Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[avmich]

Энергоёмкость - запас энергии (во внутримолекулярном виде), который можно переводить в кинетическую форму, в расчёте на единицу массы.

Я о том, что она является функцией не только топлива в конкретном агрегатном состоянии, а кучи всего разного включая температуру, теплоёмкость, давление что топлива что окислителя и т.п. Посему говорить об энергоёмкости "металлического водорода" несколько некорректно.

Да, конечно. Разумеется, при сравнимых условиях. То есть, имеется в виду, что выделяющаяся энергия при сжигании таких фуллеренов в кислороде (например) выше, чем при сжигании водорода в кислороде, при прочих равных. Причём выше настолько, что компенсирует лёгкость водородных молекул.

Метастабильное.

Ой, как оно рванёт..., да в самый неподходящий момент... :lol: И фуллерены взрывоопасность не вылечат - если метастабильность для запасания энергии использовать. Но уверен, что ничего такого в той статье не подразумевалось.

Статья вообще о расчётах :( а не об экспериментах, скажем, а это, как известно, две большие разницы, или четыре маленькие. Но это же только начало.

И метастабильности бывают разные. Любое однокомпонентное топливо можно рассматривать как метастабильное - у него же запас внутренней энергии выше, чем у него же после срабатывания в камере. И это не значит, что такие топлива автоматом нельзя использовать. Хотя, конечно, двухкомпонентники в этом смысле менее опасны.

Короче, интересно будет конкретные данные получить по экспериментам. Их нет, согласен :) поэтому данная работа пока есть теория. Но прогнозы, тем не менее, мне выглядят интересными. Давно уже мечтается об УИ ЖРД в 6 км/с, а тут вроде бы может получиться... если с охлаждением камеры справимся, конечно :) .

[dan14444]

То есть, имеется в виду, что выделяющаяся энергия при сжигании таких фуллеренов в кислороде (например) выше, чем при сжигании водорода в кислороде, при прочих равных. Причём выше настолько, что компенсирует лёгкость водородных молекул.

Но я до сих пор не понял, в чём преимущество этих фуллеренов перед коллоидом угля в водороде (не говоря уж о всякой напряжённой и ненасыщенной фигне).  Если б водород в фуллерене был настолько высокоэнергетичен - нафига б он туда полез при вменяемых давлениях?

Любое однокомпонентное топливо можно рассматривать как метастабильное - у него же запас внутренней энергии выше, чем у него же после срабатывания в камере. И это не значит, что такие топлива автоматом нельзя использовать. Хотя, конечно, двухкомпонентники в этом смысле менее опасны.

Однокомпонентные топлива, насколько я знаю, гетерогенны на микроуровне и из-за этого практически не детонируют. А вот гомогенные - увы... Или есть исключения?


А вообще, химические топлива - это неинтересно. Водород-кислород слишком близок к теоретическому потолку чтоб стоило огород городить с дорогой и нестабильной экзотикой.
Мелкая оптимизация упомянутым вами метаном и слабым растворчиком озона, разве что...

[avmich]

А вообще, химические топлива - это неинтересно. Водород-кислород слишком близок к теоретическому потолку чтоб стоило огород городить с дорогой и нестабильной экзотикой.

Тут понятие теоретического потолка применимо несколько нестандартно. Поэтому... Если УИ окажется, скажем, больше 6 км/с :) и это будет вполне в пределах теоретически возможного - просто потому, что удельная энергетика топлива достаточно велика - то практически это интересно.

Дорого и нестабильно - это тоже надо бы оценивать численно. С жидким кислородом и водородом тоже опасно работать, гидразин и перекись водорода - однокомпонентые топлива, и ничего, используются. Всё зависит от конкретных свойств.

[sychbird]

В 1827 немецкий химик Фридрих Вёлер получил алюминий в виде порошка восстановлением гексафторалюмината калием:
Na3AlF6 + 3K ® Al + 3NaF + 3KF.

И, собственно, что? Вы предлагаете микробиологически получать калий?  :shock:

Не-а. Это я отбиваюсь от подозрений по поводу похмельного синдрома :lol:

[dan14444]

Вы их только усилили! :wink:
Как можно алюминий, который разлагает воду, получать микробиологически? И тем более калий?  :mrgreen:  

Впрочем... Многие действительно новые идеи поначалу представлялись похмельными... Дерзайте!

[sychbird]

Помоему мы сейчас обсуждаем судьбу жидких  и не очень хвостов, после микробилогической переработки железа и сульфатов. По моим представлениям в основе должны остаться гидравлические переделы, но не все они должны быть микробиологическими. Отсюда и аморфный характер извлекаемых в  конкретном переделе целевых компанентов, получаемых осаждением или коагуляцией. В пределе должна остаться технологическая возвратная вода и, возможно, органические полярные и не полярные растворители.

А по поводу получения калия микробиологически. Разве не получали в течении столетий  калиевый поташ сжиганием водорослей. Это конечно не в чистом виде  микробиологический  способ, но все же. В условиях относительной доступности солнечно-термальной энергии почему нет? Ну это я, конечно, фантазирую с чистого листа с Вашей подачи, и все надо скрупулезно проверять на вшивость.
Долбайте без зазрения, буду только рад. Истина  как булат, требует  основательной ковки.

[dan14444]

Тогда повторю неизбежную, как мне кажется, отправную точку:

" строить микробиологическую цепочку надо с источника энергии. Альтернативы свету я не вижу - разве что какой селенолог подскажет доступные (вместе!) донор и акцептор электронов на Луне...
Далее - что у нас есть с С, О, Н в тех же минералах?"

Без выбора этих двух исходных (источников энергии и основных элементов культуры) - фантазировать не получится...

[sychbird]

Сделан шаг на пути к искусственному фотосинтезу
Исследователи сделали важный шаг на пути к искусственному фотосинтезу. Им удалось синтезировать стабильный металлооксидный кластер, позволяющий осуществить быстрое и эффективное окисление воды до молекулярного кислорода.

Водород рассматривают в качестве топлива будущего, ведутся интенсивные работы по его использованию в топливных ячейках и автомобильных двигателях. Однако, для того, чтобы водородная энергетика действительно стала экологически безопасной, необходима разработка способов получения водорода из возобновляемых источников. Очевидно, что самым элегантным способом решения этой проблемы может являться фоторазложение воды на кислород и водород (искусственный фотосинтез).
Одна из проблем, стоящая на пути разработки – образование активных интермедиатов, благодаря чему важна задача увеличения устойчивости катализаторов. Такой стабильный катализатор был впервые получен международным исследовательским коллективом из Германии и США. Новый неорганический металлооксидный кластер, содержащий ядро из четырех атомов рутения, обеспечивает быстрое и эффективное окисление воды до кислорода, оставаясь при этом стабильным.
Профессор Пауль Когерлер (Paul K

[sychbird]

Предстовляет интерес для разработчиков систем СЖО описанная методика  lab-on-a-chip.

Как молекула запаха попадает на обонятельные рецептор?
Несмотря на огромную роль, которую запах играют в нашей жизни, у нас еще не четкого представления о том, как мы ощущаем запахи. Исследователи из Французского Национального Института Исследования сельского хозяйства в Жу-ен-Жоза использовали технологию lab-on-a-chip для изучения этого сложного процесса.

Методика lab-on-a-chip помогает изучать химию запаха.
Исследователям известно, как одоранты связываются с обонятельными рецепторами (ОР), расположенными в верхней области носа. У человека есть более 350 типов ОР, которые в различных комбинациях позволяют нам осязать запахи. Одоранты ввязываются с ОР, что в конечном итоге, преобразует энергию и топологию химического связывания в невральный сигнал, воспринимающийся нами как запах.
Наибольшая загадка предлагаемого механизма заключается в том, как одоранты попадают на ОР – ведь последние обычно бывают защищены слоем слизи, содежащей большое количество воды, в то время как большинство «молекул запахов» гидрофобны. Было высказано предположение о том, что для переноса одоранта через слой водной слизи используется посредник – одорант-связывающий белок [odorant binding protein (OBP)], хотя прямых свидетельств взаимодействия одоранта, обонятельного рецептора и белка OBP пока еще не было получено.
Теперь Жасмина Видич с соавторами смогли непосредственно наблюдать такое взаимодействие. Использование плазмонного резонанса поверхности [plasmon resonance (SPR)] позволило изучить связывание всех участников первой стадии обонятельного процесса на чипе сенсора. В методе SPR для возбуждения плазмонов (электромагнитных волн, локализованных на поверхности) используется свет. Колебания плазмонов весьма чувствительны к изменению в их окружении, таким образом, процесс связывания может быть отслежен за счет измерения изменения в характере этих колебаний.

Источник: Lab Chip, 2008, DOI: 10.1039/b717724k

[sychbird]

" строить микробиологическую цепочку надо с источника энергии. Альтернативы свету я не вижу - разве что какой селенолог подскажет доступные (вместе!) донор и акцептор электронов на Луне...
Далее - что у нас есть с С, О, Н в тех же минералах?"

Без выбора этих двух исходных (источников энергии и основных элементов культуры) - фантазировать не получится...

Все таки на первом этапе основными источниками С и Н будут отходы жизнедеятельности, а значит завозные. И первые кандидаты на микробиологические цепочки-анаэробные бактерии используемые в системах очистки воды. Получаемые иловые осадки можно использовать по двум каналам. Глубокое окисление до метана и менее глубокое до гуминоподобных веществ. Назначение обоих продуктоа понятно. Выбор в пользу того и другого вариантов или их соотношения будет зависеть от стратегии развертывания базы. При начальном недостатке конструктивных объемов, ИМХО, выгоднее первый. С появлением надувных конструкции -второй. И уже тут могут разворачиваться и фотосинтетические цепочки.
А микробиологическое производство на базе Лунных минералов это следующий этап. И тут, мне кажется, нужно отталкиваться от того типа метоболизма бактерий, который существует у штаммов, пригодных для подобных процессов. Если им нужно углеводородное питание - получать его от переработки илов не оглядываясь на энергозатраты. Массы то илов расти будут и за счет этих микробилогоческих переделов. Ну а если найдуться способные к фотосинтетическому питанию и при этом эффективны в основной задаче,  то и прекрасно. Ну и третий, отдаленный этап, генноинженерные методы создания искуственных штаммов под световое питание или под комбинированное, с использованием фотоэмиссии в твердой фазе.

Общая стратегия мне представляется примерно такой.

[dan14444]

се таки на первом этапе основными источниками С и Н будут отходы жизнедеятельности, а значит завозные. И первые кандидаты на микробиологические цепочки-анаэробные бактерии используемые в системах очистки воды. Получаемые иловые осадки можно использовать по двум каналам. Глубокое окисление до метана и менее глубокое до гуминоподобных веществ. Назначение обоих продуктоа понятно.

Нифига не понял... На кой хрен нужна микробиология если все материалы завозные? Если С и Н завозные - не проще этот метан и прочую гадость готовыми привезти??? :lol:
На этом фоне "Глубокое окисление до метана" уже не впечатляет... :?

Массы то илов расти будут и за счет этих микробилогоческих переделов.

Я понял, вы нашли способ обойти закон сохранения материи! :shock: Бактерия жрёт ил и производит того же ила вдвое больше! Гениально!

[sychbird]

C и Н  первого этапа завозные безисходно, так как люди должны питаться и восполнять требуемую для метаболизма воду.  (кислород не рассматриваем) И  большая часть этих колличеств С и Н будут мертвым баластом без микробиологической переработки. Завозной метан золотой. Расчет на то, что потребности завоза грузов для энергообеспечения и микробиологии и плюс завозная доля обеспечения метаболизма  в сумме меньше, чем потребности грузов для энергообеспечения плюс  полностью завозное обепечение метаболизма персонала, по крайней мере начиная с некоторой даты от начала функционирования базы. И по мере функционирования и роста численности доля завозного С и Н уменьшается. Грузопотребление наиболее дорогая часть расходов на поддержание постоянной базы. А выход на увеличение доли самообеспечения в  массе потребных химических элементов не может быть быстрым.

Ну а масса илов будет приростать  и за счет вовлечения масс Р, N, K, Н, S, Ca лунного происхождения. Поначалу эти доли будут очень малы. Но с развитием горных работ и второго этапа микробиологии есть надежда и на канал поступления лунного углерода.

[dan14444]

Ну а масса илов будет приростать и за счет вовлечения масс Р, N, K, Н, S, Ca лунного происхождения.

:shock: При сколь-нибудь заметном приращении - это уже будет не "ил"... И я вообще бы воздержался от использования этого термина...

Микробиологические элементы системы жизнеобеспечения и микробиологическая промышленная добыча - абсолютно разные вещи, в частности по масштабу. И "золотой" привозной углерод пойдёт не в метан с илом, а в рециркулируемую пищу.

Промышленную же микробиологию имеет смысл рассматривать только на местных источниках С, Н, N. Насколько такие доступны - я не знаю...

Далее... Представить заразу, способную некоторое врема функционировать в вакууме и даже разрушать породу я в принципе способен... Но размножаться это не сможет точно - просто по причине отсутствия жидкой воды.
Значит - баки, загружаемая порода и выгружаемый шлак. С шлаком неизбежно будет уходить биомасса - т.е. см. выше про минералы.

Далее... Энергия - фотосинтез много проще любых других вариантов. Но... Неглубокие баки с прозрачной крышкой, термостатированные на жидкую воду.  Как сделать поля таких конструкций?
Альтернатива - реактор/поля СБ и синтез химической жратвы для клеток в заглублённых для термостатирования баках - ещё хуже...

В общем, несравнимо проще сделать что-то живое для Венеры (атмосфера) или Марса (если найти место с плюсовой температурой... или создать такое солеттой). Ну её нафиг, эту Луну! :lol:

[sychbird]

Луна будет и уже есть первой в списке. Приходиться соответствовать. А в землеподобные горнометаллургические технологии на Луне я не верю.

Что скажете насчет этого материала?

Кислота Льюиса как катализатор гидрирования

Исследователи из Канады разработали каталитический metal-free метод прямого гидрирования иминов и восстановительного раскрытия циклов азиридинов. Дуглас Стефан (Douglas Stephan) из Университета Виндзора обнаружил, что простая коммерчески доступная кислота Льюиса [B(C6F5)3) в сочетании с объемным имином образуют так называемую «недостаточную пару Льюиса» [frustrated Lewis pair (FLP)]. Такие частицы способны реагировать как с донорами, так и с акцепторами благодаря тому, что их стерический объем не позволяет образоваться стабильным аддуктам основание-кислота Льюиса. Стефан предполагает, что FLP могут реагировать с водородом, образуя иминий-гидридоборатную ионную пару. Затем иминий может подвергнуться нуклеофильной атаке боргидрида, образуя желаемый амин.
Обычно для гидрирования используют гидрирование водородом в присутствии потенциально дорогих и токсичных катализаторов на основе переходных металлов или стехиометрическое количество гидридов металлов главных групп (LiAlH4). Уже разработан ряд органокаталитических методов гидрирования, однако в них не используется молекулярный водород. Группе Стефана удалось продемонстрировать, что новая методика весьма удобна для эффективного гидрирования ряда стерически загруженным иминов, а также для восстановительного раскрытия азиридиновых циклов. Введение в реакционную смсь объемных фосфинов позволяет также осуществлять восстановление электнонообедненных иминов и защищенных нитрилов. Источник: Chem. Commun., 2008, DOI: 10.1039/b718598g

[dan14444]

Что скажете насчет этого материала?

Ну катализатор...  А космос-то здесь причём?  :shock: Или я чего проглядел?

Луна будет и уже есть первой в списке.

В списке на что? Абстрактного "освоения" не бывает. Задачу сформулируйте...

А в землеподобные горнометаллургические технологии на Луне я не верю.

Вас это огорчает?  
Понятно, что технологии будут другими.

[sychbird]

Задачу как всегда формулирует политика "держать флаг не ниже супостата"
А нам остается реализация. Увы, без денег наука не живет :cry: .

Хотя, иногда меня посещают химеры на тему, что когда-нибудь   наша братия дотумкается, что   основа бизнеса - методы оценки и прогнозирования рисков,  не более чем прикладные аспекты теории игр и теории вероятности, и можно не получать realty  от патентов, идя в наем к бизнесу,  а вкладывать их в уставный капитал  бизнес-структур, и аккамулировать прибыль в фондах с именным правом получать финансирование прапорцианально доходу от патентов с участием имярек.
 Определенный процент надо отчислять на венчурные проекты. Авторы успешных будут пополнять число акционеров-участников фонда. А топ-менеджмент фондов формировать из стажеров бизнес школ. Аудит вести как набор учебных курсовых задач соответствующих учебных заведений.
А вся организация подобного проекта - задача синтеза  и отладки алгоритмов и процедурной реализации упраления  сложной системой.

Команда нужна единомышленников разноплановая по специализациям и не малая. В этом сложность.

[sychbird]

Вот интересная новинка, которая наверняка найдет применения в датчиках надувных конструкций. И для сенсоров, встроенных в перчатки скафандров. Да и для зондов АМС, сбрасываемых на газовые планеты пригодяться.

Кремниевые микросхемы можно растянуть и согнуть
Исследователи из США разработали кремниевые микросхемы, которые можно сгибать, растягивать и скручивать, не рискуя нарушить их электронные свойства.

Такие гибкие микросхемы могут примяться для изготовления нательных медицинских сенсоров или «интеллектуальных» хирургических перчаток.
Микросхемы состоят из нанолент, образованных кремниевыми монокристаллами. Такие наноленты получают в соответствии с методами, уже известными для микроэлектроники на основе кремния, однако модифицированными для получения слоев кремния толщиной около 1.5 мкм.
После получения ультратонкие микросхемы связывают с предварительно растянутым куском резины. Возвращение резины к исходному размеру заставляет схему напрячься подобно мехам аккордеона. Такие сжатые микросхемы могут сгибаться или растягиваться, сохраняя свои электронные свойства.
Схемы нового типа могут использоваться для создания транзисторов, усилителей и логических устройств, сохраняя производительность, свойственную полупроводниковым устройствам на хрупких подложках.

Возглавлявший исследование Джон Роджерс (John Rogers) из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн отмечает, что новые схемы могут быть использованы в приложениях, недоступных для полупроводниковых систем на подложке.
Сотрудничая с другими исследовательскими группами, группа Роджера работает над разработкой гибких электронных схем, помещенных на поверхность мозга пациентов, страдающих от эпилепсии. Они также планируют внедрить новые гибкие сенсоры и электронику в хирургические перчатки, снабжающие хирурга дополнительной информацией в ходе операции.

Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1154367

[sychbird]

Bingo! :lol:
Даешь вторую тысячу!

Заметано!

[sychbird]

Боинг испытал пилотируемый самолет на водородных топливных ячейках. За основу взят серийный самолет малой авиации. Идет работа и по метановым топливным ячейкам подобного масштаба.

http://www.boeing.com/news/releases/2008/q2/080403a_nr.html

[sychbird]

Может пригодиться для методик изучения наличия жизни в составе планетных роботов.

Как заставить каплю двигаться вверх?
Благодаря новому способу перемещать капли вверх по вертикальным поверхностям гибких чипов методология lab-on-a-chip сможет расширить области своего применения.
Химики из Канады разработали метод «вездеходного управления каплей» [all-terrain droplet actuation (ATDA)] для перемещения капель по подъемам чипов с достаточно высокими углами. Аарон Вилер (Aaron Wheeler) из Университета Торонто уверен, что цифровые микроструйные приборы, использующие ATDA, смогут использоваться для быстрого перемещения жидкости, например, для организации циклического перемещения от нагревания к охлаждению.
Вилер разработал ATDA на гибкой водоотталкивающей полиимидной поверхности, армированной медью. Такая поверхность может сгибаться под различными углами, образуя ступени, изгибы и выступы. Капли жидкости перемещаются за счет последовательной активации пар электродов, которые тянут каплю вперед, понижая водоотталкивание по предполагающемуся маршруту ее движения. Такой метод позволяет полностью контролировать движение капли, включая ее движение вверх по вертикальной поверхности.
Вилер предполагает возможность использования новой методики в анализе ДНК методом полимеразно-цепной реакции (ПЦР), успешность проведения которой зависит от возможности быстрого перемещения жидкости между нагревательным и охлаждающим элементами. Приборы ATDA также могут использоваться для экстракции ДНК из сложных органических смесей.
Ричард Фэйр (Richard Fair), специалист по приборам lab-on-a-chip из Университета Дюк (Дарем, США) говорит о том, что рано загадывать о том, где смогут пригодиться приборы ATDA. По его словам, демонстрация возможности новой методики впечатляет, однако разработка реальных приложений для них – совсем другая история.

Источник: Lab Chip, 2008, DOI: 10.1039/b801516c

Стало возможным анализировать фемтограммовые пробы вещества
Одна из целей химиков-аналитиков – разработка простой и удобной методики, позволяющей получать информацию о структуре и химических свойствах вещества, используя его крайне малые количества.

Исследователи из Университета Иллинойса продемонстрировали метод, позволяющий получить максимально возможную информацию, из пробы, масса которой исчисляется фемтограммами.
Новая методика, разработанная профессором Уильямом Кингом (William P. King), комбинирует высокую чувствительность метода атомной силовой микроскопии и аналитические возможности спектроскопии ИК.
В новой методике используется проба из кремниевого кантилевера, интегрированная с нагревательным устройством. Температура кантилевера может точно контролироваться в температурном интервале от 25 до 1000 градусов Цельсия. Такое сочетание позволяет отбирать небольшие массы образцов для анализа. Масса образца может быть определена за счет измерения частоты колебания кантилевера.
Для проведения анализа кантилевер нагревается до температуры, чуть превышающей температуру плавления. После плавления образец анализируют, совместно используя ИК и КР спектроскопию. Использование Фурье-накопления позволяет получить спектры изучаемого соединения, помогающего в определении его структуру, в течение минут. Таким образом новый метод впервые позволяет получать спектральные данные для крайне малых количеств анализируемого вещества.
Кантилевер может быть очищен для повторного использования – для этого достаточно нагреть его до температуры, превышающей температуру разложения пробы. Возможность нагрева щупа до 1000 градусов позволяет использовать новую методику для анализа широкого круга органических соединений.

Источник: Anal. Chem., 2008, DOI: 10.1021/ac702423c