Михаил Краснянский - Новый Исход

Другие инновации: Перевод авиа– и космического транспорта на «бестопливные» технологии. Сейчас в активной разработке (которая в США курируется NASA) – лазерные фотонные ускорители, магнетронные микроволновые двигатели, установки на эффекте Холла (плазменная струя), а еще «непонятный» EmDrive (Cannae Drive): до Луны он домчит за четыре часа, до Марса за 70 дней! Развитие сверхскоростного (Hyperloop – 1200 км/час в «вакуумной трубе») общественного пассажирского и грузового транспорта. Развитие новых экономичных видов грузового транспорта, таких как большие дирижабли (до 200 тонн полезного груза), которым не нужны аэродромы, перевалка и др., т. к. они могут «зависнуть» прямо над получателем груза.

5) Переход от промышленного к локальному и даже «домашнему» производству большинства бытовых товаров благодаря развитию технологии 30-принтеров. В отличие от обычных принтеров, ЗЭ-принтеры печатают не фотографии и тексты, а «вещи» – промышленные товары. Т. е. 3D-принтеры позволяют создавать по введенной в память цифровой трехмерной модели практически всё, что угодно. У 3D-принтера тоже есть картриджи, но не с чернилами, а с заменяющими их рабочими материалами – пластмассовыми гранулами, сухим цементом или гипсом, металлическими порошками и др. По расчётам экономистов, «домашний» 3D-принтер обеспечивает возврат инвестиций от 40 % до 200 % за год – так что производство бытовых товаров ожидает «3D-революция» (good bye, «made in China»?). Датская компания DUS Architects возвела полноразмерный дом, печатая его компоненты на огромном 3D-принтере «KamerMaker» (его высота равна 3,5 метра) прямо на стройплощадке, а в Китае напечатали двухэтажный дом на 3D-принтере всего за 3 часа (их 3D-принтер имел высоту 7 м). Видимо, стройиндустрию также ждет «3D-революция». 3D-принтер, разработанный в Колумбийском университете, способен печатать настоящее съедобное печенье. По словам ученых, перед ними стоит важная задача – ввести технологию 3D-печати в мир кулинарный. Бытовые и несложные технические товары будут отправлять покупателю по e-mail – т. е. покупаться будет «программная матрица для 3D-печати» гаечного ключа, керамической вазы или кожаных перчаток, а сам товар будет производиться где-нибудь в гараже на домашнем 3D-принтере из закупаемых порошковых материалов для 3D-картриджа.

б) Замена традиционного машиностроения промышленными технологиями 3D-печати на основе «послойных» методов: селективной лазерной плавки (SLM – Selective Laser Melting) или метода прямого металлического лазерного спекания (Direct Metal Laser Sintering – DMLS) – (сырьё – металлические порошки), а также «объёмного» метода – Continuous Liquid Interface Production technology (CLIP); эти технологии обеспечивают высокую точность изготовления – до 20 микрон и не требуют дальнейшей обработки изделий, а изготовление сложнейших деталей по 30-технологиям сокращает длительность и стоимость процесса в десятки раз. Среди основных преимуществ 3D-печати можно выделить беспроблемное создание сложных внутренних структур объекта, возможность совмещать различные материалы, точность и безотходность производства. Эти технологии уже осваивает NASA, Boeing и др.

7) Переход от металлургии к композитным материалам (особенно нано-материалам) на основе углерода и кремния. Так, новейший американский «Boeing-787-Dreamliner» изготовлен на 50 % из композитных материалов на основе углерода (включая фюзеляж и крылья). Ученым из технологического университета Сиднея (UTS) удалось аккуратно отделить от графита одноатомные слои, очистить их и выложить как «бутерброд» в идеально выровненную структуру из гексагональных решёток атомов углерода – «графеновую бумагу» (graphene paper – GP). Хотя удельная масса GP в пять-шесть раз ниже, чем у стали, испытания показали, что новый материал в два раза твёрже и в десять раз прочнее при растяжении, нежели углеродистая сталь, а его модуль упругости при изгибе оказался выше стали в 13 раз. Американо-израильская компания ApNano создала наноматериалы – «неорганические фуллерены» (inorganic fullerene – IF), которые многократно прочнее и легче стали (их ещё называют «нано-броня»). Образцы IF на основе смеси MoS 2и Si0 2останавливали стальные снаряды, летящие на скорости 1,5 км/сек, а также выдерживали статическую нагрузку в 350 тонн/кв. см. Ученые из New York University создали необычный композитный материал на базе наносфер из соединения углерода и кремния, заполненного атомами алюминия, который имеет чрезвычайно низкую плотность (0,9 т/м³) – т. е. легче воды. Несмотря на столь малый вес, конструкции из нового материала могут выдерживать давление более чем в полторы тысячи атмосфер. Новый материал не расширяется при нагреве и хорошо переносит сжатия и растягивания, чем не могут похвастаться многие нынешние материалы. Упомянутые и подобные им материалы могут быть использованы для создания корпусов ракет, самолетов, морских судов, автомобилей, бронемашин, каркасов высотных зданий, а также в других целях. Прощай, энергозатратная и грязная черная металлургия, а заодно и не менее затратная и грязная алюминиевая…

8) Отказ от животноводства, переход к производству «искусственного мяса» из мышечных клеток домашнего скота с помощью 3D-биопринтеров. Для выращивания мяса «в пробирке» энергии потребуется впятеро меньше, воды – в 10 раз меньше, а выбросы парниковых газов снижаются в 20 раз, чем при выращивании скота на убой (ведь для производства 15 г животного белка нужно скормить корове 100 г растительного белка, таким образом, кпд традиционного метода получения мяса составляет лишь 15 %). Искусственный «мясозавод» требует намного меньше площади (займет всего 1 % земли по сравнению с обычной фермой той же производительности по мясу). Кроме того, в стерильных искусственных условиях можно получить экологически чистый продукт, без всяких токсичных металлов, глистов, лямблий и прочих «прелестей», часто присутствующих в сыром мясе. К тому же, искусственно выращенное мясо не нарушает этических норм: не надо будет длительно выращивать животных, а затем безжалостно их умерщвлять. Американская компания Modern Meadow уже разработала технологию промышленного изготовления мяса животных и натуральной кожи из клеток животных-доноров. Правда, «научный гамбургер» из искусственного мяса, представленный недавно на презентации, обошелся разработчикам в $25.000). Кроме того, в 2014 году молодой стартап «Muufri» из Сан-Франциско получил от инвесторов $2 млн на разработку собственного «молока без коров». Технология основана на использовании «изготовленных на заказ» участков ДНК, в которых заложена информация о том, как синтезировать молочные протеины. На первых порах искусственное молоко должно стоить в несколько раза дороже обычного, потом, надеются создатели, стоимость удастся снизить.

9) Перевод значительной части сельского хозяйства в города на базе технологии «вертикальных ферм» («Farmskyscraper» или «Vertical Farm») – одну такую уже строят в ОАЭ. Это такой технологический «сельхоз-небоскрёб» в 20-30 этажей без окон, расположенный в черте города и покрытый – если это юг – солнечными панелями, на каждом этаже которого размещены многоярусные стеллажи с гидропонными контейнерами, где и произрастают злаки или др. генномодифицированные сельхозкультуры; урожай собирается автоматически – ручной труд почти отсутствует; поскольку «сельхоз-небоскрёб» изолирован от внешней среды и там поддерживаются постоянные температура, влажность и освещенность, можно снимать урожай 3–4 раза в год в любом климате; отсутствие паразитов позволит полностью отказаться от любых пестицидов.