Исследователи Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) с коллегами разработали и создали новые дифракционные решетки для сжатия высокоэнергетических лазерных импульсов в самой мощной в мире лазерной системе. Новая конструкция позволит в одном импульсе передавать 10 ПВт энергии (10¹⁶ Вт). Это примерно в десять раз больше всей совокупной мощности энергосистемы США, что необходимо для многих направлений в науке.

Источник изображения: LLNL

Четыре дифракционные решётки HELD (решётки с высокой энергией и низкой дисперсией) размерами 85 × 70 см каждая будут установлены в лазерной системе ELI-Beamlines L4-ATON в Чешской Республике. Подобные HELD-решётки метрового размера потенциально смогут способствовать созданию будущих сверхбыстрых лазерных систем мощностью от 20 до 50 ПВт.

В лазерной системе дифракционные решётки используются для растягивания и последующего сжатия широкополосных лазерных импульсов. Метод усиления чирпированных импульсов (англ. Chirped pulse amplification, CPA) в 1985 году предложили физики Жерар Муру (Gérard Albert Mourou) и Донна Стрикланд (Donna Strickland), за что они в 2018 году получили Нобелевскую премию по физике. В настоящее время метод CPA является единственным для получения лазерного импульса петаваттного уровня.

Благодаря новым дифракционным решёткам установка L4-ATON сможет генерировать 1,5 кДж энергии в импульсах длительностью 150 фс (фемтосекунд, 10^-15 с), что будет соответствовать передаче беспрецедентной мощности в 10 ПВт с частотой повторения один импульс в минуту. Достижение подобных энергий откроет двери для революционных исследований в таких областях, как физика плазмы и высоких плотностей энергии, астрофизика, ускорение частиц с помощью лазера, улучшенная медицинская диагностика, промышленные технологии обработки и обнаружение ядерных материалов.

Упрощённая схема работы лазерной установки с дифракционными решётками в своём составе. Источник изображения: LLNL

По сравнению с современными решётками NIF ARC решётки HELD позволяют получить в 3,4 раза большую плотность энергии. Они достаточно большие, эффективные и прочные, чтобы выдерживать высокую плотность энергии лазерных импульсов. Растягивая во времени и спектрально лазерный «выстрел» дифракционные решётки снижают энергетическую нагрузку на усиливающую оптическую систему, предохраняя её от порчи. После усиления лазерный импульс снова сжимается и тем самым достигает высочайших энергий без вреда для канала оптического усиления.

Энергетический кризис в Европе вынуждает руководство Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN или ЦЕРН) разрабатывать планы аварийной остановки экспериментов. Сообщается, что планы по приостановке ряда вспомогательных ускорителей будут переданы странам-донорам ЦЕРН в сентябре. Комплекс мер обещает уберечь от порчи самый ценный инструмент организации — Большой адронный коллайдер. Его останавливать не планируют.

Источник изображения: Keystone / Christian Beutler

Весной этого года БАК завершил очередной этап модернизации и вышел на третий рабочий цикл (Run3) с рекордной мощностью столкновений протонов — 13,6 ТэВ. Такой уровень обещает в два раза ускорить исследования, поскольку интенсивность столкновений вырастет и это приведёт к росту числа событий. Одновременно с этим ЦЕРН принял решение не продлевать сотрудничество с российскими и белорусскими учёными после завершения действия предыдущего договора, срок которого истекает летом и осенью 2024 года. Но геополитический кризис на Украине будет иметь последствия также для европейских исследователей и учёных из других стран.

В интервью изданию The Wall Street Journal глава комиссии по управлению энергией ЦЕРН Серж Клоде (Serge Claudet) заявил следующее: «Нас действительно беспокоит стабильность энергосистемы, поэтому мы делаем всё возможное, чтобы предотвратить отключение электричества в нашем регионе».

В часы пиковых нагрузок потребление ЦЕРН со всеми её установками достигает 200 МВт. Это примерно 30 % от потребления расположенной недалеко от комплекса Женевы. Потребление электричества в регионе предписано сократить минимум на 15 %, что также коснётся ЦЕРН. БАК необязательно будет останавливать, но часть ускорителей в комплексе придётся перевести на гибкий график работы или планировать остановки. Для этого ЦЕРН просит поставщика энергии — французскую компанию EDF SA — за сутки предупреждать о необходимости снизить потребление.

Заблаговременное отключение мощных потребителей в ЦЕРН позволит обезопасить от аварийных отключений БАК стоимостью $4,4 млрд и не останавливать эксперименты на нём, хотя отключение ряда вспомогательных ускорителей может сказаться на графике научных работ, включая работы на Большом адроном коллайдере. Ожидается, что отключение других ускорителей в комплексе ЦЕРН позволит снизить потребление энергии на 25 %.

Группа учёных из Университета штата Пенсильвания предложила эффективный способ извлечения редкоземельных элементов из электронного мусора. Сегодня это популярное направление для исследований, но химики из Пенсильвании смогли удивить. Для связывания микрочастиц неодима в растворах учёные использовали микрочастицы из переработанных початков кукурузы, кожуры томатов, отходов хлопка и остатков древесины.

Источник изображения: Chemical Engineering Journal

«Такие отходы, как кукурузные початки, древесная масса, хлопок и томатная кожура, часто оказываются на свалках или в компосте, — говорит автор статьи в журнале Chemical Engineering Journal Амир Шейхи (Amir Sheikhi), доцент кафедры химической инженерии. — Мы хотели превратить эти отходы в микро- или наноразмерные частицы, способные извлекать редкоземельные элементы из электронных отходов».

При подготовки эксперимента группа Шейхи измельчила томатную кожуру и кукурузные початки, нарезала древесную массу и хлопковую бумагу на маленькие тонкие кусочки и замочила их в воде. В ходе дальнейшей химической реакции все материалы распались на три различные фракции: микропродукты, наночастицы и солюбилизированные биополимеры. Выяснилось, что добавление микропродуктов или наночастиц в растворы с частицами неодима запускало процесс разделения. Иначе говоря, частицы этого редкоземельного элемента захватывались и могли быть легко отделены от жидкости.

Захват работает благодаря электростатическому взаимодействию отрицательно заряженных микро- и наноматериалов из биологических отходов, которые связываются с положительно заряженными ионами неодима. Учёные уверены, что таким образом можно отделять из растворов другие редкоземельные элементы и драгоценные металлы, например, золото и серебро при переработке печатных плат и других электронных компонентов. Теперь учёные готовятся испытать технологию на промышленном предприятии по переработке отходов.

Наблюдение за грозой в штате Оклахома в мае 2018 года позволило сразу нескольким научным приборам зафиксировать рекордную по мощности разряда молнию, которая оказалась крайне необычной — она ударила не в землю, а разрядилась в сторону открытого космоса. Разряд оказался в 60 раз сильнее обычных грозовых и достиг значения 300 кулон.

Источник изображения: Chris Holmes

Несмотря на бурное развитие земной науки, учёные всё ещё не до конца понимают процессы, происходящие при грозовых разрядах в атмосфере. И уж тем более загадочно выглядят явления разрядов из облаков вверх по направлению к открытому космосу. А в майском небе над Оклахомой в 2018 году и вовсе произошёл из ряда вон выходящий случай — из облака в небо ударил мощнейший из когда-либо наблюдаемых учёными струеподобный разряд (джет) рекордной силы.

За грозовой обстановкой в тот момент наблюдало несколько групп учёных, а также любители. За грозой следили наземная система Lightning Mapping Array, космические сети Geostationary Lightning Mapper (GLM) и Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), а также энтузиаст, снимавший процесс на камеру. Собрав все данные воедино, учёные смогли изучить процесс образования разряда в ионосферу и его протекание более детально, чем раньше.

Радиочастотное излучение джета оказалось различным на разных участках струи. На высоте от 22 до 45 км обнаружились источники радиоизлучения очень высокой частоты (ОВЧ, от 30 до 300 МГц). На этой высоте разряд не был виден в оптическом диапазоне. Видимость была на высоте от 15 до 20 км от вершины облака, с которого произошёл разряд.

«УКВ и оптические сигналы окончательно подтвердили то, о чём исследователи подозревали, но еще не доказали: УКВ-радиоизлучение молнии испускается небольшими структурами, называемыми стримерами, которые находятся на самом кончике развивающейся молнии, в то время как самый сильный электрический ток течет далеко позади этого кончика в электропроводящем канале, называемом лидером», — пояснил Стив Каммер (Steve Cummer), автор исследования.

Также было установлено, что стримеры относительно холодные — около 204 °C, тогда как лидеры могут достигать высоких температур — более 4 425 °C. Но об этих гигантских выбросах ещё многое неизвестно, и не в последнюю очередь то, почему они разряжаются вверх в сторону ионосферы. Пока на этот счёт есть только теория.

«По какой-то причине происходит подавление обычных разрядов от облаков к земле, — сказал другой автор исследования Леви Боггс (Levi Boggs). — Происходит накопление отрицательного заряда, а затем, мы думаем, что условия в вершине грозы ослабляют верхний слой заряда, который обычно является положительным. В отсутствие разрядов молний, которые мы обычно наблюдаем, гигантская струя может разрядить [вверх] накопление избыточного отрицательного заряда в облаке».

Учёным осталось доказать теорию наблюдениями, и тогда загадка происходящих в молниях физических процессов будет полностью разгадана. Это нужно, в том числе, чтобы защищать земные строения и людей от разрушительных и смертельных ударов молний. Пока защита строится на установке примитивных (хотя и действенных) громоотводов. Перспективными в этом деле обещают оказаться лазеры, но отсутствие полного понимания процессов пока тормозит разработки.

В самом престижном научном журнале Nature Energy вышла статья немецких учёных о разработке технологии масштабируемого производства самых совершенных на сегодня перовскитных солнечных фотоэлементов. Речь идёт о полностью перовскитном тандемном солнечном элементе, оба слоя которого содержат кристаллические структуры только этих минералов. Это означает, что такие элементы можно производить просто и быстро без потери довольно высокой эффективности.

Источник изображения: Bahram Abdollahi Nejand, KIT

Тандемные солнечные элементы позволяют ячейкам работать в более широком энергетическом спектре. Например, верхний кремниевый слой поглощает красный и инфракрасные спектры, а нижний перовскитный — синий и зелёные. На прошлой неделе такие тандемные перовскитные ячейки установили рекорд по эффективности, когда КПД фотоэлементов впервые в истории превысил 30 % (для элемента площадью 1 см², что важно, поскольку при увеличении масштаба КПД снижается). Результат удивительный, хотя следует помнить, что один из слоёв этого элемента представлен кремнием со всеми вытекающими особенностями производства, включая дорогую обработку.

В новом исследовании учёные из Технологического института Карлсруэ (KIT) задались целью создать тандемную ячейку исключительно из перовскитных минералов с разной шириной запрещённой зоны, что дало бы возможность верхнему и нижнему слоям ячейки работать с разными спектрами и избежать использования кремния. Полученный результат оказался настолько хорош, что учёные назвали разработку прямым путём к массовому производству тандемных чисто перовскитных ячеек.

Используя комбинации механического нанесения растворов и вакуумного напыления, исследователи создали ячейку, которая при чистой площади фотоэлемента 12,25 см² (без учёта рамок и контактных электродов) показала КПД на уровне 19,1 %. При изготовлении такого же элемента площадью 0,1 см² КПД составило 23,5 %. Кратное масштабирование процесса изготовления привело всего к неполным 5 % падения эффективности. Это означает, что техпроцесс может быть масштабирован до массового без значительной потери эффективности. При этом сохраняются главные преимущества производства перовскитных ячеек — обработка с помощью жидких растворов и, как следствие, возможность создавать фотоэлектрические поверхности сложных форм и на гибкой подложке.

Работа свободно доступна в издании Nature Energy по ссылке.

Учёные из Массачусетского технологического института разработали технологию более эффективного кипячения жидкостей. Предложенное решение снизит энергозатраты в широком спектре промышленного производства, а также откроет путь к лучшему охлаждению в электронике.

Источник изображения: MIT

В основе процесса кипячения жидкостей лежит борьба компромиссов между критическим тепловым потоком и коэффициентом теплопередачи. Повышая первый, мы вызываем снижение второго и наоборот. В частности, при кипячении воды, чем выше интенсивность нагрева, тем активнее на поверхности кипячения образуются пузырьки водяного пара. С определённого момента пузырьки сливаются в одну сплошную плёнку, теплопроводность которой ниже, чем у воды, а это ведёт к снижению интенсивности кипячения и к перерасходу энергии на поддержание процесса.

Исследователи из MIT задались целью одновременно улучшить оба параметра не нарушая законов физики. Сделать это удалось благодаря разработке многоуровневого покрытия поверхности кипения, о чём они рассказали в журнале Advanced Materials. Основная идея заключалась в том, чтобы не дать пузырькам газа при кипении жидкости слиться в одну сплошную плёнку. Для этого на поверхности кипячения были сделаны углубления диаметром около 10 мкм с шагом 2 мм. Но это далеко не всё. Углубления были сделаны на вершинах столбиков диаметром чуть больше 20 мкм. Столбики за счёт большей площади обеспечивали как лучший нагрев жидкости, так и естественную подачу жидкости (циркуляцию) от основания к вершине.

Третьим улучшением стало «текстурирование» вершин столбиков наноструктурами — гребнями и лезвиями масштаба от десятков до сотен нанометров. Такая текстура способствовала тому, что испарение происходит быстрее за счёт увеличения поверхности кипячения в точке парообразования, что также быстрее отводит пар и не даёт ему застаиваться. Фактически между пузырьками пара и поверхностью кипячения постоянно остаётся жидкость, что не даёт пару снизить тепловую передачу между источником нагрева и жидкостью.

Источник изображения: Advanced Materials

Учёные отмечают, что создать простое решение для практического использования пока нельзя. Процесс создания текстурированной поверхности для наиболее эффективного кипячения жидкостей сложен и требует чистых комнат и оборудования, подобного оборудованию для производства полупроводников. Исследователи лишь доказали осуществимость идеи и намерены разработать техпроцесс более доступного текстурирования поверхностей кипячения. К слову, для разных жидкостей будут свои текстуры, поскольку коэффициенты натяжения у разных жидких сред разные.

В то же время учёные считают, что отрасль производства электроники может уже сейчас выиграть от предложенной технологии. Отводить тепло приходится со всё меньшей и меньшей площади чипов, а нанести текстуру на радиатор или даже непосредственно на процессор будет не так уж дорого, если держать в уме эффективность и общие затраты на системы охлаждения.

Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего разрабатывают новое поколение аккумуляторов, которые смогут работать при экстремальных температурах окружающей среды, будут обладать длительным сроком службы, и при этом обеспечат хорошие энергетические характеристики. Такие аккумуляторы будут запасать в два раза больше энергии, чем существующие, и сохранят работоспособность в лютый мороз и экстремальную жару.

Источник изображения: David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering

В основе перспективных аккумуляторов лежат катоды с серой вместо кобальта (это существенный шаг к снижению цен на батареи, а также защита окружающей среды), а также особый электролит с ослабленными ионными связями, который позволяет ионам более равномерно распределяться в аккумуляторах во время зарядки. Эксперименты с электролитом позволили разработать его версию с высокой температурой кипения, а это открывает путь к аккумуляторам, способным выдержать экстремальную жару либо снизить стоимость систем охлаждения автомобильных аккумуляторов.

Использование солей лития и дибутилового эфира с температурой кипения 141 °C привело к появлению электролита, который не закипает при нагреве до «трёхзначных» значений температуры окружающей среды, которая вполне реальна при особенно высокой температуре воздуха и высокой нагрузке на аккумулятор. Также новый электролит в сочетании с катодами, содержащими серу, остаётся работоспособным при температуре воздуха за бортом -40 °C.

В ходе экспериментов учёные показали, что при охлаждении до -40 °C новый аккумулятор сохраняет 87,5 % ёмкости и 115,9 % ёмкости сохраняется при температуре 50 °C. Такой показатель аккумуляторов как кулоновская эффективность сохраняется свыше 98 % в указанном диапазоне температур. Иными словами, потери полученного аккумулятором от зарядного устройства тока составляют менее 2 %.

Работа по новому аккумулятору опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Прежде чем разработать коммерчески выгодную технологию массового производства литийсерных аккумуляторов учёные намерены сосредоточиться на увеличении их срока службы и на ещё большем расширении диапазона рабочих температур.

Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли генетически модифицировали бактерии, чем заставили их синтезировать очень и очень эффективное биотопливо. Плотность энергии этого топлива оказалась выше, чем у ракетного топлива и в полтора раза выше, чем у бензина, что позволит проезжать на одном баке большее расстояние.

Источник изображения: Jenny Nuss/Berkeley Lab

Синтез пока не позволяет вырабатывать достаточно топлива для испытаний в двигателях, но согласно компьютерному моделированию, новое топливо будет безопасным и стабильным при комнатной температуре, а его энергетическая плотность составит более 50 мегаджоулей на литр (МДж/л). Это значительно больше, чем у существующих видов топлива. К примеру, плотность энергии у бензина составляет около 33 МДж/л, а у керосина для реактивных и ракетных двигателей — около 43 МДж/л.

С химической точки зрения новое топливо — это полициклопропановые метиловые эфиры жирных кислот (POP-FAME). Они состоят из семи наборов циклопропановых колец, каждое из трёх атомов углерода, соединённых в треугольную форму со связями под углом в 60 градусов. Разрушение связей ведёт к высвобождению потенциальной энергии, что происходит при горении. Длину цепочек можно регулировать, получая твёрдое топливо при максимальной длине молекулы, дизельное топливо при средней длине и лёгкое ракетное топливо на сильно укороченных цепочках.

Источник изображения: Pablo Cruz-Morales

Специально выведенные с помощью пересадки генов бактерии из семейства Streptomyces поедают растительные остатки и синтезируют вещество, которое требует всего одной химической обработки для получения топлива с заданными свойствами. Пока бактерии и новое биотопливо не готово к массовому использованию. Предстоит ещё много работы по получению штаммов бактерий с лучшей продуктивностью, но проделанная работа удивительна, что подтверждает публикация в журнале Joule.

Наличие в США источников редкоземельных элементов не противоречит тому, что в стране отсутствуют заводы по отделению и очистке этого сырья. Это очень грязное производство, которое поручили другим странам, например, Китаю. И если подобное разделение труда оправдано экологически и экономически, то стратегически США оказались в сложном положении. Редкоземельное сырьё критически важно для оборонного сектора, а внутреннего источника нет. Поэтому США ищут варианты.

Источник изображения: DARPA

Решить проблему экологической чистоты и получения редкоземельных элементов на территории США поручено, в том числе, учёным из Национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL). Лаборатория заключила контракт с Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) на проведение первой фазы исследований по выявлению и искусственному выращиванию биологических микроорганизмов, которые могли бы естественным путём отделять и очищать редкоземельные элементы из малообогащённых руд и отвалов.

Контракт заключён в рамках исполнения программы DARPA EMBER (Environmental Microbes as a BioEngineering Resource). Стоимость контракта на выполнение первой фазы составляет $4 млн. Если учёными будут решены поставленные задачи, контракт будет продлён на последующие фазы с оплатой работ на сумму $9 млн.

«Команда будет использовать достижения в области микробной и биомолекулярной инженерии для разработки масштабируемой стратегии разделения и очистки редкоземельных элементов (РЗЭ) на основе биоматериалов с использованием недостаточно развитых отечественных источников. РЗЭ — это набор из 17 элементов периодической таблицы, включающий 15 лантаноидов, а также скандий и иттрий», — сказано в пресс-релизе LLNL.

Учёные намерены как испытать ранее идентифицированные микробы и белки, которые уже были протестированы и использованы для очистки и разделения редкоземельных элементов, так и проведут поиск новых микроорганизмов. В конечном итоге учёные надеются представить коммерчески зрелые платформенные биотехнологии для разделения и очистки редкоземельных элементов в промышленном масштабе.

Учёные из Гарвардского университета разработали первый в мире компьютерный чип, который передаёт и обрабатывает данные с помощью звуковых волн, а не потоков электронов. Новшество может найти применение как для классических компьютеров, так и для квантовых.

Источник изображения: Linbo Shao/Harvard SEAS

Сегодня данные в процессорах передаются и обрабатываются либо с помощью электрического тока (электронами), либо с помощью импульсов света (фотонами). Использование звуковых колебаний для передачи данных ближе к оптической передаче, но имеет свои особенности. Главным преимуществом акустического сигнала учёные считают способность намного сильнее взаимодействовать с системой, чем это могут фотоны. Например, звук может снизить вероятность ошибок или повысить энергоэффективность решений.

В то же время скорость распространения звука в материале ниже, чем для электромагнитных волн на той же частоте. Очевидно, необходимо будет искать компромисс, подчёркивая плюсы и нивелируя недостатки. В любом случае, появился новый путь для микроэлектроники, а кто и как им воспользуется — это отдельный вопрос.

«Акустические волны перспективны как носители информации на кристалле для квантовой и классической обработки информации, но разработка акустических интегральных схем была затруднена невозможностью управлять акустическими волнами с малыми потерями и масштабируемым способом, — сказал Марко Лонкар (Marko Loncar), профессор электротехники и ведущий автор нового исследования, опубликованного в журнале Nature Electronics. — В этой работе мы показали, что можем управлять акустическими волнами на интегрированной платформе из ниобата лития, что еще на один шаг приближает нас к акустической интегральной схеме».

Фактически учёные создали только один компонент потенциального акустического чипа — электроакустический модулятор на кристалле. Предыдущие акустические устройства были пассивными. Изобретение американских учёных добавляет в инструмент проектировщиков чипов электронные цепи для активного управления звуковыми волнами как носителями цифровой информации. Модулятор применяет электрическое поле для управления фазой, амплитудой и частотой звуковых волн. В некотором роде это можно считать аналогом транзистора в современной электронике. Пожалуй, такого ещё не было. Но во что выльется это изобретение остаётся только догадываться.

Исследователи из Бингемтонского университета (штат Нью-Йорк) создали элемент питания на основе бактерий, который оказался способен вырабатывать электроэнергию в течение нескольких недель. Батарея состоит из трёх слоёв с разными типами бактерий, которые длительное время поддерживают жизнедеятельность друг друга и это главный секрет долгой работы устройства.

Источник изображения: Binghamton University

Биобатареями в Университет штата Нью-Йорк в Бингемтоне давно занимается профессор Сеохун Чой (Seokheun Choi). На его счету целый ряд проектов бумажных аккумуляторов на основе бактерий. Но все они имели серьёзный недостаток — работали очень недолго. Целью последних исследований специалиста стало создание долговечных батарей с помощью объединения нескольких видов бактерий, которые могли бы поддерживать друг друга.

Научная работа привела к появлению трёхслойной батареи, в которой сверху находятся бактерии, чувствительные к свету — под его воздействием они вырабатывают органические соединения для питания бактерий в нижних слоях. Бактерии в промежуточном слое также производили питательные вещества, а бактерии в нижнем слое вырабатывали электричество, питаясь органическими соединениями, синтезированными сверху.

Опытный элемент питания площадью 3 см² смог вырабатывать электроэнергию в течение нескольких недель. Очевидно, что подобные элементы будут полезными для работы небольших датчиков или электроники без надзора человека. Для достижения необходимой мощности биобатареи достаточно набрать пакет из нужного количества блоков. Впрочем, учёный намерен сосредоточиться на создании самовосстанавливающихся бактериальных батарей, способных плавать на поверхности водоёмов.

Дисплеи OLED стали прорывом после ЖК-экранов, в чём существенно помогла органическая природа светодиодов первых. Органические материалы идеальны для производства электроники на тонких и гибких подложках, поскольку для этого широко используются технологии струйной печати. И если со светодиодами и полевыми транзисторами из органики всё было более-менее хорошо, то достойных органических биполярных транзисторов не было. Но теперь они есть!

Источник изображения: TU Dresden

Первый в мире эффективного биполярный транзистор из органических (углеродсодержащих) материалов создали специалисты из Технического университета Дрездена (TUD). Группа работала под руководством профессора Карла Лео (Karl Leo), который вынашивал идею более 20 лет. И всё получилось, о чём разработчики сообщили в статье в журнале Nature.

Решающее значение для изобретения имело использование высокоупорядоченных тонких органических слоёв. Новая технология обеспечила создание намного более производительного транзистора, чем предыдущие разработки в этой области. Впервые органические биполярные транзисторы достигли рабочих частот в гигагерцовом диапазоне. Это означает, что «органика» открывает себе путь к «цифре» — к мощным и производительным процессорам и контроллерам на гибких подложках, которым найдутся сотни применений, от электроники до имплантатов.

Источник изображения: Nature

Доктор Шу-Джен Ванг (Shu-Jen Wang), который руководил проектом вместе с доктором Майклом Савацки, объяснил: «Первая реализация органического биполярного транзистора была большой проблемой, поскольку нам пришлось создавать слои очень высокого качества и новые структуры. Однако превосходные параметры компонента вознаградили эти усилия».

В сентябре 2020 года группа американских учёных сообщила об обнаружении в верхних слоях атмосферы Венеры признаков фосфина. Это вещество выделяют некоторые земные микроорганизмы, которым для жизни не нужен кислород. Известие стало сенсацией, но лишь до того, как другая группа учёных не указала на ошибку в исследовании. В будущем разобраться с жизнью в облаках Венеры помогут космические зонды, а пока ответ на этот вопрос учёные ищут в моделировании химических процессов.

Источник изображения: NASA

На поверхности Венеры температура достигает 464 °C, а давление — как на глубине 900 метров ниже уровня моря на Земле. На высоте 48–60 км всё не так печально — температура и давление там, как на Земле, но кислорода для разнообразной биологической жизни по типу земной нет. Зато достаточно углекислого газа и серных соединений, которые анаэробные бактерии с удовольствием используют для своей жизнедеятельности на Земле в тех местах, где тоже нет кислорода.

Группа учёных из Кембриджского университета исследовала три возможных схемы метаболизма, в ходе которых микроорганизмы в облаках Венеры могли бы использовать обнаруженный там диоксид серы (SO₂) с выбросом побочных продуктов жизнедеятельности. Химический состав атмосферы Венеры не раз изучался с помощью спектрометров и примерно известен. Моделирование позволило рассчитать объём этих предполагаемых продуктов метаболизма и сравнить с обнаруженным. Расчёты показали, что фактически наблюдаемые концентрации «метаболических» веществ не дотягивают до уровня вероятной микробной жизни в облаках Венеры. Жизни там нет, уверяют британские учёные.

Как ни странно, в поисках признаков микробной жизни в облаках Венеры может помочь космический телескоп «Джеймс Уэбб». Эта обсерватория способна уловить в прицел даже быстролетящий по Солнечной системе астероид, а его спектрометры легко вскроют молекулярный состав как далёких звёзд, так и атмосферы Венеры. Кстати, не удивимся, если среди первых научных снимков с «Джеймса Уэбба» 12 июля будут изображения той же Венеры.

Неопознанные летающие объекты чаще всего попадались на глаза военным. Лётчики и ПВО всегда внимательны к происходящему в небе, что позволяет документировать не только рядовые явления, но также нечто необычное. В свежем отчёте Пентагона нет никаких свидетельств о потустороннем или инопланетном происхождении НЛО. Но военные не имеют достаточной научной базы для полной классификации явлений, поэтому за дело возьмутся учёные NASA.

Источник изображения: Pixabay

В агентстве сообщили, что этой осенью (вероятно, после утверждения нового федерального бюджета) в составе NASA будет создана группа для изучения неопознанных воздушных явлений (Unidentified Aerial Phenomena — UAP или НВЯ), как сейчас принято называть НЛО. Группа будет работать 9 месяцев с бюджетом от нескольких десятков до сотен тысяч долларов США. Расследование будет открытым, поскольку, как надеются в NASA, к секретным документам Пентагона прибегать не придётся. Хотя в NASA не исключают, что отдельным специалистам может быть предоставлен необходимый уровень доступа для ознакомления со всеми важными фактами.

В NASA берутся изучить случаи НВЯ в целях обеспечения безопасности полётов. Это прямой долг агентства, которое кроме космонавтики курирует также авиационные полёты. Забегая вперёд, представители NASA подчёркивают, что никаких доказательств инопланетного происхождения случаев НЛО нет и, скорее всего, не будет. Однако считать это абсолютным выводом тоже нельзя. В любом правиле всегда есть исключения.

Исследованием неопознанных объектов и явлений в NASA будет заниматься группа под руководством астрофизика Дэвида Спергела (David Spergel) из Управления научных миссий NASA. Группа попытается классифицировать открытые данные по НВЯ и создать методологию наилучшего сбора данных по неопознанным явлениям в будущем.

Свежий интерес к НЛО всколыхнула публикация New York Times в 2017 году, в которой сообщалось о секретном подразделении Пентагона по изучению неопознанных воздушных явлений. В июне прошлого года военные вкратце рассказали о работе группы, а в мае этого года отчитались перед Конгрессом. В сухом остатке можно говорить о более чем 400 случаев фиксации неопознанных явлений военными, но все они явно не связаны с инопланетной деятельностью. В Пентагоне составили краткую классификацию явлений, пятый и последний пункт которой — «другое» — привлечёт главное внимание рабочей группы NASA.

Следует сказать, что случаи НЛО учащались в моменты геополитических обострений в новейшее время (в библейские времена таких тоже хватало, кстати). Создание ракетных баз стратегического назначения в 50-е, расширение баз в 70-е и новые базы в 80-е — эти объекты привлекали внимание разведки и напрягали контрразведку, что вело за собой фиксацию активности, иногда необъяснимой. Сегодня мы находимся в начале горячей фазы нового геополитического кризиса, которой также предшествовала подготовка. Отсюда рост фиксации НЛО и прочее, что не исключает необходимости и желания разобраться в происходящих явлениях на новом уровне, включая использование ИИ, как считают в Китае.

Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 35 млрд тонн CO₂. Как признали в ООН, копящийся в атмосфере углекислый газ представляет собой главную угрозу для человечества в войне с глобальным потеплением. К сожалению, улавливать и связывать углекислый газ при производстве и в воздухе — это крайне затратные мероприятия, которые ещё сильнее усиливают углеродный след от промышленной деятельности человека. Учёные из Кембриджа нашли решение этой проблемы.

Источник изображения: University of Cambridge

Учёные разработали недорогое устройство, которое может избирательно улавливать углекислый газ во время зарядки. В процессе работы под нагрузкой, когда «устройство» разряжается, CO₂ высвобождается под контролем и может быть собран для повторного использования или отправлен на хранение. Этим устройством является суперконденсатор, детали которого для большей экологичности изготовлены из безопасных и чистых материалов.

В частности, электроды суперконденсатора изготавливаются из углерода, полученного при сжигании скорлупы кокосовых орехов, а в качестве электролита на водной основе взята морская вода. Поглощение CO₂ из воздуха начинается тогда, когда суперконденсатор ставят на зарядку. Углекислый газ активно поглощается электролитом в районе отрицательного электрода. В серии экспериментов учёные показали способность поглощать электролитом измеряемые объёмы углекислого газа.

По сравнению с другими решениями связывания углекислого газа, например, при нагревании амина (одного из органических производных аммиака), метод суперконденсатора более энергосберегающий и, к тому же, позволяет запасть электрическую энергию, что ещё больше повышает привлекательность такого решения. В настоящий момент учёные не предлагают готового решения для систем поглощения углекислого газа из атмосферы с помощью суперконденсаторов, но рекомендуют пристальнее присмотреться к суперконденсаторам, о чём сообщают в статье в журнале Nanoscale.