Китайские ученые нашли доказательства того, что великое пермское вымирание произошло из-за истощения озона при масштабных извержениях вулкана. Об этом говорится в журнале Chemical Geology.
Ученые пришли к выводу, что в конце пермского периода палеозойской эры исчез 81% всех морских видов животных и 70% видов наземных позвоночных. По мнению экспертов, как только взрывной вулканизм разрушил озоновый слой, стало меньше молекул кислорода, блокирующих поступающее солнечное ультрафиолетовое излучение. Это спровоцировало преобразование молекул диоксида серы в сульфатные аэрозоли, переносившиеся с суши в океаны.
Это подтверждается моделированием, которое предполагает снижение содержания кислорода в атмосфере с 30% в фанерозое до половины этого показателя к концу пермского периода.
Донаты (кошкам на вкусняшки и игрушки, ну и мне на пиво), естественно, категорически приветствуются )))
Сейчас частенько можно услышать, что тот или иной материал с эффектом памяти формы научились использовать очередным перспективным образом. В большинстве случаев, про «память формы» многие вычитывают в описании какого-нибудь умного матраса или подушки для сна. Такой матрас принимает форму тела пользователя и потом тело поддерживается в удобном состоянии.
Но на самом деле эффект памяти куда более интересный, если рассматривать его с позиции материаловеда.
Чаще всего эффект демонстрируют на примере проволоки из сплавов титана с никелем. Это лишь самый простой вариант демонстрации и на практике память формы наблюдается у разных материалов, в том числе и полимерных. Но, традиционно для моих заметок, разбирать подобные эффекты на металлах проще всего.
Опыт простой. Берем проволоку из титана-никеля, которая скручена в пружинку, нагреваем зажигалкой эту пружинку и видим, что спираль начала распрямляться и опять стала ровной проволоченной.
После остывания проволока так и останется прямой. Холодный образец можно вновь скрутить и вновь распрямить зажигалкой. Причём, форму можно придать абсолютно любую. Скажем, можно сделать импровизированную скрепку, которая при нагревании опять станет прямой.
Главный вопрос, который следует из опыта, тут логичен - что такое происходит с этой проволокой и что это за особая уличная магия?
Для объяснения эффекта нужно иметь общее представление о кристаллической структуре металлов и о процессе закалки. Давайте вспомним самые основы. Попрошу тут не придираться к формулировкам, так как хочется адаптировать текст для самых разных читателей с самыми разными уровнями знаний по теме.
Металлы в обычном состоянии имеют кристаллическую структуру и кристаллическую решётку. Кристаллической решеткой называется мнимая конструкция, которую мы можем изобразить, если в пространстве соединим атомы элемента друг с другом линиями.
При этом атомы металла будут расположены в точках пересечения этих мнимых линий или, как это называется более правильно, в узлах решётки. Та часть, которая регулярно повторяется, будет называться элементарной ячейкой решётки. И так всё здорово будет до тех пор, пока речь идёт о чистом компоненте.
Если сплавить два металла вместе, то атомам второго компонента сплава тоже нужно где-то расположиться. У второго компонента, как правило, есть собственная кристаллическая структура, но пока оба компонента системы жидкие, атомы спокойно сосуществуют друг с другом, как хлопья разного типа в молоке.
Когда система начинает затвердевать или кристаллизоваться, то атомам второго компонента нужно найти для себя место. При этом основной компонент старается доминировать и его атомы образуют уверенные каркасы, обладая высокой энергией связи. Примесные атомы стараются занять оставшиеся свободные места.
Система уравновешивается в некоторой конфигурации и атомы второго компонента пытаются позанимать вакантные места в новой кристаллической решетке.
Теперь представим себе, что такой двухкомпонентный сплав мы нагрели и видим, что атомы и первого, и второго компонентов пытаются начать интенсивное тепловое движение. Если остудить это великолепие с нормальной скоростью, то система вернется к равновесному состоянию.
Зато вот если охлаждать сплав резко, то второй компонент не успеет распределиться стандартным образом и будут образовываться новые конструкции. Такая структура может называться, например, мартенсит, а процесс именуется закалкой.
Это пример для стали, но он хороший. Видите - перестраивается и сама решетка с ОЦК на ГПУ, и углерод перераспределяется в системе.
Структура после закалки обычно напряжена и напоминает что-то типа сжатой пружины в ящике. Атомы уже не могут свободно двигаться, а сам ящик становится твёрже. Поэтому, повышаются хрупкость и ломкость.
В некоторых случаях наблюдается интересное явление, которое, как раз-таки и свойственно сплавам титана и никеля.
Структуры, образованные в результате закалки, остаются относительно подвижными. Закаленная проволока из такого сплава хоть и имеет мартенситную структуру, но обладает ещё и памятью формы.
Если мы деформируем такой сплав после закалки (распрямление проволоки из примера), то иглы в структуре закаленного сплава не разрушатся, а просто поменяют конфигурацию. Где-то сместятся, а где-то начнут распрямляться.
Тот стресс, который структура испытала при закалке и та конфигурация, которая получилась при процессе, требовала большой энергии. Эта энергия была отнята у системы с помощью резкой охлаждения. Пока не проведется, например, длительный отжиг для нормализации получившейся структуры, именно конфигурация с иглами станет равновесной. Система будет стремиться к ней.
Эта картинка, на самом деле, не очень удачная. Все после этого думают, что каждый раз происходит полиморфное превращение от нагрева свечкой.
При простой механической деформации иглы не сломаются и не перестроятся, а пластично деформируются. Этим и отличаются сплавы с памятью формы. В распрямленном образце будет происходить борьба между механическим удержанием каркаса структуры и попыткой системы вернуться к зафиксированному виду после закалки. Когда это только лишь механическая деформация, то напряжений недостаточно и образец остается прямым. Зато если начать его нагревать, то в работу вступают диффузионные процессы.
Эти диффузионные процессы первым делом не заставят структуру вернуться к самой ранней модификации, а потянут её к варианту "после закалки". Иглы мартенсита, деформируемые механическим образом, начнут возвращаться к закаленной конфигурации. Это будет проявляться, как обратное скручивание в форму пружинки. Исходя из схемы чуть выше, стоило бы рассматривать только нижние два состояния.
Подобные сюрпризы, которые появляются при работе внутренних напряжений и температур, могут происходить в самых разных случаях и с разными материалами. Например, на ранних автомобилях сформованная торпеда из полимерного материала выворачивалась обратно при воздействии сильного нагрева из-за стремления вернуться к форме обычного листа. Причем, сворачивалась вместе со всем оборудование. Это было настоящим сюрпризом для разработчиков, которые не учли этот эффект. Ну и для владельцев легковушек.
⚡ Если вам нравятся мои статьи и вы хотели бы поддержать развитие проекта, то прошу подписаться на мой Telegram-канал про изобретения и методики креативного мышления. Нужно набрать 2000 подписчиков!
Ученые, которые следят за Луной, заметили, что кратеры, которые находятся на Луне, невероятно сильно напоминают очертания континентов и морей на Земле.
Отчётливо видны Чёрное и Каспийское море, Средиземное море, Гималаи. Данную странность заметила инженер-гиодезист Татьяна Масенко. Также существует версия о том, что наша планета была создана с подобия тех самых кратеров, которые находятся на Луне, другой, более развитой цивилизацией.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Food, с 2004 по 2014 год потери продуктов питания в мире увеличились на 24 процента и достигли 1,92 миллиарда тонн в год. Это означает, что каждый день мы выбрасываем около 775 килокалорий на душу мирового населения, из которых 550 теряются в Южной Азии и странах Африки к югу от Сахары.
Алессандро Гатто (Alessandro Gatto) из Вагенингенского университета и Максим Чепелев (Maksym Chepeliev) из Университета Пердью создали актуальную глобальную базу данных о продуктовых потерях в 121 стране. В качестве основы они использовали устаревшую аналогичную базу ФАО и добавили к ней данные из базы GTAP-FBS о потоках товаров и услуг между регионами, а также данные о землепользовании, водопользовании и выбросах парниковых газов.
Оказалось, что в бедных странах основная причина потерь продуктов питания - плохие условия хранения. Недостаток холодильного оборудования приводит к тому, что много продукции становится негодной еще на фермах или в процессе транспортировки. Кроме того, неразвитая инфраструктура и ограниченный доступ к рынкам также способствуют потерям продуктов питания.
С другой стороны, в развитых странах основная причина потерь еды - избыточное потребление и утилизация излишков. Потребители в таких регионах имеют доступ к большому разнообразию продуктов питания и часто покупают больше, чем им необходимо. Кроме того, изменение вкусовых предпочтений и требования к качеству продукции также способствуют выбрасыванию еды.
Исследование также показало, что почти 20 процентов мировых сельскохозяйственных земель и водных ресурсов связано с производством продовольствия, которое в итоге выбрасывается. Это имеет серьезные экологические последствия, так как приводит к выбросам в атмосферу 1,8 миллиарда тонн CO2-эквивалента.
Для решения проблемы потерь продуктов питания необходим комплексный подход. В бедных странах следует улучшить инфраструктуру и условия хранения, обеспечить доступ к рынкам и развивать сельское хозяйство. В развитых странах необходимо сократить избыточное потребление и улучшить системы утилизации и переработки продуктов питания.
Кроме того, важно повысить осведомленность о проблеме потерь продуктов питания и изменить отношение к ней. Это поможет людям осознать важность бережного отношения к еде и принять меры для сокращения выбросов.
Сербия начинает всерьез рассматривать в качестве альтернативного топлива отходы. Даже скептики признают: другого способа бороться с их чрезмерным количеством и переполненными официальными и нелегальными полигонами нет. А энергетический кризис, с которым столкнулась вся Европа в последние два года, делает рекуперацию энергии не только законным и необходимым элементом иерархии отходов, но и весьма действенным экономическим инструментом.
Производство энергии из отходов в Сербии только начало развиваться. Пока построен всего один завод — Beo Čista Energija. Его возвели в начале 2023 года около свалки Винча недалеко от Белграда, которая более чем 40 лет накапливала отходы и была внесена в список 50 самых загрязненных свалок мира.
Участок площадью 130 гектаров — это сравнимо с размером 180 футбольных полей — никогда официально не был полигоном, и, конечно, не имел никаких систем защиты окружающей среды, в частности, дренажа. При этом ежегодно туда свозилось не менее 700 тысяч тонн отходов без какой бы то ни было предварительной сортировки. Свалка постоянно горела, была окутана ядовитым туманом, а токсичный фильтрат пропитывал почву.
Несколько лет назад был разработан план ее рекультивации, который помимо сбора метана и фильтрата включал в себя строительство завода по переработке отходов в энергию. В 2020 году проект получил золотую награду как лучший в сфере коммунальных услуг.
Мощность завода — 340 тысяч тонн отходов в год. При этом он способен вырабатывать 30 МВтч электроэнергии и 56,5 МВтч тепла. Этого достаточно, чтобы удовлетворить потребности 5% домохозяйств Белграда в электричестве и 10% — в тепле. Инвестиции осуществляются за счет Международной финансовой корпорации (IFC), Европейского банка реконструкции и развития (EBRD) и Банка развития Австрии (OeEB).
Теперь, после успешного запуска проекта, в Сербии планируется расширить его. В январе представители властей трех муниципалитетов провели встречу с представителями итальянской компании Comef, которые представили им свои решения по переработке отходов в энергию. Эта фирма работает в сфере энергоутилизации уже 50 лет и обеспечивает полный цикл — от закупки материалов, производства и монтажа — до обучения персонала и обслуживания оборудования. Пока идет обсуждение моделей сотрудничества, но сербская сторона настроена серьезно. Чиновники уверены, что реализация проекта навсегда может решить проблему утилизации муниципальных отходов и одновременно позволит получить зеленую энергию для нужд домохозяйств и местной промышленности.
Решение своевременное, ведь отрасль обращения с отходами в Сербии сейчас практически отсутствует. По приблизительным оценкам, более 90% отходов страны попадает на официальные или нелегальные полигоны, в то время, как показатель в общем по ЕС не превышает 24%. Лидерами Евросоюза по сокращению объемов захоронения (около 4%) являются Австрия, Бельгия, Дания, Финляндия, Нидерланды и Швеция. Отходы там тщательно отсортировываются и перерабатываются, а те, что невозможно использовать как вторичные материальные ресурсы, используются для получения энергии.
Опыт показывает, что предотвратить попадание отходов в окружающую среду невозможно без введения запрета на захоронение или хотя бы налога на эту деятельность. И даже официальные полигоны оказывают негативное влияние на экологию из-за неизбежного выброса парниковых газов. Сербия в значительной степени привела свои правила в соответствие с законодательством ЕС, согласно которым предприятия по переработке отходов в энергию должны работать по самым строгим экологическим стандартам и применять лучшие технологии.
Игорь Ездимирович, председатель Environmental Engineering Group: «Часть отходов, которые мы производим сегодня, не может быть переработана или повторно использована. Но они имеют энергетическую ценность, и их использование в качестве альтернативного топлива оправдано. Однако для реализации энергетического потенциала отходов необходимы соответствующие объекты с соблюдением мер по охране окружающей среды».
Долгое время Сербия экспортировала свои отходы в другие страны, однако теперь делать это все труднее. Некоторые компании ждут своей очереди годами. В начале 2017 года было обнаружено около 1500 тонн промышленных отходов, незаконно захороненных или просто хранившихся на территории заброшенных заводов. Несмотря на то, что тогда разгорелся большой скандал, а нарушения были признаны уголовным преступлением, по истечению пяти лет эта проблема остается нерешенной.
Владимир Павичевич, профессор Факультета технологии и металлургии Белградского университета: «Сербии необходимо перерабатывать свои отходы. Восстановление энергии является одной из альтернатив, которую страна должна рассмотреть. Это предпочтительнее, чем захоронение, ведь при правильной эксплуатации мусоросжигательные заводы не представляют опасности для здоровья».
Действительно, современные заводы используют настолько эффективные технологии, что часто располагаются в непосредственной близи от городов, а иногда — и в их центре. Например, Amager Bakke в Копенгагене находится рядом с оперным театром, а на его склонах расположены горнолыжный склон и экологические тропы. Valorec в швейцарском Базеле соседствует с крупным торговым центром. Завод в Вене, напоминающий сказочный замок, построен рядом с университетом и больницей и снабжает их энергией.
Стоит отметить, что заводы «Waste-to-Energy» решают еще одну немаловажную задачу — обеспечение зеленой энергией и теплом. В условиях кризиса это становится всё более актуальным. В Европе оптовые цены на электроэнергию в 2023 году возросли до колоссальных 700 евро за МВтч, что в 15 раз превышает уровень предыдущих лет.
Сербия еще до кризиса последовала примеру Европы и начала заменять ископаемое топливо другими видами на цементных заводах. Но теперь уже такую возможность рассматривает Государственная энергетическая компания Elektroprivreda Srbije (EPS). Строительство заводов по энергоутилизации отходов запланировано в рамках проекта «Чистая Сербия». Реализует его Министерство строительства, транспорта и инфраструктуры, а для финансирования привлечен китайский кредит.
Надо сказать, что компании этой страны сейчас все чаще принимают участие — и финансовое, и технологическое — в подобных проектах по всему миру. Компания «РТ-Инвест», которая возводит сейчас первые в России заводы по энергоутилизации отходов, ведет переговоры о включении китайских производителей в договор на поставку ключевого оборудования и технологического сопровождения завода в Республике Татарстан.
Со строительством завода на свалке Винча в Белграде Сербия сделала первый шаг в использовании отходов для производства энергии. Эксперты из этой и других стран сходятся во мнении, что только данная технология помогает избавиться от неперерабатываемых отходов и защитить окружающую среду за счет сокращения объемов захоронения. При этом также снижаются выбросы парниковых газов, смягчается воздействие на изменение климата и появляется альтернатива дефицитным источникам энергии.
Чтобы в полной мере использовать технологию энергоутилизации отходов, необходимо принять во внимание опыт и советы стран, которые эксплуатируют такие объекты в течение многих лет и имеют богатый опыт. А строгое соблюдение правил и надзор за этим производством необходимы для того, чтобы технология получила зеленый свет не только от бизнеса и лиц, принимающих решения, но и от общественности.
Стартап Light Bio планирует продавать биолюминесцентные петунии, которые в темноте светятся неоновым зеленым цветом. В США уже одобрили продажу модифицированных цветов.
Для создания светящихся петуний основатели компании Карен Саркисян и Кит Вуд внедрили в цветы ген, который отвечает за преобразование кофейной кислоты в люциферин. Данный процесс заставил цветы светиться, когда вокруг них темно.
В involta.media добавили, что поставки светящихся петуний начнутся в первой половине этого года.
На западе Москвы началась работа над созданием научно-производственной базы, на которой будут выпускать продукты питания на основе свежих овощей и фруктов. Производство в Ново-Переделкине будет выпускать органическую продукцию, фитонапитки, пюре на основе выращенных плодов и питание для детей.
Для быстрой и качественной работы производство будет оборудовано роботизированными теплицами и мини-фермами, а также комплексом акустической заморозки и цехом по выпуску функционального и детского питания.
Земля для базы была выделена городом на условиях аренды. Договор заключен на 5 лет, производитель также получит налоговые льготы.
В involta.media добавили, что на новом заводе сможет работать 150 человек.