Digital age: Техно пробиви и открития

Какво ново в света на технологиите и откритията? Вижте актуалните тенденции в седмичния ни обзор:

Акустични балони заменят класическите слушалки и предават звук без да смущават околните

Снимка: Shutterstock

Изследователи от Университета на щата Пенсилвания представиха прототип на „акустичен балон“ – устройство за предаване на звук в строго ограничено пространство. Тази технология позволява звуковите вълни да бъдат контролирани толкова прецизно, че да останат ограничени до пределите на зададен обем. Вътре звукът е ясен и силен, с добри басови тонове, но само при отдалечеване веднага се възцарява тишина.

Ключовото предимство на тази технология е, че не изисква енергия за фокусиране на звука - метаповърхностите работят пасивно. Те са съвместими с почти всички видове високоговорители, което ги прави лесни за инсталиране във всяко устройство. Например, те биха могли да се използват в банкомати за озвучаване на инструкции и лични данни. Те биха могли да се използват и като алтернатива на слушалките, позволявайки на хората да слушат музика, без да смущават другите.

Трудността при контролиране на звуковите вълни е, че те лесно се отразяват от всяка повърхност. Следователно, това, което работи при идеални условия, се държи различно на практика – насочените звукови системи са възпрепятствани от почти всеки близък обект. Но това също подсказва решение - учените първоначално се опитват да „объркат“ звука, принуждавайки вълните да се отразяват и сближават в определена точка веднага след генерирането им.

Ядрото на системата е метаповърхност – 3D-отпечатана пластина със специални орнаменти. Тези орнаменти са предназначени да модулират акустичните вълни, пренасочвайки движението им, без да намаляват мощността. В резултат на това пластина с диаметър 15 см създава „балон“ на разстояние приблизително 10 см с перфектен звук, но преместването на микрофона само на 4-5 см встрани намалява силата на звука с 50 децибела.

Борба с енергийната криза: Корейски реактор извлича от въздуха до 60 литра гориво на ден

Снимка: Shutterstock

Изследователи от Корейския научноизследователски институт по химични технологии разработиха технология за директно преработване в гориво на въглероден двуокис /CO2/ от промишлени емисии. Тя се отличава значително от аналогичните решения по скоростта и ниската цена на процеса — тук не са необходими нито високи температури, нито голямо налягане. Освен това в Южна Корея не крият, че се надяват по този начин да преодолеят енергийната криза — след блокирането на Ормузкия проток страната е загубила до 70% от вноса на петрол.

Самата технология се появи още миналата година и до края ѝ пилотната инсталация вече произвеждаше до 60 литра гориво на ден. При това нейният коефициент на ползно действие не надвишава 50%. В момента учените, съвместно с инженерите на GS Engineering & Construction и Hanwha TotalEnergies, вече проектират завод, който ще може да синтезира до 100 хиляди тона гориво годишно. Паралелно с това се работи по интегрирането на инсталацията с източници на възобновяема енергия, за да стане процесът максимално евтин и безопасен за околната среда.

Основата на технологията е методът за директно хидрогениране на CO₂ с помощта на водород. Благодарение на специален катализатор този процес протича в един етап, при нагряване на изходните компоненти само до 330°C – срещу около 800°C при класическия подход с отделяне на въглероден оксид.

В резултат се получават единствено гориво - нафта или бензин, така че няма да е възможно да се заменят доставките на нефт и други сложни по състав горивни вещества за индустрията. Но и получаването на гориво практически от въздуха ще бъде сериозна подкрепа за страна, която изпитва недостиг на собствени енергийни ресурси.

Нова термопресована коприна надминава по свръхздравина кевлара

Снимка: Shutterstock

Изследователи от Tufts University, Имперския колеж в Лондон и Мичиганския университет успяха да създадат нова форма на коприна – свръхздрав материал, който запазва биологичната си природа. По устойчивост на разкъсване той е близък до кевлара, а по балистична здравина превъзхожда композитите на основата на въглеродни влакна. Освен това при този материал са открити и други полезни качества, които в момента се изследват. Кевларът е много здраво синтетично влакно, използвано за изработка на бронежилетки и защитни каски, гуми и автомобилни части, въжета и кабели, защитно облекло за пожарникари и мотористи, спортна екипировка и композитни материали

Обикновено при обработката на коприната, както и на други белтъчни материали, тя първо се разделя на отделни белтъчни нишки, а след това се опитват да им придадат необходимата форма. В този случай обаче изследователите постъпили по различен начин – те взели предвид, че коприната по своята природа наподобява композитен материал. Тя има твърда и здрава кристална основа, покрита с гъвкава аморфна белтъчна маса. Идеята е те да бъдат обработвани поотделно, без самият материал да се разделя.

Разработчиците започнали да нагряват коприната, така че външната ѝ подвижна част да омекне и да започне да се слепва със съседните влакна. За да усилят тази връзка, учените приложили налягане до 9800 атмосфери. Вътрешната кристална структура на коприната при това не пострадала, но постигането на този резултат отнело много експерименти за определяне на оптималните температура и налягане. Сега обаче плътността на пресованата коприна може да се регулира, за да се задават желаните характеристики.

Тъй като новият материал не съдържа синтетични добавки, той може да се използва в медицината без риск от отхвърляне – при пациента се наблюдава само слаба и временна имунна реакция. От тази свръхздрава коприна могат да се изработват ортопедични конструкции, крепежни елементи за импланти и корпуси за тях. Ако първоначално коприната бъде направена с по-ниска плътност, с времето клетките ще проникнат в нея и в крайна сметка ще я разрушат – чуждото тяло ще изпълни задачата си и ще изчезне от организма.