А ви вже оформили передплату на 2019 рік?

Оформити передплату за пільговими цінами

Бажаєте зекономити на передплаті?

Пропонуємо вам стати учасником програми лояльності «120 балів»!

 

Дізнатися більше

Новітні незвичайні властивості води

https://www.daіlytechіnfo.org

 


Новий вид штучних мускулів — полімерний матеріал, який перетворює водні випари на кінетичну енергію
 
Ця полімерна плівка постійно розширюється й скорочується, завдяки чому вона здається живою. Але в цьому немає ніякої чорної магії, енергія для руху цього матеріалу прибуває від водної пари, що завжди перебуває в повітрі в різній концентрації. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту збираються використовувати безперервний рух матеріалу для того, щоби зробити електричну енергію для наноелектронних пристроїв, або створити на базі такого матеріалу штучні мускули для роботів наступного покоління.
 
Цей «живий» матеріал складається із двох взаємозалежних полімерних матеріалів. Один полімерний матеріал необхідний для формування гнучкої, але міцної основи, який надає кінцевому гібридному матеріалу його форми. Другий матеріал є м’яким гелеподібним матеріалом, який збільшується в об’ємі в багато разів, поглинаючи вологу з навколишнього середовища. З’єднавши ці два матеріали в одне ціле, дослідники одержали те, що можна побачити на нижчеподаному відеоролику — смуги тонкої плівки, які звиваються й переміщаються самі по собі без будь-якого видимого зовнішнього впливу.
 
Але головний фокус нового матеріалу полягає в такому: коли гелеподібний матеріал вбирає вологу з повітря, він збільшується в об’ємі, а це, у свою чергу, змушує всю плівку рухатися й згортатися. Того слабкого потоку повітря, який виникає під час руху матеріалу, цілком достатньо для того, щоби висушити найтонший шар вологовбирного гелеподібного полімеру. При цьому об’єм цього полімеру зменшується, плівка розпрямляється й зупиняється, після чого знову починається процес поглинання вологи гелеподібним матеріалом, що забезпечує циклічність руху.
 
Технологія одержання енергії, використовуючи вологу з повітря, є досить перспективним напрямком, адже вологи цілком достатньо в повітрі навіть найбільш спекотного й посушливого місця, такого як пустеля Сахара. Та й у штучних умовах керувати концентрацією водної пари в повітрі досить просто.
 
Для того щоб одержати електричну енергію від енергії руху цього полімерного чудо-матеріалу, його покрили тонким шаром п’єзоелектричного матеріалу, який виробляє енергію під час його деформації. Але такий підхід не виправдав себе з погляду ефективності, з кожного квадратного сантиметра такого матеріалу можна одержати в середньому 5,6 нановат електричної енергії, що поки ще не дозволяє розглядати такий матеріал як вічне джерело екологічно чистої енергії. Набагато краще матеріал проявляє себе з точки зору вироблення механічної енергії. Він досить сильний для того, щоби підняти вагу, яка перевищує його власну вагу в 10 разів, що теоретично дозволяє розглядати цей матеріал як кандидата на роль двигуна мікроелектромеханічних систем, нанороботів та інших малюсіньких пристроїв.
 
Учені-астронавти працюють над створенням «палаючої» води, яка може спалити будь-які речовини
Споконвіку люди на Землі використовували воду для гасіння вогню. Вода не горить сама пособі, вона обволікає палаючі предмети, перекриваючи доступ кисню, необхідного для горіння, а інтенсивне випаровування дозволяє швидко зменшити температуру гарячих предметів. Але астронавти-дослідники, які працюють на борті Міжнародної космічної станції (МКС), проводять дослідження, спрямовані зовсім у протилежному напрямку. Вони намагаються створити ряд умов, за яких вода переходить в особливий стан, перетворюючись на «палаючу» воду, здатну спалити будь-яку річ за повної відсутності відкритого полум’я.
 
Цей стан називають надкритичним станом води. Вода в такому стані не є ані речовиною, ані рідиною чи газом, більш точно цей стан описується як «газ, подібний до рідини». Цей стан води виходить у разі стискання води до тиску вище 217 атмосфер і одночасного її нагрівання до температури вище 373 градусів за шкалою Цельсія. Вода в такому стані моментально окиснює будь-яку хімічну сполуку, з якою вона зіткається, інакше кажучи, вона спалює все, що контактує з нею.
 
Слід помітити, що експерименти з одержання води у надкритичному стані проводяться дослідниками з метою пошуку нових способів утилізації відходів, що може використовуватися як на Землі, так і в космосі, де ця проблема стоїть найбільш гостро. Спалювання з допомогою надкритичної води руйнує абсолютно всі шкідливі речовини в рідких відходах і не виробляє ніяких небезпечних побічних речовин. Основним продуктом згоряння є звичайний вуглекислий газ, який можна легко відфільтровувати, а тверді безпечні залишки від спалювання відходів можна утилізувати згодом з допомогою традиційних методів.
 
Дослідження зі створення надкритичного стану води проводять у космосі через унікальні умови мікрогравітації, яка присутня на борті космічної станції. Це дозволяє вченим краще контролювати переміщення залишкових твердих сполук, які виникають після спалювання, не допускаючи їх контакту з поверхнею труб і резервуарів, що можуть бути зруйновані в результаті такого контакту.
 
 

Сподобалась тема?
Бажаєте отримувати сучасні педагогічні матеріали вчасно та легко?

Найкращий спосіб бути поінформованим про освітні новини та мати завжди поряд актуальні та сучасні розробки уроків — передплатити журнал!

Інструкція, як оформити передплату на http://osnova.com.ua/help/8/

Dounload PDF

Відгуки читачів