Papagály dodgem

2013.02.02. 19:04

156481-cikk-3680

Ezúttal egy házi kedvencet motorizáltak.

Pepper, egy levágott tollú afrikai papagáj, most épp vezetni tanul és már elég jól is megy neki. Az erre szolgáló járművet, a 29 éves Andrew Gray építette, aki a Floridai Egyetem végzős hallgatója és aki már régebben más játékokat is tervezett a madárnak: például csiripelésre aktiválódó vizipisztolyt. A játékokra azért volt szükség, hogy Pepper el tudja magát foglalni, amikor a család épp nincs jelen, hogy szórakoztassák. A vizipisztolyt aztán egy idő múlva elkezdte zuhanyként használni, de a járművet egyelőre rendeltetésszerűen használja.

Szupererős mesterséges izom

2013.02.02. 10:05

152522-cikk-3663

Szupererős mesterséges izmot hozott létre szén nanocsövekből álló, paraffinviasszal feltöltött szálakból egy amerikai, kanadai, brazil, ausztrál, kínai és dél-koreai szakemberekből álló nemzetközi kutatócsoport.

A mesterséges izom százezerszer nagyobb súlyt képes felemelni, mint a sajátja, és 85-ször több mechanikai erőt képes kifejteni, mint a vele megegyező méretű természetes izom - számolt be róla a Science Daily című tudományos portál.

Az anyagkutatók szén nanocsövekből indultak ki, amelyek aprócska üreges grafithengerekből álló "hegesztetlen" csövek. Egyetlen nanocső átmérője tízezerszer kisebb, mint az emberi hajszál átmérője, miközben egységnyi tömegre vonatkoztatva százszor erősebb lehet az acélnál.

"Az általunk kifejlesztett mesterséges izom erős, ultragyors összehúzódásokra képes, amelyekkel az ugyanolyan méretű természetes izomhoz képest kétszázszor nehezebb súlyokat emelhet fel" - magyarázta Ray Baughman kémikus, a kutatócsoport vezetője, a dallasi Texasi Egyetemen működő nanotechnológiai intézet igazgatója. Mint hozzátette, egyelőre nem gondolnak arra, hogy a testen belül lévő emberi izmokat helyettesítsenek az új mesterséges izommal, mert erre jelenleg alkalmatlan.

A Science tudományos magazinban ismertetett tanulmány szerint a mesterséges anyagot úgy készítették, hogy a szállá csavart szén nanocsöveket átitatták paraffinviasszal. Amikor akár elektromosan, akár fénnyel melegítették a viasszal feltöltött szálakat, akkor azok űrtartalma nőtt, tágultak, miközben hosszában zsugorodtak.

Baughman úgy véli, hogy a mesterséges izmot egyszerűsége és nagy teljesítménye miatt széles körben alkalmazhatják a jövőben, például robotokban, műtéteknél használt katéterekben, mikromotorokban, állítható optikai rendszerekben, mikrobillentyűkben vagy akár játékokban.

MTI

154552-cikk-3664

A BP olajtársaság jegelte az első amerikai nagyüzemi cellulóz alapú etanol gyár terveit.

A berendezés 350 millió dollárba kerülne és évente 136 millió liter üzemanyagot állítana elő magas cellulóztartalmú biomasszából. Ez lenne az első nagyipari cellulóz alapú etanol gyár az Egyesült Államokban, amely növényi- és fahulladékból, szalmából és füvekből bioüzemanyagot állítana elő, így a szokványos kukorica alapú etanollal ellentétben nem áll versenyhelyzetben az élelmiszergyártással. Azonban az olajtársaság időközben úgy döntött, hogy feladja a projektet. Annak ellenére, hogy a több mint 8000 hektáros farm, amely a nyersanyag egy részét szállította volna cukornád formájában, már szinte el is készült. Még az elmúlt évben is úgy emlegették a projektet a vállalatnál, mint egy bizonyítékot arra, hogy a cellulóz alapú etanol gyártás végre valósággá válik: „egy új globális nyersanyag keletkezik” – mondták.

Az EPA környezetvédelmi hivatal döntése alapján 2010-től több bioterméket kell az üzemanyagba keverni. Idén 1,8 milliárd liternyi magas cellulóz tartalmú forrásból származó bioüzemanyagot kellett volna gyártani, sőt jövőre a dupláját. A valóság azonban másként fest: eddig egyetlen nagyüzemi egység sem készült el, amely kereskedelmi méretekben is képes lenne a gyártásra. Ennek következtében az EPA kénytelen külön engedélyeket kiadni, hogy azokon a területeken is működhessenek a benzinkutak, ahol egyáltalán nincs bioüzemanyag gyártás.

Kezdetben a gyártók a nagyüzemek hiányzó finanszírozási lehetőségeit okolták. De az olyan jelentős piaci szereplők, mint amilyen a BP belépésével ez a probléma is megoldódni látszott. Most már ez is másként néz ki. A BP elmondta, hogy továbbra is tervez befektetéseket a kutatás+fejlesztés szektorban, de 350 milliót nem akarnak kiadni a berendezésre, mert azt másutt nyereségesebben tudják befektetni. Pontosabb indoklással mindazonáltal még adós a vállalat.

A Biotechnology Industry lobbi szervezet véleménye szerint, a politika sem jeleskedik az ágazat támogatásában. Nem tiszta, hogy az állam a jövőben mennyire lesz aktív a területen. „Így nem csoda, hogy a privát befektetések inkább a meglévő technológiák irányába folynak.” Van még azonban egy egészen alapvető probléma: a piac már a meglévő gyártási eljárással készített etanol számára is telített az USA-ban. Nem olyan régen az EPA engedélyezte, hogy 10% etanolt keverjenek a benzinhez, amit a hagyományos kukorica etanol gyártók gond nélkül szállítani tudnak. Több autó akár 15%-ot is el tudna viselni, de csak kevés töltőállomás kínálja ezt a keveréket. Ennek oka, hogy csak a legújabb gépjárművek készültek ezen szabványok szerint, a többinek máshol kellene tankolnia. Hasonló volt a helyzet az németországi E10 (10% etanol tartalmú benzin) bevezetésénél is, mivel egyes autók üzemanyagrendszerének tömítései nem birkóznak meg a magasabb alkoholtartalommal.

Ezen kívül a cellulóz alapú etanol technológia versenyképességével is gondok vannak. Az ágazat a gazdasági modelljeit jelenleg még kisebb prototípus berendezésekkel kalkulálja, továbbá még nem igazán tudják megmondani, hogy az alkalmazott enzimek és mikroorganizmusok hogyan viselkednek a nagyipari berendezésekben. A legújabb tanulmányok szerint a kiinduló biomassza termesztése is drágább lesz. Korában csak 30 dollárt becsültek tonnánként, realisztikusan véve ez inkább 80 és 130 dollár között mozog. Így 1,3-1,48 dolláros árak esnek egy US-gallon üzemanyagra, még mielőtt a feldolgozás megkezdődne. A kukorica etanol ezzel szemben felhasználása készen már 2,4 dollárért kapható. A tervezett BP-berendezés költségei alapján a cellulóz alapú etanol több mint tízszer ennyibe kerülne. Ez legalább is az első nagyüzemekre mindenképpen igaz lenne.

De nem minden piaci résztvevő van ennyire negatív hangulatban. Az AbengoaKansasben szeretne egy berendezést építeni, amely évente 95 millió litert gyártana. Az amerikai kormány ehhez 132 millió dollár kölcsönt adott a vállalatnak. A vegyipari multi, DuPont egy 105 millió literes berendezésen dolgozik. Poet, a kukorica alapú etanol ágazat óriása, egy hasonló projektet tervez Iowában, amelyhez az államnak már nem kell hozzájárulnia, mivel a privát befektetők elegendő érdeklődést mutattak. Mascoma ezen túl egy 75 millió literes berendezést szeretne Michiganben felépíteni a Valero olajipari vállalattal együttműködésben.

Hazai műszaki textília

2013.02.01. 18:02

154553-cikk-3665

A műszaki textíliákat gyártó Tolnatext Bt. új típusú szövetanyagot fejlesztett ki, amelyekkel a régi, repedezett kémények belülről javíthatók.

Új típusú, kéménybélelésre alkalmas szövetet fejlesztett ki a Tolnatext Bt. A biztonságtechnikai szempontból is fontos beruházást az Európai Unió 65 százalékban, 25 millió forinttal támogatta. 
A most üzembe állított ragadókaros szövőgép képes a különböző típusú szálakat (üvegszál, szénszál, ezüsttel futtatott rézszál, aramid) változó sűrűségben kombinálni, ami elengedhetetlen az elkészült anyag megfelelő hőállósági és mechanikai tulajdonságaihoz.

Az eljárás során az új textilből a továbbfeldolgozás során a partnercég által kifejlesztett technológiával tömlőt varrnak, és műgyantával itatják át. Az így előkészített anyagot a kémények belsejébe húzzák, majd nagynyomású gőzzel felfújják, hogy kitöltse a kémény belső felületét. A gyanta a hő hatására kikeményedik. Az így kapott szilárd anyag hőálló és szivárgásmentes, így maradéktalanul benntartja az égés során keletkező füstöt és gázokat még a régi, repedezett kémények esetén is.

www.tolnatext.hu

154554-cikk-3667

Achim Anscheidt Bugatti designvezér 911-ese.

Azt gondolnánk, hogy a Bugatti design részlegének feje inkább valami bonyolult high-tech gépet épít kedvtelésből, de ez szerencsére nem így van. Anscheidt azzal büszkélkedik, hogy kihajított mindent, amit felesleges tartott Porsche 911-esében, beleértve a fűtést is, a karosszéria egyes elemeit pedig kelvárra cserélte. Így sikerült jóval 900 kg alá szorítania járműve össztömegét. Egyre többször tűnik úgy, hogy mi mérnökök a piaci igényt kielégítve bonyolult high-tech gépeket alkotunk, ám otthon, amit nem tudunk mi magunk szerelni, megszerelni, az már inkább nem is kell. Az alábbi videón Achim Anscheidt vall arról, hogy mennyire nagy megkönnyebbülés számára, hogy végre nem végletekig hegyezett csúcstechnikát kellett alkotnia, hanem olyat, amilyet szeretni is tud.

154556-cikk-3670

Egy szokatlan ötlettel jobban ki lehetne használni a szélenergiát a szárazföld felett

A német síkságokon a szélenergiát már maximálisan kihasználják. Német kutatók egy csoportja azonban másképp látja a helyzetet: a jövőben egy szokatlan módszerrel szeretnék a felsőbb légrétegekben fújó szeleket kihasználni – mégpedig sárkányokkal. A tervek szerint a kitesurf-ből ismert sárkányok fognák be a szelet nagyobb magasságokban, és „sárkányerőművekként” az ebből nyert mozgási energiát a talaj közelében alakítanák át árammá.

A kitesurf trendsporttá vált, gyorsan nő azok száma, akik a szörf és a sárkányeregetés keverékéért lelkesednek. Amikor a szél megragadja a sárkányt, több méter magasra emeli a szörfözőt, extrém ugrásokat téve lehetővé. Egy modern sárkány azonban több egy sporteszköznél – energiatermelésre is felhasználható. A sárkány repülését egy generátor hajtására is lehet használni, amely a mozgási energiát elektromos energiává alakítja.

Ez a leleményes ötletük támadt a berlini NTS Energie- und Transportsysteme GmbH alapítóinak. A terv megvalósításába bevonták a Fraunhofer Társaság stuttgarti Gyártástechnológiai és Automatizálási Intézetét (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA) is. Az új módszerrel 500 méteres magasságig szeretnék kihasználni az erős szeleket. A sárkányok 300-500 méter magasan repülnek, itt fogják be a szelet. Mintegy 700 méter hosszú kötelekkel kocsikkal vannak összekötve, amelyeket sínen húznak körbe-körbe. Az így keletkező mozgási energiából egy generátor áramot termel. Az irányítás- és méréstechnikai eszközök a kocsikon kerülnek elhelyezésre.

A hagyományos rotoros szélerőművekkel szemben a „sárkányerőművek“ egy sor előnnyel rendelkeznek. A szélsebesség nagyobb magasságokban ugyanis gyorsan nő. Míg a felszín közelében majdnem nulla, 100 méteres magasságban közel 15 m/s, 500 méteres magasságban pedig már meghaladja a 20 m/s-ot. Egy sárkány energiakihasználása jóval nagyobb egy szélkerékénél, amelynek rotorjai jelenleg maximum 200 m magasan forognak. Ha a szélsebesség megduplázódik, az energiamennyiség nyolcszorosára nő. Nyolc, kb. 300 m2 területű sárkány húsz hagyományos, 1 MW-os szélerőműnek felel meg.

A szélkerekekkel ellentétben a sárkányoknak nem okoz problémát, hogy nem fúj állandóan a szél. A magasság növekedésével ugyanis a szél egyre gyakoribb. 5 m/s-os szélsebesség 10 méteres magasságban az évnek csak kb. 35%-ában, 500 méteres magasságban viszont már az év 70%-ában mérhető. Így a síkságon újabb helyszínek jöhetnek számításba a szélenergia hasznosítására. 

154855-cikk-3673

Fényből és hőből is képes elektromos áramot előállítani az új hibrid anyag, amelyben rézszulfid nanorészecskéket kombináltak szén nanocsövekkel amerikai kutatók.

Az arlingtoni Texasi Egyetem és a Louisianai Műszaki Egyetem kutatói az új hibrid nanoanyagból építették meg termoelektromos generátoruk prototípusát, amelytől azt várják, hogy milliwattos mennyiségben lesz képes az áramtermelésre.

Ez a teljesítmény elegendő lehet szenzorok és más kis teljesítményű elektronikus eszközök működtetésére. Korábbi kutatásokban vagy fényt, vagy hőt sikerült elektromossággá átalakítani, az új technológia azonban egyidejűleg mindkettő konvertálására alkalmas.

A laboratóriumi tesztekben az új hibrid nanoanyagból vékony filmréteget hoztak létre, amelyben a fény abszorpciója 80 százalékkal jobbnak bizonyult, mint a kizárólag szén nanocsöves vékonyréteggel borított eszközökben.

A mostani demonstrációban használt rézszulfid jóval olcsóbb, ráadásul a környezet szempontjából is jobb megoldás, mint a hasonló hibridekben alkalmazott nemesfémek - idézte a kutatók közleményét a ScienceDaily című amerikai tudományos portál.

154676-cikk-3671

Nagy lépést tettek előre amerikai kutatók a háromdimenziós szövetek nyomtatása terén egy új hibrid printer megalkotásával, amely leegyszerűsíti a beültethető porcok gyártását.

A Biofabrication című szakfolyóiratban ismertetett nyomtatóval már készültek olyan porcszerkezetek, amelyeket sérült embereknek ültethetnek be, hogy például az ízületekben segítsenek visszaépíteni a porcszövetet.

Az új nyomtatóban két korábbi, olcsó gyártási technológiát egyesítettek a Wake Forest Regeneratív Orvosi Intézet kutatói: az egyik egy hagyományos tintasugaras nyomtató, a másik pedig egy electrospinning (elektro-szálképző) technológiával működő készülék volt. A két rendszer kombinálása tette lehetővé, hogy a természetes és mesterséges anyagokból álló szerkezetet megépítsék.

A szerkezet erősségét a szintetikus anyagok biztosították, míg az alkalmazott természetes gélek olyan környezetet szolgáltattak, amely támogatta a sejtek növekedését. Az így létrehozott porcszerkezet mechanikai stabilitása nagyobb, mint azoké, amelyeket kizárólag tintasugaras nyomtatóval állítanak elő gélek felhasználásával.

Azt is megmutatták a kutatók, hogy a létrehozott porcszerkezet megtartja funkcionális jellemzőit a laboratóriumban és élő rendszerekben egyaránt. Az új módszer kulcsa az electrospinning készülék alkalmazása, amely elektromos áram felhasználásával igen finom szálakat képez egy polimeroldatból. Ezzel az eljárással jól szabályozható, hogy a kialakuló szerkezet porózus legyen, ez ugyanis segíti, hogy a sejtek összeépüljenek a környező szövetekkel - idézte a tanulmányt a ScienceDaily című tudományos portál.

156719-cikk-3685

Hogyan hatnak a hőingadozások a potenciális hatóanyag-szállítókra?  

Milyen nyomáson kezd egy üres golyó összeesni? A mechanika klasszikus problémája a mikrokapszulák viselkedésének megértésében is szerepet játszik. A mikrokapszulákat a jövőben implantátumok alkotóelemeként tervezik felhasználni, illetve arra, hogy célzottan hatóanyagokat szállítsanak bizonyos szervekhez. Jülichi kutatók azonban kimutatták, hogy ezek a kapszulák az eddigi elképzelésekhez képest hamarabb esnek össze nyomás hatására.

Az elmúlt években már különböző anyagokból állítottak elő néhány mikro- vagy nanométeres átmérőjű kapszulákat, például elektromosan töltött polimerekből, az ún. polielektrolitokból, vagy szilícium-oxidból. Hogy ezeket a mikrokapszulákat alkalmazni lehessen implantátumokban, protézisekben vagy hatékony hatóanyag-szállítóként, meg kell érteni, hogyan viselkednek, és hogyan lépnek egymással kölcsönhatásba. Különösen a gyógyszerszállítás esetében fontos, hogy pontosan meg lehessen mondani előre, hogyan viselkednek a kapszulák nyomás hatására, és mely kritikus értéken esnek össze hirtelen.

A makroszkopikus méretű, merev gömbhéjak deformálódását a matematikus, repülőmérnök és fizikus Kármán Tódor már több mint ötven évvel ezelőtt nagyon pontosan kiszámította és leírta. A nano- és mikrométeres nagyságrendben azonban ezek a szabályok csak korlátozottan érvényesek. A szomszédos folyadékban fellépő hőmozgás miatt a mikroszkopikus részecskék állandóan összeütköznek az őket körülvevő molekulákkal és atomokkal, amelyek rugalmasságuktól és méretüktől függően folyton alakítják azokat. A környezet hőmérsékletének egyenetlensége ezért megnehezíti annak kiszámítását, hogyan viselkednek nyomás hatására a minigolyók.

Egyébként egy egyszerű kísérlettel is szemléltethető, hogyan befolyásolja a hőingadozás az alakstabilitást. Veszünk egy darab papírt, az asztalra tesszük, és megpróbáljuk a szemben lévő éleit egymáshoz képest eltolni. Ez alig sikerül a nagy nyírási ellenállás miatt. Ha összegyűrjük a papírt, majd csaknem teljesen kisimítjuk, és újra az asztalra tesszük, az éleket sokkal inkább el lehet tolni egymáshoz képest, mint korábban, a papírban megmaradó gyűrődések pedig a hőingadozások hatásának felelnek meg.

A jülichi fizikusok a Harvard Egyetem kutatóival együtt szimulálták, hogyan változik az apró gömbhéjak alakja a hőingadozások hatására. Számításaikkal elsőként igazolták, hogy a hőingadozások ténylegesen befolyásolják a stabilitást. Ez a hatás különösen nagy akkor, ha a részecskék fala a méretükhöz képest nagyon vékony.

A felületen a hőingadozás hatására kialakuló horpadások és törések lehetséges törési helynek számítanak, amely nyomás alatt gyorsan tovább nő. Ez ahhoz vezet, hogy a hőhatásnak kitett golyók akár 20%-kal könnyebben deformálódnak, és lényegesen hamarabb összeesnek, mint ahogy azt a klasszikus elmélet alapján gondolnánk. A szimuláció emellett azt is kimutatta, hogy a hőhatás különösen erős akkor, ha más külső erők is hatnak, például ozmotikus nyomás, amelyet a sejten belül, ill. kívül fellépő különböző anyagkoncentrációk idéznek elő.


A hőingadozások kis töréseket és horpadásokat idéznek elő a golyók felületén (alsó sor, a hőmérséklet balról jobbra nő). Ez ahhoz vezet, hogy a hőhatásnak kitett üres golyók alacsonyabb nyomáson esnek össze, mint a teljesen sima felületűek (felső sor, balra: magas kritikus nyomás, jobbra: alacsony kritikus nyomás).
(Kép: © Forschungszentrum Jülich)

(Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012.11.14., doi:10.1073/pnas.1212268109)

Kémkedő gumilabda

2013.01.30. 11:46

155611-cikk-3674

A labdaformájú „dobókamerák” egy napon a rendőrség és a tűzoltóság felszereléséhez tartozhatnak.

Bounce Imaging vállalat alapítói Francisco Aguilar és Dave Young beépített kamerákkal rendelkező gömb alakú eszközöket fejlesztettek, amelyeket a veszélyes területekre – pl. egy épületromhoz – lehetne hajítani. Ott 360 fokos panorámaképeket készítenének, amelyeket vezeték nélküli kapcsolaton keresztül egy okostelefonhoz vagy számítógéphez továbbítanának.

A labdakamera telepekkel együtt 250-500 grammot nyom. Hat széles látószögű objektívvel rendelkező fényképezőgépet tartalmaz, amelyek mindegyikét LED infravörös vakuval (éjjellátó funkció) is ellátták. Egy külső borítás védi a komponenseket a becsapódástól és segítségével az eszköz pattogni képes, mint egy gumilabda.

A kamerák - beállítástól függően - egy vagy két másodpercenként készítenek felvételeket. A hat képből egy 360 fokos panorámafotó áll össze. Egy gyorsulásérzékelő és egy giroszkóp segít a képek állásának meghatározásában. Végül a felvételek vezeték nélküli kapcsolaton keresztül egy Android okostelefonra vagy számítógépre kerülnek, ahol egy szoftver összefűzi őket.

Young és Aguilar bíznak benne, hogy további érzékelőket is be lehet még építeni az eszközbe küldetési céltól függően. Például a tűzoltók egy olyan labdakamerát vetnének be, amelyet füst-, hőmérséklet- és oxigénszenzorral is felszereltek.

A katonaság, rendőrség és a tűzoltóság egyre többször alkalmaz már meglévő technológiákat veszélyes területek biztonságos távolságból történő felderítésére. Legtöbbször robotokat vetnek be, amelyek be tudnak kúszni egy épületbe vagy gyanús járműbe. Young és Aguilar, akik az MIT-n ismerték meg egymást még doktorandusz hallgatóként, bíznak benne, hogy a találmányuk olcsóbb és könnyebben kezelhető, mint az eddigi eszközök. Remélik, hogy a „Bounce Imaging Explorer” terméküket kevesebb, mint 500 dollárért tudják majd eladni.

Aguilarnak a labdakamera ötlete a 2010-es Haitin bekövetkezett pusztító földerengést követően jutott eszébe. Azóta 60 ezer dollárból folyt a fejlesztés, amelyet műszaki versenyek (MassChalange, VeCorps NYC Impact Challange) pénzdíjaiból szedtek össze. Jelenleg a prototípusokon dolgoznak és bíznak benne, hogy januárban megkezdődhetnek az új termék tesztjei. Különböző rendőrségi hivatalok, köztük az MTI biztonsági erői, valamint SWAT egységek is érdeklődnek a próbák iránt.

Folytatás: www.mernokbazis.hu

Ultravékony platinarétegek

2013.01.29. 18:37

160481-cikk-3710

Egy új gyártási eljárással csökkenthető az üzemanyagcellák előállításához szükséges nemesfémek mennyisége.

A hidrogénhajtású járművek csak nehezen érik el az áttörést, mert a hozzájuk szükséges hajtásrendszerek még mindig nagyon drágák. Ez többek között annak köszönhető, hogy az üzemanyagcellákban lezajló áramtermelő kémiai reakciók nemesfém katalizátorokat igényelnek. Az ultravékony platinarétegek gyors és költségkímélő gyártásához kifejlesztett új eljárás ezen változtathat.

A nemesfémbevonatok előállítására alkalmazott jelenlegi gyártási eljárások lassúak és bonyolultak, ezért a bennük rejlő megtakarítási lehetőségek ellenére ritkán alkalmazzák őket. Az új megközelítés ezzel szemben Thomas Moffat, az NIST kutatója szerint rendkívül olcsó és egyszerűen alkalmazható.

Az ötlet lehetővé teheti, hogy az üzemanyagcellákat lényegesen kevesebb platina felhasználása mellett ugyanolyan hatásfokkal gyártsák, mint eddig. A General Motors autógyártó, melynél szintén dolgoznak üzemanyagcellás autón, nem kívánta elárulni, hogy mennyi platina rejtőzik az aktuális prototípusukban. Charles Freese, a GM Fuel Cells igazgatója azonban Moffat ötletét alapjában véve izgalmasnak tartja: „Hozzájárulhat ahhoz, hogy az üzemanyagcellás járművek gazdaságosak legyenek” – mondta.

Moffat és kollégái az NIST laborjaiban megmutatták, hogyan lehet platinát vizes oldatban aranyfelületre egy atomnyi vastagságú rétegben felvinni. A szokványos eljárás során egy bizonyos elektromos feszültség hatására az oldatból platinaatomok rakódnak le az aranyfelületre. A végeredmény egy durva, foltos felület lesz, mert a platinaatomok először az arany szennyeződésire rakódnak le, majd szívesebben tapadnak egymáshoz, sem mint az aranyatomokhoz.

Amikor a kutatók a folyamathoz szükséges elektromos feszültséget fokozatosan növelni kezdték, eljutottak addig a pontig, amikor a vízmolekulák elkezdtek felbomlani, amelynek nem várt, de nagyon hasznos következménye lett. A keletkező hidrogénatomok beborították a platinaréteget, meggátolva, hogy újabb platinaatomok kapcsolódjanak egymáshoz. Ennek következtében a további platina atomok csak az aranyfelületre tudtak lerakódni. Ha a feszültség úja csökken, a hidrogénatomok vízzé égnek el és megnyílik az út egy újabb réteg platinaatom lerakódása előtt.

Ezzel a módszerrel a kutatók tetszőleges vastagságú réteget építhetnek fel. Jay Switzer, a Missouri Műszaki Egyetem vegyész professzora elmondta, hogy a technika ezen kívül sokkal gyorsabb, mint a korábbi eljárások pl. a rágőzölögtetés. A módszer annál a technológiánál is egyszerűbb, amelyben először rézatomokat visznek fel, hogy egy további kémiai reakcióban kicseréljék őket platinaatomokra.

Az NIST kutatói bíznak benne, hogy a folyamatuk más fémekkel, pl. nikkellel is működik. A rendkívül pontosan szabályozható eljárás újfajta, különböző fémekből álló katalizátorokat is lehetővé tenne. Ezen kívül az atomnyi vastagságú fémrétegek Moffat szerint egészen különleges tulajdonságokkal bírnak, amelyeket még meg kell vizsgálni.

100 wattos LED villanykörte

2013.01.29. 10:39

157468-cikk-3693

Az Osram amerikai leányvállalata kifejlesztett egy új energiatakarékos izzót, amely végre a hagyományos technológiák fényerejével is felveszi a versenyt.

Az értékek az új lámpa mellett szólnak: az Osram Sylvania, a német fényforrásgyártó Osram leányvállalata bemutatott egy olyan LED-körtét, amelynek fényereje eléri egy 100 wattos izzólámpáét, miközben csak 20 wattot fogyaszt. A termék azt hivatott demonstrálni, hogy az LED-technika ugyanolyan „fényes” tud lenni, mint az Európában időközben leváltott izzószálak.

Az új fényforrás a fényt irányítatlanul adja le, ezért a legtöbb otthoni alkalmazáshoz ideális. Azonban nem olcsó mulatság: az Osram Sylvania kezdetben 50 dollárt kér érte. 20 éves élettartamot és az aktuális amerikai áramdíjakat alapul véve ennek ellenére is akár 220 dolláros megtakarítás érhető el vele.

Mindazonáltal szokatlan az A21-es forma, amely nagyobbnak tűnik, mint a hagyományos villanykörték esetében. 1600 lument 2700 K színhőmérsékleten teljesítene a rendszer, amelynek fényminősége eléri a 80-as színvisszadási indexet (CRI). Összehasonlításul: az izzólámpáé 100.

Az Osram nem az egyetlen az „extrém fényes” LED-fényforrások piacán. Philips egy saját 100-Watt-ekvivales körtét szeretne az amerikai üzletekbe vinni, amely 22 wattot fogyaszt szintén 80-as CRI mellett. A General Electric és a Switch start-up hasonló termékeket terveznek a következő hónapokra.

Az új LED-lámpák bejelentése azért is fontos, mert az egyik legnépszerűbb izzólámpa kategóriába esnek - 100 watt 1600 lumen mellett. A szórt fényű LED-körtéket ezelőtt csak kisebb fényerővel lehetett kapni, amelyek a 40, 50 vagy 75 wattos hagyományos fényforrásoknak feleltek meg. De ehhez a teljesítményhez tartozó fényerősség sok felhasználó számára, különösen az Egyesült Államokban, nem elegendő. Az új körték mindazonáltal éppen nem hidegek. Szükségük van egy hűtőtestre, amely a házba beépített LED-k által termelt hőt elvezetik. Csak így érhető el megfelelően hosszú élettartam.

Az amerikai piacra az Osram Sylvania bejelentése éppen időben érkezett. Ugyanúgy, mint korábban ez EU-ban, ott is el kell tűnniük az izzólámpáknak az üzletek polcairól. Idén a 100 wattos izzók vannak soron, jövőre a 75 wattosak következnek.

A mindennapokban az LED-lámpák jól használhatók, ahogyan azt amerikai Technology Review szerkesztőségének tesztje is megmutatta. A Philips 100 wattnak megfelelő körtéjének korábbi szériája valóban olyan fényt szolgáltat, mint egy izzólámpa. A probléma vele, hogy az A21-es forma olyan hosszú, hogy nem minden lámpába illik. Az LED-k energiatakarékosabbak, mint a többi technológia, egy kis szerencsével több, mint két évtizedig is kitartanak és higany nélkül is kijönnek. Ezen kívül a sok kapcsolgatástól sem veszítenek a fényminőségükből, mint egyes fénycsövek.

A piacra bevezetésnél a magas ár problémát jelent. Az izzólámpák energiatakarékos más alternatívái, mint pl. a halogén- és lumineszcens fénytestek még sokáig olcsóbbak lesznek. Ezen kívül a 40 és 60 wattnak megfelelő LED-lámpák ára időközben mintegy megfeleződött.

Európában az Osram egyelőre még nem kínálja az új 100 wattos fényforrást. Az ok: Az A21-es forma az európai ízléshez túl nagy. 75 wattnak megfelelő megoldások azonban már megtalálhatók a piacon. Egy szabályozható fényerejű Osram LED-lámpa az ehhez tartozó fényerővel 40 és 50 euró között kapható, 40 wattos kb. a felébe kerül.

157140-cikk-3690

Átalakíthatja a géntechnológiát, pontosan "célzó", irányított génterápiát eredményezhet az a felfedezés, amelyet a Science című tekintélyes tudományos folyóiratban tett közzé Székvölgyi Lóránt, a Debreceni Egyetem kutatója francia és ausztrál kutatótársaival közösen.

A nemzetközi együttműködésben 4-5 éve zajló kutatásokban Székvölgyi és munkatársai azt vizsgálták, hogy a kromoszómák rekombinációjakor miért éppen egy adott ponton törik el a DNS-molekula, sőt elő is tudták idézni a törést. Eredményük alapján új eljárások születhetnek például a meddőség kezelésében, a rák terápiájában és a géntechnológiában.

"2008-tól 26 hónapot töltöttem el a párizsi Curie Intézetben, itt kezdtem el foglalkozni ezzel a területtel" - idézte fel az MTI-nek a 35 éves kutató, aki ösztöndíja lejárta után visszatért a Debreceni Egyetem Biofizikai és Sejtbiológiai Intézetébe, ahol a francia létesítményben megszerzett szaktudásával folytatta megkezdett kutatásait. A munkához a Curie Intézet munkatársai mellett hamarosan még egy francia és egy ausztrál kutatócsoport csatlakozott.

A genetikai információt elsődlegesen a DNS-molekula bázissorrendje kódolja, ám a betűsorrenden túl is vannak továbbadott, öröklődő információk. Ezek az úgynevezett epigenetikai, "géneken felüli" információk. Az epigenetikai tényezők egyik csoportja a hosszú DNS-lánc csomagolódásával függ össze, a molekula ugyanis csak nagyon szorosan "összepakolva" fér el a sejtmagban. A több darabban lévő DNS az úgynevezett hisztonfehérjék közreműködésével, adott mintázatban összetekeredve alkotja meg az ember esetében 23 pár kompakt kromoszómát.

A DNS-szakaszoknak és a hisztonfehérjéknek ez az együttműködése adja a kromatinszerkezetet, a debreceni laboratóriumban Szabó Gábor professzor csoportjában zajló kutatómunka ennek megismerésére irányul. "Érdeklődésünk középpontjában a kromoszómák törése van" - magyarázta Székvölgyi, hozzátéve, hogy azt már tudták, hogy a DNS ott törik el, ahol egy epigenetikus jel van, de pusztán statisztikai alapon született meg ez a feltételezés. A DNS-törés és a rekombináció lehet spontán, de lehet programozott is. A spontán törések kóros folyamathoz, rákhoz vezethetnek, de vannak fiziológiás, előre programozott DNS-törések is, amelyek nélkülözhetetlenek ahhoz, hogy immunrendszerünk működjön, vagy például az ivarsejtek képződésekor is.

"Mindenesetre fontos tudni a törések helyét, hogy aztán befolyásolni tudjuk azokat" - hangoztatta a kutató. Mint felidézte, első jelentős eredményük az volt, hogy amikor elhelyezték a kromatinon a jelet, akkor valóban a várt helyen tört el a DNS, ami ok-okozati összefüggést igazol a korábbi statisztikai igazolás helyett. A következő lépésben egy váratlan felfedezést tettek. Mint elmondta, "kiderült, hogy nem is a teljes epigenetikai jel a fontos, mert a fehérjekomplex egy alegysége is előidézte a törést".

A szóban forgó fehérjét géntechnológiai úton elő tudják állítani, így olyan eszközhöz jutottak, amellyel pontosan ott tudják "elvágni" a DNS-molekulát, ahol tervezték. "Egy versenytárs, szintén francia kutatócsoportnak már sikerült teljes egészében reprodukálniuk eredményeinket" - emelte ki Székvölgyi, aki már a következő publikáción dolgozik kutatótársaival ugyanebben a témában.

155612-cikk-3675

Vajon melyek változó világunk globális energetikai megatrendjei? A „Better World” kampány keretében indított online felmérésén most bárki segíthet véleményével jövőnk alakításában.

Vegyen részt Ön is a felmérésben, és építsünk együtt egy jobb világot. Az ABB Better World kampány alapja egy energiafelmérés, amely a jövő energialehetőségeire és korlátaira helyezi a hangsúlyt. Az idei, októberben kezdődött felmérés 2013. január közepén, a davosi Világgazdasági Fórumot követően zárul le. A tavaly őszi kampányban feltett kérdésekre 123 000-en adtak választ a világ számos országából, köztük az Egyesült Államokból, Európából, Brazíliából és Kínából. Most bárki megismerheti az eredményeket, amelyek energetikai szakemberek, kormányzati tisztviselők, pénzügyi vezetők és a nagyközönség véleménye alapján születtek.

A felmérés korábbi eredményei:

Megújuló energiák 
A válaszadók 56%-a támogatja, hogy a kisüzemi szél- és napenergia-termelés adókedvezményben részesüljön. A jelenlegi szabályok alapján a megújuló energiaforrásokon alapuló villamosenergia-termelést több mint duplájára kell növelni 2035-ig. Ez az elvárás azonban magasabb is lehet a jövőben, ha a kormányok további intézkedéseket tesznek az alacsony szintű károsanyag-kibocsátás támogatása érdekében – az IEA (Nemzetközi Energia Ügynökség) szerint.

E-mobilitás 
Az emberek 55%-a ért egyet azzal, hogy az elektromos járművek számára szükséges infrastruktúra kiépítése kapjon állami támogatást. A kisüzemi villamosenergia-termelés és az intelligens hálózatok egyre inkább lehetővé teszik, hogy a háztartások fogyasztásában szerepet kapjon a megújuló energia. Az elektromos járművek egyre nagyobb száma növeli a töltési megoldások iránti globális keresletet, köztük a hálózatot támogató magasan fejlett felügyeleti rendszerekét és szoftverekét.

Urbanizáció 
A válaszadók 42%-a véli úgy, hogy elkerülhetőek lesznek az áramszünetek az elkövetkező 20 évben. Az áramellátó rendszer rendkívül gyorsan fejlődik: egyrészt igény van arra, hogy a megtermelt energia egyre nagyobb mennyiségben származzon megújuló forrásból, másrészt az energia sokkal produktívabb felhasználása is felgyorsítja az intelligens villamosenergia-hálózatok fejlődését.

Energiahatékonyság 
A felmérésben résztvevők 53%-a tartaná jó megoldásnak, ha kötelező energetikai értékelést írnának elő az ipari szereplők számára. Ezek a vállalatok a világ teljes energiafogyasztásának mintegy 33 százalékáért felelősek. Az energia kétharmadát mindössze hat feldolgozó iparág fogyasztja el: vas és acél, olaj és gáz, vegyi és petrolkémiai, nemfém ásványi anyagok, cellulóz- és papíripar, valamint színesfémek.

Az ABB Better World weboldalán található esettanulmányokból bárki megismerheti azokat a technológiákat és megoldásokat, amelyek segítségével sikeresen nézhet szembe az emberiség a ma és a holnap kihívásaival.

Életmentő chipek

2013.01.25. 08:02

157672-cikk-3696

Nanoelektronika az orvostudomány, az aneurizmás és a stroke-os betegek szolgálatában

Icipicik azok a chipek, amelyek nagyszerű dolgokra képesek: például aneurizmásbetegek életét menthetik meg. Az orvostechnológiai eszközt jelenleg a Hamburg-harburgi Műszaki Egyetem (TUHH) és az Eppendorfi Egyetemi Klinika (UKE) eddigi egyik legnagyobb közös kutatása keretében fejlesztik. A Német Kutatási Minisztérium által 2,5 millió euróval finanszírozott interdiszciplináris projekt középpontjában, amelyben egyébként a Fraunhofer Társaság drezdai intézete, valamint középvállalkozások is részt vesznek, az aneurizmában és stroke-ban szenvedő betegek állnak.

Minden tizedik férfi – és a nők 2%-a – szenved a hasi főütőér tágulatában. Az aorta-aneurizma életveszélyes, mivel az aorta a tágulatban kiszakadhat, és ezt csak minden tizedik beteg éli túl. Az orvosi gyakorlatban kezelésként egy stentet – egy cső alakú implantátumot – vezetnek be a hasi főütőérbe ott, ahol a tipikus zsákszerű tágulat kialakult. Ez az implantátum úgy zárja le az aortát, hogy az aneurizma ne kapjon vérellátást. A problémát az okozza, hogy az esetek 40%-ában többnyire néhány év alatt szivárgások alakulnak ki. Így az aneurizma szétdurranhat, és vér kerül a hasüregbe.

Közös projektjük keretében a TUHH mérnökei és az UKE orvosai ezt a szervezetben ketyegő időzített bombát szeretnék hatástalanítani azáltal, hogy a stentet a nanoelektronika segítségével optimalizálják. Ez az implantátum 64, egyenként 0,25 mm2-nél nem nagyobb szenzort és egy csupán tízszer nagyobb áramkört tartalmaz, és létfontosságú ellenőrző funkciót vesz át. Méri ugyanis az aneurizmában fellépő nyomásviszonyokat, és egy mobil, gyufásskatulyánál nem nagyobb leolvasókészüléknek továbbítja az adatokat. Az orvosok és a betegek így bármikor, bárhol leolvashatják az adatokat.

A kutatás orvosi részét végző klinika vezetője szerint az újonnan kifejlesztett szenzor segítségével hamarosan mérni lehet majd az aneurizmában a vérnyomást. Ezáltal hamar fel lehet ismerni a szivárgásokat anélkül, hogy a betegeket rendszeres időközönként ultrahanggal vagy komputertomográfiával megvizsgálnák. Mindez nagy megkönnyebbülést jelent a betegeknek, hosszú távon pedig költségmegtakarítást is.

Emellett a stroke-os betegek gyógyításában is szeretnék alkalmazni a nanoelektronikát. Németországban évente közel 250000 ember kap szélütést. Csaknem kétharmaduk tartós sérüléseket szenved a stroke következményeként, amelyek munkájukban és magánéletükben is jelentősen korlátozzák őket. Nagyon gyakran a kéz károsodik, aminek következtében a betegek nem tudják kinyitni a markukat.

Az UKE idegkutatói és a TUHH mérnökei olyan rendszert szeretnének kifejleszteni, amely e betegek mindennapjait könnyíti meg. Egy olyan kis, hordozható készüléken dolgoznak, amely elektromos impulzusokat küld az idegeknek és az izmoknak, és lehetővé teszi például, hogy a marok kinyíljon. Ezeket az impulzusokat a test nem lebénult felének izommozgásai váltják ki.

159622-cikk-3703

Új szeizmikus rendszer, különleges hídfelújítás, fenntartható irodaház, a világ leghosszabb ferdekábeles hídja, a világ legmagasabb kőépülete és egy óriási úszó dokk.


Azok a rendszerek, amelyekkel a geológusok a szárazon a földkéreg alá néznek, a víz alatt nem igazán működnek jól. Az új IsoMetrix tengeri szeizmikus rendszer azonban minden irányból képes adatokat gyűjteni, így a visszaverődő hullámokat 3D-ben tudja fogni. A rendszer a tengerfenék alatti szerkezetekről készít képeket, amivel lehetővé teszi az olajtársaságok mérnökeinek, hogy mélytengeri olajtartó kőzetekről eddig elképzelhetetlenül tiszta képeket kapjanak.


Amikor a Buckland&Taylor cég mérnökei arra szánták el magukat, hogy a 83 éves Milton-Madison híd 740 méter hosszú rácsszerkezetét kicseréljék, egyben úgy is döntöttek, hogy ezt egyetlen lépésben teszik majd. A 15260 tonnányi acélszerkezet egy részét előre legyártják, míg a maradékot átmeneti pilléreken állítják majd föl. Nyolc strand jack rendszerű daru csúsztatja tovább az elkészült elemeket, a pilléreken keresztül.


Az első melbourni karbonsemleges irodaház a Pixel. Az 1143 m²-es irodaépület minden valószínűség szerint a világon valaha létezett legfenntarthatóbb munkahely. A Studio 505 építészeti cég tervezte Pixel napkollektorokkal és szélerőművekkel állítja elő a működéséhez szükséges elektromosságot. Összegyűjti az esővizet, tisztítja azt és újrahasznosítja. A karbonsemleges épületet az amerikai Green Building Council az idén a legmagasabb LEED pontokkal (Leadership in Energy and Environmental Design – a környezetbarát épületek nemzetközileg elismert pontozása) jutalmazta: az elérhető 110-ből 105-öt megkapott.


A világ leghosszabb ferdekábeles hídja az orosz kikötővárost, Vlagyivosztokot köti össze a Russky-szigettel. Fesztávolsága 1104 méter, az A-pillérek magassága 321 méter. Cölöpjei 77 méteresek és 580 méter hosszú tartókábeljeit UV-sugárzásálló burkolatba vonták. Remek mérnöki teljesítmény.


A 412 méter magas kuvaiti Al Hamra Firdous Torony a világ legmagasabb épülete, amelynek egyik oldala kőből készült. A mérnökök és építészek az épület hűtése érdekében alkalmaztak követ és nem pedig teherbírása végett. A torony monolit homlokzata délnek néz, ahová követ építettek hőtechnikai okok miatt. Az épület másik feléből Kuvait Cityre remek kilátás nyílik az üvegborítás mögül.


Ha egy hadihajó az óceán közepén tatarozásra szorul, a Dockwise Vanguard, egy szabályozott süllyedésre képes hajó szárazföldi dokként szolgálhat kinn a tengeren. A 275 méter hosszú és 62 méter széles Vanguard, amelyen focipálya nagyságú rakomány is elfér, fedélzetét a vízszint alá tudja süllyeszteni, miközben tornyai a víz felett maradnak, így a mamut tengeri hajók ráúsztathatóak a fedélzetre. Az óriás több mint 121 ezer tonna szállítmányt valamint további 7700 tonna élelmet, üzemanyagot és felszerelést bír el: ez majdnem kétszerese bármely más hasonló hajó hasznos teherbírásának.

160563-cikk-3713

Egy új eljárás könnyíti meg a nagy teljesítményű félvezetők gyártását

A LED-es eszközökhöz használt chipeknek különösen nagy teljesítményűnek és kicsinek kell lenniük. Hogy ezeknek a követelményeknek megfeleljenek, a Fraunhofer Társaság kutatói egy olyan új módszert fejlesztettek ki, amellyel a félvezetők működését arany, réz vagy cink és speciális galvanizálási eljárások segítségével javítják. Az új eljárás megkönnyíti az említett chipek gyártását, ezért mindenekelőtt a LED-ipar számára lehet jelentős.

Különösen kicsik, tartósak és takarékosak: a LED-ek meghódították az autóipart, ma már a LED-es lámpatestek formájáról is fel lehet ismerni az autók márkáját. Legyen szó akár a beltéri világításról, a kijelzőkről, a szórakoztató rendszerről vagy a fék-, helyzetjelző vagy ködlámpáról – a modern autókban már majdnem mindenütt használják ezt a világítástechnikát. A hagyományos halogén- és xenonlámpákkal szemben azonban a fénykibocsátó diódákhoz speciális meghajtóra van szükség. Ennek legfontosabb feladata az, hogy folyamatosan árammal lássa el a világító diódát. Emellett bonyolult feladatokat lát el, például LED-sorokat irányít, vagy több fokozatban kapcsol egyes LED-eket, ha a belső tér világítását tompítani kell.

A LED-meghajtóknak magas követelményeknek kell megfelelniük: ellen kell állniuk az autóban tapasztalható nagy hőmérséklet- és feszültségingadozásoknak, illetve az agresszív vegyi anyagoknak. A megbízható világítóerő biztosítása érdekében a meghajtók áramkörein erősebb áramnak kell folynia. A Fraunhofer Társaság duisburgi székhelyű mikroelektronikai intézetének (Fraunhofer-Institut für Mikroelektrische Schaltungen und Systeme, IMS) kutatói egy olyan eljárást fejlesztettek ki, amellyel ilyen alkalmazásokhoz könnyebben lehet megfelelő chipeket készíteni.

Az új eljárás a galvanizáláson alapul, a félvezetőipar egy jellegzetes folyamatán, amely során fémeket választanak le a félvezetőkön. Az IMS kutatói szerint különösen a réz segítségével folyik át több áram a chipeken. Ez azért fontos, mert a legtöbb alkalmazáshoz a chipeknek egyre kisebbnek kell lenniük, ámde ugyanakkora áramnak kell átfolyni rajtuk. Az új anyagok, mint például egy rézréteg alkalmazása azonban nem lehetséges minden további nélkül, mivel a chipgyártás szokásos eljárásainak határai vannak. Ezért az IMS kutatói egy külön gyártósort készítettek az „utómegmunkáláshoz”, hogy a waferen elhelyezkedő chipeket felhasználásuknak megfelelően lehessen feljavítani.

A réz mellett más fémeket és ötvözeteket, például réz-cinket vagy arany-cinket is le lehet választani a chipeken. Ezek a rétegek forraszthatók, ami jelentős előny, mivel közvetlenül a waferen a chipre lehet forrasztani a fedőréteget, az eredmény pedig a lehető legkisebb tok a chip számára. Az érzékeny szenzorokat ezzel körbe lehet venni és meg lehet védeni anélkül, hogy ez a működésüket korlátozná. Jó példa erre a bolométer, egy hőmérsékletmérésre szolgáló érzékelő. Mivel a bolométerek házát a hiteles mérés érdekében vákuumba kell helyezni, gyártásuk mindeddig nagyon körülményes és így drága volt. Az új eljárással azonban költségkímélő módom, ezáltal sorozatban is előállíthatók.

Emellett lehetővé vált az is, hogy összetett alkatrészeket készítsenek a tokon belül. Rézzel történő galvanizálással össze lehet forrasztani egymással két chipet, például egy nagyon érzékeny fényérzékelőkkel ellátott optikai chipet egy CMOS chippel, amely az egyes fotonokat is képes mérni. Ilyen mikroelektronikai alkatrészek kiválóan alkalmasak például éjjellátó készülékekhez vagy mikroszkópok fényszegény körülmények közötti alkalmazásához.

160564-cikk-3714

Fénnyaláb hatására deformálódó aktuátort fejlesztettek az Osaka University munkatársai.

Az Osaka University kutatói kifejlesztettek egy fényérzékeny aktuátort, egy gélszerű anyagot, mely meghajlik fénysugár hatására. Ezt az újszerű ötleten alapuló izmot a soft robotika területén kívánják hasznosítani. A soft robotika (soft robotics) a természet ihlette robotikának (bio-inspired robotics) egy nagyon új területe. Az ötlet az, hogy a robot komponenseit lágy és rugalmas elemekből építsék meg annak érdekében, hogy erősen körülhatárolt terekbe is el tudjon jutni és könnyedén alakot tudjon váltani. A soft robotikában rejlő lehetőségeket olyan állatok mozgása ihlette, mint például a polip vagy a tengeri csillag.

Akira Harada az Osaka University munkatársa és kollégái kifejlesztettek egy vízben működő prototípust. 365 nanométer hullámhosszúságú UV fénnyel megvilágítva az anyag képes kitágulni, meghajolni és vízben a tömegét megnövelni, míg 430 nanométer hullámhosszúságú látható fény mellett visszanyeri eredeti formáját. A zselé elnyeli a vizet, mint egy táguló és zsugorodó tengeri szivacs, magyarázza Harada.

 

Az izom, a gél két kémiai komponensének (azobendrin és cyclodextrin) kölcsönhatása eredményeképpen működik, és különböző módon viselkedik más-más megvilágítás hatására. A zselé elhajlásának iránya a megvilágítás irányával, szögével szabályozható, fényforrásként UV és természetes fény alkalmazható.

A fényérzékeny izmok tűnnek a leginkább alkalmazhatónak a soft robotika területén a vázszerkezet hiánya és az egyszerű anyaghasználatból kifolyólag. A pneumatikusan működtetett soft robotok hátránya, hogy állandó levegő tápellátást igényelnek. Továbbá a soft robotok hátránya az is, hogy korlátoltak nagy terhek mozgatásában, így állandó vezetékes energiaellátást igényelnek. Külső fényforrás alkalmazása, akár a napfényé is, a soft robotok széleskörű alkalmazását segítheti elő.

3D fényképszalon

2013.01.14. 18:52

159619-cikk-3699

A különleges fotóstúdióban mindenki elkészíttetheti saját maga hű mását, igaz némileg lekicsinyítve.

Harajuku az egyik legszínesebb városrész Tokióban. Itt állította fel az Omote 3D vállalat különleges fotóstúdióját, amelyben képek helyett háromdimenziós figurák készülnek. Az egész test beszkennelése után egy 3D nyomtató hozza létre a szobrocskát, amelyből három méret lehetséges: S (10 centiméter), M (15 cm) és L (20 cm).

Az új fényképkészítési forma azonban nem olcsó mulatság: a legkisebb figura kb. 200, a legnagyobb 400 euróba kerül. Szerencsére léteznek kedvezmények párok és családok számára, akik közös felvételt szeretnének készíttetni.

A speciális fényképszalon még január közepéig üzemel az "Eye of Gyre" galériában. Aki most azon törné a fejét, hogy készíttet egy miniatűr hasonmást magáról, annak csalódnia kell, minden időpont foglalt, mint ahogyan azt a vállalat honlapjáról megtudhatjuk. Nemsokára New York-ban a MakerBot cég egy hasonló ajánlattal szeretne kirukkolni.

Izraeli robothatásrőr

2013.01.03. 10:08

150098-cikk-3657

A gépek irányába tolódik a súlypont

Ahogy fokozódik a helyzet Izrael és a Hamasz között, úgy válik egyre fontosabb feladattá a határvédelem a zsidó államnak. Az Izraeli Védelmi Erők egy teljesen automatizált járművet használnak erre a célra, amely bár akkora, hogy két ember biztosan elférne benne, de inkább kamerákkal, szenzorokkal és valószínűleg fegyverrel töltötték ki a rendelkezésre álló teret. A kezelő személyzet pedig kilométerekről, biztonságos helyről vezérli a járművet. A gép alapja a már több mint 30 éves izraeli fejlesztésű TOMCAR, amellyel az alábbi videón ismerkedhetünk meg közelebbről.

A jármű kiváló terepjáró képességeinek, nagy hasmagasságának, könnyű felépítésének és egyszerű szállíthatóságának köszönhetően megfelelő alapot nyújtott a távirányítható határjárőr számára. A Robo Cop névre keresztelt járművet a G-NIUS cég gyártja. Minden bizonnyal fényes jövő előtt áll, hiszen egyre több olyan határszakasz létezik Izraelen kívül is, ahol a nagy kiterjedtség és a biztonsági helyzet megköveteli a robotok alkalmazását. Íme, a cég bemutatófilmje:

150099-cikk-3658

Fraunhofer kutatók továbbfejlesztették a szilícium alapú cellák gyártási eljárását.

A napelemek hatásfoknövelésére tett kísérletek során a kutatók egyre jobban koncentrálnak az infravörös tartományra is. A napfény energiájának mintegy negyede azért megy veszendőbe a jelenlegi napelemeknél, mert ezen hullámhosszokat nem, vagy nem hatékonyan tudják elektromossággá alakítani. Az úgynevezett fekete szilícium nem jár ilyen hátránnyal: esetében a cellák felületét úgy változtatják meg, hogy azok az infravörös fényt jobban nyeljék el és kevésbé verjék vissza.

Fraunhofer Heinrich-Hertz Intézetének kutatói kifejlesztettek egy új eljárást, amellyel a fekete szilícium hatásfoka megkétszerezhető. A manapság elérhető gyártási eljárásokba integrálva a technika a napelemek jelenlegi kb. 17%-os átlagos hatásfokát további egy százalékkal tudja megnövelni. A gyártás költségeitől függően ez a napenergiából származó áram árának további csökkenéséhez vezethet.

A fekete szilícium készítése során a napelemeket kéngőz hozzáadása mellett lézerfénnyel sugározzák be. A cellák textúrája ezáltal úgy változik meg, hogy az az infravörös tartományt jobban nyeli el. "Ez strukturálja a felületet és kénatomokat épít be a szilíciumrácsba" - magyarázta Dr. Stefan Kontermann, a kutatócsapat vezetője.

A Fraunhofer kutatóknak úgy sikerült javítaniuk a fekete szilícium hatásfokán, hogy a lézerimpulzusokat pontosabban irányítják, amelyek a kénatomokat a szilíciumkristályba hajtják. A kénatomok jobb elrendezése csökkenti azt az infravörös fénymennyiséget, amely az elektronok gerjesztéséhez szükséges.

A kutatók már megépítették a cella prototípusát a laborjukban, most egy algoritmuson dolgoznak, amely a lézer irányítását tovább optimalizálja. Ha minden jól megy, akkor cégalapításba fognak, amely az ötletből kereskedelmi terméket faragna. A technikának köszönhetően a gyártók a jövőben kombinálhatnák a sima és a fekete szilíciumot napelemeikben.

127713-cikk-3479

Egy új típusú polimer napelem látott napvilágot az átlátszó napelemek bővülő palettáján, és egészen meggyőző hatásfokról tesz tanúbizonyságot.

Megosztás

Az UCLA kutatói által kifejlesztett cella elsősorban az infravörös fényt nyeli el, így a látható spektrum nagy részét átengedi; 66%-os átlátszósága 4%-os hatékonysággal párosul. A 4 százalékos arány alacsonynak tűnhet a normál napelemek 15-20 százalékos hatékonyságához képest, azonban az átlátszó cellák jellemzően ilyen alacsony tartományban működnek. Ezen kívül, ha az új cella gyártási és telepítési költségei is alacsonyak, akkor a 4 százalék már nem is hangzik olyan rosszul. Mindenesetre, Yang Yang, az UCLA anyagtudományi és műszaki professzora, valamint a kutatás vezetője egy sajtótájékoztatón azt mondta, hogy „olcsón és nagy mennyiségben lehet őket előállítani.”

A csoport kiadványa szerint a polimer napelemek elérték a 10,6%-os hatékonysági szintet, amivel arra is utalhatnak, hogy az anyagok képesek volnának versenyre kelni akár a hagyományos napenergia-technológia termékeivel is. Az új cellát átlátszó elektródák közé ágyazott fotoaktív réteg alkotja. A fotoaktív réteg infravörös-közeli fényre érzékeny, fotovoltaikus polimerből készült (PBDTT-DPP). A kiadványból idézve: „a PBDTT-DPP egy alacsony sávú, a 650-850 nm tartományban erős fényérzékenységgel rendelkező polimer.” A felső (átlátszó) elektróda ezüst nanovezeték kompozit filmekből készült, amely lehetővé teszi a solution processing eljárást – egy olcsó módja a napelemek gyártásának.


Fotók: ACS Nano/UCLA
 
A kutatók – a reprodukálhatóság biztosítása érdekében – 40 cellát gyártottak le, és megállapították, hogy hatásfokuk 3,6 és 4 százalék között mozog. Az átlátszó napenergia nagy figyelmet kapott az elmúlt években, hiszen egyértelműen nagy vonzerőt jelent, hogy a napra néző ablak akkor is termeli az energiát, ha éppen kibámulunk rajta. A felhőkarcolók energiatermelő ablakokkal való felszerelése egy ideig még lehet, hogy nem gazdaságos, de potenciálja tagadhatatlan: 2010-ben, az USA teljes villamosenergia-fogyasztásának 41%-át épületek produkálták.

http://mernokbazis.hu/cikkek/%C3%A1tl%C3%A1tsz%C3%B3-napelem-%E2%80%93-%C3%BAjabb-l%C3%A9p%C3%A9s-el%C5%91re

134230-cikk-3558

A koreai akkumulátorgyártó LG Chem kifejlesztett egy vezeték formájú telepet, amelyet például egy fülhallgatókábelbe is be lehetne építeni.

A mai kor digitális társadalma szinte elképzelhetetlen hordozható energiatárolók nélkül. Üzenetek, képek, hang továbbítása - minden leáll, ha kifogyott az elem. Az akkumulátorok bár jóval tovább bírják, mint korábban, a formájuk még mindig terebélyes alkatrésszé teszi őket. Az LG Chem ezen próbál meg változtatni az új „kábelakkumulátorokkal”.

Jelenleg még csak egy laborbéli prototípus, valamikor viszont áramot fog tárolni közvetlenül a fülhallgató vezetékében vagy szövetekben. A hosszúra nyújtott lítium ion akkumulátor még akkor is működik, ha összecsomózzák, igaz a jelenlegi fejlettségi állapotában a teljesítménye még nem kielégítő.

Je Young Kim, az akkumulátorfejlesztés vezetője az LG Chem-től elmondta, hogy hajlítható akkumulátorokat eddig csak fóliaként mutattak be, ami a formatervezőket korlátok közé szorította. A csoportjának azonban sikerült a szervetlen elektródaanyagokat egy elasztikus spirálformába öntenie. „Ez a struktúra lehetővé teszi, hogy tetszőleges mechanikus alakváltozást kibírjon” – mondta Kim. „Így az akkumulátorokat a tér mindhárom irányába nyújthatóvá tehetjük” – tette hozzá.

A kutatók először rézdrótokat készítenek, amelyet nikkellel és ónnal – két aktív elektródaanyaggal – vonnak be. Az egyes drótokat fémes szálakká szövik, amelyeket mint egy tekercset egy vékony, hosszúkás rúd köré tekernek fel. Végül eltávolítják a rudat és megnyújtják a tekercset. Így egy hosszú, mindössze egy milliméter átmérőjű rugó készül el, amely egy időben tartószerkezetként és anódként is funkcionál.

http://mernokbazis.hu/cikkek/%C3%B6sszecsom%C3%B3zhat%C3%B3-akkumul%C3%A1tor

Tiszta víz klór nélkül

2012.12.06. 20:06

129011-cikk-3492

Egy új eljárás az úszómedencéket rézionokkal tartja tisztán.

A klórozott víz illata úgy hozzátartozik a városi strandokhoz, mint nyáron a lángosé és a naptejé. A fürdőzés azonban gyakran kipirosodott szemekkel vagy allergiával jár együtt. A chemnitzi Uvion GmbH által fejlesztett eljárás a klórt rézionokkal küszöböli ki. Ehhez a medence hozzáfolyásánál gyenge elektromos áram folyik keresztül egy rézelektródán, amelyből kilépő rézionok a gyártó adatai alapján elpusztítják a baktériumokat és az algákat. Kiegészítésül egy erős UV-lámpa fertőtleníti a vizet.

A klórral ellentétben, amely minden baktériumot azonnal megsemmisít, a réz alapú eljárás valamivel lassabb: először a berendezés telepítése utáni egy-három napban fejtik ki az ionok teljes hatásukat. Cserébe viszont nincsenek nem kívánt mellékhatások. „Az eljárás mentes a klór negatív hatásaitól – az így tisztított víz az ivóvízrendelet által támasztott követelményeket is teljesíti” – mondta Roy Buschbeck, a Chemnitzi Műszaki Egyetem tudományos munkatársa, aki szerint az új fertőtlenítési módszer környezetbarát, illat- és ízsemleges.

2002 óta az Uvion adatai alapján már 250 berendezést értékesítettek. Mivel a nyilvános uszodák számára a klóros tisztítás előírás, a réz alapú rendszereket csak privát úszómedence tulajdonosok vásárolhatják. Azonban Ben Hofmann, az Uvion-tól elmondta, hogy Hollandiában már vannak törekvések az előírások lazítására. „Ha a hollandok sikeresek lesznek, a rezes módszert egész Európában engedélyezhetik” – véli Hofmann.

http://mernokbazis.hu/cikkek/tiszta-v%C3%ADz-kl%C3%B3r-n%C3%A9lk%C3%BCl

Műtrágya szennyvízből

2012.11.30. 15:03

130171-cikk-3504

Tápanyagkristályok nyerhetők ki elektrolízissel a szennyvíztisztítók vizéből

A szennyvíziszap, a szennyvíz és a hígtrágya olyan értékes források, amelyekből műtrágya állítható elő az élelmiszertermeléshez. A kutatók egy olyan vegyszermentes és környezetkímélő eljárást fejlesztettek ki, amellyel a visszanyert sók közvetlenül műtrágyává alakíthatók. A kristályokat elektrolízis segítségével nyerik ki.

A foszfor nemcsak a növények, hanem valamennyi élőlény számára fontos. Az élelmiszertermeléshez nélkülözhetetlen elem azonban egyre kisebb mennyiségben áll rendelkezésre. Ennek egyik jele, hogy a foszfáttartalmú műtrágyák ára folyamatosan emelkedik. Itt az ideje tehát az alternatívák keresésének, ami nem könnyű, mivel a foszfor nem helyettesíthető más anyaggal. A Fraunhofer Társaság stuttgarti Határfelület- és Bioeljárástechnikai Kutatóintézetének (Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB) kutatói megoldást találtak erre a problémára. Az új eljáráshoz felhasznált anyagokat a szennyvíztisztítók szennyvizéből és a biogázüzemek erjesztett maradványaiból nyerik ki, ezek ugyanis kiválóan újrahasznosíthatók. Ehhez fejlesztettek ki a kutatók egy új eljárást, amely során úgy csapatják ki a tápanyagokat, hogy azok közvetlenül felhasználhatók legyenek műtrágyaként.

A jelenleg egy mobil kísérleti létesítményben kipróbálásra kerülő, szabadalmaztatott módszer lényege egy elektrokémiai folyamat, amely során elektrolízis segítségével nitrogént és foszfort csapatnak ki a struvitnak is nevezett magnézium-ammónium-foszfát formájában. A struvit nevű só kis kristályok formájában válik ki a szennyvízből, így közvetlenül felhasználható műtrágyaként. A módszer érdekessége, hogy a hagyományos eljárásokkal szemben nincs szükség sem sók, sem lúgok hozzáadására, így teljesen vegyszermentes.

A kísérleti létesítmény embermagasságú elektrolíziscellájában, amelyen átvezetik a szennyvizet, egy magnézium áldozati anód és egy fémkatód található. Az elektrolízis során a negatív póluson, a katódon, a víz felbomlik, és többek között hidroxidionok keletkeznek. A pozitív póluson, az anódon, oxidáció megy végbe: a magnéziumionok az oldatban található foszfáttal és ammóniummal reakcióba lépnek, és struvittá alakulnak.

http://mernokbazis.hu/cikkek/m%C5%B1tr%C3%A1gya-szennyv%C3%ADzb%C5%91l

süti beállítások módosítása