Блог «Наука»
Научные открытия и разработки
Записи этого блога не будут видны в ленте, если вы не подписаны на него
-
-
- © cdn.iz.ru
Беспроводной стол-подзарядка российского производства, над которым сейчас работают ученые, будет способен питать одновременно около 10 гаджетов: телефонов, планшетов, ноутбуков и других устройств. Предложенная технология использования гибкой метаповерхности позволила в сто раз увеличить расстояние, на которое устройство передает сигнал: радиус действия представленных сегодня на рынке беспроводных зарядок не превышает 1 см, тогда как разработанный отечественными специалистами умный стол сможет питать все гаджеты на расстоянии метра.
В университете ИТМО работают над концепцией уникального умного стола. Устройство, которое можно использовать на поверхности рабочего пространства в офисе или дома, служит для беспроводной подзарядки нескольких мобильных гаджетов одновременно. Для создания такого прибора разработчики предлагают использовать метаповерхности -- искусственно созданные материалы, способные управлять электромагнитными волнами.
Структурой такого метаматериала может служить среда из пенопласта с тонкими металлическими проводами (антеннами), расположенными в нужной геометрии.
Мы использовали один слой проводящей решетки, который сформировал так называемую метаповерхность. Эта метаповерхность способна преобразовывать затухающую электромагнитную волну в распространяющуюся.
-
-
Ученые Северного (Арктического) федерального университета имени М. В. Ломоносова (САФУ) разработали защитное покрытие на основе углеродных наночастиц, позволяющее уменьшить разрушительное действие коррозии и обледенение поверхностей в условиях Арктики. Испытания показали, что новое покрытие замедлило скорость образование льда от двух до шести раз, сообщила в пятницу пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
«В Центре физики САФУ ученые исследуют сверхгидрофобные антиобледенительные покрытия — защитные покрытия на основе углеродных наночастиц, позволяющие уменьшить разрушительное действие коррозии и обледенение поверхности в условиях Арктики. На данный момент создан рабочий прототип, показывающей основные свойства покрытия — сверхгидрофобность, проводимость тока. В уже испытанных условиях покрытие замедлило скорость образование льда от двух до шести раз по сравнению с металлической незащищенной поверхностью», — говорится в сообщении.
Существующие антиобледенительные покрытия, используемые в Арктике, имеют ряд недостатков. В частности, при температурах ниже минус 20 градусов С антиобледенительные свойства начинают проявляться намного слабее. При обледенении — отложениях льда путем конденсации паров из воздуха — их гидрофобные и антиобледенительные свойства пропадают.
-
Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») разработали нейросеть для управления металлургическими печами — нейросетевого настройщика, который поможет повысить их энергоэффективность на 5-10%. Далее они намерены расширить сферу применения настройщика, модифицировав его для различных электродвигателей, сообщает пресс-служба вуза.
«Созданный в НИТУ МИСиС «нейросетевой настройщик» призван повысить энергоэффективность металлургических нагревательных печей с высокой — до 100 МВт — потребляемой мощностью. Внедрение настройщика не потребует капитальных затрат, поскольку с аппаратной и программной точек зрения — в существующей системе управления печью ничего не изменится. Применение данного подхода позволит повысить энергоэффективность работы нагревательных металлургических печей на 5-10%", — говорится в сообщении.
Параметры металлургической печи могут значительно меняться в ходе ее работы. Например, открытие штор для загрузки и выгрузки металла ведет к потерям тепла, а загрязнение газовых горелок — к снижению эффективности сжигания топлива. Но управляют ими, как правило, с помощью линейных регуляторов с постоянными параметрами и не учитывают такие изменения. В итоге это ведет к снижению качества управления и энергетическим потерям.
-
-
- директор Института «Умные материалы и технологии» Ирина Курзина
- © newinform.com
Ученые САЕ «Институт «Умные материалы и технологии» ТГУ в рамках ФЦП разработали новый многослойный материал, предназначенный для производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах.
Главные конкурентные преимущества продукта, изготовленного на основе сплава ванадия, заключаются в высокой коррозионной и радиационной стойкости одновременно с простотой изготовления и последующей обработки. Основные потенциальные потребители разрабатываемых материалов и конечной продукции — предприятия государственной корпорации «Росатом».
Композитный материал представляет собой трехслойный материал — хромсодержащая сталь / ванадиевый сплав / хромсодержащая сталь (Х17Н2/V-4.9Ti-4.8Cr/ Х17Н2). Испытания радиационной стабильности показали, что воздействие ионов тяжелых металлов на этот материал не приводит к существенному изменению его фазового состава, композит является коррозионно и радиационностойким.
-
-
-
- © cdnimg.rg.ru
Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разработали многослойный материал для тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Он сохраняет свои свойства при температуре до 700 градусов и дозах повреждения более 150 смещений на атом и при этом прост в изготовлении и последующей обработке, сообщили в пресс-службе вуза.
«Ученые Института «Умные материалы и технологии» ТГУ в рамках федеральной целевой программы разработали новый многослойный материал, предназначенный для производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов на быстрых нейтронах. Главные конкурентные преимущества продукта, изготовленного на основе сплава ванадия, заключаются в высокой коррозионной и радиационной стойкости одновременно с простотой изготовления и последующей обработки. Основные потенциальные потребители разрабатываемых материалов и конечной продукции — предприятия государственной корпорации «Росатом», — сказали в пресс-службе.
-
-
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) Петра Великого разработали опытный образец ракетного двигателя для космических аппаратов, способный обеспечить управляемый полет в течение 10 с лишним лет. Об этом говорится в сообщении пресс-службы вуза.
«Ученые СПбПУ разработали ракетный двигатель для космических летательных аппаратов, основанный на ускорении ионов в новой конструкции. <…> Большая скорость факела позволяет получать требуемую тягу, экономно расходуя массу рабочего вещества. Поэтому его должно хватить для управления полетом аппарата на десяток лет и более», — указывается в документе.
В таком двигателе производят ионизацию запасенного рабочего вещества, полученные ионы ускоряют электрическим полем до десятков километров в секунду. Затем ионы нейтрализуют и выстреливают в космическое пространство, создавая реактивную силу. Такой двигатель универсален по отношению к топливу и может работать даже на лунном реголите или марсианском песке. Это позволит дозаправлять космические аппараты во время экспедиций, не перегружая корабль и не сокращая время пребывания в космосе, отмечается в сообщении.
По словам одного из авторов разработки, профессора СПбПУ Олега Цыбина, используемая учеными технология универсальна: нужно сформировать заряженную частицу и ускорить ее электрическим полем. «Для этого может подходить довольно широкий круг рабочих веществ, в том числе газов, жидкостей, твердых тел. Необходимые технологии можно моделировать и апробировать в больших вакуумных камерах на Земле», — приводит пресс-служба слова ученого.
Испытания опытного образца двигателя в условиях, приближенных к полетным, университет проводит совместно с ОКБ «Факел» (Калининград) и Военно-космической академией имени А. Ф. Можайского. Уже поданы три заявки на изобретения, получен один патент.
-
-
- © cdn21.img.ria.ru
Исследователи Центра энергетических наук и технологий Сколтеха вместе со специалистами Института проблем химической физики РАН и Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева разработали новый материал, который позволит улучшить характеристики быстрозаряжаемых металл-ионных аккумуляторов. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба Сколтеха.
Литий-ионные аккумуляторы на основе неорганических материалов (таких как оксиды, фосфаты и др.) сегодня занимают доминирующее положение на мировом рынке, но их совершенствование затруднено. Проблема может быть решена за счет применения в производстве органических соединений в качестве катодных материалов. Они обладают высокой удельной энергоемкостью, а также высокой скоростью заряда и устойчивостью к механическим деформациям, которых нет у тяжелых элементов, используемых в создании аккумуляторов сегодня. Экологичность обеспечивается за счет того, что органические материалы содержат только элементы, встречающиеся в живой природе, а значит могут производиться на основе возобновляемых ресурсов.
-
-
Пензенские ученые совместно с коллегами из Центра кардиологии Минздрава России разработали первый отечественный протез аортального клапана сердца с трансфеморальной (через сосуды) системой доставки без вскрытия грудной клетки и остановки сердца. В четверг с целью тестирования технологии протез клапана установили свинье, рассказал главный врач Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии города Пенза Владлен Базылев.
Порок (стеноз) аортального клапана — одна из наиболее распространенных форм патологии сердечно-сосудистой системы. По словам Базылева, у 30% пациентов старше 70 лет выявляют это заболевание. Традиционно стеноз лечат при помощи операции со вскрытием грудной клетки в условиях искусственного кровообращения, при этом у пожилых пациентов не исключен риск серьезных осложнений и смерти.
«Первый отечественный протез аортального клапана сердца с трансфеморальной системой доставки позволяет устанавливать клапан больному человеку через бедренную артерию по сосудам без проведения открытой хирургической операции и без остановки сердца. Сегодня в рамках доклинических испытаний системы доставки протез установили свинке», — сказал Базылев.
-
В России создали новый автономный термоэлектрический генератор (ТЭГ), который не требует техобслуживания и способен провести в режиме ожидания более десяти лет. В будущем такой ТЭГ может быть использован в устройствах для подачи сигналов бедствия с точными координатами места происшествия — например, в датчиках предупреждения лесных пожаров.
Новый генератор относится к типу термоэлектрических устройств, которые для выработки электричества используют разницу температур двух пластин полупроводникового модуля (эффект Зеебека). При этом главное инженерное нововведение состоит в том, что для разогрева «горячей» пластины решили использовать термитный наноматериал на основе алюминия и никеля.
— Термитные материалы известны уже более века, в настоящее время их используют при сварке металлических изделий. Для нашей разработки мы применили их особую разновидность — наноразмерные порошки, способные выделять большее количество тепла за счет более высокой скорости прохождения реакции, — рассказал ассистент Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Егор Лебедев. — Кроме того, разработанный состав термитного материала не требует атмосферного кислорода, вместо него используется специальный окислитель в составе порошка, что позволяет ему работать в любых условиях окружающей среды.
Инженеры создали работающий прототип, который при малом размере (два коробка спичек) способен вырабатывать электроток силой в 100 миллиампер при напряжении в 3,5 вольт в течение двух минут. Этого достаточно, например, для работы современного смартфона в режиме разговора, если аккумулятор полностью разряжен или испорчен.
-
-
- © mcx.ru
Уникальный фильтр очистки топлива от воды подходит для всех видов машин и спецтехники, работающих на дизельном двигателе. Изобретение не имеет аналогов и позволяет в 2 раза продлить безремонтный срок службы топливной системы до капитального ремонта. Соответственно вдвое уменьшить затраты на ремонт.
Устройство позволяет не только удалять воду из дизельного топлива, но и решать проблему конденсата, который появляется в топливном баке при перепаде температур (особенно в осенний и весенний периоды).
«Вода ржавит металл, действует на точные детали, что приводит к быстрому износу топливной аппаратуры. Уникальность нашего изобретения заключается в дополнительном мембранном слое, который задерживает 99% воды. Данный фильтрующий элемент можно использовать несколько раз, просто промыв картридж противотоком», — рассказал один из авторов разработки, преподаватель Уральского ГАУ Леонид Новопашин.
Над изобретением в течение года трудился коллектив студентов и ученых с кафедры технологических и транспортных машин и кафедры пищевой инженерии аграрного производства. Представители вуза проводили исследования в учебном парке на тракторе МТЗ-80. По итогам испытаний погрешность фильтра составляет всего 1%, то есть из 10% воды устройство пропустило не более 0,1%.
Сегодня ученые Уральского аграрного университета получили патент на свое изобретение и работают над усовершенствованием устройства, что позволит удешевить его себестоимость.
-
-
Ученые МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИ автоматики Росатома разработали технологию получения совершенных материалов — металлических пленок с шероховатостью поверхности в миллион раз меньше диаметра волоса. Устройства на основе таких материалов позволят создать вычислительные устройства будущего, в том числе квантовых компьютеров, а также сверхчувствительные лечебно-диагностические комплексы, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования.
«Сотрудникам научно-образовательного центра „Функциональные микро/наносистемы“ [НОЦ ФМН] - совместного центра МГТУ им. Н.Э. Баумана и ВНИИ автоматики госкорпорации „Росатом“ удалось разработать оригинальное оборудование и серийную технологию получения материалов с ультрамалыми потерями, близкими к теоретическому пределу. Причем, эта универсальная технология может одновременно применяться в разработках в области биомедицины, нанофотоники, энергетики, квантовых вычислений и коммуникаций», — говорится в сообщении.
Потери полезного сигнала из-за несовершенства материалов до сих пор являются ключевым барьером на пути разработки сверхчувствительных лечебно-диагностических комплексов, квантовых компьютеров будущего, абсолютно защищенных систем безопасности и так далее. Ведущие мировые лаборатории уже десятки лет активно работают над поиском новых подходов к решению этих проблем. Российская команда ученых и инженеров предложила принципиально новый подход для создания приборов на новых физических принципах.
-
Группа ученых из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) совместно с Тихоокеанским океанологическим институтом им. В. И. Ильичева (Владивосток) разработали новый метод диагностики астмы и хронической обструктивной болезни легких на основе анализа звуков выдоха, которые регистрируют с помощью бытового микрофона. Об этом в среду ТАСС сообщила доцент кафедры биотехнических систем ЛЭТИ Анна Глазова.
«Обычно для диагностики астмы и хронической обструктивной болезни легких используется спирометрия — человек делает выдох в специальную трубку, и врач анализирует объем выдоха и его скорость. Мы предложили более простой метод — выдох человека записывается на микрофон, и уже по характеристикам звука и его продолжительности определяется патология», — пояснила собеседница агентства.
-
Ученые Уральского федерального университета (УрФУ) модифицировали материал из редкоземельных элементов. Его использование при сборке промышленных кремниевых солнечных батарей позволит повысить их КПД более чем на 20%, сообщила в среду пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.
«Научной группой в лаборатории «Физика функциональных материалов углеродной микро- и оптоэлектроники» Физико-технологического института УрФУ был разработан прототип модифицированной солнечной ячейки, содержащей конверсионный слой из наночастиц редкоземельных оксидов. Такая конструкция солнечной ячейки позволит использовать дополнительную часть солнечного спектра в ультрафиолетовой области, что, по предварительным данным, обеспечит увеличение эффективности преобразования более чем на 20%", — говорится в сообщении.
Ученые использовали материал на основе группы из 17 элементов, включающей скандий, иттрий, лантан и лантаноиды. Направленная модификация их оптических свойств значительно улучшает КПД преобразования солнечной энергии.
-
Сотрудники петербургского Университета ИТМО создали из искусственных материалов новые радиочастотные катушки для МРТ-аппаратов, которые за счет своих новых электромагнитных свойств позволяют повысить точность оборудования или снизить его стоимость.
Мы занимаемся разработкой, исследованиями в области искусственных материалов, так называемых метаматериалов, изучаем их уникальные электромагнитные свойства. Также мы занимаемся применением этих материалов в области магнитно-резонансной томографии. Мы делаем из этих метаматериалов новые радиочастотные катушки, которые либо превосходят по своим характеристикам существующие, либо не уступают в функциональности, но значительно дешевле, что сказывается на стоимости всего оборудования.
Главная сложность при проведении МРТ — отделение полезного сигнала от шума. Именно для этого приходится повторять одно и то же исследование несколько раз, чтобы получить достоверную картину. Это приводит к тому, что исследование может длиться в течение десятков минут.
Более совершенные катушки из метаматериалов, обладающие большей чувствительностью, позволяют значительно улучшить отношение сигнал-шум, что позволяет увеличить чувствительность и проводить исследование эффективнее. Также в вузе создают специальные катушки под конкретные потребности врачей — так ученые сделали катушку для проведения целенаправленного исследования запястья человека.
-
-
- © lukoil.ru
24 мая 2019 г. в Нижегородской области ПАО «ЛУКОЙЛ» открыло научно-исследовательский центр (НИЦ) по битумным материалам. Оснащенный самым современным оборудованием центр позволяет моделировать транспортные нагрузки и климатические условия любого уровня сложности для испытаний битумов и асфальтобетонов в составе дорожного покрытия. Оборудование лабораторий центра позволяет проводить самый широкий в стране спектр испытаний битумов и асфальтобетонов — более 70 методов, моделирующих транспортные нагрузки и климатические условия любого уровня сложности.
-
-
Группа ученых из Сколтеха и МГУ предложила новый подход для замещения атомов углерода на атомы азота в кристаллической решетке суперконденсаторов, что позволит повысить емкость источников энергии для портативной электроники, сообщили в четверг в пресс-службе Сколтеха. Исследование опубликовано в журнале группы Nature — Scientific Reports.
Суперконденсатор — один из химических источников тока, характеризующийся большими скоростями разрядки и зарядки по сравнению с батареями, а также большей запасенной энергией на единицу массы или объема. Обычно в качестве материалов для суперконденсаторов используются пористые материалы, такие как углерод или пористые металлы. Использование металлов приводит к значительному увеличению массы источников.
-
Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) разработали технологию синтеза белка для обогащения кормов для животноводства. Новую технологию, которая также помогает решить проблему утилизации отходов, будут использовать на территории опережающего развития «Надеждинская» в Приморье, сообщили ТАСС в понедельник в пресс-службе ДВФУ.
«Ученые разработали технологию синтеза белка из зерен амаранта и грибного мицелия для обогащения кормов для животноводства. С помощью методов биотехнологии и генной инженерии они внедрили в штамм гриба элемент ДНК амаранта, содержащего запасной белок, и создали более эффективную технологию получения протеина. Новую технологию будут использовать на территории опережающего развития „Надеждинская“ в Приморском крае. С 2020 года на высокотехнологичном производстве „Кормбиосинтез“ планируется начать выпуск кормового микробиологического белка», — сообщили в пресс-службе.
-
Группа российских ученых создала новый полупроводниковый материал без использования свинца, который может быть применен в солнечных батареях для повышения их эффективности. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба одного из участников исследования Сколковского института науки и технологий (Сколтеха).
«Сотрудничество исследователей из Сколтеха, Института неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) и Института проблем химической физики РАН позволило создать перспективные бессвинцовые полупроводниковые материалы для использования в солнечных батареях на основе комплексных галогенидов сурьмы и висмута. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry и анонсированы на его обложке», — говорится в сообщении.
Большой интерес для использования в настоящее время представляют солнечные батареи на основе комплексных галогенидов свинца, то есть соединения свинца с элементами 17-й группы периодической таблицы Менделеева (фтором, хлором, бромом или иодом), с перовскитной структурой — напоминающей структуру минерала перовскита, кристаллы которого имеют кубическую форму. Такие батареи отличаются низкой стоимостью, простотой изготовления и высокой эффективностью преобразования света.
-
-
- © tvzvezda.ru
Исследователи из Объединенного института высоких температур РАН «расплавили» графит и детально изучили жидкую форму углерода. Результаты их замеров были опубликованы в журнале Physical Review Letters.
«Для нас стало неожиданностью, что измеренные температуры плавления графита оказались выше общепринятых более чем на тысячу градусов. Кроме того, мы обнаружили, что скорость звука в жидком углероде возрастает при уменьшении плотности», — цитирует РИА Новости Анатолия Рахеля из ОИВТ РАН.
Результаты исследований могут помочь улучшить характеристики искусственных алмазов и углеродных нанотрубок.
-
-
Радиоактивный химический элемент калифорний в природе не встречается: он был искусственно получен в 1950 году в Калифорнийском университете в Беркли. Известно 20 изотопов калифорния, наиболее стабильным из которых считается калифорний-251 с периодом полураспада 898 лет, а наиболее востребованным — калифорний-252 (2,645 года).
Калифорний-252 — мощный источник нейтронов, так что ему нашли применение в атомной энергетике (в качестве «стартёра» для ядерных реакторов), медицине (для лучевой терапии), геологической разведке (как элемент чувствительных датчиков). А ещё калифорний-252 замечателен тем, что он — самый дорогой металл на Земле: цена 1 грамма изотопа составляет около 250 млн долларов США. Почему? Его нет в природе, а чтобы синтезировать его в лаборатории, нужно специальное оборудование, знания и 7 лет. Неудивительно, что производят его всего в двух местах на планете: Окриджской национальной лаборатории в Соединенных Штатах и Государственном научном центре Российской Федерации НИИАР (г. Димитровград Ульяновской области).
