Кристаллы, меняющие форму

20.09.2020

Кристаллы, созданные международной группой исследователей под руководством Си Чена из Городского колледжа Нью-Йорка и его соавторов из Центра перспективных научных исследований кристаллов, могут передавать энергию от испарения в механическое движение. Таким образом, испарение может быть источником энергии для исполнительных механизмов, искусственных мышц и многих приложения.

В отличие от традиционных кристаллов, которые обычно являются жесткими и хрупкими, новые кристаллы обладают способностью изменять свою форму благодаря своей молекулярной архитектуре. Кристаллы состоят из узора из маленьких пор, которые перемежаются соединяющими гибкими доменами, повторяющимися по всей кристаллической структуре. Поры, проходящие через кристаллы, прочно связываются с молекулами воды.

"Когда испарение вызывает удаление воды из пор, это приводит к сильной деформации всего кристалла через сетчатое соединение. Результирующее изменение формы меняется на противоположное, когда снова вводится водяной пар, - сказал Чен, автор исследования и доцент химического машиностроения в инженерной школе CCNY Grove. - Наши пептидные кристаллы позволяют напрямую наблюдать взаимодействия воды и материала на молекулярном уровне с использованием существующих кристаллографических, спектроскопических и вычислительных методов. Выявленные механизмы срабатывания применимы в более общем плане для конструкций материалов или структур, которые эффективно используют испарение".

Материалы, управляющие этим движением, реагируют на воду или влажность. Эти материалы, которые набухают и сжимаются в ответ на изменение влажности, могут напрямую и эффективно преобразовывать энергию испарения в механическое движение. Эта новая область открывает возможности для доступа к неиспользованному испарению воды в качестве источника энергии, а также для разработки более совершенных приводов и искусственных мышц для современных инженерных систем.

<< Назад: Наножидкость для добычи нефти 21.09.2020

>> Вперед: Экспериментальные подводные дата-центры Microsoft 20.09.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Гиперзвуковой самолет NASA установил рекорд скорости 16.03.2023 США в течение длительного времени были лидером в разработке самых быстрых летательных аппаратов. В конце 1990-х годов в рамках программы Hyper-X был разработан NASA X-43. В рамках программы "лучше, быстрее, дешевле", созданной космическим агентством, Hyper-X использовала технологию National Aerospace Plane. Целью проекта Hyper-X было проверить в полете ключевые силовые установки и связанные с ними технологии гиперзвуковых самолетов. Первые две испытательные машины X-43 были созданы для полета на скорости 7 Маха, что является самой высокой скоростью для воздушно-реактивного самолета. В то время третий X-43 смог достичь скорости 9,6 Маха. Чтобы понять значение этого достижения, самая высокая скорость, достигнутая ракетным самолетом НАСА X-15 во время летных испытаний в конце 1960-х годов, составляла 6,7 Маха. Испытательный самолет X-43A был беспилотной машиной, длиной 3,7 метра. Его уникальная конструкция подъемного корпуса обеспечивала значительную подъемную силу для полета, вместо того, чтобы опираться на крылья. Вес самолета составлял около 1400 кг. Кроме того, этот испытательный самолет был спроектирован таким образом, чтобы его можно было полностью контролировать в высокоскоростном полете, даже в случае, если двигатель выключен. Тем не менее, самолет не предназначался для посадки и восстановления. После завершения испытательного полета, он падал в Тихий океан. Испытания X-43A начались в 2001 году, но первый полет закончился неудачей, когда ракета-носитель "Пегас" потеряла управление через 13 секунд после отделения от базового корабля B-52. Однако вторая попытка в 2004 году оказалась успешной, и самолет достиг скорости 6,83 Маха (7456 км/ч). На третьем прототипе, который взлетел 16 ноября 2004 года, был установлен рекорд скорости 9,64 Маха (10240,26 км/ч) на высоте около 33 500 метров. В исходной концепции программы X-43 предполагалось создание двух дополнительных машин. X-43B должен был использоваться для демонстрации двигателя, способного работать в нескольких режимах. Двигатель X-43B должен был работать как обычный турбореактивный двигатель на малых высотах и переключаться в режим ГППРД на больших высотах и скоростях. Полеты X-43B были запланированы на 2009 год после окончания испытаний другой машины Hyper-X, X-43C, которая должна была продемонстрировать работу ГППРД на твердом углеродном топливе на скоростях от 5 до 7 Маха. Однако в марте 2004 года полеты были отменены в связи с изменением стратегии НАСА после объявления "Президентского видения космических исследований" в январе того же года. Несмотря на то, что финансирование X-43C продолжалось в рамках бюджета НАСА на 2005 год, программа вскоре была приостановлена. Однако испытания гиперзвукового самолета продолжились в рамках программы X-51, которая началась в 2005 году, а первый полет состоялся в 2010 году.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026