Всем привет. Пишу сюда, потому что хочется поделиться проектом, который долгое время был просто идеей на бумаге. Это звучит странно, но я действительно занимаюсь созданием прототипа "мозга" на электрохимической основе — не цифрового, не кремниевого, а чего-то ближе к тому, как работает настоящая биологическая нейросеть.
🚧 Почему я решил этим заняться?
Наверное, потому что меня всегда привлекало то, что находится на границе реального и невозможного. Я инженер по ремонту с радиотехническим образованием, но при этом давно интересуюсь нейрофизиологией, бионикой и системами альтернативной логики. Так родилась идея: а можно ли создать вычислительное устройство, которое работает не через транзисторы, а через физико-химические процессы*?
🧠 Что это вообще такое — электрохимический мозг?
Идея проста на словах, но безумно сложна на деле:
Вместо микросхем — гелеобразная среда, способная менять проводимость в зависимости от внешнего сигнала. Вместо обычных проводов — матрица электродов, создающая поля, стимулирующие локальные "области памяти". Вместо софта — самообучающаяся среда, где форма тока важнее значения битов.
Если сказать проще — это как если бы вы взяли нейроны и синапсы, но сделали их из подручных материалов: геля, электролита и парочки катодов.
⚙️ Что работает сейчас?
Пока рано говорить о полноценной системе. Сейчас у меня:
Первичный прототип, который реагирует на определённые стимулы изменением сопротивления. Грубая, но рабочая система стимуляции (модулируем ток, следим за реакцией среды). Первые наблюдения, которые намекают на возможность адаптации — то есть, что-то вроде аналогов "обучения".
Да, это не Skynet, но первые шаги сделаны.
🔬 Вдохновение
Я не первый, кто думает в этом направлении. Были работы о ионных транзисторах, мемристорах, гидрогелевых логических элементах, но все они оставались либо в академических кругах, либо в виде отдельных экспериментов. Я же пытаюсь собрать целостную систему, пусть даже с нуля.
🛠 Что дальше?
Цель — создать аналоговое устройство, способное к примитивному обучению. Не цифры, а паттерны. Не "алгоритм", а "реакция".
Ничего сверхсекретного я тут не публикую — и не буду. Но если кому-то интересна тема, если вы думаете о подобных проектах или хотите поучаствовать в чем-то экспериментальном — напишите. Сейчас мне нужен не инвестор, а единомышленник: человек, который не боится глупых вопросов, паяльника и долгих вечеров за идеями, которые могут не выстрелить. Но могут и изменить всё.
📌 Спасибо, что прочитали. Отвечу на адекватные вопросы. Хамство и «сначала выучи нейробиологию» — мимо. Я и так стараюсь.
Как сообщили многочисленные зарубежные СМИ: «Китай успешно провел контролируемое испытание «водородной неядерной бомбы»!
Основной секрет этого нового типа боеприпасов заключается в материале, называемом гидридом магния. Когда он сталкивается с высокой температурой или катализатором, он быстро разлагается на магний и водород. Затем водород бурно сгорает с окружающим кислородом, мгновенно выделяя большое количество тепла и образуя сверхбольшой огненный шар.
Обычно, гидрид магния – это твердое вещество, безопасное при транспортировке и хранении. Процесс разложения также можно точно контролировать. Энергия на единицу массы выше, чем у стандартного тротила.
Испытание нового боеприпаса было проведено исследовательским институтом Китайской корпорации судостроительной промышленности, командой с богатым опытом в исследованиях и разработках подводного и надводного оружия. В марте 20025 года разработчики поделились результатами своих исследований в профессиональном журнале «Journal of Missiles and Guidance».
Подрыв термобарического боеприпаса
В ходе эксперимента «водородная неядерная бомба» массой всего 2 кг детонировала, мгновенно создав огненный шар температурой более 1000 град. по Цельсию. Время горения шара составило более двух секунд.
Для сравнения, температура взрыва тротила той же массы не так высока, а продолжительность существования огненного шара еще короче, всего 1/16 от прежнего. Однако слабые стороны имеются и у «водородной неядерной бомбы». Максимальное давление, создаваемое ее взрывом, составляет менее половины давления тротила.
Разница между этими двумя взрывчатыми веществами определяет их «специализацию». Обычные боеприпасы на основе тротила формируют сверхсильную ударную волну мгновенного взрыва, но их способность выдерживать высокую температуру слаба. Ударная волна «водородной неядерной бомбы» не сильная, но она длительно держит высокую температуру, создаваемую сгоранием водорода и пригодную для поражения различных «нетерпимых к теплу» военных целей.
Так, бронированные машины, беспилотники, радиолокационное оборудование открытого типа и небольшие корабли изготовлены из алюминиевого сплава. Температура плавления внешних оболочек этого оборудования, в основном, составляет около 600 град. по Цельсию. Если они столкнутся с высокотемпературным огненным шаром «водородной неядерной бомбы» – сгорят до неузнаваемости за считанные минуты.
Через трещины и вентиляционные отверстия высокие температуры могут проникать даже в неглубокие подземные бункеры, разрушая электронное оборудование и делая нутреннее пространство невыносимым для личного состава. Помимо прочего, стоимость «водородной неядерной бомбы» невелика, что делает ее экономически эффективной.
Поскольку китайская исследовательская группа имеет военно-морской опыт, закономерно возникает вопрос: станет ли перспективная разработка основой нового типа противокорабельных ракет?
Тут нужно учесть, что большинство современных военных кораблей покрыто высокопрочной сталью, как, например, HY-80 у американских эсминцев типа «Арли Бёрк». Температура её плавления превышает 1500 град. по Цельсию, и за короткий промежуток времени её трудно прожечь температурой в 1000 град.
Однако у военного корабля есть и «слабые стороны» – в таких деталях, как мостик и радиолокационная мачта, используется много материалов из алюминиевого сплава, а температура плавления перегородки из кевларового волокна отсека боеприпасов всего 660 град. При столкновении с высокотемпературным огненным шаром «водородной неядерной бомбы» они будут поражены.
В целом, хотя «водородная неядерная бомба» не может заменить традиционные боеприпасы, она определенно найдет свое место на поле боя будущего. Ее появление ярко демонстрирует возможности Китая в исследованиях и разработках новых боеприпасов.
А что если я скажи Вам: то чему учат и то что известно о свойствах полимеров не так как есть на самом деле. Сделано это при помощи чайника и дрели на кухне... И это всё меняет!
Утрированно конечно, но примерено с этого я и начинал конструирование. Это Perpetuum mobile? Неа, это физика, химия и реология - новый способ, который весьма прост и значительно расширяет существующие возможности и понимание.
Как так? Мне всегда была интересна тема управления макромолекулярной ориентации в полимерных нитях. Я нашел один из верных и надежных способов, точнее сделал работоспособное устройство.
Ща объясню. Все мы знаем песни "Сектор газа". Поклонники нетленных произведений панк-группы "Сектор Газа" несомненно сейчас поймут о чем речь, та же часть аудитории, которая не знакома со строками, может ознакомиться с песней "План", начинающейся со слов "Я не алкаш и не пьяница я..." о тяжелой судьбе человека с нездоровым пристрастием к алкогольным напиткам... Из песни слов не выкинешь... В частности, есть там такие строки: "... или мотают БФ на сверло...". Очень распространенное явление в определенный период времени. В данном случае имеется ввиду медицинский клей БФ на спиртовой основе и речь идет о том, что несознательные граждане в погоне за пагубным пристрастием "накатить", а так же в связи с дефицитом алкоголя для оной категории граждан, пытались его добыть разными способами, в том числе ставили ёмкость с клеем БФ под включенный сверлильный станок на некоторое время, при этом за счет эффекта Вайсенберга, собственно главный компонент БФ (по сути, поливинилбутираль и фенолформальдегидная смола), полимеризуясь наматывался на сверло, оставляя в технологической чаше бурду в виде спиртовой основы с касторкой, канифолью и технологическим добавками... Нитки, к сожалению, никто не делал и ценный продукт выбрасывался ради жидкого остатка. Но не будь эффекта Вайсенберга, кто знает как бы звучала эта песня... Впору задаться вопросом: "Сколько жизней покалечил Карл Вайсенберг"?))))))
Если есть желающие более глубоко погрузиться в практику и теорию текстильной промышленности, прядения, экструзии и теорию неньютоновских жидкостей (коими являются все расплавы и растворы полимеров) - добро пожаловать в мой уголок хроник подпольной лаборатории на Habr`е, где я очень подробно разложил всю теоретическую суть с примерами и подробным объяснением тут (https://habr.com/ru/articles/785914/).
Здесь требуется небольшое пояснение. Я не академик (к ним пробиться нереально, пробовал - это как писать "на деревню дедушке", многие либо молчат, либо после начала разговора просто сливаются, а пытал я звонками и письмами и МГУ, и СПбГУ и РАН и многих других (да и заняты они своими давно и хорошо им известными темами и связываться с чем-то новым не горят желанием), в Греции и Чехии нашел пару светил, занимающихся вопросами хоть и "рядом", но не близко и те молчат, главная проблема в междисциплинарности - слишком много междисциплинарных наук связано воедино).
Роскосмос, Ростех, Газпром - молчит, Росатом (иннохаб) - вообще сказали что это почти волшебство и не будет работать, в общем у гигантов, несмотря на важность, отношение как к предмету находящемуся где-то между херомантией и астрологией, впрочем, ничего нового... Собственно именно поэтому я и бьюсь пока один, на собственной кухне, в свободное от работы время и тратя свои ограниченные финансы - отчего и назвал это "подпольной лабораторией"... Справедливости ради, отмечу, что получилось испытать полилактид (PLA) и полипропилен (PP) в лаборатории Института химических технологий РГУ им. Косыгина (родственный мне текстильный институт), за что я безмерно благодарен. За гранулят PLA и PP скажу спасибо команде BestFilamet (производитель филамента для 3D-принтеров) - отправили и экструдированный филамент и читый гранулят для испытаний - красавцы. Это фактически независимые верифицированные неафилированные данные, подтверждающие все гипотезы.
Вот основная конструкция. Чаша с кольцевым нагревателем и вращающейся иглой.
Как собрать такую штуку подробно писал на Habr`е тут и тут.
Это итоговые данные испытаний мононитей PLA (полилактид) с указанием рабочих параметров устройства.
А это уже PP (полипропилен).
Этим данным можно верить. А теперь выводы. Возьмем только имеющиеся факты, но я уверен что можно смело говорить о всех термопластичных полимерах, а если получиться дойти до испытаний других полимеров, то с вероятностью 90% - для всех остальных.
Можно производить те же арамиды (как кевлар) минуя фазу растворения с серной кислоте, напрямую из реакционной смеси, что значительно улучшит срок службы (сейчас заложено 10-15 лет, если память не изменяет) и повысить его прочность!.
Можно производить технически сложные композиты с введенным штапельным (рубленным) волокном да еще и с кручением (в настоящее время практически неосуществимо на существующем оборудовании) и управлять прочностью волокон.
Существующие справочники говорят, например, полипропилен обладает прочностью на разрыв 23 МПа и до 39 МПа для ориентированных волокон, при этом удлинение на разрыв до 700% с сохранением модели: "Чем выше прочность тем меньше удлинение на разрыв (максимум прочности при минимуме удлинения)". Я говорю что это далеко не так, на самом деле возможности в процесса позволяют в процессе формирования волокна управлять его свойствами и получать другие диапазоны прочности от 15 до 35 МПа и, за счет упорядочивания макромолекулярной структуры и зон кристалличности и аморфности, закладывать возможность удлинения от 50 до 700% практически независимо от прочности, т.е. программировать свойства продукта. Или возьмем полилактид с прочностью 53 МПА и удлинением на разрыв 3% - неа, не так. На самом деле, по существующим независимым результатам мы можем получить прочность от 35 до 70 МПа и удлинением от 3 до 17%! И это только два доступных мне для проверки физико-механических свойства. Теперь можно смело и честно сказать, что тот же наш Отечественный полипропилен с прочностью, условно в 20 МПа, ничуть не хуже полипропилена какого-нибудь BASF с прочностью 24 МПа - теперь это простые параметры работы именно их экструзионной линии и больше ничего.
Короче, можно и реально прясть молекулы полимера.
Применение: в любой отрасли + добавляем трубчатые изделия, оболочки (кабелей к примеру).
Патент мне нужен был для хоть какого-то признания научной состоятельности (с официальным мне сложно, ввиду невозможности пробиться).
Если Вы не доверяете результатам - Супер! Просто отлично, я выложил все чертежи и параметры работы - собирайте, повторяйте - это только лишь будет очередным подтверждением! Я буду только рад этому!
Собственно, ребят, один я уже не вывожу ни по времени, ни по финансам... Есть понимание куда двигаться и как, может сделаем вместе народную науку? Вместе как-никак легче.
Буду рад любым советам и помощи особенно, если:
Есть идеи PR-продвижения и маркетинга (и как сократить эту портянку и сделать проще для понимания))))))) продукта и создания бренда так как существующая академическая наука очень консервативна, а всем миром мы с дрелью пробъём этот потолок.
У вас есть токарка - есть понимание и необходимость переделки, особенно выточить новые формы чаши, игл.
Вы инженер и есть предложения по улучшению конструкции блока управления.
Есть 3D-принтер (филамент оплачу) - распечатать новые детали и скорректировать существующую 3D-модель оборудования.
У вас есть доступ к испытательному разрывному оборудованию для дополнительных тестов.
Есть доступ к ИК-спектроскопии, рентгеноструктурного анализа - для доказательства и фиксации структуры.
И далее, далее, далее - главное по существу и конструктивно.
Позиция интересная, но подмена научной теории умозрительной моделью без экспериментальной опоры создаёт иллюзию открытия, которого нет. Идея фиксированного времени в земных условиях — не нова: в инженерной практике релятивистские эффекты действительно игнорируются, но это вопрос удобства, а не фундаментального свойства времени. Игнорирование эффектов не означает их отсутствия.
Волновая интерпретация массы через резонансные частоты — серьёзная физическая ошибка. Масса объекта не определяется резонансом. Резонанс — характеристика отклика системы на возбуждение, а не источник её инертной или гравитационной массы. Изменение частоты колебаний вещества не эквивалентно изменению массы. Это нарушает закон сохранения энергии и требует экспериментального подтверждения, которого нет.
В основе предложенного подхода — риторика, а не верифицируемая теория. Высказывания вроде «можно предположить» и «если бы» не заменяют расчётов и экспериментов. Для выхода за пределы релятивизма или квантовой теории требуется не философская интерпретация, а строгая математическая модель с предсказательной силой.
Релятивизм не навязывается — он просто работает. GPS, спутниковая связь, ускорители частиц и атомные часы — всё это эмпирические подтверждения. Альтернатива обязана быть не только концептуальной, но и количественной, иначе это не физика, а метафора.
Интерес к новым взглядам понятен, но наука не принимает их на основании «удобства» или «простоты», особенно когда предлагается заменить проверенную модель на гипотезу без воспроизводимого результата.
Мария Склодовская-Кюри получила свою первую Нобелевскую премию по физике в 1903 году за исследование радиоактивности. Премия была разделена между Марией Кюри, ее мужем Пьером Кюри и Анри Беккерелем, причем Беккерелю была присуждена половина суммы, а Мария и Пьер получили вторую половину на двоих. В 1911 году Мария Склодовская-Кюри была удостоена Нобелевской премии во второй раз за открытие радия и полония. На этот раз она стала лауреатом Нобелевской премии по химии, и премия была неразделенной.
Лайнус Карл Полинг был удостоен Нобелевской премии по химии в 1954 году за изучение природы химических связей. В 1963 году он задним числом получил Нобелевскую премию мира 1962 года за свою общественную деятельность в области запрещения ядерных испытаний (в 1962 году Нобелевский комитет решил никому не присуждать премию мира). Именно в 1963 году на основе работы Лайнуса Полинга был подписан договор о запрещении ядерных испытаний в атмосфере. В 1970 году за свою общественную деятельность он был удостоен также международной ленинской премии “За укрепление мира между народами”. Полинг – единственный в истории обладатель двух неразделенных Нобелевский премий, которые были вручены персонально ему (а не коллективу исследователей).
Джон Бардин – единственный лауреат двух Нобелевских премий по физике. Первая премия была присуждена ему в 1956 году за изобретение транзистора. Премию с ним разделили Уильям Брэдфорд Шокли и Вальтер Хаузер Браттайн. В 1972 году Бардин повторно получил премию по физике, на этот раз за открытие эффектов сверхпроводимости. На этот раз премию с ним разделили Леон Нэйл Купер и Джон Роберт Шриффер.
Фредерик Сенгер – лауреат двух Нобелевских премий по химии. Первая Нобелевская премия, полученная им персонально в 1958 году, была присуждена за исследование протеинов и синтез инсулина. В 1980 году Сенгер получил четверть Нобелевской премии. Этот год был богат на открытия в области биохимии. Первую половину премии отдали Полю Бергу за работы в области биохимии, связанные с исследованием нуклеотидов и химии рекомбинантной ДНК. Сенгер на двоих с Уолтером Гилбертом получили вторую половину премии за смежные независимые исследования базовых последовательностей нуклеиновых кислот.
Научитесь видеть мир по-новому, благодаря удивительным открытиям в науке, космосе и технологиях, которые мы делимся с вами каждый день! Присоединяйтесь к каналу Наука Космос Технологии! 🐼
Продолжаем знакомиться с книжкой Вацлава Смила. Предыдущие части выложены в серии.
ДДТ
Истреблять многочисленных мелких и проворных насекомых всегда было нелёгким делом. Тем более удивительно, что синтезировать новые вещества начали лишь, начиная с тридцатых годов прошлого века. После четырёхлетних поисков и тестов 349 потенциальных кандидатов швейцарцу Паулю Мюллеру удалось в 1939 году найти многообещающую молекулу: ДихлорДифенилТрихлорэтан. ДДТ.
Не он её впервые синтезировал, но он первым нашёл ей применение. Это кристаллическое вещество без цвета, вкуса и почти без запаха эффективно убивало комаров, вшей, блох и колорадских жуков. Оно быстро нашло себе применение во Второй мировой войне. Неудивительно: в течение двух летних месяцев сицилийской кампании американцы получили 21482 малярийных пациента при боевых потерях в 17375 убитыми и ранеными. В ход пошёл дуст, и к 1945 году число новых случаев упало более, чем на 80 процентов. ДДТ помог остановить и эпидемию тифа в Неаполе, где, начиная с середины декабря 1944 года, было обработано около 1,3 миллиона человек. Дуст засыпали под одежду, завязывая пояс и рукава. После войны ДДТ поступил в широкую продажу, а Мюллеру в 1948 году присудили Нобелевскую премию по медицине. Ядохимикат стали сыпать на поля и леса, и в 1970 году американская Академия Наук провозгласила, что дуст предотвратил полмиллиарда смертей от малярии.
Однако, начиная с пятидесятых, было замечено, что применение ДДТ приводит к исчезновению ряда птиц. Биологи стали бить тревогу, и особенно отличилась на этом поприще Рэйчел Карсон, издавшая бестселлер Безмолвная весна. В своей книге она живописала опустошения, причиняемые химикатом экосистемам, которые лишались целого ряда птиц. В книге не обошлось без хайпа, преувеличений и откровенного вранья.
Фермеры говорили о частых болезнях в своих семьях. В городе врачи были озадачены новыми болезнями своих пациентов. Было несколько внезапных необъяснимых смертей, не только среди взрослых, но и среди детей, которых хватал внезапный удар во время игры, после чего они умирали в течение нескольких часов.
Карсон направила свои усилия главным образом против ДДТ, хоть она была негативно настроена и против других ядохимикатов. Ей удалось мобилизовать общественное мнение, и после того, как выяснилось, что ДДТ накапливается в организмах животных и человека в течение многих лет, США запретили его в 1972 году, через два года после шведов. Это решение вызвало на себя критику не только производителей, но и многих учёных, среди которых был знаменитый селекционер Норман Борлоуг. Они указывали, что не было установлено вреда для животных и человека вследствие законного применения ДДТ, несмотря на его массовость.
И всё же последующие исследования показали, что запрет был оправдан. Было доказано снижение популяций целого ряда птиц, у которых ДДТ сильнее всего накапливался в организме. После запрета популяции быстро восстановились. Но более действенным аргументом было появление резистентных к дусту комаров. Естественный отбор продемонстрировал себя во всей красе, и это произошло ещё до начала широкомасштабной мировой антималярийной кампании. Дуст стали ограничивать и запрещать по всему миру, за исключением, главным образом, Индии, которая применяет его и сейчас, вместе с 11 другими странами, борющимися против тех же малярийных комаров. Так что то, что болезнь не удаётся истребить до сих пор – не следствие запрета.
Сегодня мы знаем, что частый контакт с этим ядохимикатом влияет и на человека, приводит к постоянным поведенческим изменениям, начиная со снижения внимания и заканчивая психиатрическими симптомами. Канцерогенное действие ДДТ находится под вопросом. Одним словом, правильно, что запретили. Но нужно отдать должное препарату, действительно спасшему жизнь многим миллионам людей. К сожалению, всех надежд, на него возлагавшихся, он не оправдал. Что было бы, если бы его не применяли так широко и бездумно – мы не знаем. История не оставила нам этого варианта. ДДТ стал жертвой своего успеха.
Итак, запомним: ДДТ не только вреден, но и полезен. Баланс пользы всё ещё положителен в некоторых местностях, потому их там и применяют. Так что называть этот химикат «нежелательным» в общем случае нельзя.
Кэлвин Фуллер, Карл Фрош и Линкольн Дерик с первой диффузионной печью
Карл Фрош и Линкольн Дерик выращивают пленку диоксида кремния на пластинах, чтобы защитить их поверхность и обеспечить контролируемую диффузию в лежащий под ними кремний
В начале 1955 года исследователи Bell Labs столкнулись с серьезной проблемой, связанной с точечными выкрашиваниями на поверхности кремниевых пластин во время высокотемпературной диффузии. Эту проблему удалось преодолеть химику Карлу Фрошу во время счастливой случайности, когда водородный газ, переносивший примеси через диффузионную печь, на короткое время загорелся, в результате чего в камеру попал водяной пар. Полученный в результате метод диффузии «влажной среды» покрыл поверхность кремния слоем стекловидного диоксида кремния (SiO2).
Аппарат для окисления кремния из патента Фроша и Дерика 1957 года
Развитая далее Фрошем и его техником Линкольном Дериком в последующие месяцы, эта технология позволила работникам полупроводниковой промышленности герметизировать и защищать кремниевые пластины во время процесса диффузии. Двое мужчин установили, какие примеси, такие как галлий, могут проникать через оксидный слой, а какие другие (например, бор и фосфор) — нет. Они также продемонстрировали, как протравить небольшие отверстия в слое, чтобы диффундировать эти примеси в выбранные участки поверхности кремния и точно спроектировать ее с крошечными областями n-типа и p-типа. В 1957 году они запатентовали и опубликовали эту чрезвычайно важную технологию.
Слайд «Конец», выгравированный на кремниевой пластине, использовался Фрошем для завершения своих презентаций.
Слой диоксида кремния вскоре стал необходим для производства транзисторов и позднее интегральных схем в крупносерийном производстве с помощью метода планарной обработки (1959 Milestone) , который использует этот слой для защиты чувствительных pn-переходов в кремнии от загрязнения. Он также выполняет функцию эффективного изолирующего слоя, поверх которого наносятся металлические соединения. Более чем любой другой фактор, гибкий, адаптивный оксидный слой кремния сделал его доминирующим материалом, используемым в производстве микросхем.
В настоящее время уже применяют специальные углекислые ловушки, но их минус в том, что эффективно действуют они только при высоких концентрациях двуокиси углерода в воздухе. Например, индийские станции очистки воздуха VERTO или исландский завод-пылесос.
Новый материал COF, разработанный специалистами Беркли под руководством профессора Омара Яги, способен улавливать двуокись углерода, не разрушаясь под воздействием воды и иных загрязнителей. В настоящее время все прочие фильтрационные материалы имеют короткий срок использования из-за загрязнителей и воды.
COF-999 собран из основы олефиновых полимеров с присоединенной аминогруппой. После того как пористый материал сформирован, он промывается большим количеством аминов, которые присоединяются к NH2 и образуют короткие аминополимеры внутри пор. Каждый амин может захватывать около одной молекулы CO2.
Новый пористый материал для улавливания углекислого газа, называемый ковалентным органическим каркасом (COF), имеет гексагональные каналы, "обогащённые" полиаминами, которые эффективно связывают молекулы углекислого газа (синие и оранжевые шарики), обнаруженных в воздухе.
COF-999 уже поглощает до 2 миллимолей CO2 на грамм материала, что делает его лучшим среди всех твердых сорбентов.
В настоящее время материал проходит сертификацию. Также химики занимаются улучшением свойств перспективного материала.
