Холандските инженери са предложили нова система за движението на наноспътници. Очаква се, че те ще могат да се движат в пространството за сметка на молекули, които се изпаряват от лед.
Наноспътниците са космически апарати с особено малки размери. Такава е широко разпространената платформа CubeSat, състояща се от модули във формата на куб със страна 10 см и тежаща около 1 кг.
Такива спътници много лесно се пускат, като се добавят към основния товар на ракети. Това ги прави идеални за бюджетни научни изследвания.
Въпреки това, липсата на реактивен двигател значително ограничава тяхната маневреност и контрол. За да се реши този проблем Анджело Червоне от Делфийския технологичен университет е конструирал ракета с ледена тяга.
Предлага се в CubeSat да се качат 100 грама лед. В космоса започва сублимация – изпарение, като се прескача течното състояние на водата. Мощността на двигателя се увеличава за сметка на нагревателния елемент.
Прототипът се планира да се пусне в космоса след няколко години. Сега Червоне и неговият екип работят над въпроса, как да запазят водата във вид на лед, докато се чака пускането на спътника, а този период често е няколко дни. В краен случай водата може да замръзне в орбита, но такова решение ще усложни конструкцията на наноспътника.
Новата система, разбира се, вече има сериозни конкуренти. В лабораторията по реактивно ускорение в Масачузетския технологичен институт са разработили система, основана на електроспрей, а в Университета в Мичиган – миниатюрен йонен двигател. Според Червоне, тези технологии ще се допълват една друга.
За стартирането на спътника на дълги разстояния е по-добре да се използва енергията на заредени частици, а за коригиране на орбитата при краткосрочни проекти са идеални ракети захранващи се от лед.
Архив за етикет: молекули
Листа са подсказали изход от кризата за горивото
Учени от Калифорнийския технологичен институт, вдъхновени от природата, са създали листа, които дават възможност на слънчеви устройства да разделят водата и да се получава водород за гориво.
Пробивът е станал благодарение на това, че учените внимателно са разгледали химическите процеси, протичащи в живите растения.
Новият тип защитно покритие може да се използва в полупроводникови материали, за да се избегне появата на ръжда и да се облекчи химическия процес, играещ ключева роля в производството на гориво с помощта на слънчева енергия.
Покритието обеспечава производството на ефективно и стабилно гориво, на рекордни нива. В системата няма да се отделят взривоопасни смеси на водорода и кислорода.
Иновацията ще позволи производството на ефектни фотосинтезиращи системи или изкуствени листа. Устройството в основата си копира естествения процес на фотосинтеза, в който участват слънчевата светлина, водата и въглероденят диоксид.
Изкуствените листа се състоят от два електрода – фотоанод, фотокатод и мембрана.
Фотоанодът е отговорен за използването на слънчевата светлина за окисляване на водни молекули, което води до образуването на газообразен кислород, протони и електрони.
Фотокатодът рекомбинира протоните и електроните, създавайки водород.
Мембраната разделя газовете един от друг, предотвратява експлозията и позволява безопасното им използване.
„Паметта“ на водата ще помогне да се справят с миграцията на тюлените
Миризмата, оставена от морски организми, може да се задържи във вода в продължение на месеци.
Немски океанолози от Института за полярни и морски изследвания са развили техника, която позволява да се проследи миграцията на организмите от единични молекули, които остават във водния стълб.
Животните, движещи се през океана, оставяйки след себе си следа от органични молекули. Дълго време се смяташе, че те бързо се разпадат на вода, въглероден диоксид и други прости съединения. Оказа се, че органичните молекули могат да съществуват в океана по-дълго.
На авторите работещи с помощта на свръхточен спектрометър им се е отдало да отделят от пробите на морската вода, единични молекули органично вещество и да определят от колко време са попаднали тук, и от какви организми са били оставени.
Това явление учените наричат “химическа паметта“ на водата.
На следващата година, професионалисти искате да използвате техниката при изучаването на южните морски слонове, най-големите видове тюлени, които живеят в Антарктика. Тези бозайници са в състояние да мигрират на хиляди километри. Миризмата, която те оставят, помага за по-доброто проследяване на маршрутите на техните движения.
Италианци са изобретили магнитна водонепроницаема нанохартия
Италиански учени от технологичния институт в Генуа са създали магнитна хартия с антибактериални и водонепроницаеми свойства. На такава хартия може да се пише и да се печата. От нея могат да се правят корабчета и самолети.
Технологията се основава на преобразуването на единични молекули от хартията в полимерни съединения. Трябва да се отбележи, че ако се използват наночастици от среброто, то веществото става антибактериално, а ако се вземе желязо – магнитно.
За да се предаде на хартията необичайни свойства е нужно да се потопи в течност или да се напръска повърхността й със специален спрей. В този случай около отделни влакна на хартията се образува покритие от наночастици.
Учените казват, че антибактериалната хартия може да се използва за опаковка на лекарствени и хранителни продукти, а нанохартия в състава, на която влиза желязо може да се използва за защита на пари и ценности. За защита на стари книги или други предмети в среда с повишена влажност може да се използва водонепроницаема хартия.
Предложена е схема на молекулен двигател на Ванкел
Американски химици са предложили молекулярен двигател на Ванкел. Двигателят е клъстер – група от взаимодействащи по между си молекули. Той се състои от 13 молекули на бора, в изследванията е разгледан и клъстер от 19 молекули.
Самият клъстер е плосък. В центъра му има три молекули разположени по върховете на триъгълник, а останалите се намират по края.
На учените е било известно, че триъгълника и околния пръстен могат да се завъртят един спрямо друг. В новата работа, учени използват числови симулационни модели.Те открили, че движението може да се контролира с помощта на специално поляризирана светлина.
Следващата стъпка е да се тества практически изчисленията на изследователите в лабораторията. Според учените, новият двигател, за сега само на теория, има няколко предимства в сравнение с аналозите. Така например, светлината, с която ще се облъчва двигателя, не изменя квантовото състояние на системата, т. е. не е нужно някои части на двигателя да преминават във възбудено състояние.
Също така двигателя не се нуждае от химически реакции и електрически ток, при използването, на който се отделя голямо количество топлина, влияеща критично на системата. Благодарение на това се получава стабилен двигател.
Учените са нарекли своя двигател молекулярен двигател на Ванкел поради подобния външния вид с ротационен бутален двигател, разработен в компанията на NSU през 1957 година. В това устройство има сечение, което е триъгълника на Рело.