Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[sychbird]

Представляет интерес для аппаратов с метанн/кислородными двигателями- лендоров например.

Самая высокая плотность мощности для топливных элементов[/size]
Корпорация Sharp разработала для мобильных приборов метанольные топливные элементы [direct methanol fuel cells (DMFC)] с самой высокой к настоящему времени плотностью мощности (0.3 Ватт/см2).
Использование новой технологии позволит разработать топливные элементы, обладающие практически такими же размерами, однако имеющие более продолжительное время жизни, чем наиболее часто использующиеся в настоящее время литий-ионные батареи. Sharp планирует продолжать исследование и разработку топливных ячеек для мобильных телефонов, электронных словарей, ноутбуков и других гаджетов.
В топливных ячейках используется энергия, образующаяся в результате взаимодействия водорода и кислорода, поэтому их влияние на окружающую среду сведено к минимуму. Ожидается, что топливные ячейки станут энергетическими источниками будущего благодаря своей высокой эффективности. Наиболее перспективны ячейки DMFC, обладающие простым строением, в них может использоваться кислород воздуха, что облегчает их миниатюризацию. Тем не менее, ряд проблем, которые должны быть решены перед внедрением ячеек DMFC в практику, связан с увеличением их плотности мощности, поскольку существовавшие до недавнего времени значения этой величины должны были приводить к значительному увеличению размеров топливного элемента.
Инженеры компанииSharp разработали трехмерную интегрированную слоистую структуру топливного элемента за счет использования тонких ячеек, полученных с помощью микролитографии. Такая структура может быть получена с помощью чередования параллельных слоев стержнеобразных тонких ячеек и пористых спейсеров, расположенных перпендикулярно друг другу. Такое строение обеспечивает постоянное расстояние между составными частями сборного топливного элемента, позволяя увеличивать его эффективную площадь. Реализовав такой технологический подход, инженеры из Sharp увеличили плотность мощности топливного элемента в семь раз в сравнении со своими предыдущими достижениями.

Источник: Sharp press-release

[sychbird]

Описанные в статье катализаторы в принципе открывают путь для хранения топлива для кисород/вородного двигателя  на борту космического аппаратав виде воды. При этом варианте не требуется мощной энергетики для получения кислорода и водорода из воды.

Извлечение водорода из воды сульфидом молибдена
Недорогой MoS2 ведет себя подобно платиновым или рутениевым катализаторам – исследователи из Дании выделили водород из воды в реакции, катализируемой сульфидом молибдена..
Особые свойства поверхности платины, рутения и других металлов, расположенных по соседству в таблице Менделеева наделили эти материалы способностью катализировать большое количество химических реакций. Они находят широкое применение, например, в системах очистки автомобильных выхлопов и топливных ячейках. Однако высокая стоимость этих металлов побуждает исследователей искать этим металлам менее дорогую замену.
Контролируя размеры и морфологию однослойных плоских частиц дисульфида молибдена, исследователи из Технического Университета Дании продемонстрировали способность этих частиц катализировать реакцию выделения водорода (2H+ + 2e–

[sychbird]

Описанная здесь технология может использоваться для робототехнических устройств, предназначенных для работы на внешней поверхности КА и ОС.

http://www.sri.com/rd/electroadhesion.html

[sychbird]

Эти исследования могут иметь значение для технологии замкнутых биосфер для Луны и Марса, ИМХО.[/size]

Как разрушить целлюлозу?
Расшифровка генетической последовательности гнилостного грибка Trichoderma reesei является важным подспорьем для исследователей, пытающихся понять механизм разрушения растительных волокон микроорганизмами.
Исследование может помочь в модификации грибков для выработки ферментов, способных просто и дешево деструктурировать целлюлозу стенок растительных клеток, что, в свою очередь, может помочь конвертировать биомассу в транспортное топливо и химические строительные блоки.
Грибок T. reesei был обнаружен после того, как он привел к многочисленным фактам разрушительного гниения военной формы и брезентовых палаток армии США во время Второй Мировой войны на тихоокеанском театре военных действий. Исследователи быстро обнаружили, что грибок является активным производителем целлюлозо-деградирующих ферментов, которые в настоящее время используются в текстильной промышленности.
Для лучшего понимания того, как темно-зеленый грибок производит эти ферменты группа исследователей из Национальной Лаборатории Лос Аламоса и Объединенного Института Изучения Генома секвенировали геном T. reesei и сравнили его с генетической последовательностью 13 других целлюлозо-разрушающих грибов.
Диего Мартинес (Diego Martinez), руководивший командой исследователей отмечает, что по сравнению с другими целлюлозоразрушающими грибами в геноме T. reesei меньше генов, отвечающих за транскрипцию целлюлаз, гемицеллюлаз и других ферментов, отвечающих за деградацию целлюлозы, но у T. reeseiэти гены кластернизованы в отличие от других грибков, в геноме которых эти гены распределены равномерно. Мартинес предполагает, что в ходе эволюции грибок разработал исключительно эффективный способ выделения небольшого количества необходимых ферментов.

Источник: Nat. Biotechnol., DOI: 10.1038/nbt1403

[sychbird]

Информации недостаточно, но не нельзя исключить, что соединение может оказаться перспективным в качестве топлива гибридных двигателей.(состав В12H12)
Хорошо забытое старое или новая жизнь додекаборана [/size]
Исследователи из Университета Миссури-Колумбии вернулись к изучению свойств каркасных молекул, обнаруженных около полувека назад.Модификация производных бора позволила исследователям не просто синтезировать новые молекулы, а, как отмечают сами авторы работы, получить «псевдоэлементы», обладающие хорошо выраженными металлическими свойствами. Возможность легкого осуществления «тонкой подстройки» свойств новых «псевдометаллов» позволит использовать их как в производстве микроэлектроники, так и в медицине.
Около пятидесяти лет назад Фред Хоуторн (Fred Hawthorne), в настоящее время – профессор радиологии и директор Национального Института Нано- и Молекулярной Медицины синтезировал исключительно стабильный клозоборан состава В12H12. Стабильность «борных клеток» обуславливала их сравнительно бедную химию, и В12H12 «пролежал в запасниках» лаборатории Хоуторна почти полвека.

И вот, наконец, в исследовательской группе Хоуторна был найден способ модификации клозоборана В12H12, позволивший получить широкий круг наноразмерных соединений нового типа. Исследование, совместно проведенное Хоуторном и Марком Ли (Mark Lee), показало, что модификация клеток может придать им свойства, характерные для ряда металлов.
Ли отмечает, что новые свойства модифицированных клозокарборанов могут открыть новую главу исследований в области получения наноструктур с заранее программированными свойствами. Ли отмечает, что способность легкого изменения свойств псевдометаллов позволяет подстраивать их под необходимые нужды биомедицины, химии или наноэлектроники.

Источник: Angewandte Chemie, 2007, web advanced publish

[pkl]

Описанная здесь технология может использоваться для робототехнических устройств, предназначенных для работы на внешней поверхности КА и ОС.

http://www.sri.com/rd/electroadhesion.html

Здорово! Как я понимаю, робот создаёт на поверхности, по которой он передвигается, заряд с одним знаком, а на себе - с другим.

[sychbird]

Описанная здесь технология может использоваться для робототехнических устройств, предназначенных для работы на внешней поверхности КА и ОС.

http://www.sri.com/rd/electroadhesion.html

Здорово! Как я понимаю, робот создаёт на поверхности, по которой он передвигается, заряд с одним знаком, а на себе - с другим.

Вообще говоря, в космосе будет иметь место ряд нюансов, которые могут играть и положительное и отрицательное воздествие.  Я имею ввиду воздествие солнечного  и космического излучений. При разных условиях они могут и способствовать электризации поверхности и наоборот.

[sychbird]

Подобные методы возможно окажутся полезными при решении фиксации азота на Марсе при создании замкнутых экосфер.

Тантал разрушает тройную связь азот-азот.[/size]
Французские химики обнаружили новый способ разрыва одной из самых прочных химических связей – тройной связи молекулы N2.

 
Атом тантала может разрывать молекулу диазота без помощи соседних атомов и сложного лигандного окружения. (Рисунок: © Science) Для разрыва связи в молекуле N2 обычно требуется наличие сразу нескольких центров металла – этому требованию соответствует как поверхность железа, использующаяся для промышленной конверсии азота, так и кластеры, содержащие в составе вплоть до 20 атомов металла в составе ферментов для природной фиксации азота. Жан-Мари Бассе (Jean-Marie Basset) и Эльже Алессандра Квадрелли (Elsje Alessandra Quadrelli) из Университета Лиона обнаружили, что для активации N2 достаточно единичного атома тантала, изолированного на поверхности оксида кремния. Расщепление молекулы N2 металлокомплексным катализатором – не просто «демонстрация возможностей» металлоорганических производных переходных металлов. Процесс связывания азота весьма важен как для химической промышленности, ежегодно при помощи процесса Габера-Боша в мире производится около 108 тонн аммиака, использующегося для производства удобрений, азотной кислоты и других соединений азота. Система, разработанная химиками из Лиона, не является первой системой активации N2 с помощью моноядерного металлокомплекса. В 2003 Ричард Шрок (Richard Schrock) разработал молибденовый комплекс, также способный к активации N2. Однако для активации N2 танталом требуется всего лишь нагревание и азот-водородная смесь в соотношении 1:1, в то время как молибденовая система Шрока требует более сложных экспериментальных условий. Другое отличие способа активации N2 танталом заключается в том, что в ходе этого процесса не выделяется аммиак, и после разрушения тройной связи оба атома азота остаются связанными с металлоцентром. Этот «недостаток» своей работы группа из Лиона планирует исправить в ближайшее будущее. Источник: Science, 2007, 317, 5841, 1056

[sychbird]

Может найти применений для систем СЖО.

Молекулярная упаковочная пленка
Ученые из Великобритании создали новый класс пористых металлоорганических каркасных структур [/size][metal-organic framework (MOF)] с гибкими лигандами.
Металлоорганические каркасные структуры состоят из металлов, связанных с помощью полидентатных лигандов. Пористая структура таких материалов удобна для решения многих практических задач, например для улавливания и хранения таких газов как водород или углекислый газ. Как правило, металлоорганические каркасные структуры синтезируют, используя жесткие лигандные системы, однако Ли Брэммер (Lee Brammer) из Университета Шеффилда использовали для получения цинксодержащих координационных полимеров конформационно гибкие тетракарбоксилатные лиганды. Гибкость лигандов позволяет новому материалу обратимо менять форму при поглощении или при испускании диоксида углерода.
Брэммер отмечает, что металлоорганические каркасные структуры обладают огромным потенциалом во многих практически полезных областях: хранение молекул, сенсорная техника, отделение веществ друг от друга и катализ. Он добавляет, что разработанная в его группе стратегия может оказаться особенно удачной для хранения газов, так как гибкость структуры может обеспечить дополнительное связывание уловленных молекул.
Стюарт Джеймс (Stuart James), специалист по химии металлоорганических каркасных структур из Королевского Университета Белфаста высоко оценивает работу Бреммера. Он отмечает: «Эта работа вносит новое понимание в реакционную способность таких материалов. Несмотря на то, что особенности конформационной подвижности металлоорганических каркасных структур еще не выяснены до конца, уже заметно, что изменение топологии материала в процессе сорбции газа существенно влияет на поглощение CO2».

Источник: Chem. Commun., 2007, 1532

[sychbird]

Технология фоторасщепления воды - ключевой элемент, ИМХО, энергообеспечения будущих Лунных поселений. Интересна и для получения топлива для кислород/водородных двигателей во время длительных  межпланетных перелетов. Для Марса соответсвенно тоже.

Новый катализатор расщепления воды[/size]
Исследователями из Австралии получена новая форма кристаллов диоксида титана – катализатора расщепления воды, эффективность этой формы во много раз превышает эффективность подобного рода каталитических систем на основе оксида титана. Анатаз, одна из трех кристаллических форм оксида титана(IV), может играть роль фотокатализатора, разлагающего воду на свободный кислород и водород под действием солнечного света. Однако применение такого способа получения энергии на практике еще требует решения многих проблем.
 Новые кристаллы разлагают воду в пять раз эффективнее, чем немодифициованный анатаз. Такая эффективность была достигнута за счет перестройки граней кристаллической решетки минерала. У наиболее стабильной формы анатаза наиболее распространена конфигурация граней {101}, в основном содержащая шестикоординиованные атомы титана. Альтернативная конфигурация граней {001}, для которой более характерно содержание пятикоординированных атомов титана должна быть более реакционноспособной. По словам Макса Лю (Max Lu), руководителя исследовательской группы из Университета Квинсленда (Австралия), высокое содержание координационно-ненасыщенных атомов титана позволяет добиться более прочного взаимодействия поверхности катализатора с адсорбированными молекулами. Компьютерное моделирование показало, что образование граней {001} может стимулироваться действием разбавленной плавиковой кислоты, терминирующей рост кристалла. По словам Лю, такая операция приводит к большей термодинамической стабильности формы {001}, что приводит к предпочтительности ее образования. После образования кристаллов остатки фтороводорода могут быть просто отмыты водой. Для проверки теории исследователи получили однородные по размеру кристаллы с размером около микрометра, в которых содержалось около 50% реакционноспособных граней {001}; в природном анатазе имеется не более двух процентов таких граней. Источник: Nature, 2008, 453, 638 (DOI:10.1038/nature06964)

[GALIN]

Ghost-imaging could have satellite application[/size]



Investigators funded by the Air Force Office of Scientific Research are conducting research under the name of "ghost-imaging," where a visual image of an object is created by means of light that has never interacted with the object.

The new technology may result in a more versatile use of field sensors, and have space applications.
........................

".....the image is not formed from light that hits the object and bounces back," Dr. Shih said. "The camera collects photons from the light sources that did not hit the object, but are paired through a quantum effect with others that did. An image of the toy begins to appear after approximately a thousand pairs of photons are recorded.
"My goal is to delve deeply into the physics of the ghost-imaging phenomenon, complete the theory of that technology and improve the technique toward practical, nonlocal sensing-imaging applications, especially for the Air Force," Dr. Shih said.

 Full Story[/size]

[cisco]

Международная группа ученых показала, что алюминиевые нанокластеры обладают способностью к сверхпроводимости при относительно высоких температурах[/size].

http://www.rnd.cnews.ru/tech/news/top/index_science.shtml?2008/05/29/302366

Профессор Университета Индианы Мартин Джаррольд (Martin Jarrold) с коллегами продемонстрировали, что изолированные нанокластеры, состоящие из 45 либо 47 атомов Al, имеют температуру перехода в сверхпроводящее состояние, равную приблизительно 200 Кельвинов (-73 градусов С).

Настоящая работа основана на предположении, высказанном ранее соавторами статьи Юрием Овчинниковым на Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау в Москве и Владимиром Кресиным из лаборатории им. Лоуренса Беркли в Калифорнии о том, что металлические нанокластеры с определенным количеством нелокализованных электронов (102 – 103) должны обладать свойством сверхпроводимости. Экспериментальные данные подтвердили это предположение.

Обнаруженная способность к сверхпроводимости, по мнению ученых, связана с заполненностью квантовых энергетических состояний. Кластеры с вырожденными электронными состояниями вблизи уровня Ферми становятся сверхпроводниками при относительно высокой температуре.

Полученные результаты указывают на возможность создания сверхпроводящих нанопроводов путем объединения нанокластеров в нанотрубки или другие структуры

[sychbird]

Нанатехнологии для спецов по ориентации и управлению движением КА.[/size]

Тормоза для наномашин
Химики из Тайваня разработали наномашину, снабженную фотоуправляемыми молекулярными тормозами, способными остановить вращение наноразмерных двигателей или колес.
Наномашина «ставится на нанотормоз» светом с определенной длиной волны и «снимается с нанотормоза» под действием света с другой длиной волны. Несмотря на то, что уже были разработаны различные типы нанотормозов, впервые сообщается о прекращении тормозного действия наноприбора под действием света.\Руководитель исследовательской группы из Национального Университета Тайваня Джи-Шейн Янг (Jye-Shane Yang) говорит о том, что использование света позволяет организовать чистый, быстрый, дистанционный способ управления наномашинами. Он добавляет, что новый тормоз обладает беспрецедентной тормозящей способностью – он способен замедлить скорость вращения в миллиарды раз.
Исследователи продемонстрировали принцип работы своего нанотормоза – объемные 3,5-динитрофенильные группы были связаны со связью С=С, в свою очередь связанной со свободно вращающейся пентиптиценовой (pentiptycene) молекулы. Облучение светом вызывает цис-транс изомеризацию двойной связи. Транс-конфигурация двойной связи обеспечивает свободное вращение пентиптиценового фрагмента, однако при переходе к цис-изомеру объемные фенильные группы препятствуют свободному вращению.
Янг предполагает, что подобного рода нанотормоза могут использоваться во многих наносистемах с элементами вращения – от контроля движения наномашин до создания сверхчувствительных акселерометров для детектирования движения.
Джеймс Тур (James Tour) из Университета Райса, создавший первую наномашину в 2006 году, говорит об использовании стерических препятствий для прекращения вращения, как об интересном техническом «нанорешении».

Источник: Org. Lett., 2008. DOI: 10.1021/ol800689a

[sychbird]

До  использования в практике описанных материалов еше, очевидно, далеко, но как указатель направления поисков исследовательских групп интерес представляет.
Фибриллы белков как альтернатива синтетическим полимерам?[/size]Амилоидные бляшки в тканях и органах связаны с большим количеством заболеваний, как, например, болезни Альцгеймера, Паркинсона и диабет II типа. Тем не менее, амилоиды представляют собой не только вещества, свидетельствующие о патологиях, они могут использоваться и в качестве наноматериалов.

По словам Эхуда Газита (Ehud Gazit) и Ицхака Черни (Izhack Cherny) возможности применения супрамолекулярных ассоциатов амилоидов гораздо выше, чем наноструктур на основе синтетических полимеров – главным образом, потому что эти строительные блоки могут отвечать не только за механические, но и за биологические свойства.Даже в природе амилоиды не являются только ненормальными, неправильно связанными белками, они представляют собой физиологически значимые вещества. Например, они являются важным защитным материалом для оболочек яиц рыб и птиц. Также амилоиды участвуют в образовании покрытий на поверхности бактериальных клеток, защищающих их от противомикробных соединений, облегчая прикрепление бактериальных клеток к поверхностям.

Амилоидные фибриллы представляют собой пучки из высокоупорядоченных протеиновых нитей, собранных по типу лестничных жгутов, которые могут достигать нескольких микрометров в длину. В поперечном разрезе амилоиды представляют собой полые цилиндры. Несмотря на то, что амилоидные фибриллы представляют собой белки, их свойства гораздо ближе к синтетическим полимерам, чем к обычным глобулярным белкам. Механические свойства амилоидов часто напоминают свойства паутины, которая может быть прочнее стали, а также может быть растянута во много раз, не разрываясь – эти свойства до сих пор не могут быть воспроизведены для синтетических волокон.

Исследователи из Университета Тель-Авива отмечают, что самоорганизация амилоидов наряду с их пластичностью позволяет рассматривать их как весьма привлекательные строительные блоки для создания новых наноструктур и наноматериалов.

Свойства этих строительных блоков могут легко настраиваться за счет использования простых биологических методик. Например, может быть произведена контролируемая настройка биологически совместимых поверхностей в системах анализа потоков в медицине или биотехнологии. Также возможно использование амилоидных гидрогелей для инкапсуляции и контролируемого высвобождения лекарств или в качестве лесов для культивирования клеток или формирования тканей. С амилоидами могут быть связаны также функциональные белки, как, например, ферменты.
Амилоидные фибриллы также вполне могут применяться в качестве матриц для создания наноструктур. Например, возможно создание проводящего коаксиального нанокабеля с помощью заполнения амилоидных нанотрубок серебром и покрытия их золотом.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 4062, doi: 10.1002/anie.200703133

[Дем]

в мире производится около 108 тонн

10^8
И т.д.

[sychbird]

Эпопея с авторазмножение роботов похоже приближается к этапу первых попыток практического воплощения[/size].

Думаю не надо пояснять какое значение это имеет для исследования и освоения космического пространства.
http://reprap.org/bin/view/Main/AdrianBowyer

[sychbird]

Возможно представляет интерес для разработчиков компактных спектроскопических  анализаторов для АМС.

EUV light has a wavelength of between around 5 and 50   nm (100–10 times shorter than that of visible light). It can thus be used to etch patterns at tiny length scales and is ideal for spectroscopic applications because the wavelength is the same as that of many atomic transitions.

http://physicsworld.com/cws/article/news/34482

[sychbird]

Создан гибкий тактильный дисплей. По словам разработчиков  может использоваться  при создании  хирургических перчаток для дистанционных операций. В таком качестве может испоьзоваться  для дистанционого упраления тонкими операциями на околоземных орбитах.

[sychbird]

Вполне вероятно, что данного типа сенсоры подойдут для анализаторов АМС, заточенных под под поиск следов жизни. И амак и фторорганика обязательные спутники биологической активности земного типа.

Исследователи из Массачусетского Технологического Университета построили сверхчувствительный электронный детектор определения боевых отравляющих и сильнодействующих ядовитых газов.Технология, позволяющая определять иприт, аммиак, зарин и нервно-паралитические агенты ряда VX, может быть положена в основу дешевого и компактного прибора с низким уровнем потребления энергии для определения опасных химических веществ.
Майкл Страно (Michael Strano), руководитель проекта, отмечает, что новая разработка вполне может найти применение в деле охраны окружающей среды, гражданской и военной безопасности. Сенсор, разработанный в группе Страно, отличается рекордной чувствительностью к фосфорорганическим боевым отравляющим веществам типа зарина – при времени анализа не более минуты, чувствительность прибора достигает фемтомолярных концентраций зарина и близких по структуре соединений.

Для дизайна сверхчувствительного сенсора исследователи из MIT использовали сложную систему углеродных нанотрубок, покрывающих микроэлектроды. Для работы сенсору требуется очень невысокая мощность – около 0.0003 Ватт, что, по словам Страно, может обеспечить практически его вечную работу от одной батарейки.
Принцип работы основан на следующем – связывание газа с углеродной нанотрубкой приводит к изменению ее электропроводности. Каждый из газов влияет на электропроводность по своему, поэтому газы могут быть определены за счет измерения в проводимости после связывания агентов с нанотрубками.
Новый сенсор является первым сенсором на основе нанотрубок, который при своем уровне чувствительности способен к обратимому действию. Обратимость достигается благодаря тому, что нанотрубки могут связывать молекулы определяемого газа, высвобождая их через несколько миллисекунд. Сеть таких обратимо работающих микросенсоров позволяет определять потенциально опасные газы, распределенные по большому объему.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200704501

[sychbird]

Необычный эксперимент, проведённый международной группой учёных под руководством физика Паоло Виллорези (Paolo Villoresi) и астронома Чезаре Барбьери (Cesare Barbieri) из университета Падуи (Universit