Открытия и гипотезы, 2015 №04 - Журнал «Открытия и гипотезы»

Ранее было установлено, что в обиходе человека три самых грязных места: телефон, клавиатура, раковина на кухне, унитаз. Причем унитаз из перечисленных чище всех.

Подготовил Ф. Туров

НАУКА И ТЕХНИКА

Прообраз терминатора

Если речь заходит о жидком металле и о предметах из него, способных менять форму, первое, что приходит на ум — это изображение робота-убийцы Т1000 из научно-фантастического боевика “Терминатор 2: Судный день”. Нечто подобное продемонстрировали китайские ученые из университета Цинхуа. “Прирученная” ими капля жидкого металла способна самостоятельно передвигаться по поверхности, покрытой специальным составом и изменять при этом свою форму, проходя, к примеру, через узкие проходы.

Основу состава металла составляет галлий, который становится жидким при температуре в 30 градусов Цельсия, индий и олово. Получив равномерный расплав этих металлов, ученые добавили в него небольшую часть алюминия и “посадили” каплю на поверхность, покрытую раствором гидроокиси натрия. Алюминий вступил в химическую реакцию с раствором, в результате которой начали возникать крошечные пузыри, которые заставили двигаться вперед каплю жидкого металла.

Сила тяги такого необычного химического двигателя была увеличена за счет неравномерности распределения электрических зарядов между передней и задней частью капли. А причиной возникновения неравномерности и был крошечный кусочек алюминия, который является своего рода топливом для этого двигателя. И хотя этой капле еще очень и очень далеко до робота из «Терминатора», у новой технологии просматривается масса различных применений.

Общительные капли

Однажды студент университета Висконсина Нэйт Сира проводил эксперименты, в одном из которых ему потребовалось поместить на предметное стеклышко несколько капель окрашенной воды. К удивлению наблюдателя капли начинали двигаться. Одни притягивались друг к другу, другие бегали друг от друга — такого поведения от них никто не ожидал. На решение «капельной» проблемы у него ушло без малого три года.

Исследователь обратил внимание, что по стеклу бегали только окрашенные капли.

Кстати, красителем был пропиленгликоль — основной компонент жидкости для омывателя стекла в автомобилях. Как выяснилось, в капле, в которой кроме воды находятся еще и молекулы пропиленгликоля, вода испаряется с поверхности быстрее, и если рядом находится другая капля, то влажность воздуха в области между ними становится больше, чем в направлении, где нет соседних капель. Соответственно возникает разница в скорости испарения воды с разных сторон капли.

Кроме того, вода с разной скоростью испаряется с верхушки капли и из области ближе к поверхности. В результате возникает сильная циркуляция жидкости внутри капли.

Разная скорость испарения — разная сила микровихрей внутри капли. Получается, что с одной стороны вихри крутятся сильнее, чем с другой: форма капли становится несимметричной, силы поверхностного натяжения стремятся вернуть ей симметричную форму, и капля начинает двигаться.

Роботы-змеи

Элон Маек, основатель и президент известной автомобильной компании Tesla Motors, сообщил, что в настоящее время специалисты его компании занимаются разработкой автоматизированной металлической "змеи", которая, появившись из отверстия в стене, самостоятельно находит зарядный порт на автомобиле и соединяет его аккумуляторные батареи с зарядным устройством. Данная технология будет полностью совместима со всеми выпускающимися сейчас электромобилями Tesla. Кроме этого, универсализм зарядного робота-змеи будет заключаться в том, что это устройство можно будет устанавливать на специализированных зарядных станциях, на электрифицированных парковках и в гараже владельца электрического автомобиля.

Именно последняя возможность станет очень полезной для владельцев электромобилей Tesla. Наличие подобного устройства в гараже избавит человека от необходимости поиска зарядного разъема и от подключения этого разъема к порту автомобиля. Это, в свою очередь, может гарантировать, что батареи автомобиля будут всегда заряжены, даже несмотря на проявленную человеком накануне невнимательность.

Данная разработка является еще одним шагом на длинном пути технологического продвижения к миру, в котором автомобили смогут и будут делать сами для себя все необходимое без участия человека.

Atrias готовится к рекорду

Новый шагающий и бегающий робот АТRIAS, разработанный специалистами лаборатории Dynamic Robotics Laboratory Орегонского университета и имеющий уникальную двигательную систему, находится сейчас в процессе обучения, после прохождения которого он сможет попытаться стать самым быстрым двуногим роботом в мире.

Уникальность робота ATRIAS заключается в том, что прототипом для его двигательной системы стали бегающие птицы.

"Когда мы научим нашего робота развивать скорость, на которую рассчитана его конструкция, он, без сомнений, станет самым быстрым двуногим роботом в мире" — рассказывает профессор Джонатан Херст.

Механизм каждой ноги с четырьмя штангами из углеродистого волокна необычайно легок и прочен. Суставы ноги соединены между собой упругими пружинами, изготовленными из специального стекловолокна, которые действуют как ограничители и как механизм аккумулирования кинетической энергии.

Даже на этапе самых первых испытаний робот ATRIAS продемонстрировал способность безупречно поддерживать свой баланс и равновесие, он, перепрыгивая с одной ноги на другую, успешно выдерживал толчки и удары, которыми награждали его исследователи. Он с непринужденностью преодолевал препятствия, просто снося некоторые из них, и наносил удары ногой по мячу как заправский футболист.

Подготовил Л. Кольцов

Ответы на головоломки (стр. 24)

1. Пинг-понг

Необходимо налить в трубу воды до краев, тогда шарик сам всплывет на поверхность.

2. Кто где?

Предположим, что Патрик не живет в Париже. Тогда два других утверждения Алисы и Боба истины. Значит Боб живет в Акапулько и Бресте одновременно, что невозможно. Поэтому Патрик говорит неправду, утверждая, что он живет во Франции. Следовательно два других его утверждения истины. Предположим, что Алиса не живет в Акапулько. Значит она лжет, утверждая это. Поэтому Боб живет в Акапулько, ибо второй раз Алиса солгать не могла. Отсюда следует, что Боб лжет, говоря, что он живет в Бресте; но это значит, что Шульц солгал дважды (1 и 3), что невозможно. Поэтому предположение относительно Алисы ложно. Но Алиса лжет лишь один раз, следовательно, Боб не живет в Акапулько. Таким образом, Шульц, который может солгать 1 раз живет в Клермон-Ферране. Боб живет в Бресте.

3. Продолжите ряд

Все цифры следуют друг за другом в соответствии с алфавитным порядком их названий

4. Торговец квасом

Сначала из бочонка наполняем квасом бутыль на 3 л. далее выливаем все 3 л в 5-литровую бутыль. Потом снова из бочонка наливаем квас в 3-х литровую бутыль. Затем выливаем в 5-литровую бутыль до ее заполнения. В 3-х литровой бутыли останется ровно 1 л.

НА ДОСУГЕ

Из жизни физиков:

Потратив несколько лет на то, чтобы убедить ученый мир в неправильности теории флогистона, А. Лавуазье решил драматизировать идею. И вот весной 1772 года он провел опыты, которые вызвали огромный интерес к его исследованиям. Воспользовавшись огромным увеличительным стеклом стеклозаводчика Чирнгаузена диаметром 84 см, Лавуазье сжег в запаянном сосуде алмаз. Хотя сжигание алмаза с научной точки зрения ничем не лучше сжигания угля или графита, огромная стоимость эксперимента привлекла всеобщее внимание. Об опытах Лавуазье заговорили, а заодно заговорили и о том, что теория флогистона неверна.

* * *

Нильс Бор никогда не критиковал резко докладчиков, вежливость его формулировок была всем известна.

Один из физиков после выступления на семинаре был ужасно расстроен. Приятель спросил его о причине. "Беда, — ответил тот, — профессор Бор сказал, что “это очень интересно”". Любимым предисловием Бора ко всякому замечанию было “I don’t mean to critisize”, т. е. “я не собираюсь критиковать…”. Даже прочтя никуда не годную работу, он восклицал: “Я не собираюсь критиковать, я просто не могу понять, как может человек написать такую чепуху!”