FilePC.ru

Инженерам из Университета Карнеги-Меллона удалось объединить полимеры с жидким металлом для разработки органогелевого композита, который обладает сверхгибкостью и высокой проводимостью. Благодаря новому гелю учёные, возможно, находятся на пути к созданию первых по-настоящему «мягких» роботов и самовосстанавливающихся биометрических устройств. По утверждению создателей, их материал мягкий и очень эластичный, с пределом деформации более 400 %.

Источник изображений: Zhao Et Al./Nature Electronics

Для создания композита исходный полимер был погружён в растворитель, чтобы добиться пластичности. Затем получившаяся полимерная основа была смешана с микроскопическими каплями жидкого сплава галлия и индия и чешуйками серебра. Конечным продуктом стало гелеобразное вещество низкой плотности, содержащее достаточное количество металла для передачи электричества.

Порванный кусок композита можно соединить, после чего он восстановит свою форму. Его электропроводность превосходит любой другой эластичный материал, что позволяет соединять электрические компоненты без ущерба для функциональности. Основной проблемой большинства гелевых веществ является их склонность к высыханию, но разработчики в качестве основы использовали этиленгликоль, который имеет незначительную скорость испарения.

Изобретатели использовали свой композит для создания робота-улитки, игрушечной машины и биометрического монитора. Новый композит использовался только для соединения батареи и мотора робота-улитки и показал себя весьма ремонтопригодным. В игрушечной машине новый материал позволил быстро объединить электрические цепи и привести в действие двигатель и фары. В качестве реконфигурируемого биоэлектрода материал может быть использован для измерения мышечной активности с помощью электромиографии (ЭМГ) на любой части тела.

Удаление наиболее «жёстких» компонентов машины и замена их гелевыми «нервными системами» позволит инженерам создавать действительно гибких роботов и устройства. Это открывает бесчисленные возможности, особенно в медицине, где учёные могут имитировать живые органы или создавать самовосстанавливающиеся биометрические мониторы для сердца и других мышц. Разработчики уверяют, что настоящие мягкие роботы могут «прикрепляться к вашей коже, ползать по полу вашего дома и помогать вам в повседневных делах».

Сегодня в 15:14 по московскому времени с космодрома Куру во Французской Гвиане стартовала европейская ракета-носитель Ariane 5 с автоматической межпланетной станцией JUICE. Спустя примерно 29 минут станция отделилась от носителя и теперь должна быть занята раскрытием солнечных панелей. Началось путешествие длиною 8 лет. К Юпитеру станция подлетит в июле 2031 года.

Источник изображений: ESA

Прежде чем лечь на курс к системе Юпитера, станция JUICE совершит несколько гравитационных манёвров рядом с Землёй, в системе Земля-Луна и вблизи Венеры. Последний пролёт рядом с гравитационным колодцем Земли станция совершит в январе 2029 года. К Юпитеру она приблизится в июне 2031 года, но научную работу начнёт за шесть месяцев до этого. Научная программа аппарата рассчитана на четыре года и завершится в 2035 году падением на Ганимед — один из естественных спутников Юпитера.

В системе Юпитера станция JUICE подробно и самым современным набором научных приборов изучит такие ледяные луны газового гиганта, как Ганимед, Европа и Каллисто. Считается, что эти малые планеты располагают глубочайшими подлёдными океанами с жидкой водой, где вполне способна зародиться биологическая жизнь. Там есть тепло, вода и растворённые в ней минералы — полный набор для появления жизни, которую мы знаем по Земле. На Европе, например, воды может быть до трёх раз больше, чем на Земле.

Юпитер с со своими крупнейшими лунами

Когда через несколько миллиардов лет Солнце закончит своё существование и начнёт сбрасывать свою оболочку, Земля погибнет. Искать спасения придётся на окраинах Солнечной системы и луны Юпитера представляются для этого перспективной запасной площадкой.

Впрочем, миссия JUICE также будет изучать систему Юпитера как эталонный образец для зарождения и поиска жизни вокруг газовых гигантов в остальной Вселенной. Для этого там существуют благоприятные возможности в определённых рамках, и было бы неразумно их игнорировать. Поэтому станция изучит также атмосферу Юпитера, магнитную среду в его системе, систему колец и другие спутники (включая крайне вулканически активный Ио).

Автоматическая межпланетная станция JUICE ESA

Станция JUICE несёт 10 солнечных батарей каждая со сторонами 2,5 ? 3,5 м по пять с каждой стороны аппарата — всего площадь батарей достигает 85 м². Сухая масса станции около 2400 кг, а полностью заправленная топливом она весит около 6000 кг. На борту станции имеется 10 научных приборов европейского, американского и японского производства.

Пакет приборов дистанционного зондирования (JANUS, MAJIS, UVS, SWI) включает в себя возможности получения изображений и спектральных изображений от ультрафиолетового до субмиллиметрового диапазона длин волн. Геофизический пакет включает лазерный альтиметр (GALA) и радарный эхолот (RIME) для исследования поверхности и недр лун, а также радиотехнический эксперимент (3GM) для исследования атмосфер Юпитера и его спутников и измерения их гравитационных полей.

Пакет «in situ» — для экспериментов непосредственно в месте проведения (в космосе) — содержит мощный набор инструментов для изучения среды частиц (PEP), магнитометр (J-MAG) и инструмент радио- и плазменных волн (RPWI), включая датчики электрических и магнитных полей и четыре зонда Ленгмюра.

В заключение немного о ракете-носителе Ariane 5. Для этой ракеты вывод в космос станции JUICE стал предпоследним в длинном послужном списке за почти 30-летнюю карьеру. Это одна из надёжнейших ракет в мире, которой чуть больше года назад, например, доверили запуск такого поистине бесценного прибора, как телескоп «Джеймс Уэбб». Последний запуск Ariane 5 состоится 21 июня 2023 года. Затем ей на смену придёт новая тяжёлая европейская ракета Ariane 6. Первый запуск Ariane 6, как ожидается, произойдёт до конца текущего года. И это будет уже другая история.