Категория: наука

me

Наукотех: Уникальная металлургическая печь, производящая электроэнергию из мусора

Пилотная установка единственной в мире металлургической печи, способной перерабатывать железосодержащие техногенные отходы и ТБО, попутно выплавляя до 16 000 тонн металла в год, производя электричество и не нанося вред окружающей среде, запущена 18 декабря 2018 года в Мценске Орловской области. Печь спроектирована и построена научной группой НИТУ «МИСиС» совместно с индустриальным партнером ЗАО «МК «Вторалюминпродукт».

По последним исследованиям в России накоплено более 130 миллиардов тонн отходов – это по 800 тонн на каждого жителя страны, 20 полных вагонов. И ежегодно к ним добавляются более 5 млн тонн железосодержащих техногенных отходов в металлургии черных и цветных металлов, химической промышленности, которые хранятся на полигонах и никак не утилизируются, так как это технологически или экономически невозможно и экологически опасно.

Научная группа НИТУ «МИСиС» под руководством директора НОЦ «ИМТ» НИТУ «МИСиС», к.т.н. Геннадия Подгородецкого совместно с индустриальным партнером университета ООО «ПК «Вторалюминпродукт» построила и запустила не имеющую аналогов в мире пилотную установку барботажного реактора (основанного на принципе продувки газом) для полной переработки техногенных отходов, шлаков и шламов, а также углеродсодержащих отходов, включая ТБО, и эффективного и экологичного производства чугуна и концентрата цветных металлов.

Николай Шевченко, член Экспертного совета комитета Госдумы РФ по промышленности и инновациям, гендиректор ООО «Ресмет»:

Читать дальше...Свернуть )
promo lique_bez january 1, 2017 00:00 140
Buy for 6 000 tokens
С момента старта прошлого френдомарафона прошел почти год, поэтому я решила запустить новый! Друзей у человека может быть столько, сколько он сам способен их создать, а друзьями могут называться все люди, которых вы сами таковыми считаете, и общаясь с которыми, вы чувствуете тепло в своей душе,…
me

Ученые доказали, что физические законы — это законы...

Все доказательства указывают на то, что они все-таки не меняются, но исследователи решили это проверить. «Все что мы измеряем относительно, — сказал физик Николас Юнс из Университета штата Монтана, который не принимал участия в эксперименте. — Когда вы измеряете расстояние рулеткой, точность измерений соответствует самой рулетке».

Чтобы заметить какие-либо изменения в законах физики, необходимо выполнять одно и то же действие с невероятной точностью в максимальном количестве мест. Если показания как-то изменятся, то значит произошли перемены и в законах физики. Поэтому исследователи решили следить за тем, как идут часы на протяжении 14 лет.

Команда использовала атомные часы, потому что это самый точный прибор для измерения времени из всех изобретенных человечеством. Они отмеряют время не с помощью движущейся стрелки, взмахов маятника или вибрации кристалла кварца, а благодаря монотонным колебаниям атома. Атомы испускают световые волны, которые совершают несколько миллиардов колебаний в секунду. Такие часы работают с совершенным постоянством и не могут опоздать или поспешить хотя бы на секунду даже через десятки миллионов лет.

Атомные часы с водородом.

Ученые запечатали атомы часов в вакуумной камере, а сами часы поместили в специальную комнату со стабильной температурой и влажностью. «Когда температура в комнате меняется более чем на 0,5 градуса, срабатывает уведомление о том, что ее нужно скорректировать», — рассказал Патла. Исследователи учитывали все параметры окружающей среды, включая гравитацию.

Читать дальше...Свернуть )
Метки: , ,
me

Глутамат натрия — мифы и реальность

Чувство вкуса в ходе эволюции возникло не случайно. Неприятный горький вкус ядов или кислый вкус испорченной пищи оберегали человека от отравления. С помощью рецепторов сладкого вкуса наши предки определяли самые сладкие, а значит, самые богатые энергией фрукты. Соль в небольших количествах необходима для нашей жизнедеятельности. До начала XX века считалось, что вкусовые ощущения человека ограничиваются четырьмя вкусами — кислым, горьким, соленым и сладким.

В 1907 году в Японии химик Кикунэ Икеда заинтересовался вкусом ингредиента многих традиционных японских блюд — водоросли комбу. Из 40 кг водоросли он выделил 30 г глутаминовой кислоты, которая, как выяснилось, и отвечала за характерный вкус. Икеда пришел к выводу, что он представляет собой самостоятельный, пятый вкус, который был назван «умами» (яп. «аппетитный вкус»). За сто лет этот термин вошел в лексикон пищевой промышленности во всем мире, но лишь в XXI веке было окончательно установлено наличие на языке вкусовых рецепторов, специфичных к глутаминовой кислоте, и выводы Икеды был подтверждены на самом высоком научном уровне.

Читать дальше...Свернуть )
me

Нас все больше, а еды все меньше. Приготовьтесь к пище из пробирки!

Большинство лабораторных методик выращивания мяса используют животные клетки, полученные из сыворотки крови. В биореакторе из клеток формируется мускулатура, которая и становится основой мяса. Однако себестоимость такой технологии не позволяла выпустить искусственное мясо на рынок и масштабировать производство.



Биолог Марк Пост из Университета Маастрихта создал первый в мире бургер из выращенного в пробирке мяса в 2003 году. Производство продукта обошлось в 325 000 долларов. Развитие технологий многократно снизило эту цену, и сегодня килограмм искусственного мяса стоит уже 80 долларов, а один бургер — всего 11. Таким образом, за четыре года цена сократилась почти в 30 000 раз. Впрочем, ученым еще есть над чем поработать. По состоянию на ноябрь 2016 года, полкило говяжьего фарша стоило в долларовм эквиваленте всего 3,6. То есть почти в 10 раз дешевле, чем мясо из пробирки.

В то же время компания New Harvest обещает уже через 5 лет начать массово производить мясо, молоко и яйца с помощью клеточных культур. Другие стартапы не отстают и ищут способы изготавливать продукты без помощи животноводческих ферм. Выращенная в пробирке пища может стать основой рациона человека, и, пожалуй, этот вариант более привлекателен, чем насыщенные протеинами насекомые, которые тоже претендуют на звание еды будущего. По данным Next Big Future, существует как минимум 6 компаний, которые занимаются разработкой искусственных животных продуктов. Например, стартап Memphis Meats, который планирует через 2-5 лет запустить продажи фрикаделек из пробирки, а также собирается выращивать в лаборатории стейки и куриные грудки.



Израильский стартап SuperMeat культивирует кошерную куриную печень, американская компания Clara Foods синтезирует яичные белки, а Perfect Day Foods создает молочные продукты не животного происхождения. Наконец, компания создателя первого бургера с искусственным мясом Марка Поста Mosa Meat обещает начать продажу лабораторной говядины в ближайшие 4-5 лет.

Товарное животноводство наносит большой вред экологии. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, для производства одного гамбургера требуется 2500 литров воды, а коровы считаются основным источником метана, который усиливает парниковый эффект. Лабораторное мясо даже с использованием клеток животных значительно сократит вредное воздействие на окружающую среду. От одной индейки можно получить достаточно клеток, чтобы произвести 20 триллионов наггетсов.



А вот по оценкам агроэколога Лондонской школы гигиены и тропической медицины Ханны Туомисто, производство говядины в лабораторных условиях сократит выбросы парниковых газов на 90% и использование земли на 99%. Кэролин Маттик из Аризонского университета, напротив, считает, что искусственное производство нанесет больший вред экологии. По ее расчетам, создание в лабораториях куриного мяса со всеми необходимыми питательными веществами потребует больше энергозатрат, чем выращивание цыплят.

Изучением методики создания искусственного мяса в этом году займутся студенты Калифорнийского университета в Беркли. С осени в вузе стартует спецкурс по созданию белкового сырья и решению проблем, связанных с этим процессом. Студентов разделят на конкурирующие группы, каждая из которых должна будет представить рецепт идеального искусственного мяса.

Есть одно мааааленькое недоразумение. Что готовить из этих искусственных продуктов, потому что, если верить британскому шефу Джейми Оливеру, который пытается почти в одиночку бороться за здоровое питание людей на планете, наши дети проживут почти на 10 лет меньше, чем наши родители из-за неправильного питания. И тут ученые, увы, бессильны...



default

Почему взрывается современная электроника. Немного науки и аналогий.

Взрывающийся телефон еще недавно казался чем-то необычным. Но и в случае нормальной работы батареи, и в случае ее воспламенения работают, по сути, одни и те же химические процессы. Samsung прочувствовала это на собственной шкуре, будучи компанией, снявшей с производства собственное устройство (речь о смартфоне Galaxy Note 7).

Возгорание батареи – прямое свидетельство просчетов инженеров, которые стремятся выжать все возможное из имеющихся на данный момент технологий. Экраны становятся больше, процессоры – мощнее, поэтому им требуется все больше энергии, но ведь нам так не хочется жертвовать длительностью работы или скоростью зарядки.



Как считает Линден Арчер (материаловед из Университета Корнелла, США) на данный момент производители на 90% достигли теоретического максимума емкости литий-ионных батарей, но продолжают пытаться выжать из них еще чуть больше энергии. "На практике это приводит к тому, что батареи все чаще получают перезаряд," – заключает он.

Samsung винит в ситуации с Galaxy Note 7 тот факт, что в некоторых устройствах два электрода батареи в некий момент оказывались замкнуты. Но обычная литий-ионная батарейка может выйти из строя не только так. Стоит напомнить менее внимательным читателям, что литий-ионные батареи применяются в подавляющем большинстве не только смартфонов, но и портативной электроники в целом. Инженеры склоняются к литию, потому что он легок и может накапливать много энергии.

Samsung уверял, что проблеммные батареи попали лишь в менее 0,1% от общего количества произведенных смартфонов, но снятие с производства – это дело не шуточное, даже для гиганта электронной промышленности. К тому же Note 7 поступил в продажу меньше месяца назад и отзывы о нем были преимущественно положительными.

Чтобы понять, как сделать батарею безопасной для использования, необходимо понимание принципа ее работы. Если утрировать: имеем пару электродов в разных частях батареи. Положительно заряженный катод заполнен литием, который и является "топливом". Во время заряда ионы лития перемещаются от катода к отрицательно заряженному аноду. Когда батарея отдает заряд, ионы лития двигаются в обратном направлении. Пространство между электродами заполнено химическим электролитом, который проводит ток, упрощая перемещение носителей заряда. Но несмотря на то, что ионы должны перемещаться из конца в конец, сами электроды не должны замыкаться накоротко, потому что в таком случае вся энергия высвободится в электролит. Чтобы этого избежать, производители батарей встраивают специальные разделители или сепараторы.

Но именно это произошло в случае Galaxy Note 7: сепараторы оказались неспособны выполнять свою задачу, поэтому электроды могли случайно замкнуться. "Такой брак можно считать самым страшным из возможных, потому что эта ситуация почти наверняка приводит к возгоранию, а иногда и взрыву батареи," – поясняет Арчер. Когда электроды замыкаются, вся поступающая от зарядного устройства энергия попадает напрямую в электролит, а не на один из электродов.

Электролиты и сами не очень стабильны, а быстрое движение заряженных частиц в них приводит к еще большей нестабильности. Когда температура вырастает до критического значения – будь то в случае короткого замыкания электродов или банально из-за жары на улице – электролит может вступить в реакцию с другими химическими элементами и начать выделять газ, при чем эта реакция также сопровождается выделением тепла. Каждый цикл реакции выделяет все больше тепла. Это создает неконтролируемый лавинный рост температуры, который называется "тепловым убеганием". И это может стать причиной пожара.

Именно поэтому многие телефоны выключаются в жару. Но батареи могут взрываться и по другим причинам, например, при превышении скорости заряда или при перезаряде. Перезаряд можно сравнить с переливом стакана через край. Не имеет значения, насколько медленно вы льете воду, потому что если налить слишком много, вода просто не вместится. В аккумуляторах перезаряд происходит тогда, когда на анод попадает слишком много ионов лития. Не бойтесь оставлять телефон на зарядке на ночь – подавляющее большинство современных батарей автоматически предотвращяют перезаряд. Но в случае заводского брака в цепи контроллера опасность может стать реальной.

Дэн Стейнгарт (материаловед из университета Принсентона) сравнивает батареи с резинками для волос: когда вы заряжаете батарею, резинка растягивается; когда вы пользуетесь устройством, резинка высвобождается. Как и резинка для волос может порваться, если ее растянуть слишком сильно, так приложение большого количества энергии к одному из электродов может вывести из строя батарею.

Но есть и проблема превышения скорости заряда. Такое случается, когда в батарею поступает слишком много энергии сразу, что является обратной стороной технологии "быстрого заряда". Если зарядное устройство каким-либо образом оказывается несовместимо с заряжаемой батареей, последняя также может оказаться замкнутой накоротко. Этого легко избажать, просто пользуясь оригинальными и авторизованными производителем устройства аксессуарами.

Слишком быстрая или слишком мощная зарядка аккумулятора могут привести к выпадению осадка металла на электроде. Стейнгарт предлагает очередную аналогию. Представьте, что батарея – это два лотка для яиц. Ионы лития должны перемещаться между ячейками в разных лотках, находя себе безопасное место между перемещениями. Если вы заряжаете батарею медленно, ионы лития будут успевать найти свободную ячейку в каждом из лотков. Но ускорьте процесс или количество ионов, и литий просто начнет накапливаться снаружи лотка. При каждой последующей зарядке литий будет накапливаться поверх уже выпавшего осадка, что приведет к формированию игольчатых наростов, называемых дендритами, который и приведут к закорачиванию батареи.

Последний из самых частых видов неисправности батареи случается, когда инженеры стараются заставить их накапливать больше энергии, повышая рабочее напряжение. Представьте, что напряжение – это высота водопада, тогда как сила тока – это количество падающей воды. Чем выше напряжение, тем больше энергии, поэтому многие производители электроники стараются повысить этот показатель, добавляя к литию такие элементы, как, скажем, никель. Но опять же, чем выше напряжение, тем больше вероятность того, что электролит прореагирует с выделением тепла.

Некоторые исследователи стараются создать такой электролит, который бы не был так легко воспламеняем. Таким электролитам, их еще называют "ионными жидкостями", требуется гораздо больше тепла для выделения огнеопасного газа, поясняет Сария Моганти, инженер-химик в должности директора технологического департамента Nohms Technology. Эти жидкости гораздо безопаснее, но и время работы устройств с такими аккумуляторами оставляет желать лучшего.

Ну а пока достойной замены не придумано, нам не остается ничего, кроме привычных "Li-ion". Сам факт того, что эти батареи были изобретены, можно назвать гениальным инженерным успехом, но такое признание не способно снизить химическую нестабильность. "Если что-то способно накапливать большое количество энергии, всегда будет сохраняться возможность того, что вся она выйдет наружу одним махом, поэтому стоит относиться к этому, как к потенциальной бомбе вне зависимости от внутреннего устройства," – подводит неутешительный итог Стейнгарт. Технологии изготовления батарей развиваются, но этого темпа недостаточно для покрытия спроса на быструю зарядку и большее время работы. Производителям потребительской электроники стоит помнить об этом и защищать нас от наших собственных желаний.

default

Технологии электронного голосования

Готовых рецептов по созданию эффективной системы электронных выборов не существует. Решения, которые успешно реализовывались в одной стране, в других странах заканчивались неудачей. При реализации электронной системы необходимо принимать в расчет уникальные особенности страны. Необходимо, исследовать опыт других государств в реализации системы э-выборов, чтобы не повторить чужие ошибки, которые могут дорого обойтись нашей стране.

Эстония

Эстония стала страной-пионером, в которой проводились полномасштабные интернет-выборы в парламент. Ещё в 2005 году были созданы условия для удалённого голосования, но использовались они частично. А уже в 2007 году система получила общественный статус и стала полноценной рабочей системой удалённого голосования для проведения интернет-выборов.

Во главе системы стоит личная карточка каждого гражданина Эстонии – ID-карта, которую имеет около 90% всего населения. Являясь, по сути, удостоверением личности, эта карта выполняет также и функции универсального идентификатора при регистрации в различных электронных службах.

Сам процесс голосования происходит следующим образом: вставив свою карту в считыватель, гражданин идентифицирует себя в системе электронного голосования с помощью личного PIN-кода и производит выбор приоритетного для себя кандидата. Учитываемый голос имеет несколько уровней безопасности и подписывается уникальной цифровой подписью, что исключает массовые фальсификации. Весной 2011 года к обычному функционалу была добавлена версия для голосования посредством обычного мобильного телефона — Mobil-ID. После состоявшихся выборов оппозиция заявила что сама система не соответствует принятым стандартам и не является тайной, так как голос избирателя можно легко зафиксировать, и даже проголосовать, имея на руках чужую ID-карту. И хотя обсуждение этих вопросов до сих пор продолжается, явных нарушений выявлено не было.

Великобритания

Великобритания даже при достаточно активном развитии информационных систем не ставит интернет-выборы в приоритет, однако массово проводит эксперименты по внедрению подобных средств учёта голосов.

В 2002 году некоторые районы получили разрешение на проведение выборов с обычных домашних компьютеров и через SMS-сообщения. Так проводилось уже 14 выборов в муниципалитете. Для возможности учёта голоса, гражданин должен был получить специальный PIN-код, указав который, можно было голосовать удалённо. Графство Суиндон несколько лет назад провело голосование, мало чем отличающееся от традиционных бумажных выборов, но с использованием компьютерной техники. Было установлено около 300 компьютеров в различных общественных местах, и любой гражданин после предъявления удостоверения личности мог оставить голос, отметив его в интерфейсе специальной программы.

Основной проблемой для массовой популяризации интернет-выборов в европейских странах является принятый в 1998 году закон о правах человека, в котором указано обеспечение тайны голосования на выборах, что с современным уровнем электронного голосования обеспечить достаточно сложно.

Швейцария

В Швейцарии первое голосование через интернет было проведено в 2004 году на федеральных выборах. Здесь также применялась специальная ID-карточка, но только одноразового использования. Каждые два месяца в стране проходят референдумы, в которых проголосовать за принятие решений могут и обычные граждане посредством интернет-голосования.

Для регистрации своего голоса, непосредственно перед проведением голосования, гражданин должен приобрести одноразовую карточку в ближайшем отделении почты, предъявив свой паспорт. Затем следует само голосование: участник вводит идентификатор карточки, отмечает варианты, удовлетворяющие его взглядам и вводит секретный код, предварительно стерев защитный слой над ним. После проведения этой процедуры, он получает электронное подтверждение — метку, по которой в дальнейшем может проверить результаты в административных учреждениях кантона.

США

В США интернет-голосование хоть и стоит в списке приоритетных направлений развития, но массовые выборы через интернет провести не удалось, так как специалисты по безопасности написали неутешительный отчёт о самой системе выборов.

Это произошло всего за полгода до начала выборов, когда система была полностью готова к использованию. В округе Колумбия проводились активные испытания другой системы – Digital Vote by Mail, призванной обеспечить возможность голосования для граждан США, проживающих за границей.



Схема работы этого вида голосования достаточно проста – пользователь получает 16-значный ключ для авторизации в системе, заполняет бюллетень и система сохраняет заполненный документ в зашифрованном виде. Однако и этот вариант не был допущен к использованию, так как  в его основе использовалось свободное ПО с открытым кодом, а специалистами была найдена уязвимость в некоторых элементах системы, позволяющая сфальсифицировать сохранённый бюллетень уже после принятия голоса, а также создано злокачественное ПО для идентификации проголосовавших пользователей. К концу года все недочёты и уязвимости было обещано исправить. На выборах президента в США, 25 млн. человек проголосовали за Барака Обаму, используя систему «Smartmatik» и биометрические данные.

Канада

В Канаде первые интернет-выборы проводились в 2003 году при выборе главы «Новой демократической партии». С 2006 года частная компания CanVote проводит голосование для 12 муниципалитетов в Онтарио с около 100 000 избирателей. Для этого используется система паролей и специальных идентификаторов. Онлайн-выборы CanVote комбинирует с голосованием по телефону. Услугами «коммерческих» выборов также активно пользуются местные университеты и НГО.



В 2013 году избиратели получили возможность установить специальное ПО для мобильных устройств, после введения идентификаторов в котором, гражданин получает возможность выбора кандидата. Планировалось распространять эти приложения посредством электронных магазинов Android Market и Apple Store.

Монголия, Боливия, Венесуэла

Компания «Smartmatik» осуществила в Боливии, Монголии и Венесуэле следующую работу по заказу их правительств: собрали биометрические данные на 5 000 000 граждан с помощью 5000 сотрудников, прошедших специальный тренинг за 72 дня и передали государству. Во время выборов оборудовали избирательные участки специальным оборудованием.

Человек, приходя в участковую избирательную комиссию, идет к аппарату, который имеет сенсорный интерфейс, и считывает его отпечатки пальцев. Человек голосует нажатием на виртуальный бюллетень на лице нужного ему кандидата, или партии, или закона, в тот же момент тот же аппарат выдает бюллетень. Этот бюллетень избиратель кидает в урну. Таким образом, есть баланс электронных и бумажных бюллетеней, если он сходится – выборы чистые. Избиратель, где бы он ни был, может голосовать, в аэропорту, за рубежом где угодно. Подсчет голосов дает результат в тот же час.

Россия

В России разработкой методики электронного голосования занимается отдельная рабочая группа в рамках ЦИК.

Один из первых экспериментов по электронному опросу был проведен во время муниципальных выборов в октябре 2008 года в г. Новомосковск Тульской области. Он проходил при помощи распространенных среди избирателей компакт-дисков и лишь дублировал основной сбор голосов на избирательных участках. Диском избиратели могли воспользоваться как дома, так и в компьютерных классах двух школ, в интернет-клубе (для этого использовались технические средства рекламного агентства) или в городской библиотеке. В ходе эксперимента граждане увидели лишь вершину айсберга. "Под водой" оказался мониторинг основных линий связи и в целом всей интернет-инфраструктуры, имевшей отношение к выборному процессу. Была отмечена и повышенная хакерская активность по отношению к серверам выборов. Всего было изготовлено 5 тысяч опросных дисков, из которых на руки избирателям попало чуть больше 3 тысяч; воспользовались ими 2978 избирателей. В первую очередь эксперимент показал, что граждане активно реагируют на попытки внедрения электронных средств голосования, причем речь идет не только о тех, кто пользуется Интернетом постоянно, но и о тех, кто раньше не сталкивался со Всемирной сетью (или сталкивался, но не умел ею пользоваться).



Другой масштабный эксперимент по проведению электронного опроса в России прошел 11 октября 2011 года. В качестве площадки для проведения эксперимента была выбрана Ленинградская область, а именно Кингисеппское городское поселение. Эксперимент прошел во время выборов депутатов Совета депутатов Кингисеппского городского поселения Кингисеппского муниципального района второго созыва. Основой для электронного волеизъявления стал мобильный телефон. В рамках эксперимента проводился социологический опрос, показавший, что подавляющее большинство граждан довольны электронным опросом (87% избирателей, принявших участие в эксперименте), но каждый второй сомневается в достоверности его результатов.

Помимо этого в стране действует государственная автоматизированная система (ГАС) "Выборы". В задачи ГАС «Выборы» входит автоматизация избирательных процессов, начиная с уровня территориальных избирательных комиссий и выше. В межвыборный период основной задачей ГАС «Выборы» является ведение Регистра избирателей и участников референдума Российской Федерации.