Артур
  Айратович
      Хафизов

Новый материал почти на 98 процентов состоит из воды. От двух до трех процентов массы составляет глина. Кроме того, в формулу вещества входят загуститель и органический компонент, который можно назвать "молекулярным клеем". Массовая доля "молекулярного клея" составляет менее 0,4 процента. Формирование геля из составных компонентов занимает всего три минуты.

Структура материала напоминает стопку тонких листов, склеенных между собой. Листы образованы из смеси глины и воды, а необходимые для формирования тонкого слоя свойства смеси придает загуститель. Прочность "глиняного пластика" достаточна для образования эластичных гелеподобных брусков толщиной до 3,5 сантиметра (иными словами, бруски не разваливаются под тяжестью собственного веса).

Свойства нового материала обеспечиваются, в первую очередь, нековалентными связями между составляющими его молекулами. К этому типу связей относятся водородные связи, электростатические взаимодействия заряженных групп, межмолекулярные ван-дер-ваальсовы силы, гидрофобные взаимодействия и другие. В отличие от ковалентных связей, разрыв которых приводит к разрушению молекул, разрыв нековалентных связей не влияет на их структуру.

По мнению создателей нового вещества, одним из его преимуществ является отсутствие в составе нефтепродуктов. Кроме того, производство "глиняного пластика" будет обходиться намного дешевле, чем производство "обычных" пластиков. Однако перед началом массового выпуска нового материала ученым необходимо преодолеть еще несколько трудностей. Основная - недостаточная прочность материала по сравнению с традиционными аналогами.

Сураев провез на станцию несколько зерен пшеницы "суперкарликового" сорта в ноябре прошлого года. Космонавт высадил зерна в станционной оранжерее в ходе планового эксперимента. Ученые, курирующие эксперименты на МКС с Земли, отдали распоряжение вырвать "нелегальные" колосья, однако Сураев отказался это сделать. "Простите, товарищи ученые, но я не смог! Она так классно растет!" - написал космонавт в своем блоге, который ведет с орбиты.

Пока исследователи не могут однозначно сказать, почему пшеница дала урожай. По одной из версий, причиной успеха стало пониженное содержание загрязняющих веществ в атмосфере МКС. "Суперкарликовый" сорт очень чувствителен к загрязнениям воздуха, особенно к наличию в воздухе этилена. Обе неудачных попытки получить от "суперкарлика" зерна (по словам ведущего научного сотрудника Института медико-биологических проблем РАН Маргариты Левинских, вырастали "чудовища без зерна") проводились на борту станции "Мир". Дальнейшие исследования зависимости роста растений в космосе от содержания загрязнителей должны помочь ученым в подготовке длительных межпланетных миссий.

С понедельника Сураев начнет засушивать колосья, чтобы доставить их на Землю. В "свежем" виде они могут начать гнить.

В рамках работы ученые построили компьютерную модель процессов, происходящих внутри обычного аккумулятора. Так, графитовый анод был представлен 160 атомами, организованными в четыре наложенных друг на друга графеновых листа, а электролит в батарее состоял из 156 молекул. Кроме этого в модели присутствовало еще несколько ионов гексафторфосфата и лития.

Во время зарядки аккумуляторов ионы лития попадают на графитовый анод. Ученым удалось установить, что, если во время процесса зарядки особым образом добавить колеблющийся электрическое поле к основному, обеспечивающему зарядку батареи, то время зарядки заметно сокращается. Более того, зависимость времени от параметров дополнительного поля оказывается экспоненциальной, то есть время зарядки можно сократить в разы.

При этом сами исследователи затрудняются ответить на вопрос: как скажется новый способ зарядки на параметрах батарей, например, времени хранения заряда и количестве циклов перезарядки.

Совсем недавно ученые создали специальную краску, которая позволит превращать обычную ткань в гибкие тонкие батареи. Для этого ткань необходимо обработать специальным красителем на основе углеродных нанотрубок.

В своей работе ученые использовали метаматериалы - материалы, свойства которых, в первую очередь, зависят от структуры, а не от химического состава. Метаматериалы способны искажать пути попадающих на них лучей света таким образом, что наблюдатель, которого достигают отраженные лучи, видит не реальную картину, а некую иллюзию.

Авторы новой работы, в число которых входит один из главных специалистов по невидимости Джон Пендри, научились делать невидимым объект, находящийся под слоем метаматериала (в качестве аналогии можно привести мяч, спрятанный под ковром). Пластинка из метаматериала была сделана из тонких кремниевых слоев, уложенных друг на друга, между которыми находилась прослойка из полимера определенной структуры.

Метаматериал помещался на подложку из золота, на которой был сделан бугорок. "Ковер-невидимка" из метаматериала так изменял пути световых лучей, что наблюдатель не видел бугорка. Причем в отличие от предыдущих технологий, невидимость обеспечивалась во всех трех направлениях. Правда, размер бугорка, который ученым удалось замаскировать, составлял всего 30 на 10 на 1 микрометр. По словам авторов работы, теоретически, с помощью нового метода можно делать невидимыми и более крупные объекты, однако для этого придется затратить массу усилий на изготовление ковра-невидимки.

Еще одно ограничение новой работы - длина волны излучения. Пока физики смогли "приспособить" только инфракрасный диапазон. Однако, по их словам, точно так же можно маскировать объекты и для видимого света.