Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Przezroczysty aerożel przyda się i na Ziemi, i na Marsie

Recommended Posts

Nowy superizolujący żel stworzony na University of Colorado, Boulder, może znakomicie zwiększyć wydajność energetyczną budynków oraz pozwolić na zbudowanie pomieszczeń mieszkalnych dla kolonistów na Marsie.

Wspomniany aerożel przypomina spłaszczony plastik, jest podobny do soczewek kontaktowych. Ma on tak doskonałe właściwości izolujące, że można pokryć nim dłoń i rozpalić na nim ogień, a nie poczujemy żaru. W przeciwieństwie do innych podobnych produktów jest w dużej mierze przezroczysty.

Przezroczystość to niezwykle pożądana cecha, gdyż pozwala na użycie tego żelu na szybach czy do zbudowania habitatów poza Ziemią. Można dzięki niemu korzystać ze światła słonecznego i chronić się przed olbrzymimi wahaniami temperatury, jakie mają miejsce na Marsie czy Księżycu, wyjaśnia profesor Ivan Smalyukh z Wydziału Fizyki CU Boulder.

Aerożele w co najmniej 90% składają się z gazu. Przypominają gąbkę, która więzi powietrze w miliardach miniaturowych porów. To właśnie ten uwięziony gaz czyni aerożel tak dobrym izolatorem. Jednak obecnie większość dostępnych aerożeli jest nieprzezroczystych, a to oznacza, że nie można ich użyć np. do pokrycia okien.

Smalyukh i jego zespól rozpoczęli produkcję żelu od celulozy. Precyzyjnie kontrolując sposób łączenia się poszczególnych molekuł tego materiału, byli w stanie ułożyć je we tak uporządkowany wzór, że światło może przechodzić przez nowy materiał, czyniąc go tym samym przezroczystym.

Co interesujące, celulozę do produkcji żelu pozyskano ze zużytej brzeczki piwnej z lokalnych browarów. Nie tylko dokonaliśmy recyklingu i spowodowaliśmy, że wartościowy materiał nie trafił na wysypisko, ale tanim kosztem zyskaliśmy możliwość wyprodukowania naszego żelu, mówi doktorant Andrew Hess.

Nowy materiał, który jest 100-krotnie lżejszy od szkła, może przynieść olbrzymie korzyści. Jak informuje Departament Energii, w USA niemal 25% energii używanej do chłodzenia i ogrzewania budynków, jest tracona przez szyby. Straty sięgają tutaj miliardów dolarów rocznie. Twórcy nowego żelu nie wykluczają, że można z niego wyprodukować cienką przezroczystą warstwę izolacyjną, którą każdy będzie mógł nakleić na szyby w swoim domu i zaoszczędzić w ten sposób spore kwoty.

Żel otrzymał już nagrodę zawodów 2018 iTech organizowanych przez NASA, a jego twórcy prowadzą rozmowy z producentami okien.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

"25% tracone przez okna" ale z tych 25% około 50% ciepła tracimy przez plastikowe ramy i mikroszpary, zatem przez szyby tylko kilkanaście procent.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dokładnie. Nie pamiętam dokładnych wartości, ale przy pakietach trój-szybowych straty przez standardowe kilkukomorowe ramy są wyższe.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 godzin temu, Jurek55 napisał:

25% tracone przez okna

W treści jest mowa o szybach a nie oknach. Swoją drogą co z wywietrznikami?

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 godzin temu, thikim napisał:

W treści jest mowa o szybach a nie oknach. Swoją drogą co z wywietrznikami?

W budynkach wybudowanych i ocieplonych zgodnie ze współczesnymi standardami nie stosuje się wywietrzników w oknach, bo nie stosuje się w ogóle wentylacji grawitacyjnej, tylko mechaniczną z rekuperacją.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chodzi raczej o drapacze chmur i o nagrzewanie się dużych szklanych powierzchni (i o pieniądze potrzebne do chłodzenia wnętrz).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przeszczepy flory jelitowej mogą pomóc w ocaleniu koali. Zmiana mikrobiomu za pomocą specjalnych kapsułek pozwala bowiem rozszerzyć dietę torbaczy, co rodzi nadzieje na przetrwanie np. utraty habitatu. Wyniki badań australijskiego zespołu ukazały się w piśmie Animal Microbiome.
      Dr Michaela Blyton z Uniwersytetu Queensland postanowiła zbadać tę kwestię, gdy doszło do drastycznego spadku liczebności koali na przylądku Otway w stanie Wiktoria. W 2013 r. zagęszczenie populacji koali było bardzo duże, co doprowadziło do ogołocenia ich ulubionych drzew, eukaliptusów rózgowatych [Eucalyptus viminalis]. To z kolei skutkowało 70% śmiertelnością z powodu głodu [...].
      Interesujące jest to, że nawet głodując, koale generalnie nie zaczynały żerować na mniej lubianych eukaliptusach Eucalyptus obliqua, mimo że niektóre osobniki żywią się wyłącznie nimi. Zjawisko to sprawiło, że zaczęliśmy się z dr. Benem Moore'em z Uniwersytetu Zachodniego Sydney zastanawiać, czy to mikroorganizmy występujące w jelitach torbaczy - mikrobiom - ograniczają wachlarz gatunków eukaliptusa, na których koale żerują, a jeśli tak, czy da się rozszerzyć dietę za pomocą inokulacji kałowej.
      Zespół schwytał więc dzikie koale, które jadły wyłącznie liście eukaliptusa rózgowatego i przetransportował je do Cape Otway Conservation Ecology Centre.
      Zebraliśmy odchody jedzących E. obliqua dzikich koali z obrożami GPS. Skoncentrowaliśmy występujące w nich mikroorganizmy i zapakowaliśmy je do kapsułek odpornych na działanie kwasu. Później podaliśmy preparat naszym torbaczom. Część koali (grupa kontrolna) dostała kapsułki z mikrobiomem koali jedzących liście eukaliptusa rózgowatego.
      Następnie monitorowaliśmy, ile E. obliqua koale chciały zjeść w ciągu 18 dni i ocenialiśmy, jak mikrobiom zmienił się po przeszczepie.
      Okazało się, że mikrobiom torbaczy z grupy eksperymentalnej zmienił się, pozwalając im jeść E. obliqua. To może wpłynąć na wszystkie aspekty ich ekologii, w tym odżywanie, wybór habitatu i wykorzystanie zasobów. Naturalnie koale mogą mieć kłopot z przystosowaniem do nowej diety, gdy ich preferowane drzewa ulegają nadmiernemu przerzedzeniu lub gdy torbacze zostają przeniesione w nowe miejsce. Opisywane badanie pokazuje, że zastosowanie enkapsulowanego materiału kałowego pozwala wprowadzić i podtrzymać nowe mikroorganizmy w jelitach koali.
      Australijczycy podkreślają, że w przyszłości można by dostosowywać mikrobiom koali przed przeniesieniem do bezpieczniejszego bądź zapewniającego więcej pożywienia habitatu. Przypominałoby to stosowanie probiotyku w czasie i po antybiotykoterapii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Resweratrol, polifenol występujący głównie w skórkach winogron, ale także w orzeszkach ziemnych czy owocach morwy i czarnej porzeczce, pomaga zachować masę i siłę mięśni szczurów wystawionych na oddziaływanie warunków grawitacyjnych przypominających Marsa.
      Mikrograwitacja osłabia mięśnie i kości. Po zaledwie 3 miesiącach w kosmosie ludzkie mięśnie płaszczkowate zmniejszają się o 1/3. Towarzyszy temu utrata włókien wolnokurczliwych, których potrzebujemy dla wytrzymałości - wyjaśnia dr Marie Mortreux z Harvardzkiej Szkoły Medycznej.
      By umożliwić astronautom bezpieczne odbywanie długich misji na Marsie, trzeba więc opracować strategie ograniczania negatywnego wpływu na mięśnie.
      Kluczowe będą strategie dietetyczne, zwłaszcza że astronauci podróżujący na Marsa nie będą mieli dostępu do maszyn do ćwiczeń takich jak na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
      Świetnym kandydatem wydaje się resweratrol, który poddawano wielu badaniom pod kątem właściwości przeciwzapalnych, antyoksydacyjnych czy przeciwcukrzycowych.
      Ponieważ u szczurów wykazano, że w warunkach całkowitego odciążenia będącego analogiem mikrograwitacji podczas lotu kosmicznego resweratrol pomaga zachować masę kostną i mięśniową, podejrzewaliśmy, że umiarkowana codzienna dawka polifenolu sprawdzi się również przy zapobieganiu spadkowi kondycji mięśni w warunkach grawitacyjnych Marsa.
      Oddając warunki grawitacyjne Marsa, naukowcy zastosowali podejście opracowane przez dr Mary Bouxsein dla myszy. Szczury w uprzęży podwieszano na łańcuszku z sufitu klatki.
      Podczas eksperymentu 24 samce szczurów przez 14 dni wystawiano na oddziaływanie grawitacji ziemskiej lub stanowiącej odpowiednik grawitacji z Marsa (40% grawitacji ziemskiej). W każdej grupie połowa gryzoni dostawała wodę z resweratrolem w dawce 150 mg/kg masy ciała dziennie. Reszta piła zwykłą wodę. Poza tym wszystkie zwierzęta jadły tę samą karmę.
      Co tydzień mierzono obwód łydki oraz siłę chwytu przedniej i tylnej łapy. Po upływie 2 tygodni przeprowadzono badanie histologiczne mięśni łydki.
      Tak jak oczekiwano, symulacja warunków z Marsa doprowadziła do osłabienia siły uchwytu, zmniejszenia obwodu łydki, masy mięśniowej i zawartości włókien wolnokurczliwych. Okazało się jednak, że suplementacja polifenolem sprawiła, że siła chwytu łap była niemal taka sama, jak u niesuplementowanych zwierząt z warunków ziemskich.
      Co ważne, resweratrol w pełni ochronił masę mięśniową (mięsień płaszczkowaty i brzuchaty) szczurów z symulowanych warunków z Marsa, a zwłaszcza ograniczył utratę włókien wolnokurczliwych. Ochrona nie była jednak całkowita; doszło bowiem do pewnego spadku obwodu łydki (spadła średnia powierzchnia przekroju włókien obu wymienionych mięśni).
      Resweratrol nie wpłynął ani na spożycie pokarmów, ani na całkowitą wagę ciała.
      Mortreux podkreśla, że wcześniejsze badania nad resweratrolem mogą pomóc w wyjaśnieniu uzyskanych wyników. Ważnym czynnikiem jest tu zapewne insulinowrażliwość. U zwierząt odciążonych bądź z cukrzycą resweratrol sprzyja wzrostowi mięśni, zwiększając insulinowrażliwość i wychwyt glukozy we włóknach mięśniowych. Ma to spore znaczenie dla astronautów, u których podczas lotów dochodzi do spadku insulinowrażliwości.
      Amerykanka dodaje, że nie bez znaczenia są też właściwości przeciwutleniające resweratrolu.
      Konieczne są dalsze badania, które pomogą ocenić wchodzące w grę mechanizmy, a także wpływ różnych dawek resweratrolu (do 700 mg/kg masy ciała dziennie) na samce i samice. Dodatkowo trzeba będzie ocenić, czy resweratrol nie wchodzi w niekorzystne interakcje z lekami podawanymi astronautom w czasie misji.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwa zespoły studentów z Politechniki Wrocławskiej – które przygotowały projekty marsjańskich osiedli – dostały się do światowego finału konkursu Mars Colony Prize. Swoje pomysły na to, jak może wyglądać samowystarczalna kolonia na Marsie, studenci przedstawią w Kalifornii w październiku.
      Spośród 100 projektów marsjańskich kolonii nadesłanych z całego świata organizacja Mars Society wybrała do finału 10 - w tym aż dwa projekty studentów z Politechniki Wrocławskiej: „Ideacity” i „Twardowsky”. Ich autorzy w połowie października szczegółowo zaprezentują swoje rozwiązania w USA. O sukcesie wrocławskich studentów poinformowano na stronie PWr.
      Organizator konkursu – Mars Society – oczekiwał od uczestników konkursu projektu samowystarczalnej marsjańskiej kolonii dla tysiąca osób. Osiedle powinno importować jak najmniej towarów z Ziemi, a jednocześnie mieć się z czego utrzymywać. Musi samo wytwarzać jedzenie dla swoich mieszkańców, podobnie jak materiały budowlane potrzebne do stopniowego rozbudowywania się oraz m.in. energię, ubrania, pojazdy, maszyny i wszystkie produkty codziennego użytku – jak w typowym ziemskim mieście.
      PWr poinformowała, że projektanci musieli wziąć pod uwagę wiele ograniczeń wynikających z warunków panujących na Czerwonej Planecie – jak choćby mniejszą żyzność marsjańskiej gleby w porównaniu do ziemskiej czy wahania temperatur od minus 140 st. C. do nawet plus 30.
      W konkursie oceniano m.in. projekt techniczny i opis, jakie systemy zostaną wykorzystane w kolonii i jak będą działały. Liczyły się też kwestie ekonomiczne i samowystarczalność bazy, a także estetyka kolonii oraz to, jak rozwiązano zagadnienia społeczne, kulturalne, polityczne i organizacyjne.
      Podczas finału każdy zespół dostanie po 20 minut, aby zaprezentować projekt jury oraz pięć minut na odpowiedzi na ich pytania.
      Pierwszy z finałowych projektów – „Ideacity” – stworzyła grupa Innspace. Miasto z ich projektu mieści się na planie sześciokąta o boku 400 m. Bliżej centrum studenci zaprojektowali budynki przeznaczone do codziennego funkcjonowania, natomiast na zewnętrznej części miasta ulokowali zabudowania przemysłowe. Większość zabudowy znajduje się pod ziemią, co pozwala chronić mieszkańców przed promieniowaniem.
      Postawiliśmy duży nacisk na integrację społeczną. Dzięki temu mieszkańcy kolonii będą mogli dobrze się poznać i poczuć wspólnotą, co znacząco wpłynie na jakość ich życia. Największą część obszaru zajmą uprawy, będące źródłem żywności dla całej kolonii. Kolejną rozbudowaną strefą będzie ta przemysłowa, na którą złożą się magazyny, produkcja, fabryki i oczyszczalnie. Ważnym punktem będzie ośrodek badawczy, połączony z placówkami medycznymi. Uwzględniliśmy również m.in. hotel, dom modlitw, placówki edukacyjne, centrum sportowe i ogrody - opowiada o projekcie Justyna Pelc cytowana na stronie PWr.
      Studenci proponują, by większość budynków zbudowały zrobotyzowane drukarki 3D, a do produkcji użyły marsjańskiej gleby, regolitu, czyli surowca, którego na Czerwonej Planecie jest pod dostatkiem.
      Projektanci „Ideacity” zwracają uwagę, że kluczowym aspektem życia na Marsie jest monitoring procesów życiowych oraz aspektów psychologicznych życia osadników.
      Drugi z projektów, który dostał się do finału, to „Twardowsky”. Pracowało nad nim 19 osób - studenci i doktoranci skupieni wokół inicjatywy badawczej Space is More i Projektu Scorpio z pomocą kilku członków z Koła Naukowego MOS i inicjatywy LabDigiFab.
      „Twardowsky” – jak opisują przedstawiciele PWr – dzieliłby się na pięć jednostek połączonych wspólnym „hubem” – placem głównym, gdzie znajdowałyby się miejsca związane ze spędzaniem czasu wolnego i rozrywką. Przestrzeń miałaby układ tarasowy. Mieszkania kolonizatorów sąsiadowałyby tam m.in. z restauracjami, kafejkami, sklepami czy placówkami medycznymi.
      Mieszkańcy byliby tam podzieleni na grupy po dwieście osób. W ten sposób mają szansę się poznać, nie być anonimowymi w tłumie – wyjaśnia członek zespołu Orest Savytskyi.
      W naszej kolonii zaprojektowaliśmy dużo otwartych terenów z zielenią, a do tego wodospady, co razem tworzy miejsca, które uspokajają i koją – mówi członkini zespołu Natalia Ćwilichowska. Tłumaczy, że w każdej jednostce znajdowałyby się rośliny, z których ma powstawać żywność. Wytwarzanie żywności w „Twardowskym” opierałoby się o akwaponikę, czyli połączenie hodowli ryb w wielkich akwariach z uprawą roślin w wodzie.
      Kolonia na dużą skalę zajmowałaby się recyklingiem produktów. Np. z włókien celulozowych wytwarzałaby tam ubrania, a z innych odpadków roślinnych… marsjańską wódkę, którą – jak proponuje zespół z PWr – mieszkańcy Marsa eksportowaliby na Ziemię.
      Lista finalistów dostępna jest na stronie Mars Society.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Firma Grouphug z Nowego Jorku zaprezentowała właśnie Window Solar Charger, pozwalający właścicielom mieszkań generować własną energię słoneczną, którą można wykorzystać do ładowania urządzeń mobilnych. Dach nie jest potrzebny. Wystarczy okno...
      Na Kickstarterze trwa akcja zbierania funduszy, bardzo zresztą udana, bo choć do końca zostało jeszcze 11 dni, cel w wysokości 10 tys. dolarów udało się już zrealizować w 500%.
      Pomysł na okienny panel słoneczny zrodził się z frustracji. Krystal Persaud, absolwentka Georgia Tech, która uważa się za osobę świadomą ekologicznie, czyli używającą toreb wielorazowych, kompostującą itp., ma w Nowym Jorku mieszkanie o powierzchni ok. 28 m2. Nie może więc zainstalować na dachu paneli słonecznych. Na rynku są co prawda dostępne osobiste panele, ale zaprojektowano je z myślą o kempingowaniu. Nie było więc innego wyjścia i Krystal musiała zaprojektować coś własnego. Tak powstał Window Solar Charger.
      Prototypy beta okiennych paneli-ładowarek przeszły już kilkumiesięczne testy konsumenckie.
      Na Window Solar Charger składa się bambusowa ramka o wymiarach 33x25,5 cm. Najważniejszym elementem jest, oczywiście, panel słoneczny o mocy 10 watów. Całość wiesza się na bawełnianym sznurku wyposażonym w przyssawkę. Z tyłu znajdują się wskaźniki świetlne, port USB oraz dojście do wewnętrznego akumulatora o pojemności 2200 miliaperogodzin.
      Pełny akumulator (aby taki uzyskać, potrzeba ok. 8-10 godzin słońca) pozwala naładować iPhone'a (2x), telefon z Androidem (1-1,5x), tablet (0,5x) czy przenośne głośniki (1x).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Łazik Curiosity odkrył na Marsie niezwykle dużo metanu, aż 21 ppb (części na miliard). Takie wyniki dały badania za pomocą laserowego spektrometru. To niezwykle ekscytujące odkrycie, gdyż na Ziemi źródłem metanu są mikroorganizmy, jednak warto pamiętać, że gaz ten może również pochodzić z interakcji pomiędzy wodą a skałami.
      Metan wykrywano już na Marsie wcześniej, wiemy, że jego ilość dość znacznie się waha, jednak dotychczas maksymalny wykrywany poziom wynosił około 12 ppb.
      Curiosity nie posiada, niestety, instrumentów, które pozwoliłyby jednoznacznie określić źródło metanu, ani stwierdzić, czy pochodzi on z Krateru Gale, w którym znajduje się łazik, czy też z innego miejsca planety. Nie jesteśmy w stanie stwierdzić, czy metan ten jest pochodzenia biologicznego, czy geologicznego, ani nawet, czy jest bardzo stary czy też pochodzi ze współczesnych czasów, powiedział Paul Mahaffy, główny naukowiec odpowiedzialny za instrument SAM (Sample Analysis at Mars).
      Naukowcy pracujący przy Curiosity potrzebują czasu, by móc powiedzieć coś więcej o niedawno odkrytym metanie. Muszą też połączyć swoje dane z danymi z Trace Gas Orbiter. To europejski satelita, który od ponad roku krąży po orbicie Marsa i dotychczas nie odkrył śladów metanu. Dopiero połączenie tych danych może pozwolić na określenie źródła metanu w atmosferze Marsa i być może zostanie rozwiązana zagadka na temat tak znaczących różnic pomiędzy obserwacjami dokonywanymi przez Curiosity a Trace Gas Orbiter.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...