"Project Squid Skin"-"умный"камуфляж, действующий по принципу кожи обитателей морских глубин.

Морские существа, такие как осьминог, кальмар и каракатица обладают высокоразвитой способностью к мимикрии. Их кожа обладает некоторыми примитивными оптическимимеханизмами, которые позволяют ей изменять свой цвет, приспосабливаясь к общему фону окружающей среды. Основой этого естественного камуфляжа являются светочувствительные белки, подобные белкам, находящимся в глазах существ, которые позволяют им"видеть"сквозь свою кожу. Естественно, что военные хотят раскрыть все тайны такой технологии и приспособить ее под свои нужды.

Управление научных исследований ВМФ США (Office of Naval Research) начало реализацию программы"Project Squid Skin".В рамках этой четырехлетней программы уже выделено финансирование в размере 6 миллионов долларов ученым из университета Райс и Морской биологической лабораториив Вуудс Холе (Marine Biological Laboratory in Woods Hole), работающим в направлениях нанотехнологий и морской биологии. Конечной целью программы является создание"умного"камуфляжа для военных на основе метаматериалов, структура которых позаимствована у морских обитателей.

Согласно заявлению Наоми Халас (Naomi Halas), профессору нано-оптики в университете Райсе и научному руководителю проекта, камуфляж на основе метаматериалов будет полностью адаптивным и самостоятельно приспосабливающимся к меняющимся условиям окружающей среды. Листы этих метаматериалов, имеющих упорядоченные наноструктуры на поверхности, смогут изменять свой цвет так быстро, как это происходит на экране высококачественного телевизора. В состав этих материалов будут входить также светочувствительные наночастицы и внутренняя система, обрабатывающая поступающую информацию.

Просмотрев ролик, представленный ниже, который был отснят Роджером Хэнлоном (Roger Hanlon), морским биологом из Вуудс Холла, можно понять, почему естественные возможности биомимикрии морских обитателей так интересуют военных. Роджер Хэнлон, посвятивший более 30 лет своих исследований явлению биомимикрии морских обитателей, является чуть ли не главным участником проекта"Project Squid Skin".Именно на его долю выпало осуществить математическое описание функционирования явления и разработать своеобразную"нервную систему"нового метаматериала, которая будет отвечать за обработку поступающей видеоинформации.

Источник

Fuji -первый дельфин с плавником-протезом.

В аквариуме города Окинава, Okinawa Churaumi Aquarium, последнее время выстраивается длинная очередь посетителей, которые желают увидеть первого в мире дельфина с искусственным плавником. Дельфин Фуджи, возрастом около 40 лет, потерял несколько около 75 процентов своего плавника в результате ампутации, сделанной из-за заболевания тканей.В 2004 году компания Bridgestone, крупнейший японский изготовитель автомобильных покрышек, разработала и изготовила протез для Фуджи, выполненный из силикона, наполненного пористой резиной и армированного углеродным волокном.

В результате получилась почти точная копия хвоста дельфина, только немного меньших размеров. Несмотря на меньший хвост, дельфин Фуджи все еще способен выполнять прыжки и трюки, развлекая посетителей дельфинария Churaumi. Изготовление протеза хвоста для дельфина стоило около 83 тысяч долларов. Так что, благодаря современным технологиям протезирования не только люди могут возвращаться к нормальной жизни, теперь очередь дошла и до животных.

Источник

Радар в обуви позволит определить местоположение в мертвых зонах GPS.

Широкое распространение навигационных устройств на базе GPS делает практически невозможной вероятность потеряться или заблудиться даже в условиях незнакомой местности. Но, как бы там ни было, система GPS еще далека от совершенства и существует немало мест, куда не достигают сигналы спутников. Единственным решением для осуществления навигации в таких мертвых зонах является использование инерционных навигационных систем, которые, измеряя скорость и направление движения вычисляют местоположение, используя в качестве опорной точки последнее местоположение, определенное с помощью GPS.

Но и инерционный навигационные системы подвержены одному существенному недостатку, даже малейшая ошибка в измерении скорости и направления приводит к тому, что эта погрешность накапливается в течение длительного времени, что значительно искажает результат вычисления местоположения. Ученые из университета Карнеги-Меллоуннашли решение этой проблемы, встроив радарную установку прямо в обувь пользователя навигационной системы.

Использование этого радара, который постоянно измеряет расстояние между ногой человека и поверхностью земли, позволяет инерционной навигационной системе точно определить момент, когда человек останавливается и стоит на месте. Ведь основной"болячкой"инерционных систем является то, что система самостоятельно не может точно определить момент остановки, она продолжает считать, что человек, пусть и медленно, но продолжает двигаться. Использование радара позволяет избавиться от этого и значительно уменьшает ошибку определения местоположения.

Конечно, оборудование радарной системой каждой пары обуви, которую носит человек, это уж слишком. Но для людей, которые проводят под землей немало времени, для шахтеров, рабочих-строителей и инженеров, работающих на прокладке туннелей, такая технология может стать единственным методом точного определения своего текущего местоположения.

Источник

Ученые CERN впервые поймали антивещество в ловушку.

В то время как ученые CERN продолжают сталкивать протоны в Большом адронном коллайдере, пытаясь создать миниатюрный Большой взрыв и глубже проникнуть в тайны материи и Вселенной, другие, менее известные эксперименты CERN дают значимые результаты. Команде ученых из Женевской лаборатории CERN впервые в истории удалось поймать в магнитной ловушке и удержать в ней атомы антивещества, антиводорода, являющегося антиподом обычного водорода.

Впервые антиводород был получен гораздо раньше в лабораториях CERN, в 2002 году. Но те атомы антивещества существовали всего несколько коротких микросекунд, прежде чемстать вспышкой гамма-излучения, столкнувшись и аннигилировав с атомами обычного вещества. Способность удерживать антивещество в ловушке в течение длительного времени станет началом целого ряда экспериментов по его изучению, которые позволят ответить на вопрос почему антивещество, созданное в равной пропорции с обычным веществом во время рождения Вселенной, полностью отсутствует в настоящее время.

Ответы на вопросы, связанные с антивеществом, могут перевернуть с ног на голову все современные физические теории и представления. Так же может быть разрушена устоявшаяся стандартная модель физики элементарных частиц, что отбросит науку назад к исходной точке. Если в результате исследований окажется, что антивещество существенно отличается от теоретической модели, разработанной физиками, это может буквально"взорвать"всю современную физику.

Естественно устройство по созданию антивещества и улавливания его в ловушке невероятно сложно. Процесс получения антивещества начинается с того, что плотное облако охлажденных антипротонов медленно совмещается с облаком позитронов, где и происходит формирование антиводорода. Это все происходит в недрах магнитной ловушки,имеющей сложную форму магнитного поля, сформированного несколькими магнитами со сверхпроводящими обмотками. Именно это магнитное поле удерживает атомы антиматерии от столкновений с атомами обычной материи и от их взаимного уничтожения.

Пока у ученых получилось удерживать атомы антиматерии в течение всего около одной десятой секунды, по сравнению с микросекундами, это просто громадный срок жизни антивещества и достаточный для того, что бы провести массу экспериментов, касающихся антиматерии. В будущем ученые планируют создать более совершенную магнитную ловушку с помощью которой время жизни антиматерии станет существенно длиннее, а это, в свою очередь, откроет перед учеными еще большие перспективы.

Источник

Ученые начинают глобальную программу по классификации всех видов живых существ на Земном шаре.

Ученые-таксономисты, занимающиеся описанием и занесением в каталог всех видов живых существ, начали глобальную программу Sustain What, основной задачей которой является описание и внесение в каталог абсолютно всех видов живых существ за последующие 50 лет. На конференции, прошедшей на прошлой неделе в Нью-Йорке, было заявлено, что для реализации этой задачи потребуется идентификация и классификация более 10 миллионов новых разновидностей живых существ. Для большего понимания глобальности поставленной задачи следует привести тот факт, что с 1758 года, когдаКарл Линней (Carl Linnaeus)создал универсальную методику идентификации живых существ, в каталог было внесено всего два миллиона видов.

Ботаники, зоологи, экологи, программисты и специалисты в области информационных технологий полагают, что развитие современного информационного мира делает эту задачу посильной. Самым важным является то, что теперь есть возможность сбора и представления информации в онлайн-режиме. Упорядоченная информация в цифровом виде сделает практически невозможным повторное классифицирование одного и того же вида живых существ. Использование Интернета так же позволит ученым-таксономистам использовать для каталогизации все данные, предоставляемые любителями и энтузиастами со всех уголков земного шара. В настоящее время некоторые группы ученых уже ведутсвои собственные базы данных флоры и фауны, подобные Википедии, такие какEncyclopedia of LifeиMushroomObserver.

В рамках новой инициативы уже начались некоторые действия. Сара Грэйвс (Sara Graves), программист из университета Алабамы, Хантсвилл, и ее коллеги разрабатывают интеллектуальное программное обеспечение, которое будет использоваться для анализа и классификации фотоснимков, присланных энтузиастами-любителями. Создаваемое программное обеспечение основывается на алгоритмах Algorithm Development and Mining (ADaM), изначально разработанных для анализа снимков, сделанных спутниками НАСА. Новая версия будет использовать распознавание образов живых существ для дальнейшего их поиска по базам данных. В случае, если программа не сможет самостоятельно произвести распознавание и классификацию живого организма, к этому процессу будет привлечен соответствующий человек-специалист.

Источник

Темный экситон - темная лошадка в гонке квантовых вычислений.

Гонка в области реализации квантовых вычислений постепенно набирает обороты. И теперь в нее вступил еще один участник, темныйэкситон,претендующий на роль кубита (qubit) - элементарной ячейки будущих квантовых процессоров. В публикации на страницах журнала Nature, авторы утверждают, что эту квазичастицу достаточно несложно получить, она достаточно стабильна и, используя внешний источник света, не составляет труда записывать и считывать из нее информацию.

Экситон - это квазичастица, которая состоит из электрона и"дырки",пустого места в электронной оболочке ядра атома. Когда вращение дырки и электрона происходит в противоположном направлении, эта квазичастица называется"ярким экситоном",когда электрон и дырка вращаются в одном и том же направлении, то такой экситон"темным экситоном".Поскольку вращение электрона и дырки в ярком экситоне происходит в противоположном направлении, он является весьма неустойчивой частицей, любого внешнего воздействия становится достаточным для того, что бы свободный электрон занял место дырки, испустив при этом один фотон света. Темный экситон, наоборот, является достаточноустойчивой и долгоживущей квазичастицей, из-за того, что достаточно непросто столкнуть электрон с орбиты внутрь дырки.

Для того, что бы создать темный экситон ученые"собрали"три парных экситона, биэкситона (biexcitons), под влиянием внешних факторов в непосредственной близости друг от друга. В результате электронного обмена между этими квазичастицами, одна из них преобразовалась в яркий экситон и прекратила свое существование как квазичастица. Два оставшихся биэкситона успешно превратились в два темных экситона. Но сами по себе темные экситоны не могут испускать или поглощать фотоны света, поэтому для записи и считывания информации ученые применили другой метод. Эти квазичастицы были активированы с помощью электрического заряда. Передав этим частицам с помощью специальных носителей электрический заряд, ученые обнаружили, что отрицательно или положительно заряженные экситоны стали снова оптически активными, т.е. способными поглощать и испускать фотоны света. А это означает, чтов эти частицы можно записывать, считывать из них информацию и использовать их в качестве полноценных квантовых битов.

К сожалению, эти эксперименты являются только первыми шагами в направлении квантовых вычислений, использующих свойства темных экситонов. Пока экситон способен хранить информацию только на протяжении 5 наносекунд с момента записи, да и работает это все при температуре 4.2 градуса выше абсолютного нуля. Но, как говорится, это только начало.

Источник

Самая маленькая в мире"бутылка"вмещает только одну молекулу воды.

Группе ученых из различных научных учреждений Китая и Германии, возглавляемой Кианян Зангом (Qianyan Zhang), удалось спроектировать и изготовит миниатюрный контейнер, своеобразную"бутылку",способную сместить только одну молекулу воды. Собственно этот контейнер представляет собоймолекулу фуллерена,но не цельную, а с отверстием, которое может закрываться с помощью специальной"крышки",состоящей из молекулы фосфатного соединения.

Одним из ключевых моментов проведенной работы являлся точный подбор размера отверстия в молекуле фуллерена C60, состоящей из 60 атомов углерода, для того, что бы внутрь ее смогла попасть и поместиться только одна молекула воды. Фосфатное соединение, выполняющее роль пробки этой бутылки, из-за его высокой химической активности может быть легко отделено от молекулы фуллерена, открыв, таким образом,"горлышко"этой минибутылки. Так же с помощью химического воздействия можно легко связать фосфат и углерод, закрыв проход в оболочке молекулы.

Само по себе создание такого контейнера для воды имеет только познавательный интерес. Но, используя подобную технологию, можно будет создавать контейнеры для молекул других веществ и радиоактивных элементов, а это уже может найти достаточно широкое применение в медицине и других областях.

Источник

Летающие змеи преподают уроки полетов военным ученым.

Исследователи из Политехнического института и университета штата Вирджиния (Virginia Tech) начали программу, финансируемую Американским Министерством обороны, по изучению способов, которыми некоторые виды змей, скользя по воздуху, перебираются от одного дерева к другому. Для проведения исследований ученые выбрали змей вида Chrysopelea paradisi, одного из пяти видов летающих змей, известных людям.

Природа наделила летающих змей их удивительными способностями, снабдив этих созданий тщательно продуманными изгибами их тел, позволяющими змеям использовать самые сложные методы скольжения по воздуху. В проводимых экспериментах змей"запускали"с высоты 15-метровой вышки, а приземлялись они на расстоянии до 25 метров от точки запуска. Запись полета производилась четырьмя камерами, данные от которых затем использовались для создания трехмерной реконструкции полета внутри компьютера. Используя эти данные, была рассчитана динамика полета и вектора сил, воздействующих на тело пресмыкающегося.

Как оказалось, полет змей никогда не находился в режиме устойчивого планирования. Полет состоит из чередующихся падения и взлета, да, именно взлета. Во время"взлета"тело змеи приобретает аэродинамическую форму таким образом, что возникающая подъемная сила превышает вес змеи и она начинает подниматься вверх. Гипотетически этоозначает, что если бы змея двигалась в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью, она могла бы взлететь на высоту. Но так не происходит, скорость полета падает, уменьшается подъемная сила и змея скользит вниз, достигая, в конечном счете, земли.

Цели, преследуемые военными проведением данных исследований, вполне очевидны.

Источник

"Экогород 2020"-проект подземного города на месте горной алмазной выработки в Якутии.

Неподалеку города Мирный в Якутии есть огромный карьер, оставшийся после промышленной добычи алмазом. Этот карьер, диаметром более 400 метров и глубиной около 520 метров, является вторым по величине искусственным отверстием в поверхности планеты. Величина этого карьера такова, что потоки и завихрения воздуха, создаваемые им, могут буквально сбросить на землю летящие вертолеты и легкие самолеты. Российское архитектурное бюро"АБ ЭЛИС"разработало проект"Экогород 2020",предлагая накрыть это карьер светопроницаемым куполом, превратив его в многоуровневый подземный цветущий город.

Проект предусматривает создание ступенчатых уровней города, связанных между собой лифтами и другими транспортными устройствами. В середине города"Экогород 2020"будет проходить большая сквозная шахта, по которой солнечный свет будет проникать даже на самые глубокие уровни. На прозрачном куполе города будут располагаться солнечные батареи, которые станут для города основным источником энергии.

Суммарная площадь всего города будет составлять 2 миллиона квадратных метров. На этой площади с комфортом смогут проживать около 100 тысяч человек. Архитекторы, создававшие этот удивительный проект, считают, что в случае его успешной реализации,"Экогород 2020"станет еще одним из чудес света, что привлечет туристов в этот регион.

Какова же вероятность реализации этого проекта? Вероятно, не очень большая в настоящее время. Но, по крайней мере, подобная идея могла быть использована, хоть и в меньших масштабах, для строительства космической базы или колонии в одном из кратеров Луны или Марса.

Источник