Профессор материаловедения предлагает строить здания с помощью бактерий
Города будущего наверняка будут создаваться из материалов, о которых мы сегодня и не догадываемся. В частности, не исключено, что это будут живые материалы – к примеру, грибы, или бетон, сотворённый микроорганизмами. Материаловед и специалист в области инженерных разработок Университета Колорадо в Боулдере Уилл Срубар в своём новом эссе утверждает, что живые, саморазвивающиеся и самовосстанавливающиеся конструкции станут лучшим выбором строительной индустрии будущего.
Предполагается, что разработка живых материалов не только сократит финансовые затраты на ремонт и сборку новых зданий, но и устранит многие экологические издержки производства обычных строительных материалов. Безусловно, обращение к живым материалам потребует пересмотра всей концепции строительства, даже в том случае, если учёные найдут способ, как сделать эти материалы практичными и экономически эффективными.
Источник: Техкульт
Китайские учёные намерены создавать роботов-трансформеров из жидкого металла
Команда исследователей из Университета Цинхуа в Китае создала новый материал с условным названием «жидкий металл», который легко меняет форму при сохранении базовых качеств. И хотя до эффектов вроде способностей знаменитого Т-1000 из фильма «Терминатор-2» далеко, учёные уже видят у новинки перспективы для создания различных типов роботов. В частности, морских – благодаря высокой плавучести материала.
В основе состава лежит сплав галлия и индия, температура плавления которого всего 15,5 ℃, поэтому при комнатной температуре металл уже становится жидким и способным изменять форму без затрат энергии. В толще металла находятся крошечные пузырьки с воздухом, которые обеспечивают ему крайне малую плотность и отличную плавучесть. Но такая добавка никак не сказалась на электропроводности или способности фиксировать форму при застывании.
Если отлить из такого жидкого металла лист, то его можно сложить по принципу оригами до 8 раз без потери прочности и прочих эксплуатационных качеств. Это открывает путь для создания различных инструментов, хватов и насадок для манипуляторов роботов, которые можно менять в зависимости от текущей задачи.
Источник: Техкульт
Напечатанная еда научит вас есть меньше, а насыщаться быстрее
Новая сфера применения 3D-принтеров не имеет ничего общего со штамповкой сложных инженерных деталей. Еда, напечатанная с помощью такого принтера, изменяет структуру продуктов таким образом, чтобы человек чувствовал себя более сытым, потребляя при этом меньшее количество пищи.
Инженерная группа CSAIL HCI Массачусетского технологического института провела исследование того, как люди воспринимают еду, и как её структура влияет на чувство сытости. Выяснилось, что варьируя форму, размер и плотность кусков пищи так, чтобы она занимала больше места на тарелке, можно заставить человека съесть меньшую порцию и насытиться быстрее. Даже текстура пищи может повлиять на чувство насыщения. Как оказалось, люди обычно потребляют меньше еды, если её труднее прожевать – таким образом, они затрачивают больше времени на разжёвывание и успевают почувствовать насыщение раньше.
Исследователи использовали 3D-принтер со специальной насадкой, способной выдавливать вместо пластика съедобную пастообразную массу. С его помощью они смогли напечатать готовые к употреблению в пищу продукты, отличающиеся между собой по текстуре и плотности.
Было проведено два независимых эксперимента: тридцати участникам, потреблявшим напечатанную пищу, прикрепили к челюстям датчики электромиографии, которые измеряли время и интенсивность жевания. В конце эксперимента участники заполняли анкету, где оценивалась степень их насыщения.
Результаты экспериментов подтвердили, что изменение плотности и, как следствие, общего размера пищи, может влиять на восприятие человеком уровня голода после еды. Используя эти данные, исследователи разработали комплексную систему под названием FoodFab, которая может автоматически создавать продукты питания в соответствии с предпочтениями или потребностями пользователя. Те, кто следит за своей фигурой, смогут настроить FoodFab так, чтобы она печатала более плотные 3D-продукты. Те же, кому трудно потреблять пищу большими кусками по медицинским или иным показателям, смогут выбрать вариант для печати порций, которые легко жевать.
Источник: Техкульт
Intel наглядно показал, как песок превращается в компьютерный процессор
Электронный гигант Intel выпустил видео с подробным показом того, как «кучка песка» постепенно «обретает интеллект», превращаясь в процессорный чип, выполненный по 10-нм техпроцессу.
Чтобы превратиться в него, пластинке-полуфабрикату необходимо пройти более 1000 операций по формированию и накоплению массива транзисторов. В видеоролике коротко сообщается о некоторых технологиях Intel, лежащих в основе создания FinFET (металл-оксид-полупроводникового полевого транзистора). Также в нем упоминается технология COAG, которая, по слухам, когда-то стала причиной возникновению проблем Intel с эффективностью 10-нм чипов.
Помимо этого мы видим этап присоединения десятков проводов, объединяющих фрагменты чипа в единое устройство. Как известно, с уменьшением размера транзисторов увеличивается сопротивление, а масштабирование проводов к транзисторам создаёт и другие проблемы – в частности, с миграцией электронов (явление переноса вещества в проводнике за счёт постепенного дрейфа ионов – прим. ред. Техкульт). Для решения этой проблемы Intel стала использовать для соединений кобальт вместо меди. По прогнозам компании, она может уже в ближайшее время отстать от своих основных конкурентов – и, прежде всего, от тайваньской TSMC. Чтобы этого не случилось, Intel необходимо во что бы то ни стало до конца 2021 года запустить производство новых 7-нм процессоров.
Источник: Техкульт
Этот вертолёт-беспилотник создан, чтобы бомбить с воздуха лесные пожары
Одно из безусловных достоинств дронов – возможность летать и работать в местах повышенной опасности, избавляя тем самым людей от ненужного риска. Именно такая миссия стоит перед вертолётом-беспилотником JC260, предназначенным для тушения лесных пожаров.
Разработчик противопожарного дрона – китайская компания QilingUAV. JC260 оснащён двумя специальными бомбами, заполненными пламегасящей жидкостью. Их можно сбрасывать по одной или вместе. Каждая из бомб при разрыве накрывает охваченный пламенем участок объёмом до 50 кубических метров. Полёт беспилотника обеспечивают два соосных винта диаметром 3,6 метра, работающие от двух 34-сильных бензиновых двигателей с водяным охлаждением, которые позволяют дрону развивать скорость до 100 км/ч. Одного бака бензина хватает на 3–4 часа полёта. Длина JC260 – 2,8 м, вес – 260 кг, включая бомбы.
Дрон оснащён бортовыми видеокамерами и управляется наземным оператором в режиме реального времени. Для того, чтобы сбросить бомбы, достаточно одного нажатия кнопки на пульте управления.
Источник: Техкульт
Электричество из дождевой воды
Наука помогла отыскать инновационный способ получать электроэнергию из дождевых капель. Учёные сумели внедрить высокоэффективный метод передачи электроэнергии, в результате чего падение одной капли даёт электричество, достаточное для включения сотни светодиодов. Эта новость была недавно опубликована в издании Nature.
Исследователи уже не первый год пытались освоить энергию дождевых струй – но препятствием прежде оказывалась недостаточная мощность генератора. Однако теперь учёные из КНР в кооперации с их американскими коллегами применили современную схему электрического генератора, что позволило достичь интересного результата.
Дождевые капли, попадая на генераторные пластины, образуют водяную плёнку между парой электродов – из алюминия (AL) с одной стороны и оксида индия с оловом с другой (ITO). Формируется замкнутая схема, внутри которой стало возможным получать электроэнергию. Создатели контура догадались закрыть поверхность генератора плёнкой из политетрафторэтилена (ПТФЭ/PTFE), накапливающей заряд на поверхности под постоянными падениями дождевых капель, пока заряд не станет достаточно насыщенным. Идея такой схемы базируется на том, что капли играют роль резисторов, а плёнка ПТФЭ – конденсатора.
Справедливости ради следует напомнить, что прежние опыты с дождевыми струями тоже показывали, что капли были способны генерировать электроэнергию, разработчики указывают, что мгновенная мощность новой версии тысячекратно превысила ранние схемы, не использующие плёночный слой из политетрафторэтилена.
Разработчики «дождевой» электростанции обещают, что доведут прототип до практической готовности к промышленному выпуску не позднее 2025 года. Впоследствии будет возможным извлекать электроэнергию от дождевых капель, падающих куда угодно – на кровлю крыши, борт яхты, на зонтик, через который можно будет подзарядить смартфон. А страны, для которых характерны сезонные обильные осадки в виде дождя, вообще получат мощную поддержку для своей энергетической отрасли и в итоге смогут повысить свою конкурентоспособность на мировом рынке.
«Наша работа демонстрирует, что капля дождя, упав с 15-сантиметровой высоты, способна сгенерировать напряжение более 140 вольт и тем самым обеспечить энергопитание сотни маленьких светодиодных источников света», утверждает глава исследовательской группы Ван Цуанкай из Гонконгского университета.
Источник: Sci-News
