Эврика! (дайджест новостей науки)
Бумажные солнечные батареи? Это удобно
Эти листки с цветными узорами можно скомкать, свернуть из них самолетик. Но если к их краям подсоединить проводки, на свету вы получите ток. Вряд ли из таких панелей люди будут строить солнечные электростанции-гиганты, но свою нишу «солнечная бумага» займет.
Та же группа исследователей из Массачусетского технологического института, которая недавно впервые построила работающую солнечную батарею на основе обычного бумажного листа, теперь отчиталась об испытаниях целого семейства таких фотоэлектрических элементов, сообщается в статье, опубликованной в «Advanced Materials».
Главное преимущество новинки перед похожими проектами — в роли подложки можно использовать самую обычную немелованную бумагу, офисную и даже газетную. Для превращения ее в фотоэлектрический преобразователь ученые последовательно наносят на ее поверхность пять тончайших слоев различных материалов. Печатаются эти слои методом осаждения пара через трафарет. Опыт показал, что полученные батареи сохраняют работоспособность даже после многократного сгибания. Массачусетская PET-батарея спокойно выдержала тысячу таких циклов.
КПД таких батарей невелик — всего 1%. Но зато тут очень низкий вес квадратного метра и привлекательная цена. В классических батареях стеклянная подложка, каркас, проводники и покрывающее активный слой стекло составляют существенную долю от общей стоимости изделия, не говоря уже о солидной массе.
---------------------------------------
Паралич — не приговор?
Нейрофизиологи из школы медицины Северо-Западного университета (США) построили систему, которая позволила обезьянам довольно точно действовать парализованной рукой. В ходе опытов животное, к слову, не калечили. Временный паралич достигался инъекцией препарата, блокирующего прохождение нервных сигналов. Создатели системы полагают, что со временем ее можно будет доработать и испытать на людях с поврежденным спинным мозгом.
По сообщениям Miller Lab of Limb Motor Control, для начала ученые внедрили в мозг животных крошечные многоэлектродные имплантаты, фиксировавшие деятельность около 100 нейронов. Подопытным приматам задали задание — подбирать мячик на конце изогнутой трубки и снова бросать его точно в отверстие.
Во время этих тестов компьютер записывал сигналы, которые мозг посылал в руку. Далее исследователи разработали алгоритм дешифровки, позволяющий по активности всего сотни ключевых нейронов восстанавливать команды, выдаваемые мышцам.
Затем при помощи местной анестезии ученые прервали связь мозга с рукой у подопытных обезьян. К руке экспериментаторы подключили нейропротез. Тот посылал в мышцы слабые электрические импульсы в соответствии с командами компьютера, который, в свою очередь, на лету расшифровывал двигательные сигналы мозга и формировал правильные послания всего за 40 миллисекунд.
Хотя с таким обходным путем управления точность движений обезьян снизилась, они быстро научились выполнять все то же задание с мячиком. Авторы работы говорят, что ситуация тут напоминает момент, когда вы берете в руки новую компьютерную мышь или новую теннисную ракетку: поначалу движения кажутся непривычными, но вскоре мозг приспосабливается к новой обстановке, учится, как правильно действовать новым предметом.
---------------------------------------
Уличный фонарь зря светить не будет
Технологический университет Делфта установил на своей территории систему интеллектуального уличного освещения Intelligente straatver-lichting, которая использует на 80 % меньше энергии, чем существующие, и при этом дешевле в обслуживании. Она включает в себя фонари на светодиодах, датчики движения и беспроводную связь, соединяющую все фонари между собой, а также с диспетчерской.
Система автоматически приглушает свет каждого фонаря до 20 % от максимальной мощности, пока в зоне его ответственности нет ни пешеходов, ни машин, ни велосипедистов. При появлении путника свет автоматически разгорается. Таким образом, за человеком или автомобилем бежит пятно света, в то время как вся остальная сеть работает в режиме минимального потребления энергии.
Похожие идеи встречались и раньше, но в системе из Делфта есть отличия от предшественников. Здесь по мере перемещения людей загорается не только самый ближний к пешеходам фонарь, но и соседние, которые получают команду от собрата по радио. И все лампы никогда не гаснут полностью. Это создает большое «пятно безопасности» вокруг каждого пешехода.
Сейчас университетские специалисты занимаются тонкой настройкой системы, скажем, обучают ее не реагировать на кошек или раскачиваемые ветром ветви деревьев.
---------------------------------------
Убил бактерию — получил астму
Иммунологи из Университета Цюриха и Медицинского центра университета Майнца нашли необычный способ борьбы с астмой аллергической природы. Они, как сообщает «Journal of Clinical Investigation», заселили кишечник мышей бактериями вида Helicobacter pylori, которые повысили иммунитет грызунов.
Этот микроорганизм устойчив к действию желудочного сока, и, по некоторым данным, он присутствует в кишечном тракте около половины жителей планеты. Как правило, такое соседство протекает бессимптомно, но стоит нарушить баланс, как у человека развиваются гастрит, язва желудка и двенадцатиперстной кишки и даже рак желудка.
В некоторых случаях при обнаружении этой бактерии врачи советуют уничтожить поселенца антибиотиками даже в отсутствие каких-либо симптомов. Теперь группа ученых выяснила, что такое бездумное отношение в некоторых случаях приводит к печальным результатам — появляется астма.
Медики провели эксперимент с двумя группами мышей. Одной они привили бактерии в течение нескольких дней после рождения, другой — во взрослом возрасте. Исследование последствий показало, что привитые грызуны выработали иммунитет к инфекции: созрели дендритные клетки и началось накопление регуляторных Т-лимфоцитов, которые подавляют развитие астмы. Позднее им были не страшны аллергические агенты, вызывающие астму. В то же время защитные силы мышек, выращенных в стерильной среде, были слабее.
Однако их иммунитет удалось повысить, когда им передали Т-лимфоциты инфицированных в детстве мышей. Тогда эти грызуны тоже смогли противостоять аллергическим формам астмы. Еще один эксперимент показал: если грызунов лечили антибиотиками после фазы сенсибилизации, мыши вместе с потерей бактерий H. pylori лишались сопротивляемости к заболеванию.
Это исследование отчасти подтверждает гипотезу, что в развитых странах столько людей страдает от аллергических заболеваний из-за слишком строгих гигиенических норм, а также курения, загрязнения воздуха, бездумного употребления антибиотиков, из-за чего исчезают особые виды микроорганизмов, населяющих тело человека.
---------------------------------------
Горячие Юпитеры сияют еще как!
Известно, что полярные сияния генерируются, когда заряженные частицы из солнечного ветра штурмуют атмосферу. Особенно сильные сияния возникают, когда планету настигает мощный корональный выброс. Даже на Земле это эффектное зрелище. Что уж говорить о мирах, расположенных гораздо ближе к своей звезде.
Именно такую ситуацию работы, сообщается в статье, опубликованной в «Astro-physical Journal», тщательно смоделировали астрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Они построили цифровую модель Солнца и горячего Юпитера, обитающего всего в нескольких миллионах километров от светила. Оказалось, что корональный выброс окажет существенное воздействие на магнитосферу, множество частиц обрушится вниз, так что еще в течение шести часов после выброса полярные сияния будут гулять вверх-вниз по всей планете. При этом они окажутся в 100 — 1000 раз энергичнее земных сияний. Такое воздействие вызывает опасения за сохранность атмосферы горячего гиганта, но моделирование показало, что даже сравнительно слабое поле все же способно прикрыть такой газовый «шарик» и выдержать натиск коронального выброса, несмотря на феерическое световое шоу.
Следующий логичный шаг в этом исследовании имеет уже прямое отношение к поиску жизни вне Солнечной системы. Дело в том, что в Галактике и в целом во Вселенной очень много красных карликов. Такие звезды тоже способны давать кров потенциально обитаемым планетам, подобным Земле или крупным лунам газовых гигантов. Но при этом зона обитаемости, в которой царят умеренные температуры, находится куда ближе к звезде, чем в нашей системе.
А это означает, что планеты с жизнью в этих системах подвержены ударам гораздо более сильных корональных выбросов, нежели Земля. Полярные сияния в небе таких миров должны представлять собой просто фантастическое зрелище. Выдержат ли атмосферы таких небольших планет подобный натиск плазмы, еще предстоит узнать.
---------------------------------------
«Виртуальная трость» — это другое зрение
Прибор «виртуальная трость» (Virtual Cane) позволяет слепым ориентироваться в окружающей обстановке подобно летучим мышам. Новинка проста и интуитивна в использовании, очень легка, компактна и работает 12 часов на одной зарядке.
Virtual Cane — детище специалистов израильского института IMRIC. Прибор использует несколько сенсоров для определения расстояния до препятствия и сообщает о результате звуком и вибрациями, похожими на виброзвонок мобильного телефона. Используя сканирующие движения рукой, слепой человек может при помощи «трости» оценить расположение и высоту помехи, обнаружить колонну, столб или дерево, найти дверной проем и так далее.
Возглавляющий этот проект доктор Амир Амеди отмечает, что при использовании прибора слепые люди задействуют потрясающую гибкость и приспособляемость своего мозга. Они ведь уже неплохо умеют ориентироваться по звукам. Потому, анализируя жужжание и вибрацию небольшой коробочки в руке, незрячие могут формировать в голове нечто вроде визуального представления об обстановке. В дальнейшем средства передачи информации от локатора владельцу можно будет развить, к примеру, приспособив для формирования грубой картинки какой-нибудь тактильный дисплей.