«Мы решили все проблемы, которые сдерживали термоядерный синтез»

Георгий Голованов

Компания HB11 Energy, некогда основанная выпускниками Университета Нового Южного Уэльса, подала в Японии, Китае и США пачку заявок на патенты, которые должны защитить ее изобретение — уникальный метод выработки термоядерной энергии. Теперь моделирование нужно проверить полноценным реактором. Успех будет означать революцию в методе запуска термоядерного синтеза. Разработчики утверждают, что он в миллиард раз эффективнее высокотемпературных аналогов на дейтерии и тритии.

Термоядерная энергия — долгожданный и экологически чистый ответ на энергетические запросы человечества. Тогда как энергия расщепления атомов доказала свою эффективность и разрушительную силу, синтез обещает стать источником безопасной, дешевой, «зеленой» энергии без радиоактивных отходов.

Возможность создания экономически выгодного реактора термоядерного синтеза маячит на горизонте, но все никак не приближается. Ученые обещают, что через 20 лет ситуация изменится, но время идет, а прогноз остается все тем же. Несколько проектов с миллиардным бюджетом — стелларатор Wendelstein 7-X Института Макса Планка или токамак ITER во Франции — медленно продвигаются вперед. В основном они делают ставку на изотопы водорода — дейтерий и тритий — которые требуют достижения чрезвычайно высоких температур: до 15 млн градусов Цельсия.

Проект HB11 отличается от них. Ученые отказались от редких, радиоактивных и сложных видов топлива вроде трития. Вместо этого они используют водород и бор B-11, а также особые лазеры, которые и запускают реакцию синтеза, пишет New Atlas.

«Мы обошли все научные затруднения, которые сдерживали термоядерную энергию на протяжении более полувека», — заявил директор австралийской компании.

Конструкция реактора обманчиво проста: большая металлическая сфера, в центре которой располагается топливная таблетка. По бокам два отверстия для лазеров. Один создает магнитное поле для удержания плазмы, второй запускает лавинообразную реакцию синтеза. Созданные в результате альфа-частицы вырабатывают электрический ток, который можно направить почти напрямую в энергосеть без необходимости в теплообменнике или паротурбогенераторе.

«Синтез водорода и бора создает пару атомов гелия, — пояснил управляющий директор компании Уоррен Маккензи. — Это голый гелий, у него нет электронов, есть положительный заряд. Мы просто должны собрать этот заряд. По сути, отсутствие электронов — это продукт реакции, и он напрямую создает ток».

Работа лазеров основана на передовой технологии усиления чирпированных импульсов, за разработку которой была присуждена Нобелевская премия по физике 2018 года. Сам реактор получился намного меньше и проще, чем высокотемпературные аналоги, и достаточно чистым, компактным и безопасным, чтобы его можно было построить в городских условиях. Нет никаких ядерных отходов, горячего пара и шанса расплавления.

Доктор Маккензи не уточняет, когда реактор HB-11 станет коммерческой реальностью. Сначала надо продемонстрировать реакцию, это будет просто. Затем — провести достаточное их количество, чтобы доказать экономическую выгоду реактора, учитывая затраты энергии на лазеры. И, наконец, построить прототип рабочего реактора. Десяти лет на это едва ли хватит.

Инженеры MIT разработали технологию, которая позволяет сканировать профиль дороги под ее полотном глубиной до 3 метров и использовать его как навигационную карту. Однажды проехав со сканером по дороге в хорошую погоду, можно создать ее уникальный профиль, и дальше вновь и вновь проезжать по сканированному участку, как по рельсам, с отклонением в пределах 2,5-14 см. Новый радар позволяет видеть дорогу даже если она засыпана толстым слоем снега, залита водой или скрыта плотным туманом.

Удалось создать вакцину против вируса Зика

Сотрудники Льовенського католического университета в Бельгии разработали новую вакцину против вируса Зика, которая призвана предотвратить возникновение микроцефалии и других серьезных заболеваний у еще не рожденных детей.

Профессор бельгийского университета Йохан Нейтс и его коллеги утверждают, что использовали лекарства против желтой лихорадки. Вирус желтой лихорадки тесно связан с вирусом Зика и передается через тех же комаров.

Ученые заменили часть генетической информации препарата от желтой лихорадки соответствующим кодом вируса Зика. Для создания лекарств исследователи использовали особую технологию, которая позволяет производить его в ферментерах. Другое преимущество заключается в том, что вакцина остается стабильной даже при высоких температурах, что позволяет использовать ее в самых отдаленных уголках тропических и субтропических районов.

«Мы протестировали вакцину на беременных мышах. Сначала самкам вводился препарат, а после того, как эти мыши забеременели, их плацента заражалася вирусом Зика. Во время наблюдений мы обнаружили, что вакцинированные матери развивались нормально, а вирус не переходил на их мозг или другие органы», — рассказывает ученый.

Израильская вакцина от рака в 2017 году

Израильская биотехническая компания разработала инновационную терапевтическую вакцину для больных раком, которая могла бы предотвратить около 90 процентов случаев рецидива заболевания.

В настоящее время вакцина проходит клинические испытания в израильской клинике “Хадасса” в Иерусалиме. Уже в 2017 году вакцина может стать доступной для применения на регулярной основе, не только для лечения онкологических заболеваний, но и для предотвращения рецидивов рака.

Вакцина предназначена для лечения рака крови, а точнее – множественной миеломы. Если препарат будет действовать как ожидалось, то он может быть применен к 90 процентам всех известных видов рака, в том числе раку простаты и молочной железы, солидным и несолидным опухолям.

При раковом заболевании, организм «знает», что функционирует не совсем правильно, но иммунная система «не понимает», как защитить себя от опухоли, подобно тому, как она это делает для защиты организма от инфекции или вируса. Это происходит потому, что раковые клетки – собственные клетки организма, которые начали развиваться неправильно. Вместе с тем, иммунная система больного раком сильно подавлена как болезнью, так и проводимым лечением.

Идея действия вакцины заключается в том, чтобы активировать иммунную систему для мобилизации против возникшей угрозы. Традиционная вакцина помогает иммунной системе защищаться от «инородных захватчиков», таких как бактерии или вирусы, и ее вводят людям, которые еще не заболели. Терапевтические вакцины вводятся больным, и действуют как лекарство.

Новая вакцина действует путем активации иммунной системы и “обучая” Т-клетки для поиска и уничтожения клеток с молекулой MUC1, которая, как правило, встречается только в раковых клетках. Более 90 процентов распространенных солидных раковых опухолей, а также многие несолидные опухоли, в том числе лимфома, лейкемия и множественная миелома, содержат молекулу MUC1.

Рак на поздних стадиях будет по-прежнему требовать химиотерапию или операцию по удалению большой опухоли, но если размер раковой опухоли уменьшился, то организм будет иметь возможность бороться с ним. В этих случаях вакцина рассматривается как долгосрочный подход, чтобы предотвратить рецидив.

https://molecula.life/izrailskaya-vaktsina-ot-raka-v-2017-godu-ves-mir-prazdnuet-pobedu/

Разработана методика определения биологического возраста

Исследователи из Женского госпиталя имени Питера Брайэма (Brigham and Women’s Hospital), Бостон, США, разработали метод, позволяющий оценить биологический возраст и скорость старения у лабораторных мышей с учетом генетических факторов и пищевых предпочтений. Ученые полагают, что полученные результаты, опубликованные в журнале «Cell Metabolism», могут стать основой разработки нового исследовательского подхода, направленного на изучение процессов старения.

Скорость старения определяется множеством факторов: диетой, генетическими особенностями, влиянием окружающей среды и др. Все они влияют на продолжительность жизни. Но для того, чтобы понять, в какой степени каждый из этих факторов ускоряет или замедляет старение, ученые должны принимать во внимание данные точного биомаркера. Такой показатель должен зависеть не от хронологического, а от биологического возраста.

Традиционные часы, измеряя время, отмеряют хронологический возраст. Биологический же возраст можно измерить с помощью эпигенетических часов, которые отражают темп старения организма. Для разработки таких «часов» исследователи отобрали образцы крови у 141 лабораторной мыши и выделили 90 участков генома, метилирование которых может определять скорость старения. К метилированным фрагментам ученые относили все участки, в которых произошли химические превращения, называемые метилированием, что влияло на получение информации из ДНК. Затем исследователи оценили эффективность искусственных вмешательств, направленных на увеличение продолжительности жизни и замедление старения, таких как ограничение калорийности питания и блокирование заданных генов. Кроме того, они анализировали достоверность показателей эпигенетических часов, полученных после введения полипотентных стволовых клеток.

Авторы работы надеются, что разработанная ими методика будет полезна для исследователей, которые в лабораторных условиях изучают процессы старения. В настоящее время оценка влияния отдельного фактора занимает большое количество времени и требует значительных материальных затрат. Использование эпигенетических часов позволит проводить подобные исследования значительно быстрее и в бóльших объемах. Ученые подчеркнули, что их разработка является востребованным инструментом среди специалистов для изучения того, как изменения в питании, окружающей среде и генетической информации влияют на состояние здоровья и продолжительность жизни. Они полагают, что в будущем можно будет использовать данный биомаркер старения для поиска новых стратегий, направленных на увеличение продолжительности жизни, а также выявление состояний, способствующих омоложению.

• Brigham and Women’s Hospital (2017) Biological age-predicting ‘epigenetic clock’ for studying how to extend lifespan. ScienceDaily, April 5 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170405101901.htm).
• Petkovich D.A., Podolskiy D.I., Lobanov A.V. et al. (2017) Using DNA methylation profiling to evaluate biological age and longevity interventions. Cell Metabol., March 21 [Epub. ahead of print].

Юлия Котикович

Американцы создадут гибридный частный самолет с вертикальным взлетом

TriFan 600

XTI Aircraft

Американский стартап XTI Aircraft, занимающийся разработкой частного самолета TriFan 600 с вертикальными взлетом и посадкой, решил оснастить его гибридной силовой установкой. Как пишет Aviation Week, перспективный самолет получит три электрических вентилятора, аккумуляторную батарею и легкий газотурбинный двигатель, соединенный с генератором.

Многие разработчики авиационной техники сегодня рассматривают переход на гибридные системы. Дело в том, что использование электромоторов для движения и двигателей внутреннего сгорания для выработки энергии, позволяет существенно снизить массу летательного аппарата, а также применить новые подходы к его проектированию.

По оценке XTI Aircraft, использование гибридной энергетической системы на новом самолете позволит существенно снизить как его стоимость, так и стоимость его эксплуатации. Такой летательный аппарат будет потреблять существенно меньше топлива, чем сопоставимые современные частные самолеты.

В конструкции TriFan 600 планируется использовать уже готовые коммерческие аккумуляторы, электровентиляторы и газотурбинные двигатели. Это позволит еще больше снизить стоимость готового самолета, сборку первого образца которого планируется провести на средства от краудфандинга.

По оценке инженеров, переход на электровентиляторы позволит значительно упростить конструкцию самолета. Дело в том, что два из трех вентиляторов должны быть поворачивающимися на 90 градусов. При старой схеме TriFan 600 должен был получить два турбовальных двигателя и сложную трансмиссию, приводящую воздушные винты поворачивающихся вентиляторов.

Для выработки энергии помимо основного генератора на самолете TriFan 600 планируется разместить тонкопленочные солнечные батареи. Их выполнят в виде покрытия верхней части планера самолета. Энергия от солнечных батарей будет использоваться только во время передвижения самолета по земле: рулежки и выкатки на стартовую позицию.

Согласно предварительным расчетам, мощность солнечный батарей самолета составит около четырех киловатт. Этого должно хватить на работу бортовых систем и мотор-колеса передней стойки шасси. Во время рулежки расходовать энергию, запасенную аккумуляторами, не планируется.

О намерении разработать новый частный самолет XTI Aircraft объявила в ноябре 2015 года. Проектирование летательного аппарата началось спустя два месяца. Компания планирует провести испытания демонстратора технологий нового самолета в середине 2018-го или в начале 2019 года.

В TriFan 600 два вентилятора будут размещены между специальными выступами на передней кромке крыла, а третий — в хвостовой части. Крыльевые вентиляторы будут поворотными, а хвостовой — неподвижным, расположенным параллельно поверхности земли. После взлета крыльевые вентиляторы будут плавно поворачиваться на 90 градусов, разгоняя самолет.

После набора крейсерской скорости для полета будут использоваться только передние движители; хвостовой вентилятор будет закрываться дверцами, чтобы снизить лобовое сопротивление самолета. TriFan 600, как ожидается, сможет перевозить до 12 пассажиров. Крейсерская скорость полета аппарата составит около 340 узлов (630 километров в час).

Летательный аппарат будет способен выполнять полеты на высоте 10,7 тысячи метров на расстояние более 2,8 тысячи километров. Планер самолета планируется сделать по схеме продольного биплана из композиционных материалов, в том числе из углеволокна. TriFan 600 сможет использовать для посадки вертолетные площадки или подходящую для этого местность.

Василий Сычёв

Mahindra представила на рынке Индии четырехдверный электромобиль e2o Plus за $8 100

Mahindra Electric после нескольких лет ожиданий наконец то представила на рынке Индии свой четырехдверный электромобиль e2o Plus. Новый электромобиль предлагается в четырех модификациях: P2 (коммерческий), P4, P6 и P8.

С учетом государственных субсидий цена реализации этих модификаций колеблется от $8 100 до $12 600.
Модель, в основном, ориентирована для использования в городской черте.
Новый e2o Plus оснащен системой рекуперации энергии торможения, задней парковочной камерой, системой преодоления подъемов (hill assist), задними светодиодными фарами, а также имеет новый дизайн решетки капота с вертикальными планками, бампера и линии боковых дверей.

Две более навороченные модификации, P6 и P8, имеют двухтональную расцветку и более дорогой обивочный материал. На обоих модификациях в качестве стандартной опции используется информационно-развлекательная система Blaupunkt.

Модификации P2, P4 и P6 модели e2o Plus оснащены электродвигателем мощностью 19 кВт, который питается от батареи 48В. Машина разгоняется от 0 до 60 км/ч за 14,1 секунды, имея максимальную скорость 80 км/ч. Максимальный пробег без подзарядки составляет 110 км. На модификациях P4 и P6 для полной зарядки батареи требуется 6 часов, тогда как на P2, которая имеет систему быстрой подзарядки, на это уходит около 1,25 часов. Модификация P8 оснащена более мощным электродвигателем (30 кВт), который работает с батареей 72В. Р8 имеет и более высокие скоростные характеристики: разгон до 60 км/ч за 9,5 секунд и максимальную скорость 85 км/ч. В качестве стандартной опции на ней устанавливается система быстрой подзарядки, которая обеспечивает полную зарядку батареи за 1,5 часа.

Революция: Электромобиль, который почти не разряжается

В это сложно поверить, но уже в ближайшее время мы можем стать свидетелями исчезновения с АЗС привычного всем ископаемого топлива. Вместо него будут продавать на разлив… практически чистую энергию. Вопрос покупки дизельного или бензинового автомобиля потеряет свою актуальность, а в крупных мегаполисах проблема загазованности постепенно сойдет на нет. Возможно, нам еще предстоит увидеть, как право называться энергетической сверхдержавой отойдет странам, занимающимся высокотехнологичным генерированием электроэнергии, а не тем, кто беспорядочно истощает собственные недра. Похоже на сказку, не правда ли? Самим верится с трудом! Но, судя по всему, время перемен ближе чем нам кажется. И сейчас мы объясним почему. 



 Наши постоянные читатели уже знают об электромобиле nanoFlowcell Quantino, премьера которого прошла на Женевском автосалоне. Нельзя сказать, что его избаловали вниманием прессы: большинство изданий бегло и лаконично отписалось об очередном «чуде инженерной мысли» и вернулось к описанию более привычных аудитории новинок. Мы же решили разобраться в нюансах и вскоре прониклись пониманием того насколько революционную новинку представили мало кому известные ребята из совсем не «автомобилестроительного» княжества Лихтенштей. 



 Кто прикончит ДВС? Малыш Quantino, показанный в этом году в Женеве, - уже не первая модель молодого автомобильного бренда из страны, в которой живет 37 тысяч человек. Еще в 2014 году миру представили первенца марки nanoFlowcell: им стал прототип седанообразного купе Quant e-Sportlimousine. Огромный четырехместный концепт, длина которого превышала габариты длиннобазного Mercedes-Benz S-Class, приводился в движение четверкой электромоторов, суммарная мощность которых составляла 653 лошадиные силы. При этом на короткое время мощность моторов можно было увеличить до 925 сил. Все это позволяло электромобилю в теории разгоняться до 380 км/ч. Что интересно, уже тогда автопроизводитель заявлял довольно внушительные цифры запаса хода. По их подсчетам, полностью заряженный Quant e-Sportlimousine мог проехать от 400 до 600 километров. Хороший показатель, но особого фурора он не произвел. Запала для СМИ хватило буквально на несколько недель, после чего инженеры снова разошлись по своим тихим кабинетам. 



 И вот, в начале марта 2016 года марка nanoFlowcell снова заполонила страницы ведущих мировых СМИ. На этот раз главным героем публикаций стал компактный хэтчбек Quantino, впервые показанный в 2015 году. Забегая наперед отметим: если озвученные характеристики прототипа nanoFlowcell Quantino дойдут до полностью серийного образца, это сможет полностью изменить судьбу автомобилестроения, а привычные всем автомобили с ДВС и вовсе останутся в истории. Главное – внутри Несмотря на свою броскую и интересную внешность, Quantino представляет собой обычный городской хэтчбек с посадочной формулой 2+2. Сложно представить, почему разработчики выбрали именно такую принцип размещения пассажиров: судя по габаритам, салон новинки может легко уместить в себе на одного пассажира больше. Длина Quantino равна 3910 мм, ширина — 1930 мм, а размер колесной базы составляет ровно 3198 миллиметров. Примерно столько же, как и у новой BMW 7 серии. 



 В движение хэтчбек nanoFlowcell Quantino приводится при помощи четырех электромоторов, совокупная мощность которых составляет скромные 136 лошадиных сил. При этом, каждый электродвигатель может развивать до 200 Н•м крутящего момента, что позволяет городскому хэтчбеку массой чуть меньше полутора тонн разгоняться до 200 км/ч и разменивать первую «сотню» ровно за 5 секунд. Довольно неплохо как для такого соотношения мощности и веса. Но, как вы понимаете, главной «фишкой» новой модели, которая заставила говорить о «чуде из Лихтентейна», было вовсе не это. 



 Нужно больше испытателей! Главной особенностью, которая позволила новинке привлечь к себе такое внимание, стал феноменальный запас хода, заявленный разработчиками: более тысячи километров на одной зарядке. Причем, н выглядит внушительным даже по сравнению с некоторыми дизельными авто. Что интересно, во время испытания Quantino инженеры решили отказаться от стандартных методик, измеряющих топливную эффективность. Вместо этого они привезли полностью заряженный автомобиль на испытательный полигон близ Цюриха и усадили в него технического директора компании nanoFlowcell Нунцио ла Веккия. Довольно продолжительное время господин ла Веккия усердно гонял электромобиль по полигону со средней скоростью около 74 км/ч, а по истечению 14 часов и трех минут непрерывной езды попросту открыл двери машины и, ссылаясь на сильную усталость, попросил остановить эксперимент. 



Простой математический расчет позволяет нам без особого труда подсчитать, что за все время испытаний nanoFlowcell Quantino проехал на электрической тяге чуть менее 1040 километров. Но самое интересное еще впереди. Когда инженеры решили проверить остаточный заряд тестируемого автомобиля, оказалось, что на преодоление такого расстояния хэтчбек потратил чуть больше пятой части своего «боезапаса», около 22 процентов! Путем дальнейших несложных математических вычислений можно убедиться, что, если все опубликованные данные являются чистой правдой, суммарный запас хода nanoFlowcell Quantino составляет около 4700 километров. При этом, на официальном портале автопроизводителя значится, что на преодоление 100 километров пути, компактный электромобиль тратит от 12 до 14 кВт•ч, а это значит, что его источник энергии должен выдавать от 564 до 658 кВт•ч. Чисто для сравнения: производительноть аккумуляторной батареи, установленной на один из самых «дальнобойных» электромобилей современности, Tesla Model S, составляет всего 90 кВт•ч. Вооружившись безотказным аргументом «Что-то тут не так», мы решили разобраться что представляет из себя источник энергии «машинки из Лихтенштейна». Просто добавь… ионной жидкости Пожалуй, начать стоит с того, что батареи, установленные в Quantino, совсем не похожи на привычные аккумуляторы, устанавливаемые в большинство других электромобилей. Система, разработанная nanoFlowcell, представляет собой потоковый аккумулятор, состоящий из двух 159-литровых резервуаров. Во время заправки эти баки наполняются двумя компонентами так называемой ионной жидкости, которые обладают разной полярностью. В один бак закачивается положительно заряженная жидкость, в другой – «отрицательная».  



Сама процедура заправки электромобиля не шибко отличается от привычного процесса заправки бензобака на АЗС, - с тем лишь отличием, что шлангов в колонке, предназначенной для Quantino, будет два. Но самое главное то, что переход на новый тип потоковых батарей позволяет «умножить на ноль» один из самых существенных недостатков электромобилей. Систему nanoFlowcell можно полностью заправить всего за 5 минут, в то время как на полную зарядку обычного электромобиля может уйти, мягко говоря, не один час. 





Непосредственное производство электроэнергии происходит на специальной ионообменной мембране, вдоль которой и прокачиваются разнополярные ионные жидкости (этот принцип давно знаком благодаря «водородной» технологии топливных ячеек). Причем, между собой жидкости никак не контактируют. Выработанная энергия отправляется в блок суперконденсаторов, который и передает их на электромоторы. Сами ионные жидкости после использования просто испаряются, и при этом, по словам инженеров, не наносят вреда окружающей среде. К слову, в некоторых потоковых батареях, разработанных другими производителями ранее, отработанные жидкости используются повторно. Для этого их перекачивают на хранение в дополнительные баки, и при возможности снова перезаряжают. Насколько нам известно, конструкция Quantino не предусматривает такой возможности: но кто знает, возможно в серийной версии автомобиля ионные жидкости тоже можно будет «сливать на перезарядку». Так хочется верить! К сожалению, в компании nanoFlowcell пока еще не называют точной даты выхода сенсационных разработок на рынок. Тем не менее, о серьезности намерений автопроизводителя мз Литенштейна говорит то, что уже в этом году в компании планируют начать строительство большого исследовательского центра QUANT City в городе Тенеро (Швейцария). Основной задачей инженерного бюро будет доработка технологии потоковых батарей и её адаптация для других сфер, таких как авиа- и железнодорожный транспорт. Довольно многообещающе выглядит и тот факт, что в качестве основного партнера nanoFlowcell значится немецкая компания Bosch, на счету которой воплощение в реальность множества серьезных изобретений. 



Увы, атмосфера секретности, которая пока окутывает новую технологию, не позволяет нам получить ответы на некоторые важные вопросы. Ориентировочная цена серийного варианта nanoFlowcell Quantino — это еще полбеды: в зависимости от технологичности и количества производимых экземпляров она может колебаться в широчайших пределах. Совсем другое дело - цена самой ионной жидкости, которая тоже не разглашается. Единственная информация, которой поделился автопроизводитель, такова: после начала промышленного производства потоковых батарей nanoFlowcell топливо для них будет обходиться менее чем в десять евроцентров за литр. А значит, чтобы полностью заправить оба бака в хэтчбеке Quantino придется выложить почти 32 евро. Выглядит заманчиво, особенно, если вспомнить, что за эти деньги автомобиль должен проехать (если верить редакционному калькулятору) около 4700 километров. 



 Все это, без преувеличения, выглядит очень круто: если хотя бы четвертая часть того, что обещают парни из nanoFlowcell, окажется правдой, их изобретение может серьезно повлиять на конъюнктуру автомобильного рынка. Да и другие аспекты нашей жизни могут серьезно измениться. Правда, есть одно условие. Для того чтобы новая технология стала пользоваться реальным спросом, цена Quantino должна быть близкой к стоимости обычных… ну, хотя бы электромобилей. Что еще сказать? Давайте скрестим пальцы...

Роман Беньковский 

Очень интересные вещи без которых можно обойтись

Очень интересные вещи без которых можно обойтись, но с ними значительно веселее.

Tesla: самозаряжающаяся электро-зажигалка, которая работает везде и всюду

По заявлению разработчиков, система является комбинацией электромагнитной индукции и электрической дуги в алюминиево-магниевом корпусе. Как уже говорилось выше, все, что нужно делать — это трясти зажигалку перед использованием. 

Работать зажигалка может практически в температурном диапазоне от -40° C до + 50° C.



Для чего можно использовать такой девайс? Для банального прикуривания сигарет. Кроме того, можно поджигать бумагу — это очень пригодится для тех людей, кому приходится разводить костры. Зажигательная смесь есть не всегда, спички или обычные зажигалки тоже имеют свойство заканчиваться или истощать свой ресурс. А здесь — почти вечное устройство, которое не боится ни воды, ни пыли, ни ударов. Да и внешнее питание ему не нужно.

Бионический имплантат поможет вернуть парализованным людям способность ходить

Боровик С.П.

Резюме. Успешные результаты доклинических исследований позволяют с уверенностью назвать инновационную малоинвазивную бионическую технологию революционной

Группа ученых из 39 специалистов 16 научных учреждений Университета Мельбурна (University of Melbourne), Австралия, разработала бионический электронный имплантат, способный вернуть парализованному пациенту возможность ходить. Как отмечают авторы исследования, их разработка является поистине революционным открытием. Результаты открытия опубликованы онлайн в «Nature Biotechnology».

Созданное учеными устройство стентрод представляет собой гибкий имплантируемый модуль нейрокомпьютерного интерфейса, по внешнему виду напоминающий обычный сосудистый стент. Подобно электрокардиостимулятору устройство размером со спичку вводят через магистральные сосуды шеи и имплантируют в просвет вены рядом с моторной зоной коры головного мозга, при этом матрица электродов стентрода самостоятельно расширяется и фиксируется в просвете вены. Бионический имплантат непрерывно регистрирует электрическую активность близлежащих нейронов и транслирует ее на внешнее миниатюрное компьютерное устройство. В свою очередь, микрокомпьютер преобразует полученные от стентрода импульсы в отправляемые с помощью беспроводного интерфейса управляющие сигналы на исполнительные устройства.

По словам ведущего автора и руководителя проекта доктора Томаса Оксли (Thomas Oxley), впервые в медицинской практике удалось осуществить разработку бионического устройства, которое может быть имплантировано без использования сложного нейрохирургического вмешательства, что значительно снижает риск осложнений. Успешные доклинические исследования позволяют с уверенностью говорить о том, что новое устройство предоставит возможность парализованным людям управлять экзоскелетом, бионическими протезами и инвалидными колясками лишь с помощью сигналов из двигательной зоны коры головного мозга.

Ученые планируют приступить к клиническим исследованиям бионического имплантата в 2017 г. Первыми обладателями новых устройств станут военнослужащие — инвалиды американской армии, именно ради них и началась разработка данного проекта, финансируемого Агентством по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA).

Данный проект становится еще более актуальным с учетом инновационной разработки компании «SuitX», основанной специалистами Калифорнийского университета в Беркли, США (University of California, Berkeley) — легкий и относительно недорогой модульный экзоскелет «Phoenix», конструкция которого позволяет производить индивидуальную настройку под каждого пользователя. Устройство уже доступно для предзаказа, а его выход на рынок компания планирует осуществить в марте 2016 г.

• Brewster S. (2016) Still pricier than motorized wheelchairs, SuitX’s Phoenix exoskeleton weighs just 27 pounds and is custom-fit to the user’s body. MIT Tech. Review, 1 February [Epub ahead of print].
• Oxley T.J., Opie N.L., John S.E. et al. (2016) Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity. Nature Biotechnology, 8 February (http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.3428.html).
• Paddock C. (2016) Bionic implant could help paralyzed people «walk with the power of thought». Medical News Today, 9 February (http://www.medicalnewstoday.com/articles/306259.php).

Создана углеродная нанопленка прочнее кевлара и углеродного волокна

НИКОЛАЙ ХИЖНЯК

На первый взгляд может показаться, что на фотографии выше находится обычный пакет для мусора. Однако это не так. На фото выше изображена пленка из углеродных нанотрубок, которая прочнее кевлара и эластичнее углеродного волокна.

Углеродные нанотрубки уже довольно продолжительное время привлекают внимание материаловедов. На микроскопическом уровне они очень прочные и эластичные. Однако при создании из них различных материалов, свойства нанотрубок несколько снижаются. Объясняется это тем, что трубки в этом случае располагаются случайным образом, в то время как для достижения их максимальной прочности необходимо, чтобы они располагались параллельно друг другу. Команда исследователей из Восточного китайского университета науки и техники нашли способ производства пленки, в которой нанотрубки располагаются именно так, как того требуется для создания прочного материала.

Как сообщает сайт Chemical and Engineering News, данный способ производства несколько похож на те методы, которые применяются в стеклодувном деле. С помощью мощного направленного потока из газа азота ученые проталкивали слой углеродных нанотрубок вдоль поверхности специальной основы, которая располагалась внутри печи с температурой 1149 градусов Цельсия. На выходе из печи материал буквально обволакивал трубчатую основу. После этого ученые остужают его. В результате получается двухслойная пленка. Далее пленку раскатывают и выравнивают с помощью системы специальных роликов.

Возможно, процесс производства и не выглядит примечательным, однако результат работы весьма впечатляет. Предел прочности полученной пленки составляет 9,6 гигапаскаля. Для сравнения: предел прочности кевларовых волокон составляет всего 3,7 гигапаскаля, а прочность углеродного волокла равна приблизительно 7 гигапаскалям. Кроме того, материал получился весьма эластичный. Он может растягиваться приблизительно на 8 процентов от первоначальной длины, что несколько больше, чем возможности углеродного волокна, которое способно растянуться до 6 процентов от первоначальной величины.

Ученые отмечают, что полученный материал, при добавлении различного количества дополнительных слоев, может найти свое применение в самых разных сферах. Например, на его основе можно создавать прочные покрытия для различных судов и частей космических аппаратов, а также для производства новых видов брони для военных целей. Или очень и очень качественных пакетов для мусора.

Ученые создали универсальное лекарство от рака

Новый оральной препарат палбоциклиб (Palbociclib) эффективен в борьбе с раком груди. Он помогает как сам по себе, так и в сочетании с эндокринной терапией. Новая научная работа, опубликованная с журнале JAMA Oncology, позволяет предположить, что данное лекарство может быть успешным и в лечении других типов онкологических болезней.

Данный препарат влияет на способность опухолевых клеток к быстрому делению - он подавляет деятельность энзимов CDK4 и CDK6, стимулирующих клеточное деление.

По мнению исследователей из Университета Пенсильвании в США, сочетание палбоциклиба с другими антираковыми терапиями, такими как, например, эндокринная терапия или химиотерапия, может создавать мощный комбинаторный эффект.

Препарат безопасен в случае введения одной дозы в день. Его основной побочный эффект - обратимая нейтропения, что подразумевает аномально низкое количество нейтрофилов, белых кровяных клеток, помогающих бороться с инфекциями. На обычные клетки оказывается незначительный эффект. Как отмечают исследователи, препарат способен вызывать уменьшение опухолей или чаще всего остановку их роста.

Электрический угорь вдохновил ученых на создание нового элемента питания

СЕРГЕЙ ГРЭЙ

Электрический угорь – поистине удивительное существо. Когда натуралисты впервые столкнулись с ним в XVIII веке, то даже не сразу поверили, что эта рыба наносит своим жертвам удар электрическим током. Однако против фактов не попрёшь. И вот спустя два с половиной столетия учёные вдохновились электрическим угрём для того, чтобы создать принципиально новый элемент питания, который в будущем можно будет использовать в носимой электронике, а также при изготовлении «умной одежды».

Электрические органы занимают около 4/5 всей длины тела угря. Эта рыба способна генерировать разряд напряжением до 1300 вольт и силой тока до 1 ампера. Положительный заряд находится в передней части тела, а отрицательный – в задней. Электрические органы используются угрями для защиты от врагов, а также для обездвиживания жертв, которых угри употребляют в пищу. В основном это некрупные рыбы, хотя такой удар током вполне способен оглушить даже лошадь. Среди всех представителей фауны заряд такой силы способны произвести только электрические угри и скаты. Человека подобный заряд может парализовать и даже убить.

Электрические органы угрей состоят из многочисленных собранных в столбики электрических пластинок, которые представляют собой видоизменённые и уплощенные мышечные, нервные и железистые клетки. Между мембранами этих клеток и генерируется разность потенциалов. У угря в организме 70 горизонтально размещённых столбиков по 6000 пластинок в каждом. Пластинки в каждом столбике соединены последовательно, а электрические столбики между собой – параллельно.

По подобию электрических угрей учёные из шанхайского Университета Фудань создали эластичные волокна, которые вполне можно вплетать в одежду или использовать в качестве источника питания носимой электроники. Волокна эти производят достаточно энергии, чтобы питать источники света или электронные гаджеты. Это не первый случай, когда исследователи находят своё вдохновение в живой природе, но от этого результаты их экспериментов не выглядят менее впечатляющими.

Полученные волокна представляют собой некое подобие конденсаторов, которые способны высвобождать энергию гораздо быстрее, нежели традиционные батареи, однако их ёмкость при этом крайне невелика. Первые образцы волокон были получены путём оборачивания листа из углеродных нанотрубок вокруг резинового стержня толщиной в 500 микрон. Нанотрубки не полностью покрывают резиновый сердечник, оголяя его поверхность с определённым шагом. Благодаря этому волокно состоит из проводящих электричество и изолирующих сегментов. Получившиеся в итоге волокна исследователи покрыли проводящим электролитным гелем.

Чем большее число последовательных проводящих и изоляционных сегментов насчитывает волокно, тем большее напряжение оно способно сгенерировать. К примеру, волокно длиной 12 метров способно создать напряжение около 1000 вольт, о чём исследователи сообщили в своей публикации в журнале Advanced Materials ещё 14 января. Предыдущие попытки воспроизвести ткани электрических угрей предполагали использование металлических проводов в качестве сердечников, поэтому получавшиеся волокна не были достаточно гибки для их широкого использования в промышленности.

Волокна на основе резиновых сердечников вполне годятся для создания принципиально новых материалов, таких как эластичная ткань с вплетёнными в неё элементами питания. Во время исследований учёным уже удалось создать браслет, который самостоятельно питал электронные часы, а также футболку, которая обеспечивала энергией встроенные в неё 57 светодиодов. В будущем подобная технология вполне может стать неотъемлемой частью нашего быта. А пока остаётся лишь ждать и надеяться, что у учёных получится найти инвесторов для скорейшего вывода своего изобретения на рынок.

13-летний школьник увеличил производительность солнечных панелей на 50%

7-классник Айдан Дуайер (Aidan Dwyer) сделал прорыв в солнечных панелях используя структуру деревьев и формулу Фибоначчи и увеличил производительность солнечных элементов на 20-50%.

Эта история похожа на сюжет хорошего романа. Молодой американец по имени Айдан Дуайер шел по лесу в горах Катскилл в штате Нью-Йорк, когда он заметил, что голые ветви деревьев не были ориентированы случайным образом.

Обычно такое остается незамеченным для 99% людей.

Он предположил, что, если направить фотоэлементы относительно Солнца в определенном порядке, это может повысить производительность от 20% до 50%.

После некоторых исследований, Айдан «открыл» характер распределения листьев на ветвях и магистральных ветвях на многих деревьях по принципу Последовательности Фибоначчи, описанного в тринадцатом веке итальянским математиком Леонардо Фибона́ччи.

Давно известно, что природа часто использует эту последовательность в своих «проектах», в которой каждый элемент является суммой двух предыдущих (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34… или Fn = Fn-1 + Fn-2).

Айдан Дуайер заметил это и возникла блестящая идея увязки этой последовательности солнечной энергии с деревьями.

 

 

Он сконструировал две небольшие солнечные батареи, сделанные из горстки фотоэлементов, чтобы увидеть, имеет ли значение как растут ветви на деревьях на количество света, которое получит каждый лист.

Результат был удивительный. С этого перераспределения, вторая панель, которая копировала природу, может генерировать на 20% больше энергии, чем обычная стационарная панель. А зимой, этот выход повышается до 50%!

Он упомянул и другие преимущества спирального узора, сказав, что это займет меньше места в городских районах, где пространство ограничено. Он также считает, что конструкция будет собирать меньше дождя и снега и будет более устойцива к атмосферным воздействиям, чем плоскопанельные конструкции на крыше.

Electree — древовидная солнечная зарядка

 

Этот принцип также использовал дизайнер Вивьен Мюллер, который создал экогаждет Electree — зарядную станцию в виде небольшого солнечного дерева. На даный момент его команда через Kickstarter пытается собрать не менее $ 200 000 на реализацию своего проекта.

Графеновые аккумуляторы заряжают электромобиль за 8 минут на 1000 км

Испанские инженеры разработали аккумуляторную батарею нового поколения. Она дешевле аналогов на 77% и позволяет заряжать электромобиль всего за 8 минут и проехать до 1000 км. Графеновые батареи уже взяли на тестирование две из 4-х немецких автомобильных компаний.

Электромобиль, конечно, очень привлекательный вид транспорта. Транспортное средство, которое не загрязняет окружающую среду, создает меньше шума, и ездит на дешевом топливе, это, конечно, очень интересно. Хотя они и не достигают мощности и скорости транспортных средств на ископаемом топливе, но все же они удовлетворяют основные транспортные потребности большинства людей.

Тем не мене современные электромобили имеют 2 основных недостатка: очень долгое время зарядки и короткое время автономной работы. И хотя литий-ионные аккумуляторы, которыми укомплектованы текущие электромобили, постоянно улучшаются, для полной их зарядки требуется несколько часов, а автономия в перемещении едва достигает 300 километров.

Эти ограничения сможет убрать новый графен-полимерный аккумулятор разработанный испанской компанией Graphenano совместно с исследователями из университета Кордовы.

Компания Graphenano является ведущим в мире производителем графена в промышленных масштабах, так что они знают, что делают. И правда в том, что графеный аккумулятор может сделать очередную революцию в автомобильной промышленности и телефонии. Он весит половину литий-ионного аккумулятора, он стоит на 77% меньше, заряжается за восемь минут, и предлагает автономность езды до 1000 километров.

Графен — это чудо-материал, который выявили лишь в 2004 году в листе углерода толщиной в один атом. Это в миллион раз тоньше, чем лист бумаги.

Графен является  чрезвычайно легким: лист одного квадратного метра весит всего 0,77 грамма. Он прозрачный, гибкий, водонепроницаемый, не загрязняет окружающую среду, и в 200 раз прочнее стали. Кроме того, он сверхпроводимый: его проводимость в 100 раз быстрее, чем у современных кремниевых чипов.

Графен проводит тепло, вырабатывает электроэнергию и меняет свои свойства в сочетании с другими материалами. Он настолько совершенен, что даже атомы гелия, мельчайшие в мире, в нем могут пересекаться. И еще его очень легко восстановить после повреждений.

Как это не странно, графен недорогой в производстве, и очень распространен в природе. Все страны имеют его в изобилии.

Компания Graphenano начнет производство графеновых батарей для электромобилей в первой половине 2015 года для двух из четырех крупных немецких автомобильных брендов, которые будут тестировать их на своих автомобилях.

Из-за своей плотности, графеновые батареи слишком велики для использования на мобильных устройствах, но Graphenano работает над тем, чтобы уменьшить их размер. Если это им удастся, то смартфон можно будет заряжать всего за 5 секунд.

Графен, несомненно, является одним из материалов, которые перевернут технологии в ближайшие годы. Это только начало…

Космический челнок из Швейцарии

Компания швейцарского инженера и пилота Паскаля Жосси «Swiss Space Systems» («S3») создает не имеющий аналогов в мире многоразовый челнок «SOAR» («Sub-Orbital Re-Usable Aircraft»), который совершит настоящую революцию в космонавтике (SRF/swissinfo.ch)

Когда в марте 2013 года швейцарская компания «Swiss Space Systems» («S3») представила планы создания многоразового челнока «SOAR» («Sub-Orbital Re-Usable Aircraft»), то первая реакция на них, как и следовало ожидать, была, мягко говоря, скептической. Однако в настоящее время проект вполне успешно продвигается.

В цехах и офисах компании «Swiss Space Systems» в городе Пайерн, что в кантоне Во, работают уже около 80-ти человек, а по всему миру компания насчитывает около двухсот сотрудников. Среди партнерских предприятий корпорации «S3» находятся французская авиакосмическая компания «Dassault Aviation», швейцарская часовая марка «Breitling», российское предприятие авиационного и космического двигателестроения ОАО «Кузнецов» и «Европейское космическое агентство».

Бюджет проекта достигает 250 млн. франков в год, на данный момент финансирование обеспечено до 2018 года. Проект «S3» долгое время оставался секретным, а среди тех, кто запускал его в полет, первую скрипку играл Паскаль Жосси (Pascal Jaussi), который был с детства страстно увлечен авиацией и космосом.

Ему 37 лет. он уроженец города Ваттенвиль в кантоне Берн, а потому одинаково хорошо говорит на немецком и французском языках. По первой профессии пилот, Паскаль Жосси учился в Высшей технической школе Цюриха (ETH), работал на должности авиационного инженера-конструктора. Паскаль Жосси учился также в Тулузе в «Институте аэронавтики и космоса» («Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace»), где получил магистерский диплом инженера.

Входил в команду, испытывавшую в Швейцарии французские боевые самолеты «Rafale». Продолжил образование в Высшей технической школе Лозанны (EPFL), где, по собственным словам, «имел счастье познакомиться с первым швейцарским космонавтом Клодом Николье и занимающимся спутниками инженером Антоном Ивановым из Лозаннского политеха «EPFL», что и стало началом очень перспективного проекта по созданию челнока «SOAR»

Нидерландские ученые создали самый маленький в мире датчик температуры

Нидерландские ученые создали самый маленький в мире датчик температуры, который питается энергией радиоволн беспроводных сетей

Интернет вещей, о котором много говорят в последнее время, в значительной части представлен беспроводными сетями датчиков. Хотя такие датчики оптимизированы по критерию энергопотребления и могут годами работать без замены источника питания, последний все равно остается их слабым местом. Радикально решить проблему взялись специалисты университета TU/e в нидерландском Эйндховене. Определенный успех уже достигнут — ученые создали самый маленький в мире датчик температуры, который питается энергией радиоволн беспроводных сетей.

Кристалл площадью 2 мм² и массой 1,6 мм напоминает кристаллик соли. Он может измерять температуру и передавать показания по беспроводной сети, используя энергию радиоволн этой самой сети в качестве источника питания. Цикл работы состоит из накопления энергии, измерения температуры и передачи показаний. Значение температуры кодируется частотой.
Пока дальность связи очень мала — 2,5 см, но пока было важно показать принципиальную работоспособность идеи. В течение года разработчики рассчитывают увеличить радиус до 1 м, а позже — до 5 м. Расстояние измеряется от маршрутизатора, специально спроектированного для работы с такими датчиками. Участники проекта отмечают, что радиоволны передаются узконаправленно, так что маршрутизатор имеет очень малое энергопотребление. Датчик может работать под защитным слоем, например, краски, пластика или бетона. Это позволяет в буквальном смысле «встраивать» его в здание в процессе постройки или отделки.
Подобные датчики могут быть изготовлены для измерения не только температуры, но и других величин, например, влажности и освещенности, а также для обнаружения движения. Область их применения, по словам разработчиков, чрезвычайно широка. Массовому внедрению датчиков будет способствовать низкая цена — датчик, изготовленный по нормам 65 нм, стоит около 20 центов.