Технологии

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

FENIMUS
Сообщения: 989
Зарегистрирован: Пн мар 31, 2008 11:57
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#376   FENIMUS »


Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#377   morozov »

Liquid Metal Batteries: Past, Present, and Future

Эволюция жидкометаллического аккумулятора - это история новой технологии, изначально задуманной в другом экономическом и политическом климате, чтобы обеспечить гибкость в преодолении ограничений общества, вступающего в ядерный век, и стремления электрифицировать повседневный опыт. По иронии судьбы, именно те самые масштабные исследовательские проекты, которые превратились в безвестность, теперь могут быть воскрешены и заново открыты как захватывающая возможность для решения амбиций общества в отношении устойчивой и экологически чистой энергии. Опираясь на эти ранние достижения в области классической электрометаллургии, четыре десятилетия спустя правительство США начало финансировать новаторскую работу в нескольких ведущих промышленных и национальных лабораториях страны по разработке полностью жидких элементов для накопителей энергии. Воодушевленные битвой за холодную войну за технологическое превосходство, интенсивное исследование этих термически и электрически перезаряжаемых полностью жидких элементов хранения энергии продолжалось в США в течение следующего десятилетия, но от них отказались, поскольку усилия перешли к перезаряжаемым элементам с более высокой плотностью энергии с иммобилизованными компоненты лучше подходят для автомобильной промышленности.

https://www.researchgate.net/journal/15 ... al_Reviews
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#378   morozov »

В Великобритании разработан техпроцесс, который намного лучше, чем CMOS
Его назвали Bizen

Британские компании Search For The Next (SFN) и Semefab совместно разработали технологический процесс производства полупроводниковых изделий, который, как утверждается, перевернет отрасль.

Разработчики не побоялись фундаментальных изменений на уровне транзисторов и вернулись на пять десятилетий назад, когда еще не господствовала технология CMOS и полевые транзисторы. Новый процесс под названием Bizen построен на использовании биполярных транзисторов и принципов квантовой туннельной механики. По сравнению с CMOS, Bizen приводит к пятикратному сокращению времени выполнения заказа - с нынешних пятнадцати недель до трех. Кроме того, новый процесс обеспечивает трехкратное увеличение плотности компоновки затворов, что соответствует трехкратному уменьшению размеров кристалла. Наконец, Bizen уменьшает вдвое количество необходимых технологических слоев. При этом достигаются показатели быстродействия и энергопотребления, свойственные современным изделиям, изготавливаемым по технологии CMOS.

Изображение

Биполярная технология традиционно была ограничена из-за ее требования к резисторам, которые невозможно уменьшить в той же степени, как активные элементы. Использование транзисторов Bizen на эффекте квантового туннеля позволяет разработчикам исключить резистор, как в приборах MOS. Это позволяет реализовать цепи с очень малым энергопотреблением, в которых транзистор нормально включен, но не насыщен, и управляется изолированным туннельным соединением, а не прямым металлическим электродом на базе, как в традиционных биполярных транзисторах.

Партнеры полагают, что Bizen позволит «перевести часы закона Мура лет на 10 назад» и вернуть многие фабрики предыдущего поколения обратно в массовое производство.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#379   morozov »

Новый способ сделать водородную энергию из воды намного дешевле

Изображение

Ученые показывают, как использование только воды, железа, никеля и электричества может создать водородную энергию намного дешевле, чем раньше.

Автомобили, работающие на водороде, могут вскоре стать чем-то большим, чем просто новинка, после того, как группа ученых под руководством UNSW продемонстрировала гораздо более дешевый и устойчивый способ производства водорода, необходимого для их питания.

В недавнем исследовании, опубликованном в Nature Communications , ученые из UNSW Sydney, Университета Гриффита и Технологического университета Суинберна показали, что захват водорода путем отделения его от кислорода в воде может быть достигнут при использовании в качестве катализаторов недорогих металлов, таких как железо и никель, что ускоряет эта химическая реакция при этом требует меньше энергии.

Железо и никель, которые в изобилии встречаются на Земле, заменят драгоценные металлы рутений, платину и иридий, которые до сих пор считались эталонными катализаторами в процессе «расщепления воды».

Профессор Школы химии UNSW Чуан Чжао говорит, что при расщеплении воды два электрода подают электрический заряд на воду, что позволяет отделить водород от кислорода и использовать его в качестве энергии в топливном элементе.

«Что мы делаем, так это покрываем электроды нашим катализатором, чтобы снизить потребление энергии», — говорит он. «На этом катализаторе имеется крошечная наноразмерная граница раздела, где железо и никель встречаются на атомном уровне, что становится активным местом для расщепления воды. Именно здесь водород может быть отделен от кислорода и уловлен в качестве топлива, а кислород может быть выделен в виде экологически чистых отходов ».

В 2015 году команда профессора Чжао изобрела никель-железный электрод для генерации кислорода с рекордно высокой эффективностью. Тем не менее, профессор Чжао говорит, что железо и никель сами по себе не являются хорошими катализаторами для выработки водорода, но где они объединяются в наномасштабе, «где происходит волшебство».

«Наноразмерный интерфейс в корне меняет свойства этих материалов», — говорит он. «Наши результаты показывают, что никель-железный катализатор может быть таким же активным, как платиновый, для генерации водорода.

«Дополнительным преимуществом является то, что наш никель-железный электрод может катализировать как образование водорода, так и кислорода, поэтому мы можем не только сократить производственные затраты, используя богатые землей элементы, но и затраты на изготовление одного катализатора вместо двух».

Беглый взгляд на сегодняшние цены на металлы показывает, почему это может быть изменится, чтобы ускорить переход к так называемой водородной экономике. Железо и никель стоят по цене 0,13 долл. США и 19,65 долл. США за килограмм. Напротив, рутений, платина и иридий стоят 11,77, 42,13 и 69,58 долларов за грамм — иными словами, в тысячи раз дороже.

«В настоящее время в нашей экономике, связанной с ископаемым топливом, у нас есть этот огромный стимул для перехода на водородную экономику, чтобы мы могли использовать водород в качестве переносчика чистой энергии, которого много на Земле», — говорит профессор Чжао.

«Мы говорили об водородной экономике целую вечность, но на этот раз все выглядит так, как будто она действительно наступает».

Профессор Чжао говорит, что если технология вододеления будет развиваться и дальше, однажды могут появиться станции заправки водородом, такие как заправочные станции, где вы могли бы заправить свой автомобиль на водородных топливных элементах водородом, полученным в результате этой реакции расщепления воды , Заправка может быть произведена за считанные минуты по сравнению с часами в случае электромобилей с литиевым аккумулятором.

«Мы надеемся, что наши исследования могут быть использованы такими станциями для производства собственного водорода с использованием устойчивых источников, таких как вода, солнечная энергия и эти недорогие, но эффективные катализаторы».

Ссылка: «Общее электрохимическое расщепление воды на гетерогенной границе раздела никеля и оксида железа» Брайан Х.Р. Сурьянто, Юн Ван, Розали К. Хокинг, Уильям Адамсон и Чуан Чжао, 6 декабря 2019 года, Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-019-13415-8

Авторы исследовательской работы: Брайан Сурьянто (UNSW), Юн Ван (Гриффит), Розали Хокинг (Суинберн), Уильям Адамсон (UNSW) и Чуан Чжао (UNSW).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#380   morozov »

Суперклей. 5 малоизвестных фактов о цианакрилатном клее

Изображение
Для получения очень прочного соединения практически любых материалов требуется всего лишь одна капля цианакрилатного клея и несколько секунд

Хотя технологии склеивания применялись еще в древние века, до середины XX века этот процесс был достаточно сложным и занимал много времени.

Появление цианакрилатного клея (суперклея) произвело своего рода тихую революцию, ведь для получения с его помощью очень прочного соединения друг с другом практически любых материалов требуется всего лишь несколько секунд.

Изображение
Цианакрилатный клей склеивает друг с другом практически любые материалы
Немного истории

в 1942 году для нужд военной промышленности Америки компания Eastman Kodak проводила исследования по созданию прозрачного пластика для оптических прицелов. В качестве одного из вариантов для этого рассматривались цианакрилаты. Однако они оказались непригодны - под действием влаги эти составы становились клейкими.

16 долгих лет ушло на доработку рецептуры и технологии производства, а в 1958 на рынке появился Eastman 910 – первый цианакрилатный клей для массового применения. Однако популярность этот состав получил не сразу, Спасли ситуацию два события.

В одном из телешоу в прямом эфире в течение нескольких секунд с помощью нескольких капель состава были склеены спускающийся сверху металлический трос и металлический стержень. Это соединение выдержало тяжесть двух взрослых мужчин, которые поднялись, держась за стержень над сценой.

Позже компания Eastman Kodak провела рекламную акцию, в ходе которой с помощью клея автокран поднял над улицей автомобиль.
Изображение
Фотография из архива. Взята с сайта archives.roueche.org. Подъем автомобиля с помощью цианакрилатного клея автокраном

Основными преимуществами цианакрилатного клея считаются короткое время отверждения, высокая прочность и способность склеивать разнородные материалы - кожу, стекло, пластик, резину, керамику, древесину, ткани, металлы, в том числе, с гальваническим покрытием.
5 фактов о цианакрилатном клее

Несмотря на высокую популярность цианакрилатного клея, называемого также суперклеем или моментальным клеем, многие интересные свойства этих составов для большинства потребителей остаются неизвестными.

Приведем лишь 5 малоизвестных фактов о цианакрилатных клеях.

Факт 1. По качеству и прочности цианакрилатные клеи очень сильно отличаются. Но эти отличия объясняются не производителем, а составом клея. Самые дешевые изготовлены на основе метилцианакрилатов. Самые качественные составы - на основе этилцианакрилатов. Существуют и другие базовые компоненты данных составов.

Факт 2. Один из минусов моментальных клеев – хрупкость получаемых швов. Чтобы устранить этот недостаток, в состав вводят микрочастицы эластомеров (порошок резины). Такие суперклеи не боятся вибраций и ударных воздействий.
Изображение
Моментальные клеи различных брендов.

Факт 3. Цианакрилатные клеи используются не только для технических нужд. Они широко применяются для создания электроизоляции, а также в медицине, например, для остановки кровотечений.

Факт 4. При обычных параметрах влажности и температуры окружающей среды отверждение происходит за несколько секунд. Если же нужно что-то склеить при низких температурах, то лучше предварительно воспользоваться активаторами. Эти специальные составы ускоряют процесс отверждения цианакрилатов.

Факт 5. Чтобы создать прочное соединение трудносклеиваемых материалов (полиэтилен, полипропилен и некоторые другие), их поверхности предварительно обрабатываются специальными составами - праймерами.
Изображение
Праймер и активатор Permabond

И еще один совет. Будьте аккуратны при работе с цианакрилатными клеями. Попав на пальцы или на ладони, они могут склеить так прочно, что разъединить их без медицинской помощи и оперативного вмешательства окажется невозможным.

А знаете ли вы что-нибудь интересное о цианакрилатных клеях? Делитесь своим опытом и задавайте вопросы в комментариях в конце статьи.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#381   morozov »

Русские ученые совершили прорыв в электронике

Изображение
МФТИ. Фото -Яндекс.

Ученые Московского физико-технического института завершили работу над уникальной разработкой в электронной промышленности.

МФТИ-(Московский физико-технический институт)- ведущий вуз страны по подготовке специалистов в области физики, математики, информатики и смежных дисциплин. У истоков создания института стояли выдающиеся ученые -Нобелевские лауреаты Капица, Семенов и Ландау. За время существования института его выпускниками стали: 2 Нобелевских лауреата, более 150 академиков и членов-корреспондентов РАН, более 6000 докторов наук, 3 летчика-космонавта, президент Российской Академии наук( РАН) и четыре вице-президентов РАН.

Так вот ученые такого уважаемого института создали уникальные конденсаторы из оксида гафния,что позволит создавать компьютерную память ,которая способна выдержать до 10 млрд циклов перезаписи. Это в несколько тысяч раз больше, чем сейчас у памяти, используемой в промышленности.

До сих пор главная проблема такого рода разработок заключалась в том,что при большом количестве циклов перезаписи память давала сбой и нужная информация терялась. Благодаря многочисленным экспериментам на синхротроне российским ученым удалось найти решение этой проблемы.

Когда такая огромная по возможностям многочисленной перезаписи информации компьютерная память появится в электронике потребительского рынка пока неизвестно, но обнадеживает и вселяет оптимизм факт,что оксид гафния уже частично применяется в современной электронной промышленности. Будем надеяться, что от разработки до внедрения пройдет немного времени.

Гафний - химический элемент 4-й группы длиннопериодной формы периодической системы Менделеева шестого периода,с атомным номером 72. Обозначается символом Hf (лат. Hafnium). Он был обнаружен в 1925 году в Копенгагене,что дало элементу название от латинского именования датской столицы. Это был последний элемент, добавленный к периодической таблице, со стабильными ядрами. Гафний- это тяжёлый тугоплавкий серебристо-белый металл.
Изображение
Гафний.Фото-Яндекс.

Гафний - коррозионно-стойкий металл и превосходный поглотитель нейтронов, позволяющий использовать его на атомных подводных лодках, на стержнях управления ядерными реакторами. Используется гафний в катодах и конденсаторах, в аэрокосмических разработках, в ракето-космических двигателях. Металл не подвержен воздействию воды, воздуха и всех щелочей и кислот, за исключением фтористого водорода.

Получают гафний путём переработки циркониевых руд.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33582
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Технологии

Номер сообщения:#382   morozov »

Эффект притягивающей акустической левитации позволил создать бесконтактный станок с ЧПУ
Изображение
Физики из Бразилии и США создали устройство на основе акустической левитации для переноса маленьких объектов. Благодаря тому, что контролируемый предмет левитирует на расстоянии нескольких микрон от генератора, устройство не может повредить или загрязнить объект. Это первый программируемый станок, способный перемещать объекты с помощью эффекта притягивающей левитации. Работа опубликована в Applied Physics Letters.

Контролируемое перемещение объектов малого размера имеет решающее значение в микроэлектронике, физике и биологии. В то время как в контроле больших объектов главную роль играет гравитация, манипулирование маленькими компонентами зачастую происходит поверхностными силами — например, электростатическими или ван-дер-ваальсовыми. Однако, поверхностные силы вызывают нежелательное сцепление контролируемых объектов с манипулятором, что может привести к загрязнению или повреждению хрупких деталей.

Для того, чтобы избежать этих проблем, группа физиков из Бразилии и США под руководством Асьера Марсо (Asier Marzo) построила станок для перемещения миллиметровых деталей, который работает на основе эффекта притягивающей ультразвуковой акустической левитации. Такой метод, в отличие от магнитных, оптических и аэродинамических способов бесконтактного контроля, позволяет манипулировать широким спектром материалов, включая твердые тела, жидкости и даже живые существа.

Исследователи построили компьютерную модель, которая помогла определить необходимые параметры генератора ультразвука для создания манипулятора. Для этого физики рассчитали давление акустического излучения, а из него силу, которая действует на контролируемый объект. Физики выяснили, что при разном отношении размера генератора R к длине звуковой волны λ возникающая сила может как отталкивать объект, так и притягивать. Притягивающая сила возникает из-за того, что давление излучения положительно в центральной области объекта и отрицательно на краях, а отталкивающая — наоборот. Выбрав R/λ=0,3, исследователям удалось достичь максимального эффекта притяжения.

Устройство, разработанное физиками, генерирует волны на частоте 21 килогерц для создания удерживающей силы в 0,15 миллиньютон — в результате объект постоянно находится на расстоянии в несколько микрон от генератора. Это первый раз, когда ученым удалось экспериментально продемонстрировать достаточно сильные эффекты притяжения при создании притягивающей акустической левитации.
Изображение
Станок, который использует эффект акустической левитации для удержания маленьких деталей.

Marco A. B. Andrade, et al. — Applied Physics Letters 116, 054104 (2020)
Поделиться

Построенный станок с ЧПУ может захватывать и перемещать очень хрупкие объекты размером от нескольких микрон до нескольких сантиметров, такие как электромеханические устройства, кремниевые матрицы, микрооптические устройства и так далее.
Изображение
Демонстрация бесконтактной транспортировки элементов на микросхему.

Marco A. B. Andrade, et al. — Applied Physics Letters 116, 054104 (2020)

Ранее мы писали о бесконтактном паяльном аппарате на основе ультразвуковой левитации, в сочетании с этим устройством у инженеров появится возможность собирать микросхемы вообще не касаясь деталей. В 2019 году на основе акустической левитации физики создали псевдоголографический дисплей и продемонстрировали объемный экран с тактильным откликом.

Михаил Перельштейн
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»