В этом выпуске мы поговорим о скатерти-самобранке, печатании… зубов, об использовании энергии разбитых дорог, а также о том, каким образом микросубмарины помогут очистить океан.
СКАТЕРТЬ ДЛЯ ЛЕНТЯЕВ?
«Всем известна сказка про скатерть-самобранку, — пишет нам из г. Орла пятиклассница Алена Коломийцева. — Однако, наверное, мало кто обращал внимание, что сказочная скатерть не только выставляет на стол разные кушанья и напитки, но и по окончании трапезы убирает их, оставляя стол чистым.
Вот я и подумала однажды, вытирая клеенку на столе: «Конечно, для уборки посуды конструкторы давно уж грозятся разработать специальных роботов. Но когда это они еще появятся? А нельзя ли сообразить что-нибудь попроще, но для использования уже завтра?..»
И тогда я придумала вот что. Специалисты давно уже работают над самоочищающимися материалами. Например, появились оконные стекла, которые не надо мыть. Так что же нам мешает создать и использовать подобные полимеры для самоочищающихся скатертей?
Вы не подумайте, я не лентяйка, — заканчивает Алена свое письмо. — Но так надоело каждый день делать одно и то же, возить по столу тряпками. А представляете, сколько работы приходится выполнять каждый день официанткам? Прими заказ, принеси заказанные блюда с кухни, потом убери грязную посуду, да еще и протри пластиковую скатерть…
Здесь же достаточно будет встряхнуть скатерть. А что касается посуды, то пусть ее относят на кухню летающие роботы. Говорят, ныне такие уже появились».
Конечно, Алену можно упрекнуть в том, что она недостаточно подробно обосновала свою разработку. Однако, согласитесь, ей пока еще трудно это сделать, поскольку физику с химией, а также биологию она только еще начинает изучать. Но вот тему она затронула весьма актуальную. Что называется, попала в самую точку, поскольку над этой же проблемой ныне работают ведущие специалисты всего мира.
Так, например, исследователи из Швейцарского технологического института в Цюрихе разработали тонкую полимерную пленку, содержащую благородную плесень. Материал устроен таким образом, что плесень эта не может распространиться за пределы пленки, но при этом способна устранять ряд органических загрязнителей на поверхности, например, остатки еды на столе или пятна от пролитого сока. Основную роль тут играет грибок Penecillium roqueforti. Его давно уже используют в пищевой и фармацевтической промышленности; в частности, он помогает созревать сыру рокфор. Этот грибок экспериментаторы нанесли на тонкую полимерную пленку, а сверху прикрыли другим полимером, в котором проделали множество мельчайших пор. Они слишком малы, чтобы через отверстия грибок мог выбраться наружу, но достаточно велики для прохода внутрь воды, органики и воздуха.
Реакцию биоматериала ученые проверили при помощи сахарного сиропа, специально пролитого на полимер. Он вскоре исчез с поверхности скатерти, оставив ее чистой. При этом важно, что, как только сахар закончился, рост и размножение грибка сменились его спячкой. А после добавления новой порции загрязнителя плесень снова проснулась.
Подобные многослойные пленки, которые содержат внутри микроорганизмы, могут также использоваться как упаковка для медицинских инструментов, пищевых продуктов и т. д.
Уносить же на мойку грязную посуду и в самом деле ныне все чаще поручают роботам, в том числе летающим. Таких роботов, которые на самом деле представляют собой миниатюрные многовинтовые вертолеты, уже начали использовать в Японии и ФРГ. Они теперь доставляют заказанные блюда из кухни, а затем уносят грязную посуду. Правда, брать блюда с летающих подносов и ставить затем на них же грязную посуду приходится самим посетителям.
А вот какую интересную разработку осуществил на практике Адриан Перез Запата, 23-летний студент колледжа из Италии. Придуманная им система представляет собой некий сферический улей, который выпускает большое количество беспилотных устройств. Роботы-пчелы вылетают в заданное время, что позволяет проводить уборку дома тогда, когда вам это удобно. Как только они выпущены на свободу, то сразу же начинают порхать по всему дому и отмывать грязь со всех поверхностей, распыляя при этом чистящую жидкость, которую заранее надо добавить в специальный резервуар улья.
В общем, видите, какой «улей» разворошила Алена? За это ей и присуждается почетный диплом.
Этапы создания биопленки для скатерти-самобранки. Смесь агара и грибков подогревают до 45 градусов и помещают на прозрачную полимерную пленку. Далее поверх накладывают белый пористый полимер. После остывания «сэндвич» готов к работе.
Роботы-пчелы, летая по квартире, наводят в ней порядок.
ДАВАЙТЕ ПЕЧАТАТЬ… ЗУБЫ!
«В последнее время появилось очень много публикаций об использовании в технологии объемных 3D-принтеров. Их даже в строительстве начали применять.
А я вот о чем подумал. Зубы имеют очень сложную форму. Так почему бы не использовать при изготовлении зубных протезов объемную печать? Наверное, это будет быстрее, проще и дешевле, чем литье, а затем ручная шлифовка и подгонка, к которой вынуждены прибегать современные стоматологи?»
Такова суть идеи саратовца Андрея Коломийченко. И в самом деле, почему бы для увеличения скорости обслуживания зубным техникам и в самом деле не использовать новейшие технологии? Стоматологические клиники уже берут на вооружение 3D-принтеры. Ведь они действительно точнее и быстрее изготавливают формы, зубы и коронки с минимальным процентом ошибки.
Вот как это, например, делается в США. Первым делом на магнитно-резонансном томографе или компьютерном томографе проводят сканирование протезируемой челюсти. Затем на основании полученных данных компьютер по специальной программе «вырисовывает» модель протеза. После проверки она отправляется на 3D-принтер. Модели протезов и коронок печатают из порошкового или жидкого композитного материала, который биологически совместим с организмом, а также из сплава хрома и кобальта или оксида алюминия, для чего гранулы просто спекаются лазером. После этого происходит напыление слоя металла или керамического слоя — и протез готов!
На помощь стоматологам сегодня приходит 3D-принтер.
КАКОЙ ТОЛК ОТ РАЗБИТЫХ ДОРОГ?
«Ехали мы как-то с папой в гости к бабушке, — пишет нам из г. Рязани Сергей Калошин, — а дорога разбита, машину все время трясет, кидает. И я задумался вот над чем. Раз уж у нас в России, несмотря на все разговоры, дороги все равно плохие, так, быть может, попробуем обратить вред на пользу? Усовершенствуем подвеску отечественных автомобилей таким образом, чтобы она на каждом ухабе или яме вырабатывала электроэнергию для подзарядки аккумулятора. Ведь созданы уже системы, которые, будучи расположены под танцполом или под плитками тротуара, заставляют танцоров и пешеходов вырабатывать энергию»…
Сережа прав. Жаль только, что не наши инженеры начали внедрять подобную новинку. Сотрудники компаний ZF Friedrichshafen AG и Levant Power Corp. уже опробуют на практике оснащенную системой рекуперации подвеску автомобиля, которая обычно бесполезно рассеивает кинетическую энергию удара колес о выбоины.
Новая активная подвеска, названная GenShock, не только превращает ранее бесполезную и даже вредную тряску на ухабах в электричество, но и резко повышает плавность хода автомобиля. Суть ее действия такова. Специальные клапаны изменяют давление внутри амортизатора в зависимости от типа и качества дорожного покрытия. Амортизатор оснащен электронным блоком управления, шестеренчатым насосом и электродвигателем, который управляет движением жидкости внутри амортизатора. Когда создается избыток энергии, например, при резком торможении или езде по пересеченной местности, постоянные удары выталкивают жидкость из амортизатора. Она вращает шестеренчатый насос, который, в свою очередь, крутит электродвигатель. Таким образом происходит преобразование кинетической энергии в электрическую. При этом чем хуже дорога, тем больше электроэнергии вырабатывается.
Разработчики уверены, что новый тип подвески начнут устанавливать на серийные автомобили уже в ближайшие годы.
Небольшой блок управления помещается на цилиндр амортизатора и немного увеличивает его массу.
Подвеска GenShock обеспечивает высокую плавность хода и при этом вырабатывает электричество.
МОРЕ ЧИСТЯТ МИКРОСУБМАРИНЫ
Американские ученые нашли еще одно применение микроустройствам, разработанным для транспортировки медицинских препаратов по кровеносному руслу. Диаметр подобных микросубмарин в десять раз меньше толщины человеческого волоса. Специалисты усовершенствовали эти устройства, снизив расход топлива и увеличив их скорость. В результате микросубмарины смогут найти свое применение и в борьбе с нефтяными пятнами.
Микросубмарины способны захватывать капельки нефти и транспортировать их в пункт назначения, очищая остальной океан. Этому способствует особая оболочка новых устройств, позволяющая им связываться с небольшими нефтяными каплями и отделять их от водной фракции. «Наши результаты показали, что модифицированные микросубмарины могут использоваться для быстрой и высокоэффективной очистки моря от нефти», — заявил руководитель исследования Джозеф Вонг.