Лептон Telegram-Beiträge

Новый шаг к созданию оптических компьютеров: универсальный логический элемент NOR на основе поляритонных конденсатов

Ученые из Сколковского института науки и технологий (Сколтех) и Университета Вупперталя (Германия) совершили значительный прорыв в области оптических вычислений. Под руководством вице-президента по фотонике Сколтеха Павлоса Лагудакиса команда исследователей разработала универсальный логический элемент NOR, работающий на основе поляритонных конденсатов.

Этот инновационный элемент обладает рядом уникальных характеристик:
Функционирует при комнатной температуре
Имеет множественные входы (до 12)
Работает в сотни раз быстрее электронных аналогов
Является полностью оптическим, то есть не требует электрического тока

Ключевое преимущество разработки заключается в возможности каскадирования - соединения элементов в цепи, что открывает путь к созданию полноценных оптических микросхем.
Денис Санников, первый автор исследования и заместитель руководителя Лаборатории гибридной фотоники в Сколтехе, пояснил, что современные электронные процессоры ограничены тактовой частотой в несколько ГГц из-за проблем с теплоотводом. Оптические же элементы способны работать на частотах до 1 ТГц, что примерно в 300 раз быстрее.

Исследователи использовали уникальные свойства "жидкого света" - поляритонных конденсатов, способных усиливать слабые оптические сигналы в десятки тысяч раз. Это позволило решить давнюю проблему создания полностью оптических логических элементов, способных преобразовывать логическую единицу в ноль с помощью света.

Работа ученых приближает нас к созданию оптических компьютеров, которые смогут обрабатывать информацию значительно быстрее традиционных электронных устройств. Это открывает новые перспективы в области высокопроизводительных вычислений, обработки данных и коммуникационных технологий.

Новый тип эпоксидной смолы: прорыв пермских ученых

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совершили значительный прорыв в области полимерных материалов. Они синтезировали новый тип эпоксидной смолы, получившей название "4.4", которая обладает уникальным сочетанием свойств - низкой вязкостью и высокой прочностью.

Эпоксидные смолы широко используются в промышленности благодаря своей прочности, химической стойкости и отличным электроизоляционным свойствам. Их применяют для производства красок, покрытий, клеев и изоляционных материалов. Однако высокая вязкость традиционных эпоксидных смол ограничивает их применение в некоторых областях.

Новая разработка пермских ученых решает эту проблему. Смола "4.4" имеет вязкость более чем в 50 раз ниже, чем у широко используемых в России аналогов. При этом она сохраняет высокие показатели прочности: условная прочность составляет 22 МПа, а адгезионная прочность на отрыв - 9,8 МПа.

Особенно впечатляет температура стеклования новой смолы - 160°C. Это означает, что материалы на ее основе могут эксплуатироваться при температурах до 130°C без потери прочностных характеристик, что открывает новые возможности применения в высокотемпературных средах.

Процесс синтеза новой смолы включает две стадии. На первой стадии к анилину добавляется эпихлоргидрин в ацетоновом растворе. Вторая стадия проводится в щелочной среде, что приводит к образованию новых эпоксидных колец. В результате получается диглицидиловый эфир анилина с концевыми эпоксигруппами.

Важно отметить, что новая смола синтезирована на базе материалов, производимых в России и дружественных странах, что делает ее производство независимым от импортных поставок.
Разработка пермских ученых открывает новые горизонты использования эпоксидных смол. Низкая вязкость позволит применять ее без использования разбавителей, которые обычно снижают прочность и теплостойкость материала. Кроме того, новая смола может служить модификатором для более вязких эпоксидных смол, улучшая их свойства без негативного влияния на механические характеристики.

Ожидается, что применение новой смолы позволит создавать более устойчивые клеи и краски, улучшить качество композитных материалов и расширить возможности 3D-печати с использованием эпоксидных смол.
11
Исследование проводилось в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет 2030", что подчеркивает его значимость для развития отечественной науки и промышленности.
Этот прорыв демонстрирует высокий потенциал российских ученых в области создания новых материалов и открывает перспективы для инноваций в различных отраслях промышленности.

Интересное открытие: зубы комодских варанов покрыты железом

Недавно исследователи из Королевского колледжа Лондона сделали удивительное открытие, изучая зубы комодских варанов - крупнейших ящериц на планете. Оказалось, что их зубы имеют уникальную особенность - они покрыты слоем железа.

Комодские вараны - настоящие гиганты мира рептилий. Они могут достигать 3 метров в длину и весить до 70 кг. Эти хищники обитают на нескольких индонезийских островах и славятся своей силой и агрессивностью. Теперь мы знаем еще один секрет их охотничьего мастерства.

Ученые давно заметили сходство между зубами комодских варанов и некоторых хищных динозавров. Однако новое исследование показало, что зазубренные края эмали зубов варанов содержат высокую концентрацию железа. Именно это железо делает их зубы невероятно твердыми и устойчивыми к износу.

Такая особенность дает варанам большое преимущество при охоте. Их зубы легко разрывают плоть добычи и долго остаются острыми. Это позволяет варанам эффективно охотиться на крупных животных, включая оленей и кабанов.

Интересно, что похожее явление наблюдается у некоторых других животных. Например, моллюски-хитоны имеют железные "зубы" на своем языке, которые помогают им соскребать водоросли с камней. А у улиток рода Cryptoplax радула (подобие языка) также укреплена железом.

Это открытие не только проливает свет на биологию комодских варанов, но и может иметь практическое применение. Изучение механизма укрепления зубов железом может помочь в разработке новых прочных материалов или улучшении стоматологических технологий.

Исследование еще раз показывает, насколько удивительна природа и сколько секретов она хранит. Кто знает, какие еще открытия ждут нас при изучении, казалось бы, хорошо известных животных?

Российские ученые совершили прорыв в области искусственного интеллекта, создав модель, способную самостоятельно адаптироваться к новым задачам.
Это достижение может значительно изменить подход к разработке и применению ИИ в различных сферах.

Модель под названием Headless-AD, разработанная совместно лабораторией T-Bank AI Research и Институтом AIRI, демонстрирует впечатляющие результаты в области контекстного обучения. Она может выполнять в пять раз больше действий, чем было заложено при начальном обучении, что открывает новые возможности для применения ИИ в повседневной жизни и промышленности.
Представьте себе домашнего робота, который не просто выполняет заранее запрограммированные задачи, а учится новым действиям на лету, подстраиваясь под нужды конкретной семьи. Или беспилотный автомобиль, способный адаптироваться к замене деталей без необходимости полного перепрограммирования.

Эксперименты показали превосходство Headless-AD над существующими аналогами в различных задачах, включая составление рекомендаций товаров. Модель продемонстрировала способность работать с увеличенным объемом данных без потери качества и необходимости дополнительного обучения.
Важно отметить, что это достижение российских ученых получило признание на международном уровне. Разработка была представлена на престижной конференции ICML в Австрии, что подчеркивает ее значимость в мировом научном сообществе.

Этот прорыв демонстрирует потенциал российской науки в области ИИ и может стать важным шагом к созданию более гибких и адаптивных интеллектуальных систем. Возможно, в будущем мы увидим широкое применение подобных технологий в различных сферах нашей жизни, от умных домов до космической промышленности.

Более 50 лет назад ученый Джон Кэлхун самый масштабный эксперимент с мышами.

Он хотел узнать, что произойдет, если создать для мышей идеальные условия жизни.
Кэлхун построил большой загон, где у мышей было все необходимое:
- Много еды и воды
- Уютные домики
- Комфортная температура
- Отсутствие хищников и болезней

В этот "мышиный рай" поместили 4 пары мышей. Вначале все шло хорошо - мыши активно размножались.

Но потом начали происходить странные вещи:
Мыши разделились на группы, появилась иерархия
Взрослые мыши стали обижать молодых
Некоторые самцы только ухаживали за собой, игнорируя самок
Самки перестали заботиться о детенышах и размножаться
Появилось много агрессии и странного поведения

В итоге, несмотря на идеальные условия, популяция мышей начала сокращаться и почти вымерла.

Кэлхун сделал вывод, что для нормальной жизни популяции нужны трудности и борьба за выживание. Без этого общество деградирует.
Эксперимент вызвал много споров. Некоторые ученые критиковали его методы. Но он остается одним из самых известных опытов в изучении поведения животных.

Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) предложили инновационный способ использования отходов содового производства в дорожном строительстве.

При производстве кальцинированной соды (карбоната натрия) образуется большое количество отходов. Распространенный способ их размещения в окружающей среде — шламохранилище рядом с содовым заводом. При таком подходе на долгосрочной основе занимаются большие площади, происходит загрязнение атмосферного воздуха, подземных вод и почвы, эта территория не может обеспечить устойчивое ресурсное и экономическое развитие.

Эта разработка может решить сразу несколько проблем:
Укрепление грунтовых элементов автодорог
Снижение стоимости транспортного строительства
Сокращение накопленных объёмов шлама
Уменьшение загрязнения окружающей среды

Суть метода заключается в использовании твёрдого остатка дистиллерной жидкости (шлама карбоната кальция) в качестве стабилизатора для повышения несущей способности грунтовых слоёв дорог. Предварительные эксперименты показали, что такой подход может увеличить прочность грунта на 6-18% в зависимости от его состава.

Однако есть проблема: наличие хлорид-ионов в шламе, которые могут мигрировать в почву и водоёмы. Для решения этой задачи учёные предлагают использовать летучую золу от сжигания твёрдого топлива на ТЭС. Она эффективно поглощает свободные хлорид-ионы, предотвращая их распространение.

Важно отметить, что такой подход соответствует современным принципам ресурсосбережения и устойчивого развития. Замена природных материалов и цемента на отходы содового производства может также сократить выбросы углерода.

Разработка пермских учёных открывает новые перспективы для утилизации крупнотоннажных отходов содового производства, предлагая экологичное и экономически выгодное решение для дорожного строительства.

От гаража до спасения планеты

Представьте себе двигатель, работающий на воздухе и не загрязняющий окружающую среду. Звучит как фантастика? Однако именно такое изобретение создал британский самоучка Питер Дирман.

Дирман разработал двигатель, работающий на жидком азоте, который можно использовать для охлаждения грузовиков-рефрижераторов.
Этот двигатель не выбрасывает вредных веществ, только безвредный азот.
Технология может сократить выбросы парниковых газов на 40-95% по сравнению с дизельными системами охлаждения.
Крупные компании, такие как Sainsbury's и Unilever, уже тестировали эту технологию.

Холодильные установки потребляют около 17% мировой электроэнергии.
Утечки хладагентов вносят значительный вклад в глобальное потепление.
Число рефрижераторов в мире может вырасти с 3 до 17 миллионов к 2025 году.

Изобретение Дирмана может стать важным шагом в борьбе с изменением климата. Однако путь от гаражного прототипа до коммерческого продукта оказался непростым. Компания столкнулась с финансовыми трудностями, но недавно нашла нового инвестора.

Эта история напоминает нам, что инновации могут прийти из неожиданных мест, и что для решения глобальных проблем нужны не только новые технологии, но и настойчивость в их продвижении.

#экология #инновации #устойчивоеразвитие