Компьютерра - Журнал Компьютерра №746

С помощью электронного микроскопа удалось разглядеть, что стенки трубок имеют толщину около микрона и состоят из прямоугольных пор размером от сотен нанометров до нескольких микрон. Стенки пор, в свою очередь, имеют слоистую структуру, как у графита. Колоссальные углеродные трубки очень легки, их плотность не превышает десяти миллиграмм на кубический сантиметр. Легкость сочетается с прочностью, которая на порядок выше, чем у лучших волокон из углеродных нанотрубок; в тридцать раз выше, чем у кевлара; и в двести раз выше, чем у хлопка. Электрическая проводимость колоссальных трубок на порядок больше, чем у волокон из многослойных углеродных нанотрубок, и к тому же растет с повышением температуры. Кроме того, они очень гибки и даже упруги, поскольку могут растягиваться на три процента своей длины, прежде чем в них начинают появляться дефекты.

Такое сочетание свойств и подходящие размеры делает заманчивым применение колоссальных углеродных трубок вместо обычных текстильных волокон для изготовления прочных тканей и даже бронежилетов. Причем для этого можно использовать обычные ткацкие станки и другое текстильное оборудование. Из таких трубок удастся изготавливать очень прочные и легкие композиты. Отдельные трубки могут пригодиться в медицине и, возможно, в электронике и микромеханике.

О конкретных коммерческих приложениях колоссальных углеродных трубок говорить пока рано. Сейчас ученые продолжают их изучение и стремятся усовершенствовать технологию изготовления. Но не исключено, что это открытие станет знаковым.

Вместо того чтобы получать новые материалы на наномасштабах, а потом придумывать, как изготовить из них что-то полезное привычных размеров, технологи будут сразу выстраивать атомы в практически готовый продукт. ГА

К удивительным выводам пришла группа итальянских физиков после подробного анализа экспериментов двенадцатилетней давности. Оказывается, около четверти антипротонов с низкой энергией, вместо того чтобы аннигилировать, просто отражаются от слоя алюминия. Возможно, этот эффект подскажет новые способы хранения антивещества.

Свои эксперименты итальянцы проводили в Европейской лаборатории CERN с 1990 по 1996 год. Они изучали, как медленные антипротоны с энергией 1–10 килоэлектронвольт взаимодействуют с обычным веществом, возбуждая в нем экзотические атомные состояния. В эксперименте антипротоны, прежде чем попасть в мишень, пролетали сквозь цилиндр диаметром 25 и длиной 75 см, заполненный небольшим количеством водорода или гелия. Когда антипротон сталкивался с ядром атома газа, он аннигилировал с протоном, а координаты и время этого события регистрировалось детекторами, позволяя контролировать параметры пучка антивещества. Странным было то, что акты аннигиляции разбивались на две явно различные группы, что в тот момент не нашло внятных объяснений.

Теперь ученые смоделировали пучок антипротонов на компьютере, и ситуация прояснилась. Оказывается, вторая группа аннигилировавших в газе протонов просто отражалась от мишени из-за многократного резерфордовского рассеивания антипротонов на ядрах алюминия. Дело в том, что ядро примерно в сто тысяч раз меньше самого атома, а аннигиляция случается, только если антипротон попадает точно в ядро. Если антипротон промахивается, он отклоняется от направления полета электрическим полем атома, то есть рассеивается. После нескольких десятков актов такого рассеивания, проникнув в слой алюминия примерно на 5–10 нм, антипротон совсем "забывает", откуда прилетел. При этом с большой вероятностью он может вылететь из мишени, то есть отразиться от нее, как от диффузного зеркала.

Возможность отражения антивещества от мишени вместо аннигиляции раньше никому не приходила в голову. Но специалисты считают, что выполненные расчеты и их согласие с результатами эксперимента надежно подтверждают теорию. И хотя пока не очень понятно, как можно использовать этот странный эффект, не исключено, что со временем дело ему отыщется. ГА

Ученые из Вустерского политехнического института, что в штате Массачусетс, решили проверить: а нельзя ли использовать автомагистраль с асфальтовым покрытием в качестве коллектора солнечной энергии?

Каждый, кто в жаркий солнечный день пытался пройтись босиком по раскаленному асфальту, согласится, что эта блестящая идея буквально лежит под ногами. Темный асфальт хорошо поглощает солнечную энергию, а за счет толщины отлично аккумулирует тепло и остается горячим почти круглые сутки.

Уже построены тысячи километров дорог и парковок, а значит, не потребуется искать дополнительные свободные площади для размещения солнечных элементов. Дорожное покрытие, если за ним исправно следят, регулярно обновляется каждые десятьдвенадцать лет, и в планы ремонтников нетрудно включить модернизацию для получения энергии. А отвод тепловой энергии от полотна приведет к его охлаждению и продлит срок службы.

То есть куда ни глянь - сплошная польза. Но на пути к практическому воплощению задумки придется преодолеть немало трудностей. Стендовые эксперименты показали, что спектральные характеристики полотна не полностью отвечают условиям поставленной задачи, и потребуется разработать специальные краски, которые бы отражали меньше солнечных лучей и вдобавок были стойкими к истиранию. Также на пользу делу пойдет добавление в состав асфальта наполнителей с высокой теплопроводностью, которые помогут заметно повысить эффективность сбора энергии.

Нагретую под асфальтом воду можно использовать для отопления зданий или в различных технологических процессах.

Кроме того, энергию горячей воды можно с помощью термоэлектрических генераторов преобразовать в электричество.

Результаты первых опытов говорят о том, что идея использовать дороги в качестве источника энергии не столь уж утопична.

Но чтобы подобная технология стала конкурентоспособной, ученым предстоит еще хорошо потрудиться. ГА

Команде физиков из Университета Пенсильвании удалось изготовить полимер, способный сильно охлаждаться под действием приложенного напряжения при сравнительно низкой температуре. Новый материал позволяет надеяться на скорое появление новых систем охлаждения компьютерных чипов и бытовых холодильников без компрессоров.