image description

МЧС Республики Беларусь

Инновации в мире науки

800

Высокий темп освоения новых знаний, создание наукоемкой продукции и передовых технологий, а также масштабные исследования обеспечивают эффективное решение комплекса задач. Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций в рубрике #инновации_в_мире_науки каждую неделю рассказывает о мировых технологических лидерах и инновациях научно-технического развития в области обеспечения безопасности.

Лучше алюминия. В России создали новый материал

Ученые Научного центра мирового уровня "Передовые цифровые технологии" Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали новый композиционный материал, который по прочности превосходит многие алюминиевые сплавы, следует из публикации в журнале International Journal of Adhesion and Adhesives.

1944150368_0 0 3641 2048_640x0_80_0_0_40c17af4699772d2d3288542fc24ca40.jpg

Как пояснили специалисты, за основу они взяли волокнисто-металлические ламинаты — популярный класс композитов, который состоит из последовательно чередующихся слоев стекло- или углепластика и металла (например, алюминия). Такое сочетание, по их словам, придает материалу уникальный набор свойств. Его плотность ниже, чем у алюминия, ударная прочность выше, чем у традиционных композитов, а усталостная прочность больше, чем у алюминиевых сплавов.

Особенность нового материала заключается в том, что при росте трещины или ударе большое количество энергии рассеивается на границе между полимером и металлом, что приводит к повышению свойств композита. Но все это работает только при условии высокой прочности соединений (адгезии) между слоями.

Именно это условие и стало решающим в работе ученых СПбПУ.

"Мы улучшили сцепление поверхностей разных слоев материала за счет использования недорогого и удобного в работе наноматериала — фуллереновой сажи", — рассказал заведующий лабораторией "Полимерные композиционные материалы" Илья Кобыхно.

В результате, отметил он, удалось получить композиционный материал из класса волокнисто-металлических ламинатов, который имеет прочностные свойства, превосходящие многие алюминиевые сплавы, а также обладает высокой ударной прочностью в сравнении с обычными композитами. Такой материал может применяться во многих конструкциях в транспортном и общем машиностроении.

"Наночастицы фуллереновой сажи — дешевый и доступный наноматериал, получаемый при сжигании графита в инертном газе и также являющийся побочным продуктом производства фуллеренов, поэтому разработку можно легко масштабировать для внедрения в промышленность", — подчеркнул Кобыхно.

Он добавил, что подобные исследования важны для повышения свойств уже имеющихся волокнисто-металлических ламинатов и для разработки новых методов соединения композитных и металлических деталей для авиастроения и ракетно-космической промышленности.


Российские ученые разработали сверхмощные источники света для автомобильных фар и прожекторов

Ученым удалось изобрести новый способ изготовления люминесцентной керамики, которая существенно повысит мощность прожекторов, а также автомобильных фар и других ярких источников света.

AQAKFM1iGZtB1RFrkEwi8fFscIjhLP3pZLji_pYPtO6N7ptfqpere4D_iNfiAPB-F9QAV3KaqFVYnTBgzyXzkrPrMjo.png

Разработка перспективных материалов и лазерных сред началась еще в 2022 году — в стенах Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ). В лаборатории вуза группа исследователей вот уже третий год совершенствует технологию синтеза оптической керамики, которая используется в микроэлектронике, оптике и фотонике. На текущий момент у ученых есть рабочий способ, позволяющий изготавливать преобразователь излучения для источников, генерирующих белый свет. Сообщается, что преобразователь отличается высокой теплопроводностью и эффективностью.

Как сообщил руководитель проекта, кандидат химических наук и заведующий лабораторией, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов ставропольского вуза Виталий Тарала:

С точки зрения теплофизических и люминесцентных характеристик созданные нашим научным коллективом керамические преобразователи превосходят традиционные порошковые люминофоры, которые широко применяются в производстве светодиодов.

Он также отметил, что перед его командой сейчас стоит несколько задач, одной из которых является создание керамических преобразователей для светодиодов высокой яркости. На их основе в будущем могут изготавливаться мощные прожекторы для локомотивов, для самолето- и судостроения и других сфер, где необходимы сверхъяркие источники света.

При этом на руках у ученых уже есть экспериментальные образцы с инновационными преобразователями излучений — их запатентовали. В основе созданных в лабораторных условиях экземпляров люминесцентной керамики лежит иттрий-алюминиевый гранат, легированный катионами церия. Керамика обладает высокой степенью люминесценции на длине волны в 545 нм при подаче на нее лазерного излучения с длиной волны 450 нм.

 

8.000 зарядок и почти никаких затрат: представлена батарея из цинка и отходов

Исследователи представили безопасную и экологичную альтернативу литий-ионным батареям.

Исследователи из Линчёпингского университета, Карлстадского университета и Университета Чалмерса в Швеции разработали недорогую батарею, которая не использует литий, а состоит из цинка и лигнина — отхода бумажной промышленности.

o1glsqlhjv3rt5znn58n09uggow8sy4a.jpg

С ростом использования возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, возрастает потребность в решениях для хранения энергии. В настоящее время такие решения обеспечиваются батареями, содержащими литий и кобальт. Хотя их энергетическая плотность является наивысшей, добыча этих минералов связана с экологическими и правовыми проблемами.

Литий-ионные батареи также трудно перерабатывать, что делает их неустойчивыми в долгосрочной перспективе.

Технология батарей на основе цинка широко используется на рынке, но только для одноразовых применений. Литий предпочтителен, поскольку может хранить больше энергии, но также подвержен риску возгорания и взрыва. В отличие от лития, батареи на основе цинка значительно безопаснее. Со временем они могут заменить литий-ионные батареи на перезаряжаемые варианты. Поэтому исследователи из Лаборатории органической электроники Линчёпингского университета обратились к цинку и лигнину для создания своей батареи.

Основной причиной, по которой цинковые батареи не получили широкого применения, является реакция цинка с водой в электролите. Эта реакция приводит к образованию водорода, и цинк в батарее становится непригодным для использования.

Шведские исследователи использовали другой электролит, называемый водо-полимерный солевой электролит (WiPSE), и показали, что стабильность цинка может быть увеличена.

В отличие от других цинковых батарей, которые разряжаются за несколько часов, новая батарея может сохранять заряд в течение недели. Кроме того, она стабильна и сохраняет 80 процентов своей производительности даже после 8000 циклов.

Созданная командой батарея пока имеет небольшой размер, но технологию можно легко масштабировать до размера автомобильной батареи. По энергетической плотности эти батареи сопоставимы со свинцово-кислотными, но не содержат токсичных компонентов, что делает их более экологичными.

 

В России разработали уникальный материал для защиты от осколков

Российские ученые разработали полимерную защиту от осколков и колющего оружия, которая в будущем может быть использована для производства одежды. Об этом рассказали в пресс-службе Национальной технологической инициативы.

__large_PD75504_Роман_Пименов_web.jpg.jpg

По словам ученых, материал подойдет в том числе для защиты от дробящего и мелкокалиберного оружия. Задача полимерной защиты – распределить силу удара по всей площади и снизить его кинетику.

Материал состоит из трех слоев – полимерного, арамидного, который защищает от вторичных повреждающих элементов, и амортизационного.

Уникальность проекта в том, что его можно реализовать своими силами при помощи 3D-печати.

«Его преимущество перед обычными типами арамидной защиты – в снижении риска заброневой травмы и лучшей устойчивости к проколу. Подобный метод используется в китайской боковой защите, где сверхвысокомолекулярный полиэтилен усиливают поликарбонатной пластиной. Амортизационный слой играет роль климатического подпора, возможна также установка обдува, что повысит удобство использования», – рассказал эксперт рынка НТИ SafeNet Игорь Бедеров.

В планах проекта создать комплект одежды, который будет состоять из жилетки или куртки, а также брюк.

Защиту можно будет использовать в местах боевых действий или в районах с высоким уровнем преступности для защиты специалистов и гражданских лиц. Однако, по словам экспертов, для военных лучшим вариантом будут все-таки не полимерные, а металлические вставки, которые можно получить благодаря технологии лазерного спекания. Такая защита в разы снизит санитарные потери на фронте.

Сейчас проводятся испытания нового материала.

Ранее «Петербургский дневник» писал, что в Петербурге открылся новый завод по производству полимерных деталей.

Искать похожие новости:

Будь готов

Другие новости


Назад
Закрыть
Закрыть Закрыть Закрыть
Закрыть

Центральный аппарат МЧС

Территориальные управления

Департаменты

Закрыть

Территориальные управления

Закрыть