Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В этой статье мы рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах. Солнечная энергетика — это самая возобновляемая из всех альтернативных видов энергетики, потому что в некотором смысле и гидроэнергетика, и ветровая энергетика тоже солнечные. Ведь для того, чтобы вода испарилась, поднялась на более высокий уровень и потом стекла через турбины или подул ветер, необходимо, чтобы или вода, или ветер, или воздух были нагреты солнцем. В этом смысле преобразование солнечной энергии напрямую в электрическую — это, наверное, самый рациональный, прямой способ преобразования энергии солнца в полезную энергию для человечества. Солнечной энергии очень много. То количество солнца, которое доходит до поверхности Земли, в тысячи раз превышает необходимую потребность человечества в энергии. Поэтому солнца очень много, и это действительно бесплатная энергия.
Архив рубрики: Наука
Создан простой и эффективный микрофлюидный чип из березовой фанеры
Американские ученые создали простой микрофлюидный чип из березовой фанеры. В ней с помощью лазера вырезали небольшие углубления, а затем наносили на поверхность каналов тефлон или другой материал, не дающий жидкости проникать внутрь древесины. Статья, описывающая методы создания чипа и его свойства, опубликована в научном журнале Analytical Chemistry. Микрофлюидные устройства, как правило, представляют собой пластины с каналами шириной порядка десятков и сотен микрометров. Благодаря такому размеру жидкость в микрофлюидных чипах ведет себя не так, как в больших трубах. Например, обычно в них наблюдается ламинарное течение без турбулентности, что, например, позволяет двум потокам двигаться рядом почти без смешивания. Во многом это связанно с увеличением вклада вязкого сопротивления в поведение потока из-за размера канала. Как правило, микрофлюидные чипы создают из полимеров или стекла, в которых относительно просто вырезать тонкие каналы, а также можно со всех сторон наблюдать за течением жидкости.
Обнаружена способность парамагнонов преобразовывать тепло в электрическую энергию
Оглянитесь вокруг, что вы видите? Дома, машины, деревья, людей и т.д. Все куда-то бегут, все куда-то спешат. Город, напоминающий муравейник, особенно в час пик, всегда наполнен движением. И такая же картина наблюдается не только в «большом» мире, но и на атомарном уровне, где неисчислимое множество частиц движутся навстречу друг другу, сталкиваются, отдаляются и вновь находят нового партнера для своего невероятно сложного и порой столь кратковременно танца. Отбросим в сторону утрирование и поэтичность и поговорим сегодня об исследовании, в котором международная команда ученых из университета штата Северная Каролина, Ок-Риджской национальной лаборатории, университета штата Огайо и Китайской академии наук доказали, что парамагноны могут преобразовывать разницу температур в электрическое напряжение. Что такое парамагноны, в чем их уникальная особенность, как ученые реализовали свой необычный «генератор» и насколько он эффективен? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.
Разработан простой и эффективный «диод» для микроволн
Физики из Китая и Канады построили простой, но эффективный «диод» для микроволн, который свободно пропускает волны в одном направлении и в тысячу раз ослабляет обратные волны. Чтобы добиться такого эффекта, ученые поместили над волноводом небольшую ЖИГ-сферу, магноны которой взаимодействовали с микроволнами. Авторы подчеркивают, что предложенный способ легко можно использовать в существующих микроволновых устройствах, например, в квантовых компьютерах на основе сверхпроводящих кубитов. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics. Одним из основных принципов электродинамики является принцип взаимности, который связывает источник и поле, которое он создает. Грубо говоря, этот принцип утверждает, что отношение между переменным током и создаваемым им электромагнитным полем не изменится, если поменять местами источник поля и прибор, который его измеряет.
Предложен новый метод измерения кольцевых токов в атомах и молекулах
Израильские физики придумали новый способ измерения кольцевых токов, текущих в атомах и молекулах. Для этого ученые сравнили, как происходит генерация высоких гармоник в спокойной среде, обладающей зеркальной симметрией, и возбужденной среде, по которой текут кольцевые токи. Чтобы проверить теорию, исследователи численно рассчитали поляризацию гармоник, генерируемых неоном и бензолом. Статья опубликована в Physical Review Letters. Когда говорят об электрическом токе, обычно представляют себе поток заряженных частиц, несущихся в пространстве. Тем не менее, концепцию электрического тока можно обобщить и на меньшие масштабы — например, на масштаб молекулы. В этом случае под током следует понимать когерентный волновой пакет, который состоит из нескольких связанных электронных состояний и имеет ненулевой угловой момент. Один из простейших примеров такого кольцевого тока — это возбужденный атом водорода, который находится в состоянии с ненулевым значением углового момента и магнитного квантового числа.
Создан синглетный магнит нового типа для хранения данных
Команда ученых из Нью-Йоркского университета обнаружила первый надежный пример магнита нового типа, который обещает повысить производительность технологий хранения данных. Этот «синглетный» магнит отличается от обычных магнитов, в которых маленькие магнитные составляющие выравниваются друг с другом, создавая сильное магнитное поле. В отличие от этого, недавно открытый магнит на основе синглета имеет поля, которые появляются и исчезают, что приводит к нестабильной силе, но в то же время и к такому полю, которое потенциально обладает большей гибкостью, чем обычные магниты. «Сейчас проводится много исследований по использованию магнитов и магнетизма для улучшения технологий хранения данных. Синглетные магниты должны иметь более быстрый переход между магнитной и немагнитной фазами, сократив количество усилий по переключению между немагнитным и сильно магнитным состояниями, что может быть полезным для энергопотребления и скорости компьютера»