Технологии и материалы

В Швейцарии впервые испытан лазерный навигатор для молнии.

Графен знаменит своими приложениями, однако этот двумерный слой атомов графита легко разрушить. Австралийские ученые предложили пассивировать графен очень тонкой пленкой оксида галлия со структурой стекла. При температуре чуть выше комнатной пленками в сотню атомных слоев удавалось покрывать около квадратного сантиметра графена. Простота процесса пассивации дает возможность встроить его в современные технологии производства электронных приборов. Интересно, что оксид галлия не только защищает пленку графена, но и улучшает ее электронные характеристики, поскольку обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

В теле человека постоянно присутствуют тысячи различных молекул, так называемых метаболитов, которые сложно идентифицировать простыми химическими методами, например анализами крови. Европейские ученые для их определения применили жидкостную хроматографию, масс-спектрометрию и искусственный интеллект, тренированный на данных десятков лабораторий мира. Работа обходит ограничения на прямое сравнение сведений разных источников. Свести предназначенную для тренировки ИИ информацию в единую базу ученым позволил тот факт, что последовательность разделенных фаз остается постоянной на разных приборах.

Машущий полет рукотворных механизмов уже не новость. Инженеры из Севильского университета создали автономный орнитоптер весом в 700 грамм и оснастили его специальными когтями, которые позволили ему садиться на горизонтальный стержень. С выбором цели бортовому компьютеру пока помогает наземная система слежения. Режим касания отработан настолько точно, что робот после него не раскачивается и не теряет энергию. Безопасная посадка обеспечит дальний полет орнитоптерам, которые быстро исчерпывают заряд аккумуляторов.

Немецкие ученые предложили использовать коммерческий дрон весом всего 0,9кг для оперативного анализа вулканических газов. Он оборудован сенсором диоксида серы, управляется по радиоканалу и передает по нему данные о концентрации газа. По ней вулканологи смогут судить о вероятности извержений. Портативный коптер способен взлететь даже с ладони. Оператор сможет запускать его из труднодоступных точек вблизи вулкана.

Наш журнал не раз знакомил читателя с модной ныне идеей напрямую подключать человека и животных к компьютерам. Надежно управляемых имплантами устройств пока нет, несмотря на информационную кампанию и некоторые технические достижения в этой области. Это лишь подтверждает сложность применения интерфейсов мозг-машина для управления роботами. Однако есть и несомненные успехи. Один из последних— это автономное инвалидное кресло, которое оборудовано навигационной системой с обучаемым искусственным интеллектом.

Борьба с пластиками может увенчаться их исчезновением из нашей жизни. Однако есть шанс сохранить этот чрезвычайно удобный класс материалов. Если спрятать в них углекислый газ, изъяв его из атмосферы, то их долговечность из недостатков станет преимуществом. Следуя политике декарбонизации, во многих странах пытаются оценить, как захоронение СО₂ в пластмассах будет работать и во сколько обойдется.

Исследователи из университета провинции Чжэцзян решили осветить манго синим светом для дозревания. Пролежав девять дней под синей лампой, плоды манго заметно покраснели.

Исследователи Техниона провели эксперимент по превращению листа растения Корпускулярия Лемана в электролитическую батарейку методом тыка железного анода и платинового катода. При подключении внешней нагрузки фототок в светлое время суток составил 0,02 миллиампера и продолжал течь целый день. Физики отмечают, что на катоде их батарейки протоны объединяются в газообразный водород, который можно будет собирать и потом использовать. Новейший метод может привести к развитию зеленых энергетических технологий, экологичных и многофункциональных. Однако, как скоро вянут такие батарейки, ученые не сообщают.

Ученые разработали метод синтеза новых кристаллов, состоящих из двух и более химических элементов. Его идея родилась при изучении двухкомпонентных растворов веществ, одно из которых очень сильный растворитель, другое – нет. Эффективность подхода ученые продемонстрировали в высокотемпературных растворах состава AOH/AX (A = Li, Na, K или Rb; X = Cl или I). Уже синтезировано тридцать ранее неизвестных соединений. Работа обещает создание новых сверхпроводников, магнитных веществ и материалов для электрических батарей.

Японские ученые изучили коррозию стали в жидком олове при температуре от 400 до 600ºC. Оба материала планируют применять в будущих термоядерных реакторах непрерывного действия. Исследователи установили, что на поверхности стали при 500ºC нарастал слой FeSn₂ в сторону жидкого олова. Рост слоя интерметаллида внутрь твердой стали был заметен спустя 250 часов и происходил за счет диффузии атомов олова вдоль границ мартенситной структуры. Авторы работы выявили ключевой механизм разрушения стали в жидком олове. Статья появилась в журнале Corrosion Science.

В конце прошлого года в журнале Science появился новый обзор, посвященный научному поиску новых аккумуляторных электролитов и прогрессу их получения. Эта проблема насущна для современных литий-ионных батарей, а также натрий-ионных и литий-кислородных аккумуляторов. Особое внимание авторы статьи обращают на формирование на электродах нанометровых покрывающих интерфаз, которые снижают эффективность химических реакций. Существенная часть обзора посвящена созданию серии долгоживущих твердых электролитов, устойчивых к экстремально высоким и низким температурам.

Многолетние переговоры защитников окружающей среды между собой, а также с различными политиками, похоже, привели к некоторому результату. В марте 2022 года в Найроби участники сессии ЮНЕП решили начать подготовку конвенции о запрещении пластикового мусора. По плану, в 2024 году ее предложат политической общественности для подписания. Сейчас же эксперты обсуждают, что должно быть в этой конвенции. Однако дело может быть несколько сложнее, и эта конвенция, если ее рассматривать в сочетании с обязательствами по декарбонизации, закрепленными в Парижском соглашении, способна оказаться уже вторым, после Зеленой сделки ЕС, камнем, брошенным в здание индустриальной экономики, которое внезапно оказалось выполненным из стекла.

В конце 2022 года по традиции были вручены Премии правительства России по науке и технике. Области достижений — самые разные. Здесь и металлургия, и строительство, и морская сейсморазведка, и транспорт, и освоение Крайнего Севера и Арктики, онкология и сосудистая нейрохирургия, земледелие и растениеводство. Среди этих достижений есть одно, о котором «Химия и жизнь» не может не рассказать.

Датские инженеры сделали датчик качества воздуха в виде канарейки. В систему встроен датчик углекислого газа. Как только его концентрация превышает допустимую концентрацию, пластмассовая канарейка падает и тем самым показывает, что комнату надо срочно проветрить. А когда воздух очищается, канарейка поднимается и возвращается в нормальное положение.

Самые бесспорные применения искусственного интеллекта – военные. О них мы писали в девятом номере нашего журнала. Но, вопреки очевидной логике, использование ИИ в современных вооруженных конфликтах отнюдь не облегчает принятие тактических и стратегических решений. Оно делает его более сложным и уязвимым, тем самым повышая ценность человеческого интеллекта.