Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[GALIN]

Ultrastrong, Stiff, and Lightweight Carbon-Nanotube Fibers.  (PDF, Advanced Materials, Los Alamos National Lab. )





 More about progress of carbon nanotubes:

How close is the Space Elevator? How expensive will it be?

[sychbird]

Исследователи разработали первую перезаряжаемую топливную ячейку, способную накапливать больше энергии, чем нефтяное топливо.[/size]

Стюарт Личт (Stuart Licht) с коллегами из Университета Массачусется разработали ванадий-боридно-воздушную топливную ячейку, отличающуюся гораздо большей энергетической емкостью, чем существующие батареи электромобилей. Энергетическая емкость новой батареи в 10 раз превышает энергетическую емкость литий-ионных батарей и в три раза – емкость цинко-воздушных.

Питер Брюс (Peter Bruce) специалист по новым материалам для создания энергонакапливающих устройств отмечает важность разработки новых материалов, отличающихся большой энергетической емкостью, и замена цинкового анода на борид ванадия кажется весьма интересной. Вместе с тем он добавляет, что для использования новой находки на практике необходимо решить ряд как практических, так и теоретических вопросов.

Источник: Chem. Commun., 2008, 3257, DOI: 10.1039/b807929c

[ssb]

А с каких пор топливные элементы стали называть "ячейками" ?  :lol:

[Alximik]

А с каких пор топливные элементы стали называть "ячейками" ?  :lol:

fuel cell...ничего не поделать :roll:

[sychbird]

Прорыв в создании катализаторов расщепления воды[/size]
На этапе создания постоянно населенной Лунной базы технология, ИМХО, может составить конкуренцию ядерной генерации.

Исследователи из США уверяют, что они решили фундаментальную проблему, препятствующую получению возобновляемой энергии – разработали недорогой способ расщепления воды на водород и кислород в мягких условиях.
Коммерческие катализаторы электролитического расщепления воды уже существуют, электричество, которое используется для электролиза воды, может считаться возобновляемым, если оно производится с помощью солнечных батарей. Тем не менее, стоимость платины, основного компонента, используемого для получения катализаторов, достаточно высока. Химики разрабатывают альтернативные катализаторы по образу и подобию природных каталитических систем фотосинтеза, однако эти катализаторы зачастую оказываются малоэффективными.

Исследовательская группа Дэниэла Носера (Daniel Nocera) из Массачусетского Технологического Института (MIT) обнаружили новый катализатор на основе фосфатов кобальта, позволяющий расщеплять воду на кислород и водород при нейтральных значениях рН.

Точный механизм работы катализатора пока еще неясен. Исследователи пропускали электрический ток через анод, состоящий из смешанного оксида индия-олова, помещенного в раствор, содержащий фосфаты-ионы и ионы кобальта. В результате этого на аноде образуется тонкая пленка, образующаяся благодаря тому, что ионы Co2+ теряют электроны с образованием Co3+, дающих осадок с фосфат-анионами. После потенциально возможного дальнейшего окисления до ионов Co4+ пленка катализатора отрывает электроны от воды, в результате чего образуется кислород и ионы гидроксония (H3O+). На поверхности пленки атомы кислорода образуют молекулярный кислород, который выделяется на аноде, в то время как кобальт с покрытия анода восстанавливается до Co2+ и переходит в раствор, регенерируя катализатор. Тем временем ионы H3O+ из раствора переносятся фосфат-анионами к обычному платиновому катоду, где они получают электроны и об! разуют молекулярный водород.

Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1162018

[sychbird]

Может оказаться интересным для работы  ЯМР -спектрометров на маршруте планетных роверов.

ПАНАЦЕЯ для ЯМР
Комбинация последовательностей импульсов в одном эксперименте ЯМР сокращает время на получение всех необходимых спектров. С помощью одного ЯМР эксперимента теперь можно получить весь тот объем информации, для получения которой ранее требовались отдельные независимые циклы регистрации одно-, двух- и трехмерных спектров. Параллельная запись сразу нескольких спектров ЯМР значительно сократит время, требуемое для эксплуатации спектрометра, а также даст исследователям уверенность в том, что процессы, связанные с изменением структуры анализируемого вещества будут отображены во всех спектрах.
Эксперты в области ЯМР-спектроскопии Эрикс Купче (

[sychbird]

Может пригодиться на что-нибудь специалистам- стендовикам и "барминцам"

Бабахнет или не бабахнет?[/size]
Исследователи из Великобритании изучают возможность предсказания того, взорвется или не взорвется реакционная смесь.
Сравнение математических моделей с экспериментальными данными приводит к лучшему пониманию взрывов.
Сильвана Кардозо (Silvana Cardoso) с коллегами из Университета Кембриджа разработала способ разделения влияния различных эффектов, благодаря которым теплота отводится из реакционной смеси, предотвращая взрыва. Разделявшиеся эффекты представляют собой теплопроводность, приводящую к распределению теплоты по реакционной смеси и конвекцию, благодаря которой ряд компонентов, обладающих высокой энергией, испаряются из реакционной смеси.
По словам Кардозо, до настоящего времени, как правило, оба эти эффекта анализировались лишь совместно. Предпринимались либо упрощенные попытки разделения влияния эффектов на эмпирическом уровне, либо их разделение осуществлялось с помощью долгих и сложных математических вычислений. Подход, предложенный британскими исследователями, позволяет получить дополнительную, ранее недоступную информацию о феномене взрыва.
Кардозо отмечает, что цель нового исследования – создание более всесторонней теории взрывов, в которой будут учитываться как эффекты естественной конвекции, так и той, что вызвана принудительным перемещением реакционной смеси с помощью мешалки или насоса.

Виталий Вольперт (Vitaly Volpert), математик из Университета Лиона, говорит о том, что ключевым вкладом британских исследователей в создание теории взрыва является не предпринимавшееся ранее рассмотрение моделей с позиции сферической геометрии, а также соотнесение полученных математических моделей с экспериментальными данными.
Вольперт предполагает два возможных направления дальнейших исследований, начатых британскими коллегами. Он считает, что для повышения противопожарной безопасности промышленных объектов необходимо систематическое экспериментальное и теоретическое исследования процессов теплопереноса, протекающих в реальных приборах и аппаратах химической технологии. Для более точного решения теоретических задач необходимо более глубокое систематическое изучение комплексной нелинейной динамики промышленных процессов, например, перехода воспламеняющейся системы от хаоса к хаотичному тепловому взрыву.

Источник: Phys. Chem. Chem. Phys., 2008, DOI: 10.1039/b808222g

[sychbird]

Cooling with Ferroelectric Polymers[/size]
"Applying an electrical field to a polar polymer may induce a large change in the dipolar ordering, and if the associated entropy changes are large, they can be explored in cooling applications........"
http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/321/5890/821

[sychbird]

 Для испытывающих нужду в венчурном финансировании[/size]. [/size]
Старые газеты для извлечения драгоценных металлов
По словам исследователей из Японии, обычная газетная макулатура после небольшой модификации сможет использоваться для извлечения драгоценных металлов.
Кацутоши Инуе (Katsutoshi Inoue) с соавторами из Университета Сага, привив к целлюлозе газетной бумаги фрагмент п-аминобензойной кислоты, получил активный гель. Исследователи из Японии продемонстрировали, что при прохождении воды через колонку, заполненную модифицированной бумагой, из воды селективно извлекаются золото, платина и палладий.
Извлечение драгоценных металлов из промышленных стоков представляет собой большой интерес как для теоретиков, так и для практиков, однако добиться высокой эффективности этого процесса не так просто. Недостатками существующих методов является неполное удаление металла из сточных вод, а также дороговизна. Метод Инуе решает обе эти проблемы, попутно находя применение для макулатуры.
Ярек Дрелих (Jarek Drelich) специалист по материалам из Технологического Университета Мичигана отмечает, что способ, предложенный японскими коллегами, открывает возможности для массового производства сорбентов на основе отходов биомассы. Он полагает, что такие материалы смогут оказаться полезными для многих отраслей промышленности.
Инуе продемонстрировал, что колонка, заполненная «модифицированной макулатурой», может быть использована повторно несколько раз, что является хорошим знаком для использования нового материала в промышленности. Дальнейшие цели японских исследователей заключаются в разделении и очистке сорбированных гелем металлов.

Источник: New J. Chem., 2008, DOI: 10.1039/b802946f

[Peter]

Такой немного оффтопный вопрос... Есть какое-то издание, посвященное проблемам переработки шламов, золы и т.п.? Созданием техногенных месторождений? "моя чует", что последнее - очень перспективный путь, но ничего толкового найти по теме не могу.

[sychbird]

Специализированного издания не знаю. Но есть много тематических сборников  докладов всевозможных конференций. Было очень модное направление  в 90 годах и начале третьего тысячилетия. Но большая часть не выходила за рамки бумажных технологий в отчетах. Вариации мечты Буратино о "поле дураков". Крайне криминогенная область деятельности на данный момент, ИМХО.

[Peter]

Спасибо. Деятелей, котрые расписывают, как замечательно добывать скандий из шламов алюминиевых производств, и сам встречал. Жаль, если все ограничивается этим уровнем...

[sychbird]

Специально для интересующихся темой отвержденных газов.

Как образуются кластеры кислорода при повышенном давлении?[/size]
Кислород, третий по распространенности в космосе и необходимый для жизни на Земле элемент, при приложении значительного давления превращается в твердое вещество красного цвета, обладающее металлическими свойствами и даже сверхпроводимостью.
Механизм этой трансформации длительное время занимал умы исследователей. В особенности им была любопытна причина образования молекулярного кластера (O2)4.
Исследователи из Геофизической Лаборатории Института Карнеги обнаружили, что при увеличении давления до 10 ГПа орбитали молекул кислорода меняют свою ориентацию, что приводит к связыванию четырех молекул кислорода в один кластер (O2)4.
Руководитель проекта Ю Менг (Yue Meng) отмечает, что межмолекулярное взаимодействие молекул дикислорода обусловлено наличием двух неспаренных электронов на двух вырожденных верхних занятых молекулярных орбиталях. По ее словам, увеличение давления приводит к сближению молекул и спариванию электронов, находящихся на граничных орбиталях соседних молекул.

Для изучения плотной твердой фазы кислорода исследователи разработали методику неэластичного рассеивания рентгеновских лучей при повышенном давлении (high-pressure inelastic X-ray scattering technique). В разработанной методике используется синхротронный рентгеновский луч, с помощью которого изучаются изменения в электронном строении образца по мере того, как алмазная подложка сжимает образец до давления в тысячи атмосфер. Экспериментальные результаты, полученные в группе Менг, были соотнесены с теоретическими расчетами, выполненными другими исследователями. Результаты исследований демонстрируют также и то, что между соседними кластерами (O2)4 также наблюдается тенденция к связыванию.

Образование молекулярных кластеров за счет участия разрыхляющих орбиталей уже достаточно давно хорошо известно для органических соединений. Делокализация электронов на орбиталях кластеров позволяет использовать для решения ряда практических задач. Менг отмечает, что факт того, что кластернизация кислорода при повышенном давлении протекает по аналогичному механизму, может быть использован для применения высоких давлений в получении новых типов материалов.

Источник: Proc. Nat. Acad. Sci., 2008, ASAP article

[SAV]

В Украине вырастили самый крупный в мире сапфир
18:30 / Четверг, 14 августа 2008 г.
http://delo.ua/news/84552/

Специалисты Института монокристаллов Национальной академии наук  Украины и госпредприятие «Донец» вырастили самый большой в мире монокристалл сапфира. Его размер 80 на 35 на 5 см, вес - 45 кг. Сапфир за 10 дней выращен на установке «Горизонт-5», разработанной конструкторским бюро «Донец».

Это госпредприятие, по информации Минпромполитики, уже изготовило по контракту с фирмой Rubicon, (США) новую установку «Ікар-500». Она позволяет выращивать монокристаллы сапфира диаметром 40 на 50 см и весом 200 – 300 кг.  Монокристаллы такого диаметра позволяют производить иллюминаторы для космических аппаратов, подводных лодок, самолетов.

[dan14444]

Ага, биржи в панике!  :lol:

[sychbird]

Может заинтересовать разработчиков скафандров и интерьеров КК.
Эластичные проводники раздвигают границы электроники[/size]
Японские исследователи получили эластичные электронные листы, нанеся органические транзисторы на эластичные проводящие материалы. Они уверяют, что аналогичная методика может понизить стоимость изготовления материалов для гибких дисплеев, а также создать искусственную кожу для роботов и систем интерфейса для взаимодействия человека с компьютером.
В группе исследователей из Университета Токио под руководством Такао Сомейя (Takao Someya) впервые получен отличающийся высокой проводимостью и химической стабильностью эластомер, внедрив углеродные нанотрубки в полимерную матрицу.
Эластичный материал был получен за счет перемешивания из черной пасты, полученной с помощью растирания нанотрубок в ионной жидкости – бис(трифторметансульфонил)имид 1-бутил-3-метилимидазолия. Процесс растирания не дает углеродным нанотрубкам склеиваться в большие «связки», что помогает им понизить жесткость и способствует увеличению эластичности.
После растирания гель комбинируют со фторированным сополимером, придающим материалу дополнительную эластичность, дают ему застыть и высохнуть. Полученная в результате всех этих операций пленка покрывается силиконовой резиной, в результате чего образуется эластичный проводник. Для дальнейшего увеличения эластичности материал может быть перфорирован, а также на него могут быть нанесены органические транзисторы. После завершения всех стадий производства получают электроноактивный эластичный лист, свойства которого не меняются при его растяжении до 70%.
Для демонстрации реальности и экономической эффективности предложенного подхода японские исследователи использовали маломасштабный принтер для получения прототипа эластичного проводника размерами 20 на 20 см. Сомейя полагает, что процесс производства эластичных проводников может быть масштабирован до промышленного производства гораздо больших по размеру гибких и эластичных интегрированных электрических схем.


Источник: Science, 2008, DOI: 10.1126/science.1160309

[Saul]

Для разработчиков скафандров. Недавно "Дискавери" показали "преемника" нынешнего (по 2 млн. дол.) скафандра, основа - "шаровые" шарнирные соединения. Из глубин памяти всплыла такая же картинка - похвальная статья патентного бюро журнала "Юный техник" 76, 77 годы.
 Знающие люди говорят, что продукция "Майкрософт", больше половины, экс советская.
Из Днепропетровска, недавно, на нескольких грузовиках, в неизвестном направлении,  вывезли одну из патентных библиотек, прям как из Германии в 45. Бизнес покруче других, сверхприбыльных.

[Дмитрий Виницкий]

Для разработчиков скафандров. Недавно "Дискавери" показали "преемника" нынешнего (по 2 млн. дол.) скафандра, основа - "шаровые" шарнирные соединения. Из глубин памяти всплыла такая же картинка - похвальная статья патентного бюро журнала "Юный техник" 76, 77 годы.
 Знающие люди говорят, что продукция "Майкрософт", больше половины, экс советская.
Из Днепропетровска, недавно, на нескольких грузовиках, в неизвестном направлении,  вывезли одну из патентных библиотек, прям как из Германии в 45. Бизнес покруче других, сверхприбыльных.

Во-первых, только сегодня сообщили о разрыве контраката, во-вторых, такие скафандры известны уже лет 50, недаром их разрабатаывала фирма по изготовлению тяжелых подводных скафандров. Не верьте "знающим" людям. Продукция Microsoft действительно в некоторой мере создана бывшими советскими программистами. но только в некоторой, не больше индийской доли.
про библиотеку - Старый обрадовался, теперь американская космонавтика будет отброшена на 40 лет назад. как раз ко времени, которосу соответствуют такие патенты...

[Salo]

http://nkj.ru/archive/articles/13612/

НАНОЧАСТИЦЫ — В КАЖДЫЙ САМОЛЁТ

Одна из задач современного самолётостроения — облегчение конструкции летательного аппарата. Замена нескольких сотен тысяч заклёпок, используемых при изготовлении корпуса большого пассажирского самолёта, на сварные швы позволила бы значительно облегчить его, удешевить производство и существенно улучшить эксплуатационные характеристики. Но всё не так просто. Конструкция самолёта должна иметь все детали с одинаковой прочностью, то есть сварной шов должен обладать такой же прочностью, что и свариваемый материал, чего нельзя достигнуть традиционными методами сварки.

Учёные Института теоретической и прикладной механики СО РАН имени С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН, г. Новосибирск) разработали технологию, которая может помочь в решении этой задачи. Они предложили лазерную сварку с применением нанопорошка, позволяющую получать сварной шов с существенно улучшенными прочностными свойствами.

Основная идея новой технологии — введение в сварной шов порошка тугоплавкого соединения (например, карбида или нитрида титана) с наноразмерными частицами. Это даёт возможность управлять процессом кристаллизации металла при сварке. Введение нанопорошка в сварной шов кардинальным образом изменяет процесс зародышеобразования, которое происходит на наноразмерных частицах на границе контакта трёх фаз (наночастица—зародыш—расплав) и резко изменяет строение и величину (морфологию и дисперсность) растущего зерна. Структура шва вместо игольчато-дендритной становится квазиравноосной и мелкодисперсной. Уменьшается размер неметаллических включений. Соответственно повышаются механические свойства (прочность и пластичность) металла шва, возрастает в несколько раз относительное удлинение, увеличиваются предел прочности и предел текучести.

Напомним, что 100—150 лет назад по морям ходил и суда с клёпаными корпусами. Затем была разработана технология сварки стали, обеспечивающая необходимую прочность, и все корабельные корпуса стали сварными. Так и клёпаные самолёты, возможно, скоро будут заменены на сварные. Тем более что опыт изготовления сварных самолётов, правда пока только военных, уже есть.

[SpaceR]

Из Днепропетровска, недавно, на нескольких грузовиках, в неизвестном направлении,  вывезли одну из патентных библиотек, прям как из Германии в 45. Бизнес покруче других, сверхприбыльных.

Грустная новость...  

про библиотеку - Старый обрадовался, теперь американская космонавтика будет отброшена на 40 лет назад. как раз ко времени, которосу соответствуют такие патенты...

Напрасно иронизируете. Именно в то время уровень технически-интеллектуального развития существенно опережал время. Не только той эпохи, но и современное. Просто для многих по-настоящему хороших идей не было необходимых материалов либо оборудования и методик (обеспечения требуемой точности, например).

А во-вторых, о космонавтике в сообщении речь вообще не шла.
Как и об американцах, кстати.