Технические новинки этого месяца: подушка безопасности в штанах, шоколадный 3D-принтер и самый легкий электровелосипед

Солнечные батареи с ячейками Гретцеля отличаются дешевизной и изящным устройством: один электрод (простой прозрачный проводник), второй (диоксид титана и внедренный в его поры светочувствительный пигмент) – и тонкий слой электролита между ними. Главным недостатком таких батарей до сих пор оставалась невысокая производительность. Однако недавно ученые из швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны, где работает сам Михаэль Гретцель, сумели значительно повысить эффективность ячеек. Используя комбинацию из нескольких пигментов, охватывающих разные части видимого спектра, они довели выход энергии до рекордных 15% под прямыми лучами и 30% – при рассеянном свете. С подобными показателями вполне возможно широкомасштабное практическое применение. К тому же полупрозрачные батареи Гретцеля несложно выпускать в разных цветах, используя для остекления больших помещений (а заодно для выработки приличного количества энергии).

Реки выносят в океан большие объемы пресной воды вместе с массой растворенных в ней веществ. Температура и плотность речной воды отличаются от морской, пока они окончательно не смешаются. Чтобы лучше разобраться в том, как это происходит, ученые из Океанографического института Скриппса провели необычный полевой эксперимент. Вылив в устье одной из калифорнийских рек биологически безопасный розовый флуоресцентный краситель, специалисты проследили за его движением с помощью дронов, береговых и морских инструментов. Пока неизвестно, какие результаты принесла работа, но выглядело это очень красиво.

Сегодня, когда в Млечном Пути ученые насчитали уже больше 850 планетарных систем, пришла пора разложить их по полочкам. Астрономы из Бернского университета предложили разделить все системы на четыре группы в зависимости от размера и расположения планет в них. Нашу Солнечную отнесли к самому редкому упорядоченному классу: во внутренних областях таких систем находятся небольшие каменные планеты, а во внешних – газовые и ледяные гиганты. В разупорядоченных системах все наоборот: газовые гиганты расположены около звезды, а малые планеты – на более дальних орбитах. Самыми распространенными оказались системы подобного класса, в которых все планеты имеют близкие размеры. Наконец, в смешанный класс выделены системы, не имеющие определенной конфигурации и структуры. Предполагается, что подобные системы образуются из небольших газовых облаков, упорядоченные и разупорядоченные – из массивных, а смешанные – из средних.

Шведский бренд Mo'cycle представил мотоциклетные штаны со встроенной подушкой безопасности. В случае падения человека они моментально надуваются газом, защищая от переломов и травм бедра, а также тазобедренные и коленные суставы. Чтобы вовремя заметить угрозу и сработать, Airbag Jeans соединяются с мотоциклом «проводной связью» – тонким эластичным шнуром. Если ездок вылетит из седла, шнур окажется вырван из своего гнезда, и пружинный механизм активирует встроенные баллоны со сжатым углекислым газом. Соединение подобрано так, что выдернуть шнур случайно не получится: нужное усилие (более 40 кг) способен создать только действительно рискованный инцидент. Когда опасность минует, штаны сдуются и могут быть перезаряжены газом для новых заездов или использованы как обычные.

Если и не идеал, то очень близко к нему: разработанный компанией Acer электровелосипед ebii – это потрясающий синтез самых актуальных тенденций в байкостроении. Использование умных алгоритмов позволило избавить ebii от всего лишнего. У байка нет даже механизма переключения скоростей – эту функцию выполняет электропривод, управляемый искусственным интеллектом. Система отслеживает давление на педали и задействует двигатель в той мере, в какой это требуется для сохранения комфортного усилия при текущей скорости и наклоне трассы. По мере езды ИИ обучается, все более приноравливаясь к индивидуальному стилю и характеру своего владельца. Разработчики дополнительно снизили вес байка, сделав переднюю вилку односторонней, и даже отказались от воздуха в шинах: они выполнены в виде многослойной структуры из полимеров разной упругости. В результате вся эта интеллектуальная красота весит всего 16 кг, включая аккумулятор.

Восемь лет потратила изобретательница и сладкоежка Элли Вайнштейн на создание домашней системы 3D-печати шоколадом и сейчас наконец запустила новинку в продажу. Предыдущая разработка ее стартапа Cocoa Press была профессиональным устройством, массивным и весьма недешевым; новый же «шокопринтер» будет продаваться по цене хорошего ноутбука. Устройство использует «чернила» на основе порошка какао, с температурой плавления около 27 °С. Прибор нагревает смесь, удерживая температуру в пределах 33 °С, и выдавливает из сопла, формируя десерт с миллиметровой точностью. Рабочий объем принтера составляет всего 140х150х150 мм – этого вполне достаточно для создания крафтовых конфет на дому.

Одно из новых и самых горячих направлений биологических исследований – изучение средовой ДНК, собранной с разных поверхностей, взятой из почвы, воды и просто из воздуха. Такие генетические следы помогают увидеть все разнообразие местных организмов, от вирусов до животных и растений, чтобы лучше понять сложное устройство экосистем. Специально для подобных работ швейцарские ученые совместно с инженерами компании SPYGEN создали беспилотник, собирающий средовую ДНК в лесу – прямо с деревьев. Умная система управления позволяет аппарату садиться на ветки разной толщины и гибкости и балансировать, удерживаясь на них достаточное время, пока генетический материал закрепляется на специальных клейких полосках. Затем дрон доставляет взятые образцы биологам. В лаборатории остается лишь выделить налипшую ДНК, секвенировать ее и выяснить видовую принадлежность по соответствующим маркерам.

Близ Канарских островов продолжается тестирование прототипа плавучей ветряной платформы X30, созданной испанской компанией X1 Wind. В отличие от большинства аналогов она крепится на месте за счет натяжных тросов, связанных с опущенным на дно грузом, и не использует массивные плавучие баржи или погруженные компоненты. Разработчики заверяют, что такая конструкция дает больше гибкости при установке в разных районах побережья и создает меньше проблем для местной морской фауны. Кроме того, вся треугольная платформа пассивно разворачивается по ветру, вращаясь вокруг крепления в задней (относительно турбины) вершине и постоянно удерживая производство энергии на максимуме.

Винты, вращение которых заставляет двигаться жидкость или газ, известны уже не первую тысячу лет, однако инженеры до сих пор продолжают находить для них все более совершенные конструкции. Одна из актуальных новинок в этой области – винты скрученной тороидальной формы, способные создавать большее усилие и при этом более тихие в работе. Немалый интерес подобные пропеллеры представляют для будущих беспилотников, шум от которых сильно ограничивает возможности их применения. Но и в воде они обещают серьезный выигрыш: у таких винтов нет кончиков, с которых может срываться поток жидкости, создавая завихрения, поглощающие часть потраченной энергии.

Китайская государственная судостроительная корпорация (CSSC) спустила на воду самый вместительный контейнеровоз в мире, изготовленный в интересах транспортной компании Mediterranean Shipping. Гигантское судно MSC Tessa достигает 400 м в длину и 62 м в ширину и способно принимать на борт до 24 116 стандартных грузовых контейнеров (TEU) общей массой более 240 тыс. т. Это первый контейнеровоз, преодолевший планку в 24 тыс. TEU, причем его линейные размеры не стали больше, чем у прошлых рекордсменов, таких как Triple-E Maersk. Увеличение вместительности в основном развивается вверх: MSC Tessa перевозит контейнеры «стопками» до 24 штук в высоту. Что касается длины и ширины, то они ограничены возможностями портовых доков: загружать и разгружать более крупные суда слишком неудобно. Именно поэтому, несмотря на свою поразительную грузоподъемность, контейнеровозы не дотягивают до гигантских танкеров, нефть с которых можно переваливать просто «по шлангу».