Массивы кристаллов, передающих эффективную беспроводную энергию

31.08.2023

Ученые из Университета Колорадо в Боулдере разработали беспилотное воздушное устройство, использующее энергию лазерного луча.

В исследовании, выпущенном Департаментом химической и биологической инженерии, специалисты описали гибкий фотомеханический материал, способный преобразовывать световую энергию в механическую работу без использования тепла или электричества. Этот материал предлагает перспективы для разработки эффективных беспроводных и дистанционно управляемых систем, имеющих применение в различных отраслях, включая робототехнику, аэрокосмическую индустрию и биомедицину.

В основе материала лежат мельчайшие органические кристаллы, которые под воздействием света начинают изгибаться и создавать механическую силу. Этот принцип открывает перспективы для замены электрических проводов в устройствах с использованием световой энергии. Такой подход обеспечивает беспроводное питание и управление роботами, автономными устройствами и транспортными средствами. Кроме того, эффективное трансформирование световой энергии устраняет необходимость в сложных системах для регулирования температуры и тяжелых компонентах электрооборудования.

Это исследование противоречит предыдущим попыткам, связанным с деликатными кристаллическими материалами, которые изменяли свою форму под воздействием фотохимических реакций, но часто трескались при воздействии света, что затрудняло их использование в практических приложениях.

Инновационный метод, разработанный в лаборатории Хейворда, включает в себя массивы мельчайших органических кристаллов, размещенных внутри полимерного материала с микроскопическими порами. При росте кристаллов в порах материала, их прочность и способность создавать энергию под воздействием света значительно возрастают. Гибкость и формовочные свойства материала делают его универсальным для множества применений.

Ориентированные кристаллы способны выполнять определенные задачи под воздействием света, например, сгибать или поднимать предметы. Когда материал меняет свою форму, действуя на прикрепленный груз, он создает движение, а сам груз перемещается. Кристаллы способны сдвигать объекты, значительно превосходящие их собственный вес. К примеру, как видно на прилагаемом изображении, полоска кристаллов массой всего 0,02 мг успешно поднимает нейлоновый шарик весом 20 мг, преодолевая массу, превосходящую свою на 10 000 раз.

<< Назад: Скрытая идентификация с помощью невидимых QR-кодов 01.09.2023

>> Вперед: Извлечение чистой воды из тумана 31.08.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Полноразмерные наушники Nothing Headphone (1) 10.07.2025 Компания Nothing, прославившаяся оригинальными решениями в дизайне и интерфейсе, представила свое первое полноразмерное устройство - наушники Headphone (1), объединив эстетику прозрачности с высококлассным звуком. Headphone (1) сразу привлекают внимание необычным внешним видом. Их чашки выполнены в форме так называемого "скверкла" - дизайнерского гибрида круга и квадрата. Полупрозрачные элементы частично открывают внутреннюю конструкцию, а легкий алюминиевый корпус делает устройство не только визуально легким, но и комфортным при ношении. При весе всего 329 граммов наушники выглядят и ощущаются премиально. Концепция создавалась в сотрудничестве с британским брендом KEF - признанным экспертом в области аудиотехники. Один из наиболее обсуждаемых аспектов новинки - качество звучания. Наушники оснащены 40-миллиметровыми динамическими драйверами, обеспечивающими насыщенные басы и выразительную детализацию. Адаптивная система настройки низких частот подстраивается под индивидуальное восприятие, а пространственное звучание с динамическим отслеживанием положения головы делает прослушивание объемным и естественным. При этом активное шумоподавление работает стабильно, позволяя с комфортом использовать устройство даже в шумной среде. Особое внимание было уделено автономности. По словам компании, Headphone (1) способны проработать до 80 часов без использования ANC, и до 35 часов - с включенным шумоподавлением. При этом всего пяти минут зарядки достаточно, чтобы получить почти 2,5 часа воспроизведения с активным шумоподавлением или до 5 часов - без него. Это один из лучших показателей в классе, особенно для устройства с такими функциями. Управление наушниками реализовано через интересный интерфейс. На одной из чашек установлен механический ролик, который отвечает за изменение громкости и навигацию по трекам. Дополнительная кнопка позволяет вызвать голосового помощника, а через фирменное приложение Nothing X доступен восьмиполосный эквалайзер для персонализированной настройки звука. По первым отзывам, звук у модели ориентирован на насыщенные и глубокие басы, что понравится любителям плотного электронного и поп-звучания. Устройство поступит в продажу по цене $299.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025