Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[sychbird]

Электроды из углерода для литий-серных аккумуляторов[/size]
Химики из Канады использовали углерод для получения электродов литий-серных аккумуляторов, что привело к увеличению их емкости в несколько раз в сравнении со стандартными литий-ионными батареями.
Потенциально литий-серные аккумуляторы могут обладать емкостью, в пять раз превышающей емкость литий-ионных аккумуляторов, в настоящее время используемых для питания бытовой электроники. Как и для литий-ионных аккумуляторов, принцип их действия основан на движении ионов лития в электролите. При подключении электрической цепи к батарее катионы лития движутся по электролиту от анода к катоду. При зарядке аккумулятора полярность электродов меняется, и ионы лития перемещаются обратно к аноду, «готовя» аккумулятор к очередному циклу разрядки.
Литий-серные аккумуляторы отличаются от литий-ионных способом хранения ионов. В литий-ионных аккумуляторах ионы лития интеркалированы в молекулы электродов, в литий-серных – ионы лития генерируются за счет окислительно-восстановительной реакции с серой. В отличие от интеркаляции, эта реакция не может быть ограничена строением электродов, что, теоретически, позволяет допустить, что при одинаковом объеме литий-серные батареи должны обладать большей емкостью заряда.
Тем не менее, с практическим получением таких источников тока, даже на уровне прототипа, еще существуют значительные проблемы. Сера является изолятором, как в случае электронной, так и ионной проводимости, поэтому для работы электродов аккумулятора необходим близкий контакт серы с проводником. Помимо этого полисульфид-ионы, являющиеся интермедиатами процессов окисления-восстановления обладают растворимостью, достаточной для того, чтобы они могли «протекать» от электродов в электролит, уменьшая активную массу электродов.
Lинда Назар (Linda Nazar) из Университета Ватерлоо уверяет, что смогла решить проблему, использовав для получения катода систему токопроводящих углеродных компонентов. Работа была начата с разделения толстых пористых углеродных наностержней, диаметр которых составлял 6-7 нм, тонкими углеродными нановолокнами. Полученная углеродная система была заполнена расплавленной серой, в которой при застывании остаются поры, по которым может перемещаться электролит. На последней стадии систему помещают в полимерную оболочку, препятствующую утечке полтисульфид-ионов.

Источник: Nature Materials, 2009. DOI: 10.1038/NMAT2460

[sychbird]

Наборами  подобны материалов могут быть укомплектованы медицинские ЗИПы для межпланетных полетов. И на МКС их полезно поисследовать для получения опыта использования.

Нанотрубки+ДНК = искусственная ткань[/size]
Для создания современных искусственных тканей и органов весьма важно создание материала, свойства которого были бы близки природным. Однако, сочетание прочности с гибкостью, характерное для тканей организма практически не может быть воспроизведено в искусственных материалах.

Группа исследователей из Австралии и Кореи под руководством Джоффри Спинкса (Geoffrey M. Spinks) и Сеон Джеонг Кима(Seon Jeong Kim) разработала новый высокопористый губкоподобный материал, механические свойства которого подобны свойствам биологической ткани. Новый материал представляет собой прочную композитную систему из нитей ДНК и углеродных нанотрубок.
Мягкие ткани, такие как сухожилия, мышцы, артерии, кожа и другие органы получают свою механическую прочность за счет внеклеточной матрицы белковых нановолокон. Различная морфология белков внеклеточной матрицы позволяет природе формировать ткани с широким разбросом по прочности. Имплантаты и шаблоны для роста искусственной ткани должны представлять собой пористые материалы, которые обычно отличаются высокой хрупкостью. Так как многие биологические ткани регулярно подвергаются существенной механической нагрузке, важным фактором должна также быть и высокая эластичность имплантата, которая должна предотвращать возможность развития воспалительных процессов. В то же самое время материал для имплантата должен отличаться высокой прочностью.
В соответствии с новой концепцией нити ДНК используются в качестве матрицы, эти нити полностью «обертывают» углеродные нанотрубки, присутствие в системе ионной жидкости способствует гелеформированию. Полученный гель можно спрясть мокрым способом так же, как прядут синтетические волокна – при введении геля в ванну, заполненную специальным раствором, гель может быть сформован в большое количество тонких нитей. Высушенные волокна обладают пористым губкообразным строением и представляют собой сеть скрученных нановолокон толщиной в 50 нм. Замочка волокон в растворе хлорида кальция способствует дальнейшей сшивке ДНК, приводя к увеличению плотности и прочности волокон.
Полученные губчатые волокна напоминают коллагеновые волокна межклеточной матрицы биологического происхождения. С этими волокнами можно работать, получая из них подобие текстильных тканей. В результате всех операций из волокон можно получить материалы, отличающиеся эластичностью, присущей биологическим тканям наряду с высокой прочностью, обусловленной молекулами ДНК.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2009, doi: 10.1002/anie.200804788

[sychbird]

Новый катализатор сулит удешевление топливных элементов
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?9316

[sychbird]

Испытан новый тип электрохимического аккумулятора
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?9324

[sychbird]

Data storage enters the 'fifth dimension'
Optical data storage over one terabit per cubic centimetre possible, say
researchers
http://physicsworld.com/cws/article/news/39146

Массивы хранения данных открывают "пятое измерение"

"Оптические устройства хранения данных емкостью 1 терабит на кубический сантиметр возможны" - заявляют исследователи...

[pkl]

Управляемый материал для будущих терминаторов [/size]
Если вы думали, что роботы будущего станут похожими на человека или некую колесную машину, то мнение ваше, вероятно, не вполне верное; не исключено, что роботы будущего вообще будут практически бесформенными. Команда японских ученых во главе с Синго Маэда (Shingo Maeda) из лаборатории прикладной физики Shuji Hashimoto при университете Васэда создали гель, способный самостоятельно менять свою форму, а также передвигаться.
Полимеры, использованные для создания данного материала, способны не только передвигаться в пространстве, но даже и менять цвет. В настоящее время изобретение планируется применять для физического моделирования, а также изучения свойств тех или иных объектов. Кроме того, ученые полагают, что этот гель можно будет использовать для создания тех или иных компонентов для роботов, а данный факт, в свою очередь, означает, что создание печально известного Терминатора модели T-1000 становится возможным уже в наши дни.
 

Это http://www.youtube.com/watch?v=bcaqzOUv2Ao&feature=PlayList&p=2EE54F9E5CF687BB&playnext=1&playnext_from=PL&index=46 пподойдёт куда лучше.

[sychbird]

Занятно. У меня этот материал тоже был на заметке, не помню попал ли он в тему. Но, всегда стоит не забывать, что на данный момент видеоклип - это наиболее эффективной способ воздействия на сознание.

[sychbird]

Centauri Dreams asked Marc Millis, former head of NASA's Breakthrough Propulsion Physics Project, for his thoughts on so-called hyperspace propulsion, as recently published in an article called "Take a Leap into Hyperspace" (New Scientist, 5 January 2006). The article has received wide coverage because of its sensational implication that we may be much closer to a breakthrough in interstellar propulsion than anyone realized. And as discussed here in the last few days, it draws on the work of the German theoretician Burkhard Heim and the later refinements of Walter Dr

[Главный Вершитель]

Американцы создали «вечную» память
"... плотность записи до 1 терабита на квадратный дюйм, и каждый бит при комнатной температуре будет сохранять свое состояние на протяжении более одного миллиарда лет. ..."
http://news.mail.ru/society/2607374/

[sychbird]

Топливная ячейка на спирту и воздухе[/size]
Исследователи из Японии разработали топливную ячейку, которая может размещаться на чипе и производить энергию за счет различных спиртов.
Многие исследовательские группы работают над миниатюризацией обычных топливных ячеек, однако до настоящего времени эти источники тока не удается совместить с обычными микроэлектронными устройствами.
Тецуя Осака (Tetsuya Osaka) из Университета Васеда разработал микрокапиллярную топливную ячейку без насоса-нагнетателя и мембраны, окислителем топлива которой может являться кислород воздуха. Новое устройство не состоит из частей – оба его электрода созданы из одного и того же субстрата, что, несомненно, должно облегчить ее производство.

Первоначально Осака разработал топливную ячейку, работающую на метаноле. Метанол подходит для длительного питания топливных ячеек, поэтому японский ученый изучил возможность применения этанола и пропанола-2 в качестве топлива. Из трех изученных спиртов наименьшей токсичностью отличается этанол, однако при окислении 2-пропанола не образуется моноксида углерода, способного отравить катализатор. Было обнаружено, что замена метанола на этанол или пропанол практически не меняет КПД топливной ячейки. Исследователь из Японии внес еще одно конструкционное изменение в источник тока – заменил кислотный электролит на фосфатный буфер, при этом переход от кислой к нейтральной среде также существенно увеличил энергетический выход.
В дальнейших планах Осаки работа над интеграцией новой топливной ячейки с другими микроприборами, цель такой интеграции – демонстрация того, что ячейка и прибор могут работать в качестве единой системы. Исследователь добавляет, что также планирует создание миниатюрного прибора для определения уровня глюкозы в крови.

Источник Energy Environ. Sci., 2009, DOI: 10.1039/b906216e

[sychbird]

Materials Science:
Relativistic Physics in the Lab
Robert F. Service
Graphene holds enormous promise for transistors and other electronic devices (see main text). But it is already making an impact in the arcane world of high-energy physics. That's because when electrons move through graphene, they act as if their mass is zero—behavior that makes them look more like neutrinos streaking through space near the speed of light. At such "relativistic" speeds, particles don't follow the usual rules of quantum mechanics. So physicists realized several years ago that the novel material might provide a test bed for studying relativistic physics in the lab.
Full story at http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/324/5929/876?sa_campaign=Email/sntw/15-May-2009/10.1126/science.324_876

Графен подает невиданные надежды в области использования транзисторов и других электронных устройств. Но он уже оказывает влияние и в таинственой области физики высоких энергий. Благодаря тому, что при движении в графене электроны ведут сябя как частицы с нулевой массой, подобно тому как нейтроны движуться в пространстве с субсветовыми  скоростями. При таких скоростях частицы не следуют обычным правилам квантовой механики.

[sychbird]

Вот и еще один кирпичик для решения проблем самообеспечения Лунных и Марсианских баз.

Как превратить целлюлозу в синтетические полимеры?[/size]
Исследователи сделали еще один шаг вперед в области замены нефтехимического сырья для получения полимерных материалов на возобновляемое растительное сырье. Исследователи из Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории (PNNL) сообщают об успешной одностадийной конверсии целлюлозы в 5-гидроксиметилфурфураль (HMF).
Исследователи развили результаты своей же собственной работы, проделанной ранее – около двух лет назад. Они сообщали о превращении в HMF моносахаридов, получаемых из целлюлозы. Результаты нового исследования позволяют говорить о возможности опустить из общей химико-технологической схемы стадию получения и выделения моносахаридов и получить HMF непосредственно из целлюлозы. Разработанный, под руководством Конрада Жанга (Conrad Zhang), процесс позволяет использовать неочищенную древесную или растительную целлюлозу в качестве исходного сырья и получить HMF с высоким выходом.
HMF, который может использоваться в качестве строительного блока для полимеров и служить интермедиатом для биотоплива, легко может быть получен из глюкозы или фруктозы в системе CrCl2/ионная жидкость. Вместе с тем, исследователи заметили, что ионная жидкость существенно увеличивает растворимость целлюлозы, и решили подобрать каталитические системы, способные катализировать получение HMF непосредственно из целлюлозы. Первоначально было обнаружено, что смесь CrCl2 и CuCl2 при 120 градусах Цельсия позволяет получить HMF из целлюлозы, правда с большим количеством побочных продуктов.
Оптимизация метода, заключавшаяся в проведении деструкции целлюлозы в кислой среде (кислота добавлялась для ускорения дефрагментации in situ целлюлозы на моносахариды). Оптимизированная методика позволяет превратить около 57% углеводных фрагментов в HMF, степень чистоты выделяемого после одностадийного процесса продукта составляет 96%.
Хлориды металлов и ионная жидкость, использующиеся для получения HMF, могут быть повторно использованы несколько раз без потери их эффективности, что может дополнительно понизить стоимость производства HMF.

Источник: Applied Catalysis A: General,2009 DOI: 10.1016/j.apcata.2009.04.002

[sychbird]

Российские специалисты разработали уникальную технологию, позволяющую увеличить число радиоканалов в одном частотном диапазоне в 20 раз. Кроме того, новая система может передавать и видеосигнал. Главный радиочастотный центр представил уникальные разработки российских ученых.

Система AVIS позволяет передать более 700 радиопрограмм и 40 каналов телевидения. Осталось создать приемник, не большой по размеру, но доступный по цене, который мог бы принимать звук, картинку и интернет-сигнал в любой российской глубинке.
"Такую видеосистему можно сделать в любой деревне, и организовать телевидение. Стоимость оборудования, кроме усилителей, которые уже есть на станциях, составляет , от силы, пятнадцать тысяч долларов, на самом деле, меньше",- заверил Виктор Дворкович, заместитель генерального директора Главного радиочастотного центра.
"В международном плане это достаточно уникальный случай. Россия предложила собственную цифровую систему",- подчеркнул Александр Дворкович, начальник управления исследования и разработки цифровых систем передачи информации.

[sychbird]

Присоединение водорода превращает графен в графан. [/size]
Один из членов исследовательской группы, Андре Гейм (Andre Geim) из Университета Манчестера отмечает, что получение графана – первый пример, демонстрирующий то, как химические методы могут оказаться полезными для подстройки свойств таких материалов, как графен для их использования при решении определенных практических задач. Для обратимого превращения графена в графан исследователи использовали струю молекулярного водорода.
Гейм и его коллега Константин Новоселов (Kostya Novoselov) возглавляют группу исследователей, разработавших первый простой способ получения графена в 2004 году. Делокализованные электроны графена придают этому материалу уникальную проводимость, что дало идею создания сверхбыстрых наноразмерных транзисторов. Одной из наибольших помех в развитии графеновой электроники является отсутствие способов контроля электрического тока.

Один из методов такого контроля, предложенный ранее Геймом и Новоселовым, заключался в нарезании графена на полоски шириной в несколько нанометров. Однако, как поясняет Гейм, отсутствие у графена запрещенной энергетической зоны не позволяет «выключить» ток по требованию.
Хорхе Софо (Jorge Sofo), профессор физики из Университета Пенн, предсказавший существование полностью гидрированного производного графена в 2007 году, отмечает, что графан представляет собой возможный способ решения этой проблемы, поскольку обратимое гидрирование графена может привести к появлению в его электронной структуре запрещенной энергетической зоны.
Другие исследователи предполагают, что графан сможет найти применение в новых топливных технологиях. Графан отличается высокой плотностью содержания водорода, поэтому Александр Савченко (Alexander K. Savchenko), изучающий свойства графена в Университете Эксетера, уверен, что будущее направление исследований должно быть посвящено изучению именно этого свойства и его применению в водородных топливных ячейках.
Источник: Science, 2009, 323, 610 (DOI: 10.1126/science.1167130)

[sychbird]

Интересный вопрос - применима ли организация беспроводной передачи данных в КА. И можно ли на этом получать выигрыш в массе аппарата. Все таки кабели штука весомая.

Португальцы подняли в воздух беспроводный самолёт
http://www.membrana.ru/lenta/?5896

[Boo]

Интересный вопрос - применима ли организация беспроводной передачи данных в КА. И можно ли на этом получать выигрыш в массе аппарата. Все таки кабели штука весомая

Вопрос в надёжности. У России САС и так хромает.
А провода ещё и питание подводят, вот по ним-то и надо "гонять" информацию.
Т.е. беспроводная передача информации менее надёжна (и более массивна), чем передача информации по линиям питания.

[Дмитрий Виницкий]

Интересный вопрос - применима ли организация беспроводной передачи данных в КА. И можно ли на этом получать выигрыш в массе аппарата. Все таки кабели штука весомая.

100 лет в обед.
http://conferences.esa.int/03C20/s2b-03.ppt

С Bluetooth, кажется уже железяка какя-то летала японская.

[Дмитрий Виницкий]

А провода ещё и питание подводят, вот по ним-то и надо "гонять" информацию.
Т.е. беспроводная передача информации менее надёжна (и более массивна), чем передача информации по линиям питания.

С чего вы решили? Вы в комп заглядывали? На каждом устройстве сопряжение-модем ставить хотите для пересылки сигнала по питанию? Это увеличит надежность и пропускную способность?

[Boo]

D.Vinitski
Учтите радиацию, как минимум. Это ж не Земля!
Считаю главным вопросом - надёжность канала передачи. Цитаты режем?  :wink:

[Дмитрий Виницкий]

И что? Чем радиация вредит электронике беспроводной, чем проводной?