Что такое аккумуляторы? Чем они отличаются от батареек? Какие технологии и материалы применяются в аккумуляторах для улучшения их характеристик? В этой статье мы кратко рассказываем о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах. Аккумулятор — это устройство, которое запасает электрическую энергию и является одним из типов химических источников тока. Такие источники преобразовывают энергию химических связей в электрическую энергию. Химических источников тока известно много. Самые простые — это обычные пальчиковые батарейки. Но такие батарейки нельзя перезарядить, когда заряд в них закончился. В отличие от батареек, аккумуляторы можно заряжать многократно. Первым и самым известным аккумулятором стал свинцово-кислотный аккумулятор, который был изобретен в XIX веке французом Густавом Планте. В таком аккумуляторе, как и в любом другом, есть два химических вещества, которые реагируют между собой, и в процессе химической реакции должны передаваться электроны.
Архив рубрики: Наука
Разработан новый способ намотки электромоторов для тройного увеличения мощности с сохранением массогабаритных характеристик
Слабое место современных электромоторов — охлаждение. Ученые из Фраунгоферского института химической технологии придумали, как изменить нагревающуюся медную обмотку, чтобы мотор стал легче. В механическую энергию преобразуется около 90% электрической, современные электромоторы все равно теряют оставшиеся 10% в виде тепла, которое расходует медная обмотка статора. Чтобы охладить мотор, тепло обычно проводят через металлический кожух во внешний рукав с холодной водой, пишет Engineer. Однако, поскольку пластик не проводит тепло так же хорошо, как металл, подобную конструкцию невозможно выполнить из полимерных материалов. А это сделало бы электромоторы намного легче. Или — гораздо мощнее при том же весе.
Показана способность пленки из многослойного графена защищать от комаров
Ученые продемонстрировали, что пленки из многослойного графена успешно предотвращают укусы комаров. В сухих условиях насекомые оказались неспособны химически почувствовать запах кожи или крови, а в некоторых случаях механическая прочность графеновых листов обеспечила препятствие от проникновения. Открытие позволит разработать новые защитные ткани, пишут авторы в журнале PNAS. Самки комаров питаются кровью млекопитающих, в том числе человека, и распространяют многие опасные заболевания, такие как малярия, лихорадка денге и желтая лихорадка, вирус Чикунгунья, вирус Зика и лихорадка Западного Нила. В результате укусов этих насекомых сотни тысяч людей погибают ежегодно и миллионы заражаются нелетальными формами заболеваний. Защите от комаров посвящено множество научных исследований.
Создана технология видеосъемки в терагерцовом диапазоне
На демонстрации: Вращающееся колесо с прорезями, снятое в терагерцовом диапазоне. L. A. Downes et al. / Physical Review X, 2020. Ученые нашли способ фиксировать терагерцовое излучение с высокой частотой кадров. Для этого они пропускали сигнал сквозь пар из атомов цезия, которые превращали электромагнитные волны дальнего инфракрасного диапазона в зеленый свет, доступный для фиксации обычной камерой. В результате удалось впервые записать терагерцовое видео с частотой в три тысячи кадров в секунду, при этом сохраняя высокое разрешение и чувствительность, пишут авторы в журнале Physical Review X. Терагерцовое излучение — это диапазон электромагнитных колебаний между инфракрасным спектром и радио. Длина этих волн примерно равна от 0,01 до 3 миллиметра, их также называют Т-лучами или субмиллиметровым излучением — последний термин принят в астрономии. В зависимости от контекста эти волны относят то к дальнему инфракрасному диапазону, то к микроволновой части радио диапазона.
Создана уникальная метаповерхность несимметрично отражающая свет
Фото: Guo, X., Ding, Y., Duan, Y. et al. / Light Sci Appl. Китайские физики создали уникальную метаповерхность, которая отражает свет под разными углами в зависимости от того, с какой стороны приходит падающий луч. В обычном зеркале свет всегда проходит по одному и тому же «маршруту», даже если поменять падающий и отраженный луч местами. Для нового «метазеркала» это не так — если поменять направление луча, угол отражения будет другим. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Light: Science and Applications. Свойства метаматериалов, предсказанных советским физиком Виктором Веселаго еще в 1960-х годах, в корне противоречат законам классической оптики. Метаматериалы, например, могут иметь отрицательный коэффициент преломления. Метаповерхности — тип метаматериалов, чьи отражательные свойства отличаются от классических.
Научный подход к анализу качества виски: паутина и правда на дне стакана
В науке до сих пор происходят «случайные» открытия. Так было с пенициллином, рентгеном, виагрой. И вот свежее открытие, пусть и не столь значимое, но интересное: оказывается, капля американского виски после высыхания образует удивительной красоты узор. Какими они бывают, почему у других марок виски нет такого отпечатка и как вообще учёные это выяснили. Возможно, вы замечали, что между шотландским и американским виски есть разница. И не только в названии (Scotch whisky или American whiskey), но и во вкусе. Это связано с тем, что шотландский виски обычно приобретает свой вкус, когда он выдерживается в старых бочках, в то время как американский виски (бурбон) выдерживается в новеньких бочках из обожженного дуба. Эту особенность в производстве внедрили не случайно: это помогает придать насыщенные нотки дуба в напитке, а также ускорить выдержку. Однако учёные смогли найти ещё одно отличие американского виски от аналогичного алкоголя. И нашли они его на дне стакана. Да-да, это не шутки.
