Биоцемент с гидрогелем

01.05.2025

Вдохновившись микроструктурой стеблей растений, команда под руководством профессора Чжоу Яна из Юго-Восточного университета Китая разработала биоцемент, сочетающий в себе обычную цементную основу и слои гидрогеля. Этот инновационный подход позволил инженерам создать композит, в котором чередующиеся слои действуют как ускоренные каналы для движения ионов. Именно такое строение резко усилило термоэлектрический эффект, ранее слишком слабый для практического использования.

Необычные характеристики нового материала выражаются в рекордном коэффициенте Зеебека, равном -40,5 мВ/К. Это примерно в десять раз выше, чем у всех известных цементных термоэлектрических аналогов. Кроме того, материал демонстрирует показатель добротности ZT в 6,6^10-3 - результат, в шесть раз превышающий прежние разработки в данной области. Эти цифры открывают возможность использовать цемент не только как основу зданий, но и как активный элемент энергетической системы.

Суть термоэлектрического эффекта в цементе кроется в движении ионов под воздействием температурного градиента. Однако плотная цементная структура всегда препятствовала свободному движению ионов, особенно гидроксидов и кальция. Исследователи решили эту проблему, применив принцип межфазной селективной иммобилизации - целенаправленного взаимодействия ионов с различными слоями материала, обеспечив высокую мобильность одним и устойчивость другим.

Не менее важной особенностью инновационного цемента является его способность не только генерировать, но и накапливать энергию. Это свойство делает материал особенно ценным в контексте автономной работы интеллектуальных элементов городской среды. Например, тротуары могли бы питать уличные фонари, а мосты - передавать данные о собственном состоянии без внешних источников питания. Даже стены зданий могли бы покрывать часть внутренних энергетических потребностей.

Материал не теряет и своих базовых качеств: он сохраняет прочность и надежность традиционного цемента, а значит, может быть интегрирован в существующую строительную индустрию без необходимости кардинальной перестройки производственных процессов. Такая двойная функциональность - структурная стабильность и энергетическая активность - ставит новый композит в ряд потенциальных основ умной архитектуры.

Благодаря биомиметической архитектуре и продуманному взаимодействию между слоями, разработка профессора Чжоу Яна может стать основой для новых термоэлектрических систем, способных эффективно использовать даже малые температурные перепады. Это особенно актуально в условиях городов, где такие перепады неизбежны и повсеместны.

<< Назад: Вода на Земле не имеет космического происхождения 01.05.2025

>> Вперед: Развечание мифа о неизбежности неравенства 30.04.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

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. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Видео в нагрудном кармане 05.06.2002 Японская фирма "Сони" начала выпуск сверхминиатюрной цифровой видеокамеры DCR-IP5. Размеры ясны из фотографии, вес - 310 граммов. Объектив снабжен десятикратным оптическим трансфокатором, имеется еще и 12-кратное цифровое увеличение. Кассета величиной меньше спичечной коробки вмещает час высококачественной видеозаписи (более 500 строк по вертикали). Правда, из-за малых размеров аппарата заряда штатной батареи хватает только на 35 минут съемки. Это значит, что всю кассету с одной зарядки снять не удастся. При записи применяется разработанный для компьютеров метод сжатия видеоинформации MPEG-2. На пленку записывается только каждый 12-й кадр и сведения о том, куда и как двигаются отдельные его элементы. При воспроизведении из этой информации восстанавливается полная картина.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025