Технологии
Прослужат всю жизнь: ученые создают безопасные ядерные батареи на замену литиевым

Группа ученых из Института науки и технологий Тэгу Кенбук в Южной Корее разработала прототип ядерной батареи, которая рассматривается как более долговечная альтернатива традиционным литий-ионным аккумуляторам.
Этот тип батареи может работать без подзарядки тысячи лет, что делает его перспективным решением для множества приложений, от медицинских устройств до электромобилей и других технологий, требующих долгосрочного источника энергии.
Сегодня большинство современных устройств, от смартфонов до электромобилей, работают на литий-ионных батареях. Эти батареи обладают ограниченным сроком службы и требуют регулярной подзарядки, что снижает их долговечность и эффективность. Кроме того, производство литий-ионных аккумуляторов негативно влияет на окружающую среду: добыча лития является энергоемкой, а неправильная утилизация батарей загрязняет природу.
С учетом роста спроса на долгосрочные источники энергии ученые рассматривают альтернативы традиционным батареям, включая ядерные батареи. В качестве таковой они предложили небольшие бета-вольтаические батареи, использующие радиоуглерод. Этот элемент является нестабильной, радиоактивной формой углерода, которая испускает бета-частицы. Радиоуглерод разлагается медленно, что позволяет батарее работать на протяжении тысячелетий. Такие батареи могут стать альтернативой обычным аккумуляторам и значительно уменьшить потребность в частой подзарядке.
Важно отметить, что не все радиоактивные материалы представляют угрозу для живых существ. В частности, бета-частицы, которые испускает радиоуглерод, можно экранировать тонким слоем алюминия, что делает их безопасными для окружающей среды и человека. Таким образом, ядерные батареи могут быть применимы в различных областях, не создавая риска для здоровья.
В рамках своей работы ученые создали прототип бета-вольтаической батареи, использующей радиоуглерод. Этот материал генерирует только бета-лучи, которые безопасны, и разлагается чрезвычайно медленно, что делает возможным создание батарей, способных служить тысячелетиями. В отличие от традиционных аккумуляторов, которые со временем теряют свою эффективность, такие батареи могут обеспечивать стабильную работу устройств на протяжении долгих лет.
Для повышения эффективности преобразования энергии в своей новой конструкции ученые использовали полупроводник на основе диоксида титана, который обычно используется в солнечных батареях, и сенсибилизировали его с помощью красителя на основе рутения. Эта доработка позволила значительно улучшить эффективность батареи, увеличив коэффициент преобразования энергии с 0,48% до 2,86%.
Тем не менее, текущая эффективность этих ядерных батарей все еще значительно ниже, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов, которые обладают высокой энергетической плотностью. Однако ученые уверены, что с дальнейшей оптимизацией формы бета-излучателя и улучшением поглотителей бета-лучей можно повысить производительность батареи и увеличить ее выходную мощность.
Одна из самых перспективных областей применения этих батарей — медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы. С батареей, которая работает на основе радиоуглерода, кардиостимулятор мог бы работать на протяжении всей жизни пациента, исключив необходимость в хирургической замене аккумулятора. Это значительно снизило бы риск для здоровья и улучшило качество жизни людей, нуждающихся в таких устройствах.
Хотя новая бета-вольтаическая конструкция батареи пока имеет низкую производительность по сравнению с литий-ионными батареями, ее долговечность и потенциал для использования в долгосрочных приложениях открывают широкие перспективы. В будущем, с развитием технологии и улучшением ее компонентов, ядерные батареи могут стать важным элементом в решении проблем с энергообеспечением в различных отраслях, включая медицину, науку и высокие технологии.
Источник: Tech Xplore
Технологии
Придется переписать правила космических полетов: найден способ преодолеть земное притяжение

Разработка двигателя, который способен преодолеть земное притяжение без использования топлива, является революционной и амбициозной идеей, бросающей вызов традиционной физике.
Бывший инженер NASA, Чарльз Бюлер, и его команда в компании Exodus Propulsion Technologies заявляют о создании устройства, способного генерировать тягу, которая противодействует гравитации Земли.
Эта технология предполагает использование “новой силы”, которая позволяет двигателю работать без выброса массы, что нарушает устоявшиеся законы физики. Примерно 20 лет назад Роджер Шойер представил концепцию двигателя EmDrive, который также претендовал на создание тяги без топлива, но был отвергнут научным сообществом как невозможный. Тем не менее, идея не исчезла, и теперь появилась новая версия, поддерживаемая специалистами, ранее работавшими в NASA.
Бюлер и его команда утверждают, что их устройство работает на основе электростатических сил. Это означает, что электростатическое поле может генерировать устойчивую силу, воздействующую на объект, обеспечивая его движение. Идея заключается в том, что с помощью определенной асимметрии в электростатическом давлении или расходящемся поле, система может создавать силу, воздействующую на центр масс объекта.
Несмотря на оптимизм разработчиков, заявление о создании “новой силы” вызвало скепсис среди ученых, так как подобные попытки в прошлом часто заканчивались неудачами. Однако команда Exodus Propulsion Technologies уверена, что их исследование достигло критической точки, и в 2023 году они смогли создать тягу, способную преодолеть гравитацию Земли.
Этот проект привлек внимание научного сообщества, но требует независимой проверки. В истории попыток создания бестопливных двигателей есть множество примеров, когда обещающие открытия оказывались противоречащими законам физики, что делает этот проект весьма спорным.
Источник: Popular Mechanics
Технологии
Нашли уязвимость фиброза легких: ученые подошли ближе к лечению смертельной болезни

Идиопатический легочный фиброз (ИЛФ) представляет собой серьезное заболевание, которое разрушает легочную ткань и ставит сложные вызовы для медицины, поскольку его причины до конца не ясны.
Несмотря на существующие препараты, замедляющие развитие ИЛФ, прогноз часто остается неблагоприятным: большинство пациентов сталкиваются с повышенной смертностью в течение десяти лет после постановки диагноза.
Недавние исследования ученых из Rutgers Health раскрыли важные аспекты патологии ИЛФ, предлагая новые перспективы в борьбе с этим заболеванием. С использованием передовых методов пространственного картирования, исследователи изучили ткани легких как здоровых людей, так и тех, кто страдает ИЛФ. Они обнаружили неожиданно высокое количество плазматических клеток в фиброзных участках легких пациентов с ИЛФ, что свидетельствует о нарушенном иммунном ответе. В легких здоровых людей таких клеток было значительно меньше.
Это открытие стало важным шагом в понимании патогенеза заболевания. Плазматические клетки, обитающие в костном мозге, могут способствовать рубцеванию тканей, характерному для ИЛФ. Исследователи также выявили новые клеточные взаимодействия, которые регулируют эту патологическую иммунную активность. В частности, они обнаружили муральные клетки, окружающие кровеносные сосуды в лимфоидных структурах легких, которые выделяют сигнальные белки, привлекающие Т-клетки и стимулирующие образование плазматических клеток.
Одним из важных открытий было то, что фибробласты в поврежденных участках легких выделяют CXCL12 — белок, который способствует накоплению плазматических клеток и может ухудшать фиброз. Эксперименты с нейтрализацией CXCL12 показали, что это уменьшает количество плазматических клеток и снижает рубцевание легочной ткани.
Этот вывод открывает возможность применения существующих препаратов, например, тех, что используются для лечения множественной миеломы (рака плазматических клеток), в контексте ИЛФ. Это могло бы смягчить прогрессирование заболевания.
Результаты исследования не ограничиваются только ИЛФ. Они также помогают ученым и врачам лучше понять, как неправильные иммунные реакции могут приводить к хроническим повреждениям тканей. Такие открытия могут привести к новым методам лечения фиброзных заболеваний, что дает надежду пациентам, страдающим от подобных заболеваний.
Источник: Rutgers University
Технологии
Жизнь на Земле изменится навсегда: грибы, необходимые для ее процветания, на грани вымирания

Грибы играют незаменимую роль в поддержании экосистем и жизнедеятельности на планете.
Несмотря на свою важность, они часто остаются незамеченными в природоохранных программах, которые обычно фокусируются на флоре и фауне. Однако недавняя оценка Международного союза охраны природы (МСОП) показала, что около трети из 1300 видов грибов находятся под угрозой исчезновения, что вызывает серьезные опасения.
Грибы являются природными утилизаторами, расщепляя органические материалы и обеспечивая растения важными питательными веществами. Кроме того, они образуют симбиотические связи с растениями через микоризы, что способствует улучшению поглощения воды и питательных веществ, необходимых для их роста. Эти организмы также вносят вклад в деятельность человека, участвуя в производстве антибиотиков, ферментации продуктов и биоремедиации загрязненной среды.
Однако угрозы для грибов многочисленны. Вырубка лесов, расширение сельского хозяйства и урбанизация приводят к утрате их естественных местообитаний. Загрязнение воды и почвы, а также изменение климата усугубляют проблемы, изменяя условия, в которых грибы могут процветать.
Если численность грибов продолжит сокращаться, это приведет к серьезным последствиям для экосистем. Без их способности разлагать органические вещества будет нарушен баланс, что повлияет на здоровье растений, сельское хозяйство и природные экосистемы. Кроме того, исчезновение грибов может затруднить развитие медицины и промышленности, поскольку многие их уникальные свойства находят применение в этих областях.
В ответ на эту проблему предпринимаются шаги для повышения статуса грибов в природоохранной политике. Например, Великобритания и Чили предложили предоставить грибам такой же статус охраны, как животным и растениям, признавая их ключевую роль в экосистемах.
Для защиты грибов необходимы совместные усилия, включающие улучшение охраны их среды обитания, оценку биоразнообразия и меры по смягчению последствий разрушения экосистем. Признавая и защищая грибы, мы поддерживаем жизненно важную сеть, которая зависит от этих удивительных организмов.
Источник: GMA News Online
-
Новости Вашингтона1 week ago
Новый контракт на F-47 может свидетельствовать о возможном восстановлении позиций Boeing
-
Новости Вашингтона5 days ago
Владельцы Tesla массово снимают логотипы с машин на фоне растущей критики Илона Маска
-
Новости Вашингтона1 week ago
Molly Moon’s Ice Cream открывает новый магазин на набережной Сиэтла
-
Новости Вашингтона5 days ago
В суде водитель, причастный к фатальному съезду с эстакады I-5, заявил о непричастности к преступлению
-
Новости Вашингтона2 days ago
Мошенник с фальшивыми опознавательными знаками ICE арестован в Файфе
-
Новости Вашингтона1 week ago
Мост Льюиса и Кларка в штате Вашингтон занесён в список NTSB как потенциально опасный
-
Новости Вашингтона1 week ago
Планы по созданию гольф-поля на побережье Вашингтона вселяют надежду на экономический рост
-
Новости Вашингтона6 days ago
На трассе SR 18 случилась авария с участием трёх автомобилей, один из которых загорелся