Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Разворот научных потоков: открывший графен Андрей Гейм продолжит научную карьеру в Гонконге после 20 лет в Манчестере
26.02.2026 [18:56],
Геннадий Детинич
Год назад президент США Дональд Трамп учинил разгром системы научных грантов, что впоследствии привело к оттоку специалистов в Европу и Китай. Поскольку в Европе тоже не всё гладко, многие ключевые учёные, особенно этнические китайцы, также стали возвращаться на родину. Каждый день колонки китайских СМИ пестрят свежими новостями о том, кто из именитых представителей науки приехал работать в Поднебесную. Один из «отцов графена» тоже стал героем этой истории. 
Источник изображения: SCMP Сегодня стало известно, что Нобелевский лауреат Андрей Константинович Гейм, один из первых синтезировавших графен вместе с Константином Сергеевичем Новосёловым, с апреля 2026 года начнёт работать в Университете Гонконга (HKU), где получил должность профессора и возглавит кафедру. Ради этого он покинет Университет Манчестера в Великобритании, где в своё время смог получить первые в мире образцы графена и проработал 20 лет. «Дальновидный подход HKU к междисциплинарным исследованиям и его приверженность поддержке смелых идей создают условия, в которых рождается великая наука, — цитирует его заявление университет. — Я рад сотрудничать здесь с выдающимися коллегами и внести свой вклад в открытия, которые будут иметь глобальное значение». По признанию Андрея Константиновича, его привлекла характерная для Гонконга синергия между Востоком и Западом, а также инфраструктура мирового класса. Будучи активным сторонником международного научного сотрудничества, Гейм поддерживает тесные связи с китайскими исследователями и с 2017 года является иностранным членом Китайской академии наук. Его первым аспирантом в Манчестере был китайский студент, а всего он подготовил десятки аспирантов из Китая. Иначе говоря, учёный вольётся в новую для себя среду с минимальными усилиями, продолжая готовить квалифицированные кадры для науки. Лень британских учёных обернулась открытием лучших в мире натрий-ионных аккумуляторов
25.02.2026 [19:20],
Геннадий Детинич
Исследователи из Университета Суррея (Англия) совершили неожиданное открытие в области натрий-ионных аккумуляторов. Традиционно при производстве катода на основе натрий-ванадиевого гидрата (NVOH) материал обезвоживали путём нагрева, считая, что присутствие воды ухудшает характеристики. Однако учёные решили оставить воду внутри материала — и это привело к почти двукратному увеличению ёмкости хранения энергии по сравнению с обезвоженной версией. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews Результаты исследования опубликованы в свежем выпуске Journal of Materials Chemistry A и открывают новые перспективы для дешёвых и безопасных альтернатив литийионным батареям, которые, как всем известно, небезопасны в эксплуатации и вредны при утилизации. Ключевой эффект увеличения ёмкости достигается за счёт того, что молекулы воды раздвигают слои материала, создавая больше пространства для перемещения ионов натрия. Это позволяет катоду принимать и отдавать значительно больше ионов натрия при зарядке и разрядке. Тестовые элементы с таким катодом продемонстрировали отличную стабильность — они выдержали более 400 циклов зарядки без существенной потери характеристик. Кроме того, материал показал высокую скорость зарядки и впечатляющую удельную ёмкость, что делает его одним из лучших катодных материалов для натрий-ионных систем на сегодняшний день. Главные преимущества такой технологии — низкая стоимость и высокая безопасность на всех этапах, от производства до утилизации. Натрий чрезвычайно распространён в природе, его добыча относительно проста и не создаёт проблем в цепочках поставок, в отличие от того же лития. Натрий-ионные аккумуляторы менее склонны к перегреву и возгоранию, а использование воды в структуре катода дополнительно повышает безопасность. По сравнению с литийионными батареями, которые обладают более высокой плотностью энергии, но страдают от проблем с пожароопасностью и экологически вредной добычей, натриевые батареи с водосодержащим катодом предлагают более «зелёный» и доступный вариант для повсеместного применения. Перспективы открытия выходят далеко за рамки обычного хранения энергии. Материал NVOH эффективно работает даже в солёной воде, демонстрируя отличные результаты в процессах опреснения — он способен удалять соль из воды не хуже, а иногда и лучше других электродов. В будущем это может привести к созданию систем, где аккумуляторы на основе морской воды будут одновременно накапливать энергию и производить пресную воду. По словам разработчиков, такое сочетание функций открывает по-настоящему захватывающие возможности для устойчивой энергетики и водоснабжения. ИИ помог палеонтологам распознавать динозавров по окаменевшим следам
06.02.2026 [17:45],
Алексей Разин
Палеонтология подразумевает работу с окаменелыми следами жизнедеятельности доисторических обитателей нашей планеты и их останками, но подобный материал не всегда просто систематизировать и идентифицировать. Германские учёные использовали искусственный интеллект для поиска восьми типовых черт отпечатков конечностей динозавров, которые позволяют точнее идентифицировать их владельцев. 
Источник изображения: Unsplash, Fausto García-Menéndez Окаменелые следы конечностей динозавров не всегда имеют чёткие очертания или располагаются обособленно. Нередко они обнаруживаются в скоплениях, не позволяющих точно идентифицировать существо, оставившее конкретные следы. Тем не менее, такая «детективная работа» позволила бы учёным более точно понимать принципы поведения динозавров, взаимодействия их друг с другом и окружающей средой. Учёные Берлинского исследовательского центра материалов и энергии имени Гельмгольца прогнали через систему ИИ почти 2000 изображений окаменелых следов динозавров, охватывающих 150 млн лет земной истории, и алгоритм смог выделить восемь характерных черт таких отпечатков, позволяющих охарактеризовать не только параметры самого существа, но и специфику его движений при формировании конкретного следа, помимо прочего. ИИ научился определять общую весовую нагрузку на область следа и его форму, площадь области контакта конечности с поверхностью земли, развесовку владельца следа при движении, расстояние между пальцами на конечности, характер крепления пальцев к стопе, положение пятки и степень нажима в этой области, баланс давления на почву между носком и пяткой, а также различия между левой и правой частями следа с точки зрения его формы. До обработки этой базы данных силами ИИ основная часть следов была с высокой достоверностью идентифицирована учёными, но алгоритм позволил понять, каким образом выделенные восемь характерных черт помогут распознавать новые следы, обнаруженные палеонтологами. Классическая методика изучения окаменелых следов оставляла много неопределённостей. На форму следа влияло множество факторов, начиная от характера передвижения динозавра в данной местности, влажности и структуры почвы, и заканчивая характером покрытия этих следов осадочными породами в течение десятков и сотен миллионов лет. Кроме того, эрозия почвы со временем затрудняла распознавание следов. По словам авторов методики, теперь в руках у учёных есть некоторое подобие «туфли Золушки», которую они смогут использовать для достоверного определения владельца, но только среди динозавров. К сожалению, в истории палеонтологии не так часто бывает, что скелет конкретного динозавра находится в конце последовательности отпечатков, которые он оставил при жизни на поверхности планеты. Использование ИИ в данной сфере уже позволило учёным укрепиться во мнении, что найденные в Южной Африке следы трёхпалого динозавра небольшого размера, оставленные около 210 млн лет назад, могли принадлежать далёкому предку современных птиц. Ранее считалось, что подобные существа появились на нашей планете лишь на 60 млн лет позднее. ИИ подтвердил сделанные учёными ранее предположения на эту тему. Теперь у них появились новые основания для развития конкретной гипотезы о происхождении пернатых существ. Клавиатура перестанет быть главным инструментом создания контента уже к 2028 году
11.11.2025 [08:40],
Алексей Разин
Лондонская школа экономики при участии компании Jabra провела исследование, согласно результатам которого ввод информации при помощи голосового интерфейса ИИ станет общепринятым стандартом. Родившиеся после 2010 года офисные сотрудники в недалёком будущем в своей деятельности могут вообще не столкнуться с необходимостью набора текста руками. 
Источник изображения: Unsplash, Glenn Carstens-Peters По мнению представителей Jabra, ввод информации голосом отодвинет на второй план работу с клавиатурой. Она будет нужна только для редактирования первично введённого голосом текста. Преобразование речи в текст позволяет быстрее вводить информацию и делает этот процесс более естественным. При этом руки пользователя остаются свободными, он буквально может генерировать текст, передвигаясь в машине или занимаясь домашними делами. Впрочем, у такого подхода имеются и свои недостатки. Обратное восприятие информации делает текст более удобным. Чтение в целом занимает меньше времени, чем прослушивание речевого сообщения, а ещё с текстовыми данными гораздо проще работать с точки зрения анализа, обобщения и структурирования информации. Поиск по ключевым словам в тексте занимает секунды, а перематывание аудиозаписей превращается в пытку. По мнению учёных, ввод текста будет осуществляться голосом, но те же электронные сообщения останутся текстовыми. Кроме того, авторы текстовых заметок обычно более ответственно подходят к их содержанию, тогда как голосовые сообщения буквально размывают суть информации и её структуру. При большом наборе голосовых сообщений сложно определить, что именно и кем было сказано, а также привязать эти данные к шкале времени. Спустя несколько месяцев проще анализировать текстовую переписку, чем рыться в голосовых сообщениях. Не нужно также забывать, что живая речь по своей природе у большинства людей далека от совершенства. Интонации, дефекты речи и влияние акцента — всё это затрудняет голосовой ввод. Более того, лёгкость записи голосовых сообщений увеличивает количество передаваемой информации. Авторы высказываний порой не будут задумываться о ценности и сути своих комментариев, и собеседникам будет сложнее ориентироваться в этом потоке сознания, выделяя саму суть. Учёные ускорили транзисторы, обойдя законы физики — отрицательная ёмкость пробила предел Шоттки
29.07.2025 [12:48],
Геннадий Детинич
Учёные из США смогли поставить на службу микроэлектронике парадоксальное физическое явление, названное отрицательной ёмкостью. Команда более 20 лет исследовала это явление, всё это время подвергаясь привычной критике. Однако целый ряд публикаций в научных журналах говорит сам за себя: этот странный эффект существует, и его можно использовать для повышения производительности транзисторов и чипов. 
Источник изображения: pixabay Явление отрицательной ёмкости условно и проявляется только в сегнетоэлектриках. Под воздействием внешнего электрического поля кристаллическая структура сегнетоэлектриков меняет поляризацию, а также сохраняет внутри кристаллической решётки внутреннее электромагнитное поле даже после снятия внешнего воздействия. Это явление, в частности, используется для создания энергонезависимой памяти FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory). Группа учёных из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли исследует транзисторные структуры с прослойкой из сегнетоэлектрика. Такой материал в качестве диэлектрика под затвором способен снижать управляющее напряжение за счёт привнесения отрицательной составляющей ёмкости в структуру диэлектрика (она частично компенсирует паразитную ёмкость материала), а также ведёт к накоплению энергии внутри транзистора, создавая что-то вроде встроенного суперконденсатора — автономного элемента питания в чипе. В новой работе команда предложила использовать сегнетоэлектрик для повышения производительности высокочастотных мощных транзисторов из нитрида галлия. Речь идёт о транзисторах High-Electron-Mobility Transistor (HEMT) — полевых транзисторах с высокой подвижностью электронов. Они основаны на гетероструктурах, таких как GaAs/AlGaAs или GaN/AlGaN, где на границе двух материалов с разной шириной запрещённой зоны создаётся двумерный электронный газ (2DEG) с высокой подвижностью электронов. Это обеспечивает низкое сопротивление и высокую скорость переключения. Производительность транзисторов HEMT, как и других полупроводниковых структур, ограничена законами физики и, в частности, так называемым пределом Шоттки. Он определяется компромиссом между толщиной изолятора, препятствующего утечкам тока в закрытом состоянии, и величиной тока в открытом состоянии, а также скоростью переключения между этими режимами. Отрицательная ёмкость, утверждают исследователи, позволяет преодолеть этот компромисс и обеспечить прирост производительности GaN-транзисторов. Было показано, что увеличение толщины диэлектрика из сегнетоэлектрика не снижает скорость переключения. Сегнетоэлектрик в виде соединения оксида гафния и оксида циркония (HfO₂-ZrO₂ — сокращённо HZO) толщиной 1,8 нм был нанесён на рабочий слой транзистора под затвором. Кристаллическая структура HZO позволяет сохранять внутреннее электрическое поле даже при отсутствии внешнего напряжения. Когда на транзистор подавалось напряжение, внутреннее поле HZO ему противодействовало. В транзисторе это приводило к парадоксальному эффекту: снижение напряжения вызывало увеличение накопленного в HZO заряда. Такая отрицательная ёмкостная реакция эффективно усиливала управление затвором, способствуя накоплению заряда в двумерном электронном облаке транзистора и увеличивая ток в включённом состоянии. В то же время толщина диэлектрика HZO подавляла ток утечки при выключении устройства, что позволяло экономить энергию. «Когда вы добавляете другой материал, толщина [затвора] должна увеличиться, а управление затвором – ухудшиться, — поясняют учёные. — Однако диэлектрик HZO, похоже, преодолевает предел Шоттки. Этого нельзя добиться обычными методами». «Получение большего тока от устройства за счёт добавления изолятора – чрезвычайно ценно, — добавляют исследователи. — В других случаях без отрицательной ёмкости этого добиться невозможно». Учёные провели эксперимент на макетном образце транзистора. Им ещё предстоит уменьшить его размеры и убедиться в работоспособности таких структур на меньшем масштабе. Пока они ищут заинтересованных партнёров, чтобы воспроизвести эксперимент в условиях массового производства транзисторов. Учёные США массово ищут работу за границей — этим воспользуются Китай и Европа
15.05.2025 [12:55],
Геннадий Детинич
Тревожная статья в Nature указывает на тенденцию к утечке мозгов из США. Опасаясь сокращения финансирования науки администрацией Трампа, более трети американских учёных начали поиск вакансий за рубежом. Для рождённых в Китае учёных есть и дополнительный стимул — спокойно жить и работать в США также мешают растущие антикитайские настроения. Поэтому обещание высоких зарплат в Китае — это серьёзный повод подумать о возвращении домой. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews По неподтверждённой информации, в Китае молодым кандидатам наук предлагаются трёхлетние контракты с годовой зарплатой порядка $100 тыс., что как минимум вдвое выше, чем в США для исследователей того же уровня. Для молодых и потенциально мобильных учёных вопрос смены места жительства — не самая сложная проблема. К тому же к этим зарплатам прилагаются карьерный рост и современные лаборатории, чему власти Китая уделяют пристальное внимание. Администрация Трампа предлагает более чем наполовину сократить финансирование космических программ, на треть и даже больше — расходы на здравоохранение, практически полностью свернуть исследования в области изменения климата, а также закрыть множество социальных проектов. В такой ситуации из США могут уехать не только китайские граждане — начнут уезжать и сами американцы. Сложившейся ситуацией намерена воспользоваться и Европа. На конференции в Париже в начале текущего месяца президент Европейской комиссии Урсула фон дер Ляйен (Ursula von der Leyen) объявила о запуске кампании «Выбери Европу для науки», включающей новый пакет в размере €500 млн ($557 млн), «чтобы Европа стала магнитом для исследователей» в ближайшие два года. Президент Франции Эммануэль Макрон (Emmanuel Macron) также сообщил, что страна отдельно потратит €100 млн на привлечение зарубежных талантов. «Если вы любите свободу, приезжайте и проводите свои исследования здесь», — сказал он. Европейские университеты тоже активно привлекают исследователей из США. Один из старейших университетов Франции — Университет Экс-Марселя (Aix-Marseille University) — сообщил на своём сайте, что готов принять американских учёных. Европейская программа «Безопасное место для науки» почти половину заявок из сотен получает от учёных из США. Наверняка кто-то выберет Европу, но свою долю «возвращенцев» получит и Китай. Однако узнаем мы об этом постфактум — до переезда вряд ли кто-то захочет выносить такие важные решения в публичное пространство. Платина и моча: учёные нашли рецепт для «зелёного» водорода будущего
10.05.2025 [10:30],
Геннадий Детинич
Водород рассматривается как экологически чистая альтернатива ископаемому топливу. Он сгорает без вредных выбросов и может служить аккумулятором для длительного хранения энергии. Только водород способен заменить ископаемое топливо в авиации, судоходстве и тяжёлой промышленности. Проблема в том, что экологически чистый «зелёный» водород добывается с колоссальными затратами электроэнергии, что делает его нерентабельным. Поэтому учёные ищут новые способы его получения. 
Источник изображения: University of Adelaide Австралийские учёные из Университета Аделаиды (University of Adelaide) и Центра передовых исследований и инноваций в области углерода (ARC Centre of Excellence for Carbon Science and Innovation — COE-CSI) для повышения экономической целесообразности электролиза водорода разработали процесс и установку с большей эффективностью, чем позволяют реакции с разложением только воды. Исследователи предложили получать водород из мочевины и усовершенствовали технологию его извлечения из мочи человека и сточных вод. Более того, это также решает проблему загрязнения окружающей среды и снижает выброс вредных веществ. Был создан электролизёр без дорогих полупроницаемых мембран, с катализатором на основе меди и углеродной подложки. В первых экспериментах использовался раствор чистой мочевины, полученной промышленным способом. Однако для практического применения этот подход непригоден, поскольку сама мочевина производится с большими затратами электроэнергии и сопровождается выбросами углекислого газа. Тем не менее подход оказался успешным — на электролиз водорода из раствора мочевины потребовалось значительно меньше энергии, чем при использовании чистой воды. На следующем этапе исследователи применили обычную человеческую мочу. Из-за высокого содержания в ней химически активных ионов хлора катализаторы пришлось заменить: в противном случае газообразный хлор разрушал электроды, и установка быстро выходила из строя. Выбор пал на платину — дорогостоящий, но допустимый для экспериментов вариант. Опыты показали, что электролиз водорода из мочи в новых условиях требует на 20–27 % меньше энергии, чем при использовании чистой воды. Учёные намерены найти более дешёвый катализатор и продвинуться к практической реализации технологии. Трамп провоцирует утечку мозгов из США, и теперь этому есть научное подтверждение
25.04.2025 [11:31],
Геннадий Детинич
В самом престижном научном журнале мира — в издании Nature — вышла работа, которая прямо винит в провоцировании утечки мозгов из США политику нового президента страны Дональда Трампа (Donald Trump). После его инаугурации резко увеличилось число случаев, когда американские учёные ищут вакансии за рубежом, а количество поисков учёных вакансий в США также резко сократилось. Это не к добру, предупреждают исследователи. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Научное могущество США всегда строилось на притоке талантов со всего мира. Обильное финансирование науки, стабильность жизни или более хорошие условия жизни по сравнению с менее развитыми странами делали своё дело. Также этому способствовали военные конфликты, которые по географическим причинам не докатывались до берегов США. Директор Национального центра суперкомпьютерных приложений (NCSA) Уильям Гропп (William Gropp) в интервью HPCwire сказал: «Одним из преимуществ, которыми обладают США, является то, что исследователи со всего мира хотят работать в США и быть частью нашей инновационной экосистемы. Этот отчёт в Nature показывает, что мы рискуем потерять это преимущество перед другими странами, которые ценят и поддерживают открытые научные исследования». 
Источник изображения: Nature 2025 После избрания Трампа президентом США он начал сокращать множество национальных научных программ. Прежде всего это экологические, социальные и программы в области здравоохранения. Эти сферы обильно финансировались предыдущими администрациями и даже не особенно пострадали в предыдущий срок Трампа. С возвращением во власть Дональда Трампа конфликты обострились, и он урезал финансирование множества нецелевых, как он считает, программ, что вызвало обеспокоенность американских учёных. Будущее стало менее чётким, чем раньше. Данные глобальной платформы научных вакансий Nature Careers показывают, что в период с января по март 2025 года американские учёные подали на 32 % больше заявок на работу за рубежом, чем за аналогичный период 2024 года. В то же время число пользователей из США, просматривающих вакансии за рубежом, увеличилось на 35 %.  Также Nature сообщает, что количество заявок от американских учёных на карьерный рост в соседней Канаде в период с января по март 2025 года увеличилось на 41 % по сравнению с аналогичным периодом 2024 года. В то же время количество заявок от канадских исследователей на работу в США сократилось на 13 %. «Исследователи в Соединённых Штатах ищут возможности для карьерного роста за рубежом, поскольку администрация президента Дональда Трампа сокращает финансирование науки и численность рабочей силы», — говорится в анализе данных Nature's jobs-board.  Более того, некоторые европейские институты прилагают все усилия, чтобы привлечь тех, кто может стать частью «оттока научных талантов» из США. В Nature пишут: «В начале марта, например, университет Экс-Марсель во Франции выступил с инициативой "Безопасное место для науки". Из бюджета университета было выделено €15 млн (около $17 млн) на поддержку 15 исследователей, работающих в области климата, здравоохранения, окружающей среды и социальных наук». Так больше не может продолжаться, считают исследователи. Возможному оттоку мозгов из США нужно сопротивляться и, по крайней мере, публично обсуждать эту проблему. Учёные создали катализатор для получения водорода из аммиака, который «нарушил» законы физики
14.01.2025 [12:56],
Геннадий Детинич
Учёные из Великобритании столкнулись с загадочным явлением: предложенный ими катализатор для получения водорода из аммиака повёл себя необъяснимым образом. Обычно катализаторы снижают свою активность в процессе работы, но новый, напротив, становился всё эффективнее. Это заставило исследователей изучить атомарную структуру вещества, которая, по всем признакам, нарушала законы физики. 
Источник изображения: University of Nottingham Аммиак считается одним из наиболее энергоёмких носителей. Однако для его непосредственного использования необходимо разложить его на водород (H₂) и азот (N₂). Реакция протекает наиболее эффективно в присутствии катализатора, например рутения (Ru), который является редкоземельным элементом. Исследователи с химического факультета Ноттингемского университета, в сотрудничестве с Бирмингемским университетом и Кардиффским университетом, разработали катализатор на основе графитового стержня с нанометровыми вкраплениями рутения. Нанокластеры рутения вступали в контакт с аммиаком и разлагали его на водород и азот. Удивительно, но чем дольше катализатор работал, тем выше становилась его активность — реакция ускорялась. «Мы были удивлены, обнаружив, что активность нанокластеров рутения в углероде на самом деле увеличивается со временем, что противоречит процессам дезактивации, обычно происходящим у катализаторов в ходе их использования. Это захватывающее открытие не может быть объяснено традиционными методами анализа, поэтому мы разработали микроскопический подход для подсчёта атомов в каждом нанокластере катализатора на различных стадиях реакции с использованием сканирующей просвечивающей электронной микроскопии. Мы выявили серию тонких, но значительных преобразований на атомном уровне», — рассказал научный сотрудник химического факультета доктор Ифань Чен (Yifan Chen). Катализирующие элементы изготавливались методом магнетронного распыления, при котором плазма в магнитных полях распыляет мишень (в данном случае рутений) и напыляет материал на носитель (графитовый стержень). Такой метод обеспечивает размещение большинства атомов катализатора на поверхности носителя, где они могут взаимодействовать с сырьём, а не остаются глубоко внутри материала. Изучение атомарной структуры катализатора показало, что в процессе работы рутений самопроизвольно собирается в нанокластеры площадью 2–3 нм². Эти нанокластеры формируют ступенчатые усечённые пирамидки. В таком виде катализатор постепенно увеличивает площадь активной поверхности, что объясняет его возрастающую эффективность. «Это открытие задаёт новое направление в разработке катализаторов, демонстрируя стабильную, самосовершенствующуюся систему для получения водорода из аммиака как экологически чистого источника энергии. Мы ожидаем, что этот прорыв внесёт значительный вклад в развитие технологий устойчивой энергетики, поддерживая переход к будущему с нулевым углеродным выбросом», — подытожил профессор химического факультета Андрей Хлобыстов. Создана «вечная» атомная батарейка, которую можно поместить внутрь человека — она построена на углероде-14
05.12.2024 [11:49],
Геннадий Детинич
Углерод-14 является одним из природных радиоактивных изотопов и широко используется для радиоуглеродного анализа. Время его полураспада составляет 5700 лет. Примерно столько и даже дольше сможет работать атомная батарейка на его основе, которую изобрели учёные из Великобритании. 
Источник изображения: University of Bristol В процессе радиоактивного распада 14C образуются электроны и позитроны — это так называемая бетавольтаика. Это явление давно и широко используется при изготовлении радиоизотопных элементов питания. Электроны улавливаются полупроводниковыми переходами, примыкающими к границе зоны рядом с радиоактивным материалом, а дальше всё как в обычных солнечных панелях, только без фотонов — через переходы начинает течь электрический ток. Подобные элементы питания выдают микроватты мощности, но и такое нужно во многих сферах. Условно вечные батарейки смогут питать имплантаты, что перестанет беспокоить пациентов с позиций необходимости периодической замены источников питания, а также электронику без обслуживания — маяки, радиометки, датчики и микрозонды в космосе. Одним словом, спрос на атомные батарейки есть и он растёт. Инновацией учёных из Бристольского университета (University of Bristol) и Управления по атомной энергии Великобритании (UKAEA) стала разработка технологии искусственного создания алмазной оболочки вокруг изотопа, для чего использовалось плазменное напыление. Алмаз является нейтральным, что необходимо для установки таких батарей в тело человека для питания имплантатов. Для человека излучение изотопа 14C будет безопасным, поскольку этот элемент является вторым в организме после калия-40 источником остаточного излучения. Собственно накопление 14C всей существующей на Земле органикой позволяет использовать его для радиоуглеродного датирования древностей. Но это уже другая история. Учёные создали мини-ботов, работающих на водке — чем крепче алкоголь, тем быстрее они плывут
02.12.2024 [19:05],
Сергей Сурабекянц
Лавры пытливых британских учёных явно не давали покоя их американским коллегам. Исследователи из Гарвардского университета под руководством Джексона Уилта (Jackson Wilt) продемонстрировали напечатанных на 3D-принтере плавающих ботов. Каждый бот диаметром около сантиметра состоял из воздушной камеры, обеспечивающей плавучесть, и миниатюрного топливного бака. Но вместо традиционного топлива бак заполнялся спиртом концентрацией от 10 до 50 %. 
Источник изображений: techspot.com Когда ботов помещали в воду, спирт постепенно вытекал из небольшого отверстия — «сопла», вызывая так называемый эффект Марангони. Этот эффект возникает, когда жидкость с более низким коэффициентом поверхностного натяжения быстро распространяется по жидкости с более высоким коэффициентом. Таким образом спирт вызывал движение ботов в противоположную от сопла сторону. Боты на одной «заправке» двигались до 500 секунд с пиковой скоростью около 6 см/с. Исследователи подчеркнули, что скорость движения напрямую зависит от концентрации алкоголя, отметив, что пиво не давало нужной тяги. Они также попробовали мыло в качестве «топлива» для своих экспериментов. По их мнению, спирт предпочтительнее, поскольку он просто испаряется после вытекания из сопла и не загрязняет поверхность воды. В процессе экспериментов исследователи создавали более сложные сборки роботов, напечатав на 3D-принтере объекты с несколькими соплами и соединив их вместе. Это позволило ботам двигаться по криволинейным траекториям или быстро вращаться. Использование нескольких роботов также помогло продемонстрировать «эффект хлопьев» — скопление плавающих объектов, вызванное силами притяжения между менисками, которые они создают на поверхности воды. Исследователи сообщили, что источником вдохновения при проектировании ботов выступили медовые колечки Cheerios.  Исследователи утверждают, что их эксперименты — не просто забава. Они считают, что роботов на подобных принципах движения потенциально можно использовать для равномерного распределения веществ по водоёмам при восстановлении окружающей среды или во время определённых промышленных процессов. Боты могут найти применение в образовании, позволяя на практике изучать концепцию поверхностного натяжения. То же самое явление используют некоторые насекомые, чтобы скользить по поверхности воды. Но, в связи с недоступностью алкоголя, им приходится самостоятельно генерировать поверхностно-активное вещество, которое и двигает их вперёд. Возможно, энтомологам стоит отнести таких насекомых к виду «жуков-самогонщиков». Заметим, что практически каждый российский мальчишка проводил подобные эксперименты — например используя свежую сосновую смолу, намазанную на один конец спички. Такая спичка весьма уверенно двигалась по луже, оставляя за собой радужную плёнку и демонстрируя эффект поверхностного натяжения во всей его красе. Учёные нашли простой способ увеличения срока эксплуатации литиевых батарей на 50 %
03.09.2024 [15:39],
Алексей Разин
При производстве современных литиевых аккумуляторов для электротранспорта, как поясняет сайт CleanTechnica, сейчас используется метод предварительного заряда с использованием слабой силы тока, но исследования Университета Вашингтона и Стэнфордского университета, проводимые при участии корпорации Toyota, позволили обнаружить простой способ увеличения эффективного срока использования тяговой батареи на 50 %.  Сейчас свежевыпущенную батарею принято заряжать слабым током в течение десяти часов, чтобы способствовать формированию на отрицательном электроде полутвердотельного слоя, который защищает оставшийся в электроде литий от нежелательных химических реакций. При медленной первичной зарядке и формировании данного слоя теряется до 9 % лития, и чем выше сила тока, тем больше теряется ионов лития. Между тем, американские исследователи после экспериментов почти с двумя сотнями литийионных ячеек пакетного типа пришли к выводу, что кратковременная зарядка при повышенной силе тока позволяет увеличить дальнейший эксплуатационный ресурс батареи в среднем на 50 %, причём у наиболее удачных экземпляров аккумуляторов прирост достигал приличных 70 %. Недостатком данного метода, который подразумевает переход к 20-минутной зарядке при высоких силах тока, является высокая потеря ионов лития, которая может достигать 30 %. Впрочем, продолжительность срока службы аккумуляторов по мере распространения электромобилей начинает обретать большую важность, поэтому в данном случае производители батарей должны определиться, что для них важнее. Более долговечные батареи, с одной стороны, сделают электромобили более привлекательными на вторичном рынке, особенно с учётом высокой удельной доли стоимости батареи в цене машины. Кроме того, если одна и та же батарея сможет пережить несколько электромобилей, на рынке появится больше сторонников концепции сменных тяговых аккумуляторов. Сейчас подобные станции распространяет в Китае и за его пределами компания Nio. На замену тяговой батареи на автоматизированной станции уходит не более пяти минут, водителю даже не приходится при этом выходить из машины. Электромобиль Nio можно приобрести без батареи, а затем арендовать её за определённую месячную плату. При необходимости преодоления большого расстояния за короткий промежуток времени можно арендовать аккумулятор повышенной ёмкости. Если же стандартизованная тяговая батарея будет оставаться в собственности у автовладельца после смены электромобилей, это позволит снизить затраты на такой обмен. В США открыли лучшую комбинацию материалов для нового поколения аккумуляторных катодов
24.08.2024 [14:03],
Геннадий Детинич
Будущее аккумуляторов за соединениями марганца, уверены учёные из Массачусетского технологического института, что сделает их дешевле и ёмче. Чтобы доказать это, исследователи создали катодный материал с высоким содержанием этого минерала, который в 30 раз дешевле кобальта. Но дело не только в цене. Потенциально катоды с высоким содержанием марганца обеспечат более высокую плотность запасаемой энергии и ряд других преимуществ. 
Источник изображения: MIT В своей работе над более совершенными электродами аккумуляторов исследователи изучали так называемые материалы с разупорядоченной структурой каменной соли (disordered rock salt, DRX). Это не та каменная соль, которая называется ещё поваренной. Как правило, DRX — это оксиды, например, оксид лития, но не обязательно. Учёные уже подтвердили необычно высокий потенциал DRX-материалов для изготовления анодов и катодов аккумуляторов. Но у них обнаружился существенный недостаток — низкий уровень циклирования. Они быстро истощались — приходили в негодность как накопители и проводники ионов. «В катодных материалах обычно существует компромисс между плотностью энергии и стабильностью циклирования ... и в этой работе мы стремимся выйти за рамки, разработав новую химию катодов, — поясняют изобретатели. — (Представленное) семейство материалов обладает высокой плотностью энергии и хорошей стабильностью при циклировании, поскольку в нём используются два основных типа катодных материалов — каменная соль и полианионный оливин, поэтому оно обладает преимуществами обоих». Иными словами, учёные подобрали такое соотношение DRX и полианионов (это большой спектр соединений с избытком отрицательно заряженных групп), при котором сохранялась бы высокая плотность энергии и возможность множественного перезаряда. Некоторой проблемой стала высокая подвижность кислорода в катоде при заряде аккумуляторов высоким напряжением — ещё одна изюминка новых аккумуляторов, однако она была решена введением связывающего кислород вещества — фосфора. В идеальном случае электроды на основе DRX-материалов могут обеспечить до 350 мА·ч/г, тогда как традиционные катоды обеспечивают плотность хранения энергии не выше 200 мА·ч/г. Добавка полианионов обеспечит им стабильность множества циклов заряда и разряда, а использование марганца вместо никеля и, особенно, кобальта, сделает производство аккумуляторов дешевле. Но всё это в будущем. Еще предстоит много исследовательской работы, чтобы коммерческое производство электродов из DRX-материалов стало реальностью. Учёные создали очень мощный наногенератор, который станет конкурентом солнечным панелям
23.08.2024 [13:39],
Геннадий Детинич
Как сообщают учёные, вскоре обычная утренняя пробежка позволит надолго заряжать батареи гаджетов. В этом поможет удивительный наногенератор, разработанный сотрудниками Университета Суррея (University of Surrey). Устройство как минимум в 140 раз мощнее всех ранее предложенных решений в этой области, что в перспективе может позволить отказаться от солнечных панелей для зарядки множества вещей и датчиков. 
Источник изображения: University of Surrey Этот наногенератор относится к так называемым трибоэлектрическим генераторам, когда энергия извлекается в процессе движения или трения. Прорыв был совершён в области, которая позволяет регенерировать и усиливать заряд, достигая рекордного уровня плотности генерируемой мощности. Если альтернативные схемы позволяют вырабатывать до 10 мВт энергии, то предложенное британскими учёными решение обещает довести её до 1000 мВт (1 Вт). Это означает, что наногенераторы на основе сбора энергии от движения и вибраций смогут легко питать даже смартфоны, не говоря о микродатчиках и встроенных в тело чипов. Вот он, Святой Грааль для адептов чипирования человечества! Учёные из Университета Суррея разработали схему генерации, которая чем-то похожа на эстафету с передачей палочки следующему бегуну, как поясняют разработчики. «Мечта наногенераторов — улавливать и использовать энергию от повседневных движений, таких как утренняя пробежка, механические вибрации, океанские волны или открывание двери. Ключевым новшеством нашего наногенератора является то, что мы усовершенствовали технологию с помощью 34 крошечных коллекторов энергии с использованием лазерной технологии, которая может быть расширена для производства с целью дальнейшего повышения энергоэффективности», — поясняют изобретатели. «Что действительно интересно, так это то, что наше маленькое устройство с высокой плотностью сбора энергии может в один прекрасный день сравниться по мощности с солнечными батареями и может быть использовано для управления чем угодно — от датчиков с автономным питанием до систем "умного дома", которые работают без необходимости замены батареи», — уверены учёные. Добавим, статья о разработке свободно доступна на сайте журнала Nano Energy. Разработаны тонкоплёночные солнечные панели: их можно крепить на чём угодно — от рюкзаков до автомобилей
10.08.2024 [16:36],
Геннадий Детинич
Исследователи с факультета физики Оксфордского университета разработали революционный подход для повсеместного распространения солнечной энергетики. Они создали многослойное мультиспектральное покрытие в 150 раз тоньше обычной кремниевой солнечной панели. Такое покрытие можно наносить на рюкзаки, задние панели телефонов, автомобили и стены зданий, в корне меняя подход к производству электричества. 
Источник изображений: Oxford University «Всего за пять лет экспериментов с нашим подходом к укладке или многопереходной [компоновке] мы повысили эффективность преобразования энергии примерно с 6 % до более чем 27 %, что близко к пределам того, чего сегодня могут достичь однослойные фотоэлектрические системы, — сказал доктор Шуайфэн Ху (Shuaifeng Hu), научный сотрудник Оксфордского университета по физике. — Мы считаем, что со временем такой подход позволит фотоэлектрическим устройствам достичь гораздо большего КПД, превышающего 45 %». Задолго до публикации работы об исследовании, команда учёных получила сертификат на свой фотоэлемент от Японского национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST). Согласно документу AIST, созданный командой из Оксфорда тандемный фотоэлемент на основе перовскита обладает КПД свыше 27 %. Но эффективность — не главный конёк изобретения. Самое важное, что команда разработала технологию нанесения тончайших фотоэлементов едва ли ни на любую основу.  Более того, 14 лет назад из стен университета вышла компания Oxford PV, которая занимается коммерциализацией фотоэлектрических разработок учёных Оксфордского университета. Компания имеет производственное предприятие в пригороде Берлина. На этом заводе, если верить заявлениям учёных, уже стартовало производство опытных партий тонких и гибких тандемных перовскитных солнечных элементов с заявленными выше характеристиками. Это только первый шаг к тому, чтобы уйти от тяжёлого и неудобного для повсеместного использования кремния в солнечной энергетике, верят исследователи, и обещают ещё многократно улучшить характеристики своей разработки. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
