Массивы кристаллов, передающих эффективную беспроводную энергию

31.08.2023

Ученые из Университета Колорадо в Боулдере разработали беспилотное воздушное устройство, использующее энергию лазерного луча.

В исследовании, выпущенном Департаментом химической и биологической инженерии, специалисты описали гибкий фотомеханический материал, способный преобразовывать световую энергию в механическую работу без использования тепла или электричества. Этот материал предлагает перспективы для разработки эффективных беспроводных и дистанционно управляемых систем, имеющих применение в различных отраслях, включая робототехнику, аэрокосмическую индустрию и биомедицину.

В основе материала лежат мельчайшие органические кристаллы, которые под воздействием света начинают изгибаться и создавать механическую силу. Этот принцип открывает перспективы для замены электрических проводов в устройствах с использованием световой энергии. Такой подход обеспечивает беспроводное питание и управление роботами, автономными устройствами и транспортными средствами. Кроме того, эффективное трансформирование световой энергии устраняет необходимость в сложных системах для регулирования температуры и тяжелых компонентах электрооборудования.

Это исследование противоречит предыдущим попыткам, связанным с деликатными кристаллическими материалами, которые изменяли свою форму под воздействием фотохимических реакций, но часто трескались при воздействии света, что затрудняло их использование в практических приложениях.

Инновационный метод, разработанный в лаборатории Хейворда, включает в себя массивы мельчайших органических кристаллов, размещенных внутри полимерного материала с микроскопическими порами. При росте кристаллов в порах материала, их прочность и способность создавать энергию под воздействием света значительно возрастают. Гибкость и формовочные свойства материала делают его универсальным для множества применений.

Ориентированные кристаллы способны выполнять определенные задачи под воздействием света, например, сгибать или поднимать предметы. Когда материал меняет свою форму, действуя на прикрепленный груз, он создает движение, а сам груз перемещается. Кристаллы способны сдвигать объекты, значительно превосходящие их собственный вес. К примеру, как видно на прилагаемом изображении, полоска кристаллов массой всего 0,02 мг успешно поднимает нейлоновый шарик весом 20 мг, преодолевая массу, превосходящую свою на 10 000 раз.

<< Назад: Скрытая идентификация с помощью невидимых QR-кодов 01.09.2023

>> Вперед: Извлечение чистой воды из тумана 31.08.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Самолеты и гипертония 13.08.2008 Обследование 140 человек, живущих вблизи четырех крупных европейских аэропортов, показало, что шум от ночных самолетов повышает у них кровяное давление, даже если люди привыкли к реву турбин и не просыпаются от него. В среднем шум от пролетающего самолета повышает систолическое давление на 6,2 миллиметра ртутного столба, а диастолическое - на 7,4 миллиметра. Каждое увеличение ночного шума на 10 децибел повышает риск развития гипертонии на 14%. Медики рекомендуют запретить ночные полеты. В свою очередь инженеры советуют усилить звукоизоляцию окон у домов и спланировать зоны разворота для захода на посадку и выхода на курс подальше от жилых кварталов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025