Сообщество - Край Будущего

Край Будущего

872 поста 320 подписчиков

Популярные теги в сообществе:

8

Астрономы провели всестороннее исследование двух рассеянных скоплений

Астрономы провели всестороннее исследование двух рассеянных скоплений Астрофизика, Астрономия, The Spaceway, Звездное скопление, Телескоп

Поля звезд для Czernik 41 (a) и NGC 1342 (b) в экваториальной системе координат. Красные границы обозначают поля, наблюдаемые с помощью телескопа T100. Север и восток соответствуют направлениям вверх и влево соответственно.

Астрономы из Стамбульского университета и других стран с помощью телескопа T100 Национальной обсерватории ТУБИТАК и данных спутника Gaia провели исследование двух рассеянных звездных скоплений — Czernik 41 и NGC 1342. Результаты опубликованы в июле на arXiv.

Рассеянные скопления — группы звезд, сформировавшихся из одного облака газа и слабо связанных гравитацией. Их изучение помогает лучше понять формирование и развитие нашей галактики.

В ходе работы команда под руководством Бурчина Таныка Озтюрка определила состав и движения звезд в скоплениях и рассчитала их основные параметры. Были выявлены 382 звезды с высокой вероятностью принадлежности к Czernik 41 и 111 — к NGC 1342. Czernik 41 оказалось более плотным.

Радиус Czernik 41 составляет около 26 световых лет, возраст — 69 миллионов лет, а расстояние — около 8100 световых лет. Металличность скопления оценена как 0,07. NGC 1342 значительно старше — около 1 миллиарда лет, радиус — 6,7 световых лет, расстояние — 2100 световых лет, металличность — -0,14.

Средние лучевые скорости составляют 2,41 км/с для Czernik 41 и -10,48 км/с для NGC 1342. Оба скопления, вероятно, достигли динамической релаксации — времени, когда звезды распределяются по орбитам равномерно.

Анализ орбит показал, что Czernik 41 сформировалось внутри солнечного круга и остаётся там, тогда как NGC 1342 образовалось за пределами солнечного круга и затем вошло в его область.

Показать полностью
49

Стержневые светодиоды нового поколения могут преобразить смартфоны и телевизоры, сделав их дисплеи сверхяркими и насыщенными цветами

Стержневые светодиоды нового поколения могут преобразить смартфоны и телевизоры, сделав их дисплеи сверхяркими и насыщенными цветами Наука, Физика, Квантовая физика, Оптика, Инновации

Команда разработала удивительно эффективный и яркий светодиод QRLED, излучающий зеленый свет. Он светит в три раза ярче, чем старые светодиоды QRLED, достигая рекордных максимальных уровней яркости.

Учёные из инженерной школы Гонконгского университета науки и техники (HKUST) решили важную проблему в области экранных технологий и создали самые яркие и энергоэффективные квантовые стержневые светодиоды (QRLED) в мире. Эти новые QRLED-дисплеи показывают насыщенный зелёный цвет, который находится на вершине цветового треугольника — это значит, что цвета на экране выглядят очень чистыми и яркими, а цветовой диапазон стал шире.

По сравнению с предыдущими моделями, эти светодиоды светят в три раза ярче и служат дольше. Они экономят энергию и создают яркие изображения, что делает их отличным выбором для смартфонов, телевизоров, а также устройств дополненной и виртуальной реальности. Благодаря им улучшилась передача цветов на экране.

Светодиоды (LED) уже давно используются в электронике. Недавно появились светодиоды с квантовыми точками (QLED) и квантовыми стержнями (QRLED). Оба типа дают яркий и чистый цвет, лучше, чем обычные светодиоды. Но QRLED обладают ещё более высокой эффективностью рассеивания света.

Однако у QRLED были свои проблемы: зелёный свет у них был менее ярким, чем у QLED. Это связано с тем, что электрический заряд плохо поступал внутрь, электроны утекали на границах материалов, а также из-за толстых защитных оболочек и длинных молекул, прикреплённых к поверхности наночастиц, которые мешали переносу заряда и снижали стабильность.

Чтобы исправить это, команда под руководством профессора Абхишека К. Шриваставы разработала новый тип квантовых стержней с особой структурой. У них сердцевина сделана из сплава с плавным переходом, а внешняя оболочка очень тонкая. Такая конструкция даёт очень яркий насыщенный зелёный свет с длиной волны 515-525 нанометров — именно такой цвет считается идеальным для экранов, расширяя цветовую палитру.

Учёные также сделали стержни более одинаковыми по форме и короче, что позволило упаковать их в плотный слой без пустот. Кроме того, они использовали более короткие молекулы-лиганды и специальный двухслойный материал для переноса дырок (положительных зарядов), что улучшило баланс зарядов и уменьшило утечку электронов. Всё это повысило эффективность и стабильность светодиодов.

Недавно их работа была опубликована в журнале Advanced Materials под названием "Высокоэффективные и стабильные зеленые квантовые стержневые светодиоды, созданные с помощью технологии инжекции материалов и заряда".

Профессор Шривастава объяснил: "Мы смогли создать очень яркие и эффективные зелёные QRLED, тщательно подобрав состав, форму и структуру наностержней, а также грамотно спроектировав слои в устройстве для переноса зарядов".

Он добавил: "Наше исследование показывает, что точный контроль над составом и интерфейсами наностержней может привести к большим успехам в характеристиках светодиодов. Это открывает путь к созданию дисплеев с высоким разрешением, низким энергопотреблением, яркостью и долгим сроком службы".

Публикация взята с сайта: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.20...

Показать полностью
10

Криоэлектронная микроскопия — расшифрован цикл реакции фермента для фиксации CO!

Криоэлектронная микроскопия — расшифрован цикл реакции фермента для фиксации CO! Наука, Химия, Биотопливо, Ученые, Молекулярная химия

Учёные из Потсдамского и Берлинского университетов использовали современный метод — криоэлектронную микроскопию высокого разрешения — чтобы подробно изучить работу важного фермента CODH/ACS. Этот фермент помогает древним микроорганизмам превращать углекислый газ в полезные вещества, например, в молекулу ацетил-КоА, которая нужна для жизни.

До того, как Земля стала насыщена кислородом, на ней жили микроорганизмы, которые не нуждались в кислороде. Они использовали процесс, называемый анаэробной фиксацией углерода, чтобы получать энергию. Фермент CODH/ACS существует у таких организмов уже более 3,5 миллиардов лет и играет ключевую роль в их обмене веществ. Сегодня этот фермент важен и в некоторых современных экосистемах, например, в болотах или в кишечнике животных.

Внутри фермента есть специальные металлические части — кластеры из никеля и железа. Они помогают превращать углекислый газ в ацетил-КоА через несколько этапов, ускоряя химические реакции. Благодаря этому ферменту можно эффективно использовать углекислый газ, что очень интересно для создания биотоплива.

С помощью криоэлектронной микроскопии учёные смогли увидеть, как фермент меняет свою форму и как движутся разные части внутри него во время работы. Они получили изображения шести разных состояний фермента с очень высокой точностью — настолько, что можно было рассмотреть, как молекулы взаимодействуют с металлическими центрами фермента.

Это помогло понять, как фермент точно управляет реакциями, чтобы не терять важные промежуточные вещества и не допускать побочных реакций. Такие знания важны для того, чтобы в будущем использовать этот древний фермент для биотехнологий, например, для преобразования углекислого газа в полезные продукты и топлива.

Показать полностью 1
6

Это было 60 лет тому назад, 15 июля 1965 года, межпланетная станция "Маринер-4" совершила первый успешный пролёт около Марса!

Это было 60 лет тому назад, 15 июля 1965 года, межпланетная станция "Маринер-4" совершила первый успешный пролёт около Марса! Астрономия, Наука, Вселенная, Марс, События, Солнечная система, The Spaceway

Снимки поверхности Марса, сделанные космическим аппаратом Маринер-4, показали, что она усеяна кратерами и очень похожа на лунную поверхность. Однако дальнейшие снимки, полученные Маринерами-6 и 7, показали, что такая кратерированная поверхность характерна лишь для более древних участков планеты, которые были сфотографированы Маринером-4. Это означало, что Марс имеет более разнообразный ландшафт, чем предполагалось изначально.

На фотографиях Маринера-4 также наблюдалось так называемое «вуалирование» — размытость изображения, которая привела учёных к предположению о наличии на Марсе мутной атмосферы, простирающейся до высоты около 150 километров. Однако снимки Маринеров-6 и 7, на которых такого размытости не было, опровергли эту гипотезу. Позже выяснилось, что причиной «вуалирования» была загрязнённость оптики телекамеры Маринера-4, а не атмосфера Марса.

Качество снимков, полученных Маринером-4, было невысоким, что требовало длительной и тщательной обработки цифровых данных на электронно-вычислительной машине. Обработка включала устранение дефектов и помех, а также повышение контрастности изображений, чтобы получить более чёткие и информативные фотографии поверхности Марса. Итоговый отчёт с обработанными снимками был опубликован в декабре 1967 года, открывая новые горизонты для изучения красной планеты.

Эти миссии стали важным этапом в освоении Марса, заложив основу для последующих исследований, которые позволили лучше понять геологию, атмосферу и историю планеты. Благодаря полученным данным учёные смогли планировать новые экспедиции и разрабатывать технологии для будущих посадочных аппаратов и марсоходов, приближая человечество к непосредственному изучению и, возможно, колонизации Марса.

Показать полностью
5

Как бумажные самолетики могли бы обеспечить устойчивое решение проблемы космического мусора?

Как бумажные самолетики могли бы обеспечить устойчивое решение проблемы космического мусора? Астрофизика, Наука, Аэродинамика, Бумажный самолетик, Космический мусор, The Spaceway

Экспериментальная установка в испытательной секции гиперзвуковой аэродинамической трубы с высокой энтальпией в Калифорнийском университете Кашива.

Космический мусор — это большая проблема. За последние годы число запусков спутников резко выросло, и вокруг Земли в низкой околоземной орбите накопилось много мусора: старые части ракет, сломанные детали и неработающие спутники. Такой мусор опасен, потому что он может столкнуться с работающими спутниками, которые нужны для навигации, связи и прогноза погоды. Кроме того, крупные обломки иногда падают обратно на Землю.

Космический мусор также вреден для окружающей среды. Когда старые ракеты и спутники входят в атмосферу Земли, они сгорают и оставляют химические вещества, которые могут повредить озоновый слой. Чем больше мы запускаем ракет, тем больше загрязняется пространство вокруг Земли, и тем серьезнее становятся проблемы.

Учёные и компании ищут способы убрать этот мусор, но также пытаются сделать ракеты и спутники более экологичными — например, использовать органические материалы вместо металлов. В новом исследовании, опубликованном в журнале Acta Astronautica, учёные вдохновились оригами — японским искусством складывания бумаги — чтобы найти более устойчивое решение.

Максимильен Берте и Кодзиро Сузуки из Токийского университета задумались: что если запустить с Международной космической станции бумажный самолётик на высоте около 400 километров и со скоростью около 7800 метров в секунду, такой же, как у самой станции? Они хотели узнать, сколько времени он будет падать обратно на Землю и как сильно он сможет нагреться в атмосфере.

Сначала самолётик оставался устойчивым благодаря своей форме и плавно скользил в космосе. Но через четыре дня, когда он опустился примерно до 120 километров над Землёй, он потерял стабильность и начал падать неконтролируемо.

Учёные объясняют, что из-за низкой инерции вращения и аэродинамической формы самолётик мог долго сохранять правильное положение в воздухе. Но ниже 120 километров он начал кувыркаться и сильно разогреваться из-за трения с воздухом, что в итоге привело к его сгоранию на высоте около 90-110 километров.

Чтобы проверить это на практике, учёные сделали модель самолёта из бумаги с алюминиевым хвостом и поместили её в специальную аэродинамическую трубу в Токийском университете. Там они создавали условия, похожие на вход в атмосферу на большой скорости — около 7 Махов в течение нескольких секунд. В этот момент нос самолёта немного отогнулся назад, а кончики крыльев чуть обгорели, но модель не разрушилась. Если бы испытание длилось дольше, самолётик бы сгорел.

Это исследование показывает, что простая идея — использовать бумагу и оригами — может помочь решить проблему космического мусора. Учёные считают, что такие бумажные космические аппараты могут использоваться для сбора данных о Земле, а потом полностью сгорать в атмосфере, не оставляя вредных остатков. Это небольшой, но важный шаг к более экологичным и безопасным полётам в космос.

Показать полностью 1
3

Tesla внедрила ИИ "Grok" в свои электромобили!

Tesla представила новое обновление программного обеспечения для своих электромобилей, в рамках которого была интегрирована большая языковая модель Grok, разработанная компанией xAI, основанной Илоном Маском. Эта интеграция стала доступна для владельцев Tesla в США, чьи автомобили оснащены медиасистемой на базе процессора AMD, используемого в моделях, выпускаемых с середины 2021 года.

Внедрение Grok в интерфейс автомобилей Tesla знаменует собой важный шаг в развитии технологий искусственного интеллекта внутри транспортных средств, направленный на улучшение пользовательского опыта и расширение возможностей голосового и текстового взаимодействия с системой автомобиля. Однако, по мнению экспертов и журналистов издания Electrek, в текущей версии программного обеспечения функционал Grok ограничен: система не способна напрямую управлять внутренними функциями электромобиля, такими как климат-контроль, навигация или мультимедийные настройки.

Это отличает Grok от некоторых других ИИ-ассистентов, например, Xiaomi YU7, который не только взаимодействует с функциями автомобиля, но и использует встроенную камеру для наблюдения за состоянием машины и окружающей обстановкой, что позволяет более гибко и эффективно интегрировать ИИ в управление и мониторинг автомобиля. В свою очередь, Grok в Tesla пока представляет собой преимущественно интеллектуального чат-бота, аналогичного тем, что доступны пользователям на смартфонах или через веб-браузер, без глубокого доступа к системам управления транспортным средством.

Тем не менее, интеграция Grok открывает перспективы для дальнейшего развития и улучшения программного обеспечения Tesla. В будущем можно ожидать расширения возможностей ИИ, включая более тесную интеграцию с функциями автомобиля, что позволит повысить уровень автоматизации, безопасности и комфорта водителей и пассажиров. Tesla продолжает активно развивать свои программные решения, сочетая инновации в области искусственного интеллекта с передовыми технологиями электромобилей, что подтверждает стремление компании оставаться лидером в индустрии.

Показать полностью
4

Исследователи демонстрируют генерацию излучения при комнатной температуре в лазере на фотонных кристаллах с поверхностным излучением!

Исследователи демонстрируют генерацию излучения при комнатной температуре в лазере на фотонных кристаллах с поверхностным излучением! Наука, Энергетика (производство энергии), Инженер, Физика

Впервые в этой области исследователи из инженерного колледжа Грейнджер при Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне сообщили о лазерной генерации с фотонной накачкой с помощью скрытого диэлектрического фотонно-кристаллического лазера с поверхностным излучением, излучающего при комнатной температуре и безопасной для глаз длине волны. Их результаты, опубликованные в журнале IEEE Photonics Journal, улучшают существующий дизайн лазеров и открывают новые возможности для применения в оборонных целях.

На протяжении десятилетий лаборатория Кента Чокетта, профессора электротехники и вычислительной техники, изучала VCSEL - тип лазера с поверхностным излучением, который используется в таких распространенных технологиях, как смартфоны, лазерные принтеры, сканеры штрих-кодов и даже транспортные средства. Но в начале 2020 года лаборатория Choquette заинтересовалась новаторскими исследованиями японской группы, которая представила новый тип лазера под названием лазеры с поверхностным излучением на фотонных кристаллах, или PCSELs.

PCSEL - это новейшая область полупроводниковых лазеров, в которых используется слой фотонных кристаллов для получения лазерного луча с весьма желательными характеристиками, такими как высокая яркость и узкие круглые пятна. Этот тип лазера полезен для оборонных приложений, таких как ЛиДАР - технология дистанционного зондирования, используемая для картографирования полей сражений, навигации и отслеживания целей. При финансовой поддержке Исследовательской лаборатории ВВС группа Чокетта хотела изучить эту новую технологию и внести свои собственные разработки в развивающуюся область.

"Мы считаем, что PCSEL будут чрезвычайно важны в будущем", сказала Эрин Рафтери, аспирант кафедры электротехники и вычислительной техники и ведущий автор статьи. "Они просто еще не достигли промышленной зрелости, и мы хотели внести свой вклад в это".

PCSEL обычно изготавливаются с использованием отверстий для воздуха, которые образуются внутри устройства после того, как полупроводниковый материал отрастает по периметру. Однако атомы полупроводника имеют тенденцию перестраиваться и заполнять эти отверстия, нарушая целостность и однородность фотонно-кристаллической структуры. Чтобы решить эту проблему, инженеры компании Grainger из Иллинойса заменили воздушные отверстия на твердый диэлектрический материал, чтобы предотвратить деформацию фотонного кристалла во время повторного роста. Внедрив диоксид кремния в полупроводниковый нарост в качестве части слоя фотонных кристаллов, исследователи смогли продемонстрировать первое доказательство концептуального дизайна PCSEL с элементами скрытого диэлектрика.

"Когда мы впервые попытались восстановить диэлектрик, мы не знали, возможно ли это вообще", сказал Рафтери. "В идеале для выращивания полупроводников необходимо поддерживать очень чистую кристаллическую структуру на всем протяжении, начиная с базового слоя, чего трудно достичь с помощью такого аморфного материала, как диоксид кремния. Но на самом деле нам удалось обрасти диэлектриком с боков и соединиться сверху".

Специалисты в этой области ожидают, что в ближайшие 20 лет эти новые и усовершенствованные лазеры будут использоваться в автономных транспортных средствах, лазерной резке, сварке и связи в открытом космосе. Тем временем инженеры из Иллинойса усовершенствуют свою нынешнюю конструкцию, воссоздав то же самое устройство с электрическими контактами, позволяющими подключать лазер к источнику тока для получения питания.

"Для достижения этого результата был необходим совместный опыт Erin и сотрудников Minjoo Larry Lee group, а также оборудование и экспертиза исследовательской лаборатории ВВС на базе ВВС Райт-Паттерсон", сказал Чокетт. "Мы с нетерпением ждем начала эксплуатации диода PCSEL".

Показать полностью
4

Гелеобразный полимер, похожий на мышцу, становится прочнее благодаря новому рецепту

Гелеобразный полимер, похожий на мышцу, становится прочнее благодаря новому рецепту Наука, Исследования, Полимеры, Ученые, Научпоп, Химия, Научные открытия, Видео, Без звука, Вертикальное видео, Короткие видео

Учёные из WPI-ICReDD разработали новый тип мышечного гидрогеля — мягкого и проницаемого материала, который быстро становится прочнее при механическом воздействии и при этом остаётся стабильным. Гидрогели — это такие материалы, состоящие из полимерной сетки и воды, которые часто используют в биологии.

Ранее эта группа уже создавала гидрогели, которые сами укрепляются, когда их сжимают или растягивают. Это происходит так: при механическом воздействии полимерная сетка внутри гидрогеля разрушается, образуются особые частицы — радикалы, которые затем связываются с мономерами (маленькими молекулами) и формируют новые, более крепкие связи.

Недавно учёные выяснили, что если добавить в полимерную сетку специальные молекулы — механофоры с слабыми связями, то разрушение и последующее укрепление происходит быстрее. Но такие слабые связи плохо переносят тепло и свет, из-за чего гидрогель становится менее стабильным.

Чтобы решить эту проблему, команда разработала компьютерную программу, которая помогает находить механофоры с более прочными связями, но которые всё равно реагируют на механическое воздействие. Для этого они использовали методы, позволяющие автоматически изучать химические реакции и предсказывать, какую силу нужно приложить, чтобы разорвать полимерные цепи.

С помощью машинного обучения и этих методов учёные быстро отобрали подходящие механофоры. Они искали молекулы, в которых части цепи ограниченно вращаются — это создаёт «узлы», где цепь легче ломается под небольшим усилием, даже если связи прочные.

Затем они проверяли, сколько силы нужно, чтобы запустить образование радикалов в этих узлах, и изучали, насколько долго эти радикалы живут. Из выбранных механофоров синтезировали гидрогели и проверили их свойства.

Результаты показали, что новые гидрогели быстро становятся прочнее при механическом воздействии и при этом сохраняют стабильность даже после нагрева до 80°C или воздействия ультрафиолета в течение 10 часов. Это подтверждает, что «узловая» структура действительно важна для таких свойств.

Для сравнения сделали гидрогели из механофоров, отобранных как неподходящие — они не показали способности к самоупрочнению, что подтверждает эффективность компьютерного отбора.

В одном из экспериментов в гидрогели добавили ионы железа (Fe2+) и краситель — ксилоловый оранжевый. Когда полимерные цепи разрываются, образуются радикалы, которые окисляют Fe2+ до Fe3+. Fe3+ соединяется с красителем, и гидрогель меняет цвет на ярко-оранжевый.

Компьютерное моделирование показало, что заметное изменение цвета произошло только у гидрогеля с правильным механофором (DN-Cam), а другие гидрогели быстро теряли радикалы и не меняли цвет.

Таким образом, учёные доказали, что с помощью вычислительных методов можно быстро и эффективно создавать новые материалы с нужными свойствами, которые иначе было бы сложно разработать.

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!