Все потоки
Поиск
Написать публикацию
Обновить
214.05

Физика

Наука об окружающем нас мире

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Графен: тончайшая твердая смазка

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров51K
Обычно, когда заходит речь о графене, сразу возникают ассоциации с чем-то микроскопическим, невидимым невооруженным взглядом, и, пока что, не имеющим какого-либо практического применения за пределами лабораторий. Такое впечатление усиливается после прочтения новостей о последних «прикладных» открытиях — будь то «самый тонкий двигатель», или «самый тонкий и гибкий транзистор». Однако, помимо таких хоть и полезных, но (пока) далеких от реальной жизни применений, есть области, где графен может применяться прямо сейчас, причем в макроскопическом масштабе. Одна из них — трибология.
Читать дальше

Ботва с аджикой в хлорелловом бульоне или чем питаться по дороге к Марсу

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров143K


Современное состояние ракетных двигателей говорит нам, что дорога к Марсу будет долгой. Перелёт по баллистической траектории без включения двигателей займет примерно два года, а имеющие небольшую тягу электрореактивные двигатели не смогут сильно сократить срок полёта. В таких условиях в списке важных вопросов оказывается организация питания. Еда, к сожалению, имеет вес, который надо разгонять к Марсу, экипаж производит отходы, которые надо выбрасывать или рециркулировать, в целом, различных инженерных вызовов эта проблема создает немало. О них мы и поговорим.
Читать дальше →

Обсерватория Аресибо подтвердила существование во Вселенной нового типа сверхмощных источников радиоизлучения

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров127K


Радиотелескоп обсерватории Аресибо — крупнейший в мире из использующих одну апертуру. Диаметр его отражателя, расположенного в естественной карстовой воронке, — 304,8 метра. В апреле этого года сотрудники лаборатории опубликовали результаты наблюдений, которые подтверждают существование такого феномена как короткие радиовыспышки (Fast Radio Burst или FRB). Впервые такая вспышка была зарегистрирована в 2007 году радиотелескопом обсерватории Паркс в Австралии. В течение последующих лет было обнаружено ещё несколько вспышек, но все они были зарегистрированы тем же самым радиотелескопом. Теперь существование FRB получило независимое подтверждение.

Интерес астрономов к коротким радиовспышкам вызван тем, что они приходят с очень больших расстояний — порядка миллиардов световых лет, что говорит об их огромной яркости. Мощность такой вспышки, длящейся всего около миллисекунды, сопоставима с гамма-всплесками, которые сопровождают взрывы сверхновых и рождение чёрных дыр. Астрономы предполагают, что источником таких вспышек служит ранее неизвестная разновидность космических объектов — блицары. Поэтому подтверждение их существования имеет огромное значение, сравнимое с открытием пульсаров в 1967 году.
Читать дальше →

Сверхскоростная звезда поможет изучить тёмную материю

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров65K

Художественное представление Млечного пути и сверхскоростной звезды, которая улетает из нашей галактики

Астрономы из университета Юты обнаружили сверхскоростную звезду LAMOST-HVS1, которая по многим параметрам выделяется среди двух десятков таких странных звёзд, замеченных до настоящего времени (первую сверхскоростную звезду обнаружили в 2005 году). Во-первых, это вторая по яркости среди них. Во-вторых, самая ближняя к нам. В-третьих, она улетает гораздо быстрее, чем обычные сверхскоростные звёзды. Эти характеристики позволяют использовать LAMOST-HVS1 как инструмент для научных измерений.

LAMOST-HVS1 движется со скоростью примерно 620±10 км/с относительно Солнечной системы и примерно 477±10 км/с относительно центра нашей галактики. Интересно, что её возраст учёные оценивают всего в 32 млн лет, что можно назвать младенческим возрастом по звёздным меркам.
Читать дальше →

Мечта о Single Stage To Orbit

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров154K

Один из вариантов мечты об облегчении доступа в космос — это Single Stage To Orbit (SSTO). В теории, как обычно, всё красиво — изящные корабли разгоняются по взлетно-посадочной полосе, уходят в небо, разгоняются до космических скоростей, выходят на орбиту, выгружают полезную нагрузку, тормозят, и садятся на эту же взлетно-посадочную полосу. В реальности, опять же как обычно, различные проблемы, такие незаметные на стадии мечтаний и эскизного проектирования, привели к тому, что за всю историю космонавтики такие аппараты ещё не летали. В этом посте я бы хотел поговорить о том, почему так получилось. А ещё мы с вами полетаем на Skylon'e в Орбитере.
Читать дальше →

История одного открытия

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров87K
На втором курсе института, когда нам рассказывали «Историю науки», я помню, как слушал про студента, который забыл выключить тигель, и совершившего открытие, или одного известного ученого, получившего яблоком по голове, и думал, что это сказки, и в современной науке такого не бывает. В принципе, если посмотреть на публикации в топовых физических журналах, видно, что все они — результат долгого упорного копания в одном направлении. Новоселов с Геймом даже нобелевку получили не за открытие, как таковое, а за «планомерное исследование свойств». Но, тем не менее, открытия в современной науке все-таки случаются, и я хочу рассказать об одном из них, будучи его соавтором.
Читать дальше

Особая ракетная магия Илона Маска

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров193K
Любое обсуждение российского ракетостроения, можно превратить в многостраничный холивар, если написать слово из четырех букв: «Маск». Тут же найдутся его сторонники, которые вспомнят, что с Байконура летают ракеты, разработанные еще в 60-е, а компания Маска SpaceX появилась всего 12 лет назад, и уже делает многоразовую ракету. В ответ можно будет услышать про «секту любителей Маска» и эксцентричного шарлатана, который решил бросить вызов формуле Циолковского. В любом случае, равнодушные быстро покинут обсуждение, а неравнодушные продолжат схватку за свои идеалы.



Что же это за человек такой Илон Маск, почему его появление вынудило Роскосмос говорить о «наступающих на пятки конкурентов», а его марсианские мечты вдохновляют энтузиастов космоса по обе стороны океана?
Читать дальше →

Графеновый нано-двигатель

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров43K
Эта неделя оказалась урожайной на новости, связанные с прикладными применениями графена и других нано-материалов. Сначала был ультратонкий транзистор, теперь в том же журнале Nano Letters опубликовали статью о разработке молекулярного нано-двигателя, в котором графеновый слой играет ключевую роль. Этот двигатель состоит из высоко-эластичной мембраны, играющей роль поршня, и молекул ClF3, являющихся рабочим телом. Объем рабочего тела изменяется под воздействием лазера. Нано-двигатель развивает давление до 106 Па и выдерживает более 10 000 циклов.


Читать дальше

Графен можно получать с помощью кухонного блендера и жидкости для мытья посуды

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров85K
Несмотря на то, что задача получения графена в промышленных масштабах до сих пор не решена, лабораторные способы его добычи иногда бывают исключительно простыми и доступными. Классический вариант — механическое расщепление крупинок графита с помощью обычного скотча, описанный в работе Константина Новосёлова и коллег в 2004 году. С этой работы фактически началась современная эпоха массового исследования свойств графена, а Новосёлов и его коллега Андрей Гейм за исследования графена получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году.

К сожалению, метод механического расщепления практически не масштабируется — после многократного расслаивания приходится искать крошечные, длиной порядка микрона, и практически прозрачные кристаллы с помощью микроскопа. Разработано несколько химико-механических методов расслаивания графена, при помощи ультразвука, растворителей и поверхностно-активных веществ. С помощью этих методов получают суспензию хлопьев графена в воде или растворителе — метод, вполне пригодный в лаборатории, но, как и механическое расщепление, пока не слишком хорошо масштабируемый.

В апрельском номере журнала Nature materials опубликовано исследование команды учёных из Англии и Ирландии, которые разработали весьма простой, и при этом имеющий хорошие перспективы масштабирования метод получения графена. Оказывается, крошечные чешуйки графена можно получать, обрабатывая суспензию графита миксером с достаточно высокими оборотами. В своей работе учёные в основном использовали лабораторный миксер L5M компании Silverson и специально подобранные реактивы, однако они опробовали свой метод и с обычным кухонным блендером Kenwood BL370 и жидкостью для мытья посуды Fairy в качестве поверхностно-активного вещества, не дающего хлопьям графена слипаться. Результаты получились вполне сравнимыми.


Блендер, процесс «взбивания» графена и одна из графеновых чешуек под микроскопом
Читать дальше →

Теория струн для гитаристов

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров81K
image

Целью физики как классической науки является изучение закономерностей нашего мира. Большинство таких закономерностей уже достаточно изучены, чтобы применять их в повседневной жизни. И современные физики решили изменить масштаб исследований, как в одну, так и в другую сторону.
Читать дальше →

Учителя отстранили от преподавания за «опасные» научные эксперименты

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров146K

Автор проекта «Эволюция пушки Гаусса» и его родители

43-летний учитель одной из школ Лос-Анджелеса Грег Шиллер (Greg Schiller) пользовался популярностью и уважением учеников, но это не спасло его от наказания, пишет газета LA Times. Школьная администрация сочла, что некоторые научные проекты школьников выглядят «опасными» и по сути являются оружием. Теперь ученики и родители начали общественную кампанию, чтобы учителя вернули в школу. Под обращением к администрации собрано уже несколько сотен подписей.

Инцидент, который привёл к отстранению Шиллера, произошёл в феврале этого года. Тогда в школе Cortines School of Visual & Performing Arts проводилась выставка научных проектов.
Читать дальше →

Тормозим вместе с NASA JPL

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров22K
Полезная всё-таки вещь, этот парашют! И пилоту жизнь спасти может, и гуманитарную помощь доставить куда нужно. А особо любопытных — даже на соседнюю планету посадить. Парашюты в космонавтике — отдельная, заслуживающая внимания тема.
Под катом я расскажу, а скорее покажу последние достижения NASA в испытании новых «тормозных» моделей.


Потянуть кольцо!

Технологии научной фантастики: досветовые двигатели и системы (Звёздный путь)

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров39K
image

В прошлый раз мы рассмотрели варп, пускай и не очень глубоко, на этот раз рассмотрим основные досветовые двигатели, они же импульсные.

Всем, кого заинтересовала научная фантастика, приглашаю подкат.
Читать дальше →

Ближайшие события

Корейские учёные разработали революционную технологию производства графена

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров110K
Хотя графен состоит из широко распространённого в природе углерода, он очень дорог, так как до сих пор не изобретены способы его получения в промышленных масштабах. Относительно просто можно получить лишь мельчайшие чешуйки графена. Большой однослойный лист монокристаллического графена, пригодный для дальнейшего использования в микроэлектронике — пока что недостижимая цель.

Тем не менее, похоже, что прорыв не за горами. Всего несколько месяцев назад в исследовательском центре IBM имени Томаса Уотсона научились получать 10-сантиметровые листы графена. А 3-го апреля этого года в журнале Science были опубликованы результаты совместного исследования учёных из института передовых технологий Самсунг и университета Сонгюнгван (Южная Корея), в которой описан ещё один метод получения больших листов графена с идеальной структурой, потенциально пригодный для массового производства.

Основная проблема выращивания графена — наличие областей с разной ориентацией кристаллической решётки, на стыках которых образуются дефекты. Этой проблемы можно было бы избежать, если выращивать большой лист графена из одного-единственного центра кристаллизации, но это очень трудно реализовать на практике. Корейские учёные нашли способ осуществлять кристаллизацию графена так, чтобы все области, в которых началась кристаллизация, были ориентированы одинаково и срастались в единое целое без дефектов. Ключевой элемент новой технологии — специально обработанная подложка.


Отдельные области графена срастаются в единый лист (вверху — схема, внизу — изображения с микроскопа)
Читать дальше →

Факты о космосе, в которые трудно поверить

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров612K
1 апреля принято всех обманывать или подшучивать, но я пойду против традиции. Даже в этот день я не могу позволить себе обман читателей. Поэтому расскажу о реальных фактах, которые вызвали мое удивление. Разумеется, для кого-то эти факты не станут новостью, но, надеюсь, хоть что-то сможет заинтересовать каждого. И еще надеюсь, что многие, подобно мне, и вопреки заветам Шерлока Холмса, тащат в свой мозговой чердак не только нужное, но и просто интересное. Буду рад, если эта первоапрельская подборка заставит кого-нибудь забраться поглубже в источники и перепроверить мои заявления.

В космосе комнатная температура




Читать дальше →

Интересно и познавательно: управляемая посадка на ПТК НП

Время на прочтение10 мин
Количество просмотров36K

Следующий этап большой и, надеюсь, интересной серии обучающих постов о полётах в Orbiter. После того, как в предыдущем посте мы успешно состыковались с МКС, очевидная следующая задача — вернуться назад на Землю, совершив точную посадку с приемлемыми перегрузками.
Этот пост имеет цель:
  • Рассказать о корабле ПТК НП.
  • Дать представление о физике маневров торможения и посадки.
  • Представить простое руководство для точной посадки в Orbiter.

Читать дальше →

Технологии научной фантастики: варп (Звёздный путь)

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров96K
image

В этой серии постов будет рассказано о многих технологиях «Звёздного пути», таких, как варп, досветовые двигатели и тому подобные научно-фантастические и имеющие аналоги сегодня достижения техники.
Читать дальше →

Немецкие учёные измерили массу электрона в 13 раз точнее, чем раньше

Время на прочтение1 мин
Количество просмотров41K
Электрон — первая известная человеку элементарная частица. Он был открыт в 1897 году британским физиком Джозефом Джоном Томпсоном. В отличие от многих других частиц, которые раньше представлялись элементарными, а затем оказались состоящими из других частиц, электрон до сих пор считается одним из фундаментальных кирпичиков мироздания, а его масса и электрический заряд — одни из основных физических констант. Поэтому точное измерение его массы представляет большой интерес. Недавно команде немецких физиков удалось побить рекорд точности измерения массы электрона.
Читать дальше →

Обнаружен первый астероид с кольцами

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров45K
Ученые сделали ошеломляющее открытие в Солнечной системе — астероид с собственным набором колец, который вращается вокруг Солнца между Сатурном и Ураном. Астероид является первым не планетарным объектом из когда-либо найденных, который обладает своей системой колец.



Filegiver продолжает серию постов о космических открытиях. На этот раз речь пойдет об астероиде Харикло, который окружен парой колец. По данным исследования, опубликованного 26-го марта в журнале Nature, кольца, скорее всего, образовались после столкновения рассеянного мусора вокруг астероида. Наличие колец астероида предполагает также еще не обнаруженный спутник астероида, который стабилизирует их.
Читать дальше →

Облако Оорта — нас ждет масса открытий

Время на прочтение2 мин
Количество просмотров102K
Астрономы обнаружили объект, похожий на карликовую планету, который вращается по орбите вокруг Солнца на невероятно удаленном расстоянии. Это дает повод полагать, что за Плутоном нас ждет еще множество открытий. До сих пор единственным известным объектом в этой далекой области солнечной системы, известной как внутреннее облако Оорта, была карликовая планета Седна, которую обнаружили около 10 лет назад. В исследовании, опубликованном в 26-го марта в журнале Nature, ученые рассказывают о новом объекте, который получил имя 2012 VP113.


Читать дальше →

Вклад авторов