Электроэнергетика на дистанционном управлении
Ученые Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали программно-аппаратную платформу дистанционного управления объектами электроэнергетики PIOT-1, функционирующую на отечественном ПО. Платформа обеспечивает дистанционный обмен данными с автономными и локализованными энергетическими объектами, микросетями, а также возобновляемыми источниками энергии. Включение таких объектов в единую цифровую модель электрических сетей затруднено большим количеством сложных организационно-технических процедур. Именно простота настройки платформы, которая может быть выполнена сотрудниками электросетевых компаний без специальных навыков программирования, является одним из основных преимуществ. PIOT-1 представляет собой сочетание коммуникационного контроллера с широким набором проводных и беспроводных интерфейсов передачи данных, а также программной части, которая поддерживает сбор, обработку и отображение информации об объекте управления. Технология представляет собой систему объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним производственных объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека.
Новый материал для аккумуляторов
Практически вся портативная электроника и бытовая техника работает на литий-ионных аккумуляторах. Но литий – дорогой, редкий и неэкологичный металл. Альтернативный путь – создание натрий-ионных аккумуляторов. В качестве носителей заряда в них используют ионы натрия, который легко извлекается из соленой воды, но имеет более низкую плотность энергии. Ученые ИНХ СО РАН создали новый гибридный материал из дисульфида молибдена и графена, который они предлагают в качестве анодной части натрий-ионных аккумуляторов. С помощью синхротронного излучения ученые исследовали характеристики этого материала выявили хорошую стабильность в течение более 1200 циклов заряда и достаточную энергоемкость – 440 мАч/г при плотности тока 0,1 A/г. Можно предполагать, что основные параметры качества батареек при использовании данного материала останутся на высоком уровне. Ученые разрабатывают наноструктурированные функциональные материалы с интересующими свойствами, в том числе для электрохимических применений. Ученые путем точечных замен или удаления атомов химических элементов задают материалу характеристики, которые позволят ионам натрия эффективно с ним взаимодействовать: таким образом можно убрать атом одного вещества из материала и на его место поместить атомы других химических элементов, что изменит реакционную активность и электропроводность материала.
Влияние нефти на дыхание почв
Почва образует биохимическую оболочку, которая является важнейшим элементом биосферы. Однако почва обладает свойством накапливать загрязнители. Дыхание почв – выделение углекислого газа, является важным показателем восстановления почвенных характеристик. Ученые Пермского Политеха исследовали влияние нефти на этот процесс. Чем интенсивней выделения углекислого газа, тем выше физиологическая активность микроорганизмов, в результате деятельности которых разрушаются загрязняющие вещества. Ученые исследовали, как меняется скорость выделения углекислого газа почвой при попадании в нее нефти в разных концентрациях (10, 30, 50 и 100 г/кг) в зависимости от длительности загрязнения. Результаты показали, что при увеличении концентрации нефти образование углекислого газа активно снижается. В первую неделю загрязнения углекислый газ выделялся в меньшем объеме, что обуславливается токсическим воздействием масел на микроорганизмы, так как загрязнитель обволакивает частицы почвы и ограничивает доступ к кислороду. После 24 месяцев дыхание загрязненной почвы увеличилось от 3 до 19 раз. Результаты исследования показали, что при загрязнении почв углеводородами активное образование углекислого газа меняется. За длительное время происходит перестройка почвенной экосистемы, позволяющая снижать концентрации загрязнения и увеличивать дыхание почвы.
Новый биоразлагаемый пластик
Ученые из Института химии и химической технологии СО РАН разработали биоразлагаемый полимер на основе полистирола и альфа-ангеликалактона – органического соединения, которое присутствует в некоторых растениях. Новый полимер может полностью разлагаться в лесной почве за 7 месяцев. Полистирол – один из видов пластиков, наиболее часто попадающих в окружающую среду в виде отходов. Решить эту проблему можно за счет создания биоразлагаемого полимера. Ученые добавили в структуру полистирола органическое соединение альфа-ангеликалактон. Внедрение 5–10 % ангеликалактона в полистирол и полиэтилентерефталат обеспечивает их биодеградацию и механическое разрушение в условиях компостирования или в лесной почве. Полученный материал расщепляется микроорганизмами, являясь для них источником углерода. Полное разрушение происходило в течение 7 месяцев. По своим прочностным свойствам он не уступал обычному полистиролу. Однако биоразлагаемые полимеры дороже производимых из нефти биостойких материалов.
Супергибкий и самовосстанавливающийся материал
Ученые из Национального университета Сингапура создали материал, подходящий для гибких электронных схем и получивший название биламинарный жидко-твердый проводник – BiLiSC. Материал способен растягиваться, увеличивая свою длину в 22 раза, и при этом почти не терять электропроводимость. BiLiSC состоит из двух слоев. Первый представляет собой чистый жидкий металл, который обеспечивает высокую проводимость даже при сильных деформациях. Второй состоит из композитного материала с микрочастицами жидкого металла, способного восстанавливаться после повреждения. При образовании трещин или разрывов жидкий металл, вытекающий из микрочастицы, заполняет зазор, позволяя материалу восстановить свою проводимость. BiLiS можно использовать в различных компонентах электроники. Сегодня ученые работают над созданием усовершенствованной версии, которую можно будет напечатать напрямую без использования шаблона, что уменьшит стоимость и улучшит точность его изготовления.
Комплекс для микроэлектронных наноструктур
Ученые научного центра «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали технологический комплекс, позволяющий создавать наноструктуры, необходимые для работы микроэлектронного оборудования. Комплекс состоит из двух частей: установки безмасочной нанолитографии, и установки плазмохимического травления кремния. Первый этап создания наноструктур – получение изображения на подложке – процесс литографии. Раньше его осуществляли на импортном оборудовании. Предложенная петербургскими учеными технология безмасочной нанолитографии является импортозамещающим аналогом. Стоить такая установка будет примерно 5 млн рублей, что в два раза дешевле зарубежной установки. Для работы прибора ученые разработали программное обеспечение. Вторым этапом создания наноструктур является процесс плазмохимического травления по созданному рисунку. Кроме формирования наноструктур, на новой установке можно производить кремниевые мембраны, применяемые в судовых датчиках избыточного давления.
