Японские учёные изучили побывавшие в космосе образцы древесины магнолии и пришли к выводу, что этот материал прекрасно подойдёт для изготовления корпусов и деталей спутников. Суровая космическая среда не оставила на образцах никаких следов. Деревянные конструкции могут использоваться в составе космических аппаратов, и первый из деревянных спутников полетит не позже следующего года.

Источник изображения: Университет Киото

Проект спутника с деревянными элементами три года назад подготовили японская лесозаготовительная компания Sumitomo Forestry и Киотский университет. Но прежде чем создавать деревянный спутник, было предложено испытать образцы обычной и окрашенной древесины на борту МКС в составе японского научного модуля «Кибо». Для испытаний выбрали древесину магнолии как славящуюся своей твёрдостью и гибкостью. Образцы провели в открытом космосе около девяти месяцев и были возвращены на Землю в январе этого года.

Внешний осмотр и взвешивание показали, что все образцы находятся в фактически неизменном состоянии. Открытая космическая среда — вакуум и радиация — не оказали никаких разрушительных действий на древесину. Тем самым можно с уверенностью сказать, что изготовленные из дерева корпуса спутников могут стать надёжной заменой металлу.

Побывавшие в открытом космосе образцы древесины

Изготовление корпусов и элементов шасси спутника из дерева позволят им полностью сгорать в атмосфере после вывода из эксплуатации. Во время схода космических аппаратов с орбиты часто бывает, что изготовленные обычно из алюминия элементы обшивки отрываются и остаются на орбите в виде космического мусора. Древесина обещает полностью сгорать в атмосфере и избавит нас от такой угрозы.

Проект европейского спутника из дерева

С другой стороны, деревянные щепки во время земных ураганов способны пробить даже железо. Будет мало привлекательного, если на орбите появится незаметный для радаров космический мусор из древесины. Тем не менее, совместный проект NASA и JAXA ведёт к тому, что первый спутник из дерева будет запущен в 2024 году. Где-то также зреет аналогичный европейский проект «Чистый космос» (Clean Space), который также предполагает запуск спутника из дерева.

Компания Microsoft только что поддержала крупный проект по улавливанию выбросов углекислого газа от электростанции, работающей на дровах и биомассе. Сегодня технологический гигант объявил о заключении сделки с датской энергетической компанией Ørsted о покупке экологических кредитов на эквивалент 2,76 млн тонн углекислого газа, которые будут захвачены на электростанции Ørsted в Аснесе за 11 лет. При этом некоторые эксперты со скепсисом относятся к такой стратегии Microsoft.

Источник изображения: pixabay

Согласно пресс-релизу Ørsted, на сегодняшний день это одна из крупнейших сделок по сокращению выбросов углекислого газа. Предполагается, что этот шаг поможет Microsoft достичь своей цели стать углеродно-отрицательной к 2030 году, когда компания станет удалять из атмосферы больше углекислого газа, чем она генерирует в ходе своей деятельности. Однако технология улавливания выбросов углекислого газа все ещё находится в зачаточном состоянии, и некоторые экологические группы и исследователи скептически относятся к тому, что стратегия, которую Microsoft только что помогла финансировать, может быть эффективным способом борьбы с изменением климата.

Без поддержки Microsoft компания Ørsted не смогла бы установить устройства для улавливания углерода на своей электростанции. «Для того, чтобы сделать этот проект жизнеспособным, были необходимы датские государственные субсидии и контракт с Microsoft», — говорится в заявлении Ørsted. С помощью Microsoft компания смогла заключить ещё более крупный 20-летний контракт с Датским энергетическим агентством (DEA) на захват выбросов CO₂ в городе Аснес на западе Зеландии и второй электростанции недалеко от Копенгагена. После того, как устройства улавливания углекислого газа будут установлены, к 2026 году они смогут улавливать в общей сложности 430 000 тонн CO₂ ежегодно. Для сравнения, это примерно эквивалентно тому, сколько углекислого газа выбрасывает одна газовая электростанция в год.

Ørsted, помимо прочего, применит технологии, которые смогут сразу отфильтровывать CO₂ из дымовых труб электростанций, предотвращая выбросы в атмосферу. Компания считает, что таким образом её электростанции, работающие на биомассе (опилки, обрезки и другие древесные отходы, солома и прочие сельскохозяйственные отходы), станут углеродно-отрицательными. Она планирует захоронить избыточный углекислый газ под Северным морем и продавать Microsoft кредиты, эквивалентные каждой тонне CO2. Затем Microsoft сможет использовать эти кредиты, чтобы заявить, что она устранила часть собственного загрязнения парниковыми газами.

В последнее время Microsoft делает смелые ставки на климатические технологии и технологии экологически чистой энергии. На прошлой неделе было объявлено о плане закупки электроэнергии у строящейся термоядерной электростанции, хотя некоторые эксперты считают, что такую передовую электростанцию будет невозможно построить ещё несколько десятилетий.

Европейский парламент разработал новый законопроект с целью улучшения маркировки продуктов в ЕС — он запретит указывать вводящие в заблуждение характеристики продукта, например, необоснованные заявления об их экологичности или сроке службы батареи. Также будущий закон обяжет производителей рассказывать о стоимости ремонта и запретит ограничивать использование сторонних запчастей или аксессуаров.

Источник изображения: pixabay

Директива будет нацелена на упаковку и рекламные объявления с неоправданными заявлениями о безвредности продуктов, такими как «климатически нейтральный» и «экологически чистый», если они не подкреплены реальными доказательствами. Законопроект также предусматривает чёткую маркировку стоимости ремонта продукта и любых потенциальных ограничений на ремонт со стороны производителей.

Чтобы продукты служили дольше, ЕС хочет запретить внедрение конструктивных особенностей, которые ограничивают срок службы продукта или приводят к преждевременному выходу товара из строя. Кроме того, производителям хотят запретить ограничивать функциональность продукта, когда он используется с расходными материалами, запасными частями или аксессуарами (например, зарядными устройствами или чернильными картриджами), произведенными другими компаниями.

«Промышленность больше не будет получать прибыль от производства потребительских товаров, которые ломаются по истечении гарантийного срока. Теперь производители должны будут в понятной форме предоставлять информацию о возможностях и стоимости ремонта. Этикетки на продуктах будут информировать граждан о том, какие товары гарантированно прослужат дольше, а производители, чьи товары более долговечны, будут получать прибыль. Джунгли ложных экологических заявлений закончатся, так как будут разрешены только сертифицированные и обоснованные указания об безвредности продукта» — Биляна Борзан (Biljana Borzan), вице-президент Прогрессивного альянса социалистов и демократов в Европейском парламенте.

Цель нового законопроекта — помочь потребителям совершать более осознанные покупки и побудить компании предлагать более экологичные продукты. Европейский парламент также хочет запретить вводящие в заблуждение утверждения о сроке службы батареи, а также сообщать потребителям о запланированном устаревании и конструктивных особенностях, которые ограничивают жизненный цикл продукта.

Поскольку проект закона уже принят в рассмотрение, вскоре должны начаться обсуждения между Европарламентом и странами-членами Евросоюза.

Созданный учёными из Калтеха стартап Captura собирается построить в порту Лос-Анджелеса опытный комплекс по прямому улавливанию углекислого газа из океанской воды. Пилотный проект позволит оценить все плюсы и минусы технологии, а также даст время решить, что делать с добытым таким образом CO₂. Экологи опасаются, что всё это поддерживается добывающими углеводороды компаниями только для отвода глаз.

Проект станции по извлечению CO₂ из океанской воды. Источник изображения: Caltech

Власти США назвали технологии улавливания углекислого газа одними из перспективных для борьбы с углеродным следом. На эти цели на ближайшие годы будут выделены миллиарды долларов. Большие и маленькие компании разрабатывают уникальные проекты и строят установки. Правда, часто уловленный такими установками CO₂ приходится выпускать обратно в воздух, объясняя это отладкой процессов. Как и каким образом утилизировать уловленный углекислый газ или превращать его в продукцию или химическое сырьё — на это пока однозначного ответа нет.

Стартап Captura, который публично заявил о себе в этом году, был основан два года назад и сумел в 2022 году выиграть денежный приз на конкурсе XPrize, учреждённом Илоном Маском для ряда инновационных областей, куда также входит тема борьбы с потеплением климата. Стартап смог запустить свой первый пилотный проект в августе прошлого года в Ньюпорт-Бич, Калифорния. Мощность установки позволяла извлекать из морской воды до 1 т CO₂ в год. Установка в государственно-частном исследовательском центре AltaSea в порту Лос-Анджелеса, которую вскоре начнут создавать, сможет извлекать из морской воды уже до 100 т CO₂ в год.

Установка по прямой добыче CO₂ из морской воды (мощность — 100 т CO₂ в год). Источник изображения: Captura

Новые заявленные объёмы извлечения углекислого газа из океанской воды тоже небольшие — это выбросы всего 22 автомобилей в течение года. Новая установка призвана выявить все положительные стороны проекта, а также все его недостатки, что более важно учесть перед созданием более масштабных объектов. Например, остаётся открытым вопрос качества фильтрации морской воды — технология запросто может убить планктон, а это кормовая база морских обитателей. Также планктон сам поглощает CO₂.

В процессе работы установка Captura будет забирать определённый объём морской воды и небольшую часть из этого объёма — менее 1 % — подвергнет процедуре электродиализа. Это ещё сильнее закислит воду, в процессе чего будет выделена условно кислота и базовый бессолевой раствор. Кислота добавляется в основную массу закачанной воды, где с её участием начинают происходить химические реакции с активным выделением CO₂. Углекислый газ улавливается, а освобождённая от него вода с добавленным бессолевым раствором возвращается обратно в океан.

Основная идея в этом проекте — это позволить Земле с помощью океанов самоочищаться от избытка CO₂. Океанские воды легко поглощают избытки углекислого газа из воздуха и ежегодно освобождают атмосферу на 6 млрд т CO₂ или около того. Улавливая CO₂ из морской воды мы очищаем этот природный фильтр и позволяем ему работать лучше. Также мы снижаем кислотность океанских вод, что положительно действует на множество морских экосистем от моллюсков до коралловых рифов.

Надо отметить, что одним из главных спонсоров Captura в новом проекте является крупнейшая в США добывающая компания Southern California Gas. Другими инвесторами стартапа называются нефтегазовые гиганты Aramco и Equinor. Всё это даёт повод подозревать добывающие компании в желании создать видимость борьбы с выбросами парниковых газов вместо того, чтобы сократить или вовсе прекратить добычу ископаемых, в чём уверены многие экологи.

И все же множество компаний, особенно крупных технологических, обращаются к разработкам, направленным на прямую фильтрацию CO₂ из воздуха и воды, чтобы компенсировать часть своих выбросов. Так, Captura заключила контракт с группой Frontier, созданной компаниями Stripe, Alphabet, Meta✴, Shopify и McKinsey. Эта группа и инициатива намерены облегчить другим компаниям компенсацию выбросов с помощью новых технологий удаления углерода. Через Frontier компания Captura намерена продавать углеродные кредиты, которые представляют собой тонны CO₂, извлеченные из океана. Кредиты, скорее всего, будут получены от ещё одного экспериментального завода, который стартап планирует построить в следующем году. Это не первый такой проект и, очевидно, не последний. Не исключено, что что-то из этого даст ощутимый результат.

На этой неделе компания Tesla опубликовала свой отчет о воздействии на окружающую среду за 2022 год, который дает четкое представление об углеродном следе компании по производству электромобилей. Впервые Tesla раскрыла данные о воздействии на выбросы от своих цепочек поставок, что делает ее общий углеродный след намного больше, чем сообщалось в прошлом.

В прошлом году компания раскрыла только информацию о том, сколько парниковых газов было выброшено в атмосферу в результате ее непосредственной деятельности и зарядки электромобилей клиентами. В общей сложности они эквивалентны 2,5 миллионам тонн углекислого газа (CO₂). Но это не даёт полной картины, поскольку климатическое воздействие цепочек поставок — считающееся косвенными выбросами — составляют бóльшую часть углеродного следа компании.

В этом году Tesla, наконец, опубликовала данные о выбросах цепочек поставок за 2022 год, что эквивалентно примерно 30,7 миллионам тонн углекислого газа. Что называется, почувствуйте разницу. Эта информация особенно актуальна тем, что в США разгорается борьба между компаниями и Комиссией по ценным бумагам и биржам (CES) по поводу того, какой объём выбросов должен быть отражён в отчетности согласно законодательству.

Углеродный след компании обычно делится на три основные группы или «сферы деятельности». Первая «сфера» включает прямые выбросы от собственных заводов, офисов и транспортных средств. Вторая включает выбросы от использования электроэнергии, отопления и охлаждения. И, наконец, последняя включает в себя все остальные косвенные выбросы от цепочек поставок и жизненного цикла продукции, производимой компанией. В третьей «сфере» существует 15 различных категорий выбросов, на которые их можно классифицировать.

Это обычная практика, когда компании сообщают только о своих выбросах в рамках 1 и 2 сфер деятельности, поэтому углеродный след компании может казаться гораздо меньше, чем есть на самом деле. Например, выбросы компании Tesla в 1 и 2 сферах составили всего 610 000 тонн CO₂ в 2022 году. Это ничтожно мало по сравнению с косвенными выбросами компании в сфере 3.

Конечно, углеродный след, например, Ford гораздо больше, чем у Tesla — более 337 миллионов тонн CO₂ в 2022 году (почти все выбросы относятся к 3-й «сфере»). Это потому, что Ford продал в прошлом году в три раза больше автомобилей, чем Tesla, а также потому, что большинство автомобилей Ford используют двигатели внутреннего сгорания. То, что Tesla производит электромобили, не означает, что её воздействие на окружающую среду незначительно.

Запущенный в 2021 году европейский проект I-Seed привёл к созданию первого рабочего прототипа биоразлагаемого робота, совершающего движения без источников питания. Система призвана создать дружественные природе датчики мониторинга среды, которые при всей своей ценности слежения за вредными и парниковыми веществами сами не нанесли бы природе вреда.

Источник изображения: Italian Institute of Technology

Разработка создана в Итальянском технологическом институте (IIT-Italian Institute of Technology) в Генуе исследователями лаборатории Bioinspired Soft Robotics (BSR) под руководством Барбары Маццолаи (Barbara Mazzolai) в сотрудничестве с Университетом Тренто. Научный руководитель проекта давно пользуется приёмом наблюдения за растениями в поисках отточенных земной эволюцией интересных решений.

В основу мягкого и биоразлагаемого робота был положен принцип распространения семян южноафриканской герани Pelargonium appendiculatum. Семена этого растения имеют в стенках неживую ткань, которая в процессе изменения влажности меняет длину волокон. Это условно целлюлоза, которой не нужна поддержка жизнедеятельности — метаболизм или питание. Но когда влажность меняется, семена начинают совершать движения, что происходит чисто механически. В процессе набухания и высыхания семена движутся до тех пор, пока не попадут в трещины в земле, что увеличит шанс их прорастания в благоприятных условиях.

Учёные изучили строение тканей и клеток семян и воспроизвели в виде мягкого робота. Робот изготовлен методом 3D-печати. Учёным пришлось изрядно поработать, чтобы подобрать для него подходящий материал.

«Эти биоразлагаемые и энергоавтономные роботы будут использоваться в качестве беспроводных инструментов, не требующих батарей для исследования и мониторинга поверхностного слоя почвы. Этот подсмотренный у природы подход позволил нам создать недорогие инструменты, которые могут быть использованы для сбора данных на месте с высоким пространственным и временным разрешением, особенно в отдаленных районах, где нет данных мониторинга», — сказал один из авторов исследования.

Теоретически для изготовления подобных роботов всё готово. Учёные разработали не только биоразлагаемую электронику, но даже полностью растворимые в кишечнике человека аккумуляторы. Если там они не опасны, то и природе не нанесут вреда.

Используя данные рентгеновской обсерватории NASA «Чандра» (Chandra) и других телескопов учёные обнаружили неизвестную ранее угрозу для жизни на планетах земного типа. На определённой фазе процесса образования сверхновых исходящее от области взрыва рентгеновское излучение способно уничтожить биологическую жизнь на планетах в радиусе до 100 световых лет и больше. Раньше это явление не принималось во внимание. Но теперь к нему надо отнестись со всей серьёзностью.

Воздействие сверхновой и гибель жизни на планете земного типа в представлении художника. Источник изображения: NASA

Традиционно опасными для всего живого периодами в явлении сверхновых считались гамма-излучение в первые дни и месяцы после взрыва, а также поток высокоэнергичных частиц, приходящий через сотни и тысячи лет.

Новые наблюдения показали, что в процессе взрыва сверхновой возникает ещё одна угроза — поток рентгеновского излучения, который возникает в результате удара взрывной волны сверхновой звезды о плотный газ, окружающий взорвавшуюся звезду. Генерируемый процессом поток излучения может достичь обитаемой планеты в течение месяцев или лет и будет длиться десятилетиями, что приведёт к вымиранию биологической жизни на планетах земного типа.

Полученные данные проверены при наблюдении 31 сверхновой и последствий их взрывов. Наблюдения проводились в основном с помощью рентгеновской обсерватории NASA Chandra, и миссий Swift и NuSTAR, а также XMM-Newton Европейского космического агентства. Из данных следует, что планеты могут подвергнуться смертельным дозам радиации, находясь на расстоянии около 160 световых лет. На составном изображении ниже показаны четыре сверхновые в исследовании (SN 1979C, SN 1987A, SN 2010jl и SN 1994I).

Источник изображения: NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.

Среди представленных в наборе изображений четырёх сверхновых объект SN 2010jl произвёл наибольшее количество рентгеновского излучения. По оценкам авторов, эта сверхновая обеспечила смертельную дозу рентгеновского излучения для планет земного типа, находящихся на расстоянии менее 100 световых лет от неё.

Длительный поток рентгеновского излучения может серьёзно изменить химический состав атмосферы планеты. В частности, для похожей на Землю планеты этот процесс может привести к уничтожению значительной части озона, который защищает жизнь от опасного ультрафиолетового излучения звезды-хозяина. Это также может привести к гибели широкого спектра организмов, особенно морских, находящихся в основании пищевой цепи, что приведет к вымиранию.

В изменённом составе атмосферы начнёт преобладать диоксид азота, что проявит себя в виде образования коричневой дымки в воздухе. Растения на суше начнут погибать, и процесс рискует стать необратимым (это явление проиллюстрировано на заглавном изображении).

На Земле найдены изотопы, образование которых учёные объясняют избыточным гамма-излучением — это явный признак работы сверхновых. Тем самым последствия от взрывов могли сказаться на Земле в период от 2 до 8 млн лет назад. Оценки дают данные, что эти сверхновые находились на расстоянии от 65 до 500 световых лет от Земли.

В настоящее время Земля и Солнечная система находятся в безопасном пространстве с точки зрения потенциальных взрывов сверхновых, но масса других планет в Млечном Пути таковыми не являются. Поэтому такие высокоэнергетические события рискуют значительно сократить области в нашей галактике, известные как Галактическая зона обитаемости, где потенциально может существовать биологическая жизнь.

Авторы настоятельно рекомендуют проводить последующие наблюдения за взаимодействующими сверхновыми в течение месяцев и лет после взрыва, что позволит нам полнее оценить их опасность и степень влияния на близлежащие миры. Не стоит искать жизнь в радиационной пустыне, лишних ресурсов на это попросту нет.

Сегодня пластиковые отходы можно обнаружить во всех уголках Земли, где обитает человек. Это трудно перерабатываемый материал, который будет находиться в природе многие годы. Так называемое «Большое мусорное пятно» в Тихом океане даже начало формировать свою собственную биосферу с обильным заселением прибрежными видами морских организмов. И вот, учёные из Австралии обнаружили два вида почвенных грибков, которые оказались способны разрушать пластик.

Грибок в лаборатории. Источник изображения: Amira Samat & University of Sydney

Исследователи из Сиднейского университета на опыте подтвердили способность естественных грибков Aspergillus terreus и Engyodontium album разрушать полипропилен — вид пластика, который тяжело поддаётся переработке. При этом на долю полипропилена приходится до 25 % пластиковых отходов. Это пищевые контейнеры, вешалки для одежды, скотч и многое другое. В промышленную переработку попадает не более 1 % произведённого полипропилена, что означает наличие колоссальных объёмов отходов этого материала.

В лаборатории быстро выяснилось, что грибки активнее разрушают полипропилен, если пластик предварительно обработать ультрафиолетовыми лучами и нагревом (альтернативой нагреву может быть реакция Фентона). В природе есть и УФ-лучи от Солнца и тепло, что станет помощью грибкам при переработке пластика в естественной среде.

Слева пластик до заселения грибками, справа — после 30 суток разложения. Источник изображения: University of Sydney

В чашке Петри за 30 дней в лаборатории обработанный таким образом пластик разложился грибками Aspergillus terreus и Engyodontium album примерно на 21 %. За 90 дней наблюдения пластик в чашке был переработан грибками на 25–27 %. Вишенкой на торте для исследования стало выделение разрушающих пластик микроорганизмов из морской воды, но уровень их активности в отношении пластика был намного меньше, чем у почвенных грибков. С этим ещё предстоит поработать.

В то же время учёные отмечают, что выявление микроорганизмов, утилизирующих пластик, это только половина проблемы. К пластиковым отходам надо изменить отношение как в обществе, так и среди производителей. Не мусорить и перерабатывать — только так можно решить проблему с пластиковым мусором, но это сделать ещё сложнее, чем найти полезный грибок.

Производство цемента ежегодно вносит в атмосферу около 8 % от общего объёма углекислого газа. Это колоссальные объёмы, снизить которые надеются многие учёные во всём мире. В ход идут энергосберегающие технологии, уникальные добавки и хитрые техпроцессы, однако особенного прогресса пока нет. Возможно, это получится у учёных из Университета штата Вашингтон, которые придумали цемент, который поглощает больше CO₂, чем выбрасывается при его производстве.

Источник изображения: Pixabay

Сегодня выбросы CO₂ при производстве цемента происходят главным образом из-за высоких температур (энергозатрат) и химических реакций. Теоретически переход на возобновляемые источники энергии мог бы повысить экологическую чистоту цемента и бетона, но химические реакции всё равно остаются барьером, за который так просто не пройти.

Ранее было множество попыток снизить углеродный след химических реакций при производстве цемента. Известняк заменяли вулканическими породами, добавляли диоксид титана, пищевую соду, строительный мусор и даже глину. Более того, есть предложение использовать в качестве основы для строительных материалов картофельный крахмал. В новом исследовании, статья о котором опубликована в журнале Materials Letters, в качестве добавки предложен специальным образом обработанный древесный уголь, полученный при сжигании биологических отходов.

Древесный уголь и раньше пытались добавлять в смеси для изготовления цемента. На этот раз уголь был предварительно обработан сточными водами, что привело к нескольким положительным результатам. Во-первых, произведённый в процессе бетон оказался прочнее. Во-вторых, подготовленный для изготовления цемента древесный уголь смог поглотить из окружающего воздуха углекислый газ в объёме до 23 % от собственного веса.

Экспериментальный цемент с 30 % обработанного сточными водами древесного угля поглотил на 13 г больше CO₂, чем было выброшено при его производстве — он оказался углеродно-отрицательным. Для сравнения, обычный цемент выделяет при производстве до 900 г CO₂ на каждый килограмм. Разница очень и очень большая, что сулит интересные перспективы для нового материала.

Измерение прочностных характеристик бетона после 28 дней с момента изготовления показало, что прочность бетона на сжатие составила 27,6 МПа, что примерно соответствует прочности обычного бетона. Здания из подобного материала будут такими же прочными, как из обычного бетона, но также смогут десятилетиями поглощать CO₂ из атмосферы, а не только в процессе его изготовления.

Теперь учёные будут проверять устойчивость нового бетона к атмосферным воздействиям и другим повреждениям, чтобы уверится в его пригодности для строительства безопасных зданий и сооружений.

Учёные Дюкского университета (США) создали первую в мире печатную электронную схему из полностью перерабатываемых тонкоплёночных транзисторов, в которых не использованы токсичные материалы. По рабочим характеристикам этот транзистор заметно уступает своим полупроводниковым аналогам, но даёт надежду на экологически чистое будущее для области электроники.

Источник изображения: Ella Maru Studios

Специалисты решили доказать сначала экологическую чистоту печати и переработки транзистора как наиболее сложного и ответственного элемента любой электронной схемы. Если получится с транзистором, то с резисторами и конденсаторами проблем не будет. К тому же, тонкоплёночные транзисторы являются основой одной из массовой сегодня продукции — дисплеев, которые тысячами тонн ежегодно выбрасываются на свалку. Важно было показать экологически чистую перспективу также для этого направления электроники, что с успехом было проделано.

Основная проблема в печатной электронике заключается в том, что тяжело сохранить многослойную конструкцию, когда слоёв много и они разной консистенции — всё так и норовит смешаться. Подобное легко осуществимо при использовании «серьёзной» химии, но когда за дело берутся экологи и в качестве растворителя берут только чистую воду — тут-то и возникают проблемы.

Для изготовления нетоксичных тонкоплёночных транзисторов в качестве изолирующего материала была взята древесная целлюлоза (наноцеллюлоза), для проводящей краски был использован графен, а для печати полупроводниковых слоёв учёные воспользовались раствором с углеродными нанотрубками. Это три базовых раствора «чернил» для печати транзистора и электроники в целом. Во всех случаях растворителем была чистая вода.

Главная трудность возникла с печатью полупроводниковых элементов. Помещённые в воду углеродные нанотрубки слипались и укладывались неравномерно. Вопрос решили добавлением в раствор поверхностно-активных веществ, но их использование требует либо финальной промывки печатного материала химическими реактивами, либо длительной сушки. Оба способа не являлись экологически чистыми и требовали коррекции.

В итоге учёные разработали техпроцесс, который предусматривает поэтапную печать многослойных электронных структур с кратковременными периодами сушки. Утверждается, что метод абсолютно экологически чистый и служит доказательством концепции совершенно нетоксичной и полностью перерабатываемой электроники. Часть сырья может быть безопасно утилизирована — это целлюлоза, а углеродные трубки могут извлекаться и заново пускаться в производство новых электронных схем.

«Производительность наших тонкоплёночных транзисторов не соответствует лучшим из ныне производимых, но они достаточно конкурентоспособны, чтобы показать исследовательскому сообществу, что мы все должны прилагать больше усилий, чтобы сделать эти процессы более экологичными», — говорят авторы исследования, которое было опубликовано в журнале Nano Letters.

Специалисты Массачусетского технологического института провели углублённое моделирование сценариев загрязнения воздуха в США и его влияния на здоровье и жизни граждан. Рассматривались три сценария работы энергосистемы страны: как есть, с расширенным использованием возобновляемых источников в паре с АЭС и без атомных электростанций, но с ТЭЦ на угле и газе, а также с возобновляемыми источниками. Оказалось, что полный отказ от АЭС приведёт к загрязнению воздуха и погубит тысячи жизней.

Источник изображения: Pixabay

Сегодня США имеют больше всего активных ядерных реакторов в мире: 92 штуки. АЭС вырабатывают около 20 % электрической энергии в стране. Проблема в том, что подавляющему большинству реакторов свыше 50 лет и их вскоре надо либо останавливать, либо сертифицировать для продления сроков эксплуатации. Сейчас это вопрос острой дискуссии в обществе и в политике. Учёные из MIT решили с цифрами в руках оценить тот или иной выбор и сделать это наиболее наглядным образом: как изменения повлияют на здоровье и жизни людей.

Компенсировать нехватку электричества в случае полной остановки АЭС можно только за счёт сжигания угля, нефти или газа. Это приведёт к дополнительным выбросам парниковых газов и, в целом, к загрязнению атмосферы. Загрязнение и изменение климата приведёт к 5200 преждевременным смертям каждый год с момента полного отказа от атомной энергетики. Особенно это коснётся Восточного побережья, где сейчас много АЭС и работу которых придётся заменять электростанциями на ископаемом топливе. Остроту проблеме придаёт тот факт, что вблизи электростанций на ископаемом топливе в основном проживают афроамериканцы и умирать они начнут первыми.

Если стране удастся к 2030 году достичь ранее поставленных климатических целей и, в частности, довести выработку энергии из возобновляемых источников до значительных величин, то остановка АЭС хотя и ухудшит ситуацию, то не так сильно и не во всех регионах страны. В таком случае уровень преждевременных смертей в отдельных районах США будет достигать 260 человек в год. Эти смерти по-прежнему будут обусловлены электростанциями на ископаемом топливе, которые будут компенсировать нехватку электричества с закрытием АЭС.

«В дебатах о сохранении атомных электростанций, качество воздуха не было в центре внимания, — говорят авторы исследования. — Мы обнаружили, что загрязнение воздуха от электростанций, работающих на ископаемом топливе, настолько пагубно, что всё, что его увеличивает, например, остановка атомной станции, будет иметь существенные последствия, причем для некоторых людей в большей степени, чем для других».