосмической области, но решение проблемы есть. В НИТУ «МИСиС» в ходе экспериментальных работ сумели получить защитный композитный материал, устойчивый к экстремальным температурам более 2000 и к окислению. Ученые усовершенствовали существующие углерод-углеродные композиты карбидом кремния. Как сообщает руководитель лаборатории «МИСиС» Дмитрий Московских, новый защитный материал легок, быстр и экономичен в производстве.

Другие интересные разработки в 2022 году

Среди прочих отечественных инноваций этого года стоит отметить биодобавку Cleavir, восстанавливающую здоровье после перенесения инфекции Covid-19. Интересна и веб-платформа для изучения 3D-геномики. Она позволяет просчитывать влияние укладки геномов в трехмерном измерении, давая возможность с высокой точностью вычислять возникновение генетических отклонений у пациента.

Не обошлось и без искусственного интеллекта. Предварительно обученные нейронные сети применили в области энергетики. Так, нейросети, входящие в комплекс «Нейродин», призваны моделировать критические режимы работы электростанций для последующего решения внештатных (аварийных) ситуаций.

А еще прошли успешные испытания абонентской аппаратуры персональной связи отечественной спутниковой системы «Гонец». Тестирование показало высокую точность работы оборудования, а также отличную работоспособность на различной местности при любых погодных условиях.

Пост сделан с содействием блогера artal!

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈