|
НА ГЛАВНУЮ
/ НАУКА
/ 10 ТЕХНИЧЕСКИХ КОНЦЕПЦИЙ, О КОТОРЫХ БУДУТ ГОВОРИТЬ В 2010 ГОДУ: ИННОВАЦИИ 2010
|
 |
 |
10 ТЕХНИЧЕСКИХ КОНЦЕПЦИЙ, О КОТОРЫХ БУДУТ ГОВОРИТЬ В 2010 ГОДУ: ИННОВАЦИИ 2010 |
|
10 технических концепций, о которых будут говорить в 2010 году
 |
Антропомиметика
У нового робота имеется скелет, изготовленный из термопластического полимера, сервоприводы, соответствующие каждому мускулу, и множество тросиков, заменяющих сухожилия. Цель этого эксперимента – создание более человекоподобного робота, который мог бы взаимодействовать с окружающей средой и реагировать на раздражители примерно так, как это делаем мы
|
 |
Угольный топливный элемент
|
 |
Оссеоинтеграция
|
 |
Кинетическая гидроэнергетика
|
 |
Пьезоэлектрический дисплей
|
 |
Суперконденсатор
|
|
|
Антропомиметика
Сделать робота внешне похожим на человека - задача простая, но если залезть к нему внутрь, мы увидим жгуты проводов, не имеющие ничего общего с нашими внутренностями. Группа европейских исследователей вознамерилась устранить эту неувязку. Их робот-прототип разработан на основе антропомиметических принципов, то есть в нем где только возможно воспроизводятся формы и устройство человеческого тела.
Угольный
топливный элемент
В
представлениях большинства уголь – это грязное топливо, а топливные элементы
работают на водороде. Эта картина будет разрушена благодаря новому поколению
угольных топливных элементов прямого действия. Поскольку добыча водорода
представляет собой относительно сложный процесс, в этих элементах энергия
получается в результате электрохимического взаимодействия между кислородом
и измельченным в пыль углем (можно использовать и другие источники
углерода – например, биомассу). Главное преимущество этой идеи –
получение энергии из углерода, не предполагающее его сжигания, а это обещает
удвоение КПД в сравнении с обычной угольной электростанцией.
В калифорнийской компании Direct Carbon Technology собираются уже в 2010 году
построить пилотную установку мощностью 10 кВт, работающую на биомассе. Тем
временем Contained Energy из Огайо обещает уже в ближайшем времени показать,
как от такого источника будет светиться обычная лампочка накаливания. В
перспективе обе компании нацелены на разработку модульных топливных элементов,
которые можно будет объединять в блоки, создавая автономные электростанции
малого масштаба или наращивая экологически чистые мощности на уже имеющихся
станциях.
Метаболомика
Последние
пять лет ученые из Университета Альберты в городе Эдмонтон работают над
глобальным проектом под названием «Метаболизм человека«. Это база данных,
включающая в себя 8000 естественных метаболитов (разнообразных, не очень
сложных молекул, действующих в химических реакциях человеческого тела), а
также 1450 лекарственных препаратов, 1900 пищевых добавок и 2900 токсинов,
которые обнаруживаются в анализах крови и мочи. Имея на руках такую исчерпывающую
информацию, исследователь может сформировать «метаболический профиль« пациента
и, взяв на анализ одну-единственную каплю крови или мочи, сделать вывод, что
пациент, к примеру, любит шоколад или стоит на пороге опасного заболевания.
Сегодня подобный анализ подразумевает использование сложнейшего оборудования,
которое стоит миллионы долларов и доступно лишь крупным исследовательским
лабораториям. Первое издание этой базы данных было выпущено
в 2007 году, и сейчас она широко используется в коммерческих
приложениях – например, в выявлении наркотических веществ или в диагностике
определенных заболеваний. Благодаря систематизированной базе заметно упрощается
проведение анализов в индивидуализированном здравоохранении и медицинском
консультировании.
Оригами из ДНК
В
Калифорнийском технологическом несколько лет назад придумали игру-головоломку,
в которой берут микроскопические цепочки молекул из ДНК и складывают из них
разнообразные узоры. Прошлым летом ученым пришло в голову, что сложенные
определенным образом генетические фрагменты можно трактовать как основу для
конструирования сверхминиатюрных микросхем. Объединившись с исследователями из
компании IBM, калифорнийские биологи показали, что фигурки, составленные из
цепочек ДНК (например, треугольники), можно осмысленно выкладывать на
кремниевой подложке. Это позволило использовать фрагменты ДНК в качестве
опорных точек для миниатюрных электронных компонентов. В результате элементы
микросхем могут достигать размеров порядка 6 нм. Это очень серьезное
достижение, если вспомнить, что современный стандарт – 45 нм.
Оссеоинтеграция
Идеальный
протез конечности должен работать точно так же, как и настоящая
конечность. Новое направление, названное оссеоинтеграцией, позволяет сращивать
протез из титана с живой костью пациента. Новый метод уже испытан на
зубных протезах и в лицевой пластике. Сейчас идет работа над
полномасштабными протезами конечностей. В 2008 году ветеринары смогли
приживить протез лапы немецкой овчарке по кличке Кассиди, а на 2010 год в Университете
Северной Каролины запланировано шесть аналогичных операций – тоже на
собаках. Рассматривается также возможность операции на оцелоте из зоопарка
Северной Каролины. Впереди самое сложное – применить те же методы в
протезировании человеческих конечностей.
Кинетическая гидроэнергетика
Традиционная
гидроэлектростанция – это в первую очередь огромная плотина, то есть
крупномасштабное инженерное сооружение, ломающее привычные ландшафты
и сложившиеся экосистемы. Есть и более тактичный подход – кинетическая
гидроэнергетика, в которой энергия естественных потоков в реках и приливах
преобразуется в электричество за счет установленных под водой турбин. Для
того чтобы убедиться в перспективности этого подхода, компания Verdant Power
с 2006 года ведет испытания шести турбин на дне реки Ист-Ривер в
Нью-Йорке. В компании надеются, что в 2010 году будет получено
разрешение на установку еще 30 подводных турбин к востоку от острова Рузвельта,
выдающих 1 МВт электроэнергии в электросеть. Еще несколько аналогичных
проектов по всему миру также подошли к завершению пилотных испытаний и готовы к
запуску полномасштабных установок. Среди них следует отметить три агрегата –
они должны взнуздать самый мощный прилив в мире, который наблюдается в Канаде,
в заливе Фанди.
Нановолокна
Углеродные нанотрубки были открыты в 1991 году, и с тех
пор о них говорят как о грядущей технической революции. Это понятно, если
учесть их фантастическую тепло- и электропроводность, а также высокую удельную
прочность, в сотню раз превосходящую прочность стали. Однако до сих пор
производство материалов из нанотрубок в промышленных объемах сталкивалось с
определенными трудностями. Но скоро ситуация может измениться. Компания
Nanocomp Technologies из Нью-Хемпшира освоила плетение длинных волокон из
нанотрубок, а этому продукту уже легко найти разнообразные коммерческие
применения. Недавно около 10 км нового нановолокна было отпущено крупному
клиенту из аэрокосмической области, а весной в Пентагоне провели пробный
обстрел ткани из такого волокна, оценивая возможность изготовления из нее
бронежилетов нового поколения – они должны быть и легче, и тоньше, чем нынешние
кевларовые.
Горизонтальное
бурение
Триллионы кубометров природного газа залегают на
территории США в месторождениях на глубинах около 3 км. Большая часть этих
залежей считается недоступной, поскольку газ располагается в пластах глинистых
сланцев и его добыча считается нерентабельной. Решение этой проблемы лежит на
поверхности – надо бурить скважину вертикально, пока она не дойдет до пластов
сланца, а затем развернуть скважину в горизонтальном направлении, пробиваясь
как можно дальше вдоль месторождения. Эта идея была высказана уже давно, но
интерес к ней проснулся, когда для этого созрели технологические возможности, а
цены на газ выросли. В 2008 году компания Chesapeake Energy развернула 14
буровых вышек под горизонтальное бурение на обширных сланцевых залежах
Хэйнесвилль. К концу 2010 года там должны действовать уже 40 таких буровых.
Пьезоэлектрический дисплей
В пьезоэлектрических материалах электрическое напряжение
преобразуется в механические деформации и наоборот. Теперь есть возможность
реализовать это свойство в электронных дисплеях, экраны которых могут менять
рельеф или фактуру поверхности. В этом году должны появиться первые модели
потребительских устройств, у которых чувствительный к прикосновению экран после
выключения будет «твердеть», а при включении – «размягчаться».
Суперконденсатор
Главная проблема, которую еще не решили в работах над
электромобилями, – где и как хранить запас энергии. Аккумуляторы
совершенствуются, однако остаются дорогими. Они долго заряжаются, а срок их
службы оставляет желать лучшего. Одно из решений – суперконденсатор. В
сравнении с аккумулятором у него меньше энергоемкость (по крайней мере на
нынешнем этапе технического развития), зато нет ни одного из присущих
аккумулятору недостатков. Тут тебе и долгий срок службы, и отсутствие всяких
неприятных химических реакций, никаких проблем с «эффектом памяти» и высокая
надежность. Уже несколько лет идет борьба за совершенствование конденсаторов с
расчетом на использование их в автомобилях. В Массачусетском технологическом
институте работают над суперконденсатором на нанотрубках, а в Аргоннской
национальной лаборатории исследуют возможности аккумуляторно-конденсаторного
гибрида. Можно также ждать сюрпризов от техасской компании EEStor. Она никогда
не афишировала своих успехов, но в апреле объявила, что ее разработка на основе
титаната бария выдержала цикл решающих испытаний. Эта декларация не вызвала особого
доверия, однако партнер компании ZENN Motors выступил с громкими заявлениями,
что уже в 2010 году он выпустит электромобиль на базе сверхъемких
конденсаторов.
Февраль 2010
Автор: Алекс Хатчинсон
|
|
Зарегистрируйтесь сейчас и получите 100 баллов себе на счет!
А разместив ссылку на этот материал Вы получите дополнительные баллы за каждый переход по ней.
Подробнее об условиях акции читайте в правилах.
|
|
| ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ |
СВЕТ ИЗДАЛЕКА
Разгорячившийся Нептун
Впервые астрономам удалось получить свет от далекой планеты из класса сверхземель и мыслен...
18/05/12  7
|
|
ТЕЛЕ-
-портация
Проведена квантовая телепортация на расстояние почти в 100 км.
17/05/12 31
|
|
РЕДКИЕ ГЕНЫ
Экзотика в хромосомах
Бешеные темпы, которыми растет население Земли, приводят к накоплению в геноме прежде редк...
17/05/12 50
|
|
НЕДОПЛАНЕТА
История одного астероида
Первый анализ состава гигантского астероида Веста показал, что это – останки недоразвитой ...
17/05/12 7
|
|
|
ReadMe
|
|
|
|
МАГАЗИН ПМ
4
