Страница 8 из 63
Простой и дешевый способ значительного повышения эффективности термоэлектрических преобразователей нашли физики из Бостонского колледжа и Массачусетского технологического института.
Термоэлектрические преобразователи, еще известные как элементы Пельтье, уже более полувека используются для охлаждения электроники и других устройств, а также для получения электричества при небольших перепадах температур. Однако низкая эффективность преобразователей делает их применение неоправданным. Дело в том, что к материалу термоэлектрического преобразователя предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, он должен плохо проводить тепло, в противном случае весь созданный им перепад температур "съест" тепловой поток. А с другой - он должен хорошо проводить электрический ток, иначе его внутреннее сопротивление приведет к вредному выделению тепла.
Ученые работали с популярным полупроводниковым сплавом теллуридов сурьмы и висмута, который часто используют в элементах Пельтье, работающих в диапазоне 20–250 градусов Цельсия. Сплав сначала размололи в нанопудру с размером частичек около 20 нм, а затем пудру нагрели и спрессовали в атмосфере инертного газа. У получившегося материала эффективность при комнатной температуре увеличилась на 20%, а при ста градусах - на все 40%. И это почти бесплатно!
Анализ показал, что эффективность преобразователей увеличилась в основном за счет снижения теплопроводности материала. Переносящие тепло фононы - кванты колебаний кристаллической решетки - стали активно рассеиваться на дефектах и гранях спеченных наночастиц, но в то же время эти грани не мешали протеканию электрического тока.
Увеличение эффективности, казалось бы, не такое значительное, но оно просто огромно по сравнению с той трудной борьбой за каждый процент, которая велась последние десятилетия. Более того, эти десятки процентов качественно меняют ситуацию. Оценки показывают, что теперь, возможно, термоэлектрические преобразователи станет выгодно применять для утилизации тепла в градирнях тепловых электростанций, на их основе можно будет делать более дешевые и эффективные солнечные элементы, не говоря уже об охлаждении электроники.
Теперь ученые пробуют применить тот же метод снижения теплопроводности и к другим полупроводникам и сплавам для термоэлектрических преобразователей, и, быть может, новые рекорды еще впереди. ГА
Любопытный сценарий гибели динозавров предложили известные палеонтологи и специалисты по тропическим болезням Георг и Роберта Пойнар (George and Roberta Poinar) в своей новой книге "What Bugged the Dinosaurs?". Ученые считают, что древние гиганты не выдержали жесткой конкуренции с насекомыми.
Свою теорию ученые построили на основе многолетних исследований экзотических насекомых, сохранившихся до наших дней в кусках янтаря, которые находят в Ливане, Бирме и Канаде. Это позволило восстановить сложную экосистему Мелового периода, кишевшую прожорливыми кровососущими блохами, клещами, комарами и мошками. Картину дополнили данные о кишечных червях и других простейших паразитах, найденных в экскрементах динозавров. А знание современных болезней вроде малярии и лейшмании, от которых страдают современные потомки динозавров - птицы и ящерицы, - позволило нарисовать грустную картину медленной естественной гибели сухопутных гигантов.
В те далекие времена начался расцвет всевозможных летающих и паразитирующих насекомых. Похожие на кинжалы огромные зубы тираннозавров не могли справиться с клещами и блохами. Да и попробуйте отогнать комара или муху, если от головы до хвоста сорок метров, а сам хвост слишком толст и неповоротлив. Дело усугубил голод, поскольку любимые травоядными динозаврами вкусные и питательные гигантские папоротники стали быстро вытесняться цветковыми растениями вроде васильков и одуванчиков, которые эффективно опыляли все те же летающие насекомые.
Разумеется, медленная агония гигантов от кровавого поноса и укусов блох, комаров и других паразитов вряд ли вдохновит авторов романов и режиссеров блокбастеров. Гораздо эффектнее катастрофический сценарий с падением гигантского метеорита, массовыми извержениями вулканов или даже термоядерной войной между инопланетянами за нашу планету. Естественные катастрофы, разумеется, имели место в тот период и могли сыграть определенную роль, но судя по тому, что закат динозавров длился по крайней мере несколько тысячелетий, вряд ли могли быть единственной причиной гибели гигантских ящеров.
Специалисты высоко оценили новую гипотезу, которая не противоречит никаким палеонтологическим данным.
Ну а что на самом деле произошло 65 миллионов лет тому назад, мы вряд ли когда-нибудь узнаем. ГА
Отношения между нашим видом и неандертальцами продолжают вызывать острый интерес. Сейчас уже не осталось сомнений, что Homo sapiens и Homo neandertalensis принадлежат к разным эволюционным ветвям.
Вероятно, в отличие от нас, неандерталец - истинный европеец: он произошел от гейдельбергского человека уже на нашем континенте. Сапиенс дольше оставался в Африке и расселился по Евразии во времена, когда она уже была обжита неандертальцами.
О взаимоотношениях сапиенсов и неандертальцев ученые ведут бесконечные споры, подогреваемые наличием черепов, промежуточных по признакам между двумя видами. Ответить на вопрос, было ли скрещивание между нашими видами, пытаются с помощью анализа ДНК. Исследования дали противоречивый результат: одни показали, что гены неандертальцев отсутствуют в генофонде современного человечества, другие, напротив, регистрируют возможные следы передачи генетический информации между двумя видами.
Неожиданные аргументы в давнем споре получил сотрудник Университета Аляски, эмигрант из бывшего СССР Александр Каверман. Коллектив под его руководством провел масштабный анализ фрагментов ДНК из останков неандертальцев. В этой работе исследовалась как митохондриальная, так и ядерная ДНК. Для вычленения искомых фрагментов ДНК из загрязнений, внесенных бактериями и современными людьми, пришлось разработать специальное программное обеспечение. Просто взяв в руки ископаемый образец, современный исследователь может загрязнить древнюю ДНК своими нуклеотидными последовательностями. Поэтому остатки генетического материала неандертальцев получали из кусочков кости, извлекаемых особым микробуром.