Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Pierwszy silnik na słońce

Recommended Posts

Profesor Tomiki Ikeda i jego zespół z politechniki w Tokio stworzyli pierwszy prosty silnik napędzany bezpośrednio energią słoneczną. W przeciwieństwie do dotychczas produkowanych silników tego typu, nie mamy tutaj do czynienia z zamianą energii słonecznej na elektryczną, a następnie na mechaniczną. Silnik Ikedy zamienia bezpośrednio energię słońca w energię mechaniczną.

Nowy mechanizm korzysta z elastomeru, który rozszerza się i kurczy pod wpływem światła.
Swoje prace Ikeda rozpoczął w 2003 roku, gdy zauważył, że materiał zawierający azobenzen kurczy się po oświetleniu światłem ultrafioletowym i powraca do swojego pierwotnego kształtu pod wpływem światła widzialnego. Przez kilka lat profesor wraz z zespołem dopracowywali właściwości materiału i starali się wymyślić sposób na jego użycie w praktyce.

W swoim prototypowym silniku naukowcy wykorzystali polietylen, który pokryli cienką warstwą elastomeru, tworząc pasek o grubości 0,08 milimetra. Za jego pomocą połączyli dwa kółka o średnicy 10 i 3 milimetrów. Następnie przy mniejszym kółku oświetlali pasek światłem ulatrafioletowym, a przy większym - widzialnym. Pasek napędził koła. Większe z nich poruszało się z maksymalną prędkością 1 obrotu na minutę.

Japończycy mówią, że ich pasek charakteryzuje się 4-krotnie większą siłą elastyczną niż ludzkie mięśnie i pozostaje ona nie zmieniona nawet, gdy jest rozciągany co 7 sekund przez 30 godzin.
Przyznają, że obecnie materiał nie zamienia efektywnie światła słonecznego w energię. Jednak można go ulepszyć. Ikeda ma nadzieję, że w przyszłości podobna technologia będzie napędzała samochody i inne maszyny.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Prawdę mówiąc, nie widzę większych zalet tego rozwiązania. Moim skromnym zdaniem silniki elektryczne mają jedną dużą przewagę: są uniwersalne. Nadmiar energii mozna przechować w akumulatorze lub przekazać w celu zasilania dowolnej innej maszyny, a ten typ silnika musiałby mieć dużo większy panel (bo nie mógłby się wspierać akumulatorem), a do tego wszystkiego musiałby być wyposażony w układ do "wypalania" nadmiaru energii. Według mnie nowy wynalazek musiałby mieć naprawdę dużą przewagę pod względem wydajności, by po podsumowniu wszystkich "za" i "przeciw" był to rozsądny wybór. Ale czas pokaże, może się mylę :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

To w końcu nic nowego - wykorzystanie rozszerzalności cieplnej. Ale przy ciałach stałych jest ona mała. prawdopodobnie więc, jak powiadasz, pomysł znajdzie tylko lokalne zastosowania.

Share this post


Link to post
Share on other sites

To w końcu nic nowego - wykorzystanie rozszerzalności cieplnej.

 

materiał zawierający azobenzen kurczy się po oświetleniu światłem ultrafioletowym i powraca do swojego pierwotnego kształtu pod wpływem światła widzialnego.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Satelita Solar Dynamics Observatory (SDO) zaobserwował na Słońcu nowy rodzaj erupcji magnetycznej. Najpierw doszło do wyrzucenia z powierzchni Słońca plazmy, która po zatoczeniu łuku zaczęła opadać na powierzchnię naszej gwiazdy. Zanim jednak tam dotarła, wpadła w plątaninę linii pola magnetycznego i wywołała kolejną eksplozję. Naukowcy mówią o wymuszonej rekoneksji magnetycznej.
      Na Słońcu już wcześniej obserwowano spontaniczne rekoneksje magnetyczne i wywołane nimi wyrzuty plazmy. Nigdy wcześniej nie obserwowano jednak, by jedna eksplozja była wywołana drugą.
      To pierwsza obserwacja zewnętrznej rekoneksji magnetycznej zachodzącej pod wpływem czynnika zewnętrznego. Może być to bardzo użyteczne dla zrozumienia innych systemów, takich jak magnetosfera Ziemi i innych planet, innych namagnetyzowanych źródeł plazmy, w tym eksperymentów w laboratorium, gdzie plazmę trudno jest kontrolować, mówi Abhishek Srivastava z Indyjskiego Instytutu Technologicznego w Indiach.
      Spontaniczną rekoneksję magnetyczną obserwowano już zarówno na Słońcu jak i wokół Ziemi. Przed 15 laty pojawiła się teoria mówiąca, że może zachodzić też zjawisko wymuszonej rekoneksji magnetycznej.
      Nowy rodzaj eksplozji był ukryty w danych sprzed lat. Analiza danych zebranych przez SDO wykazała, że do wymuszonej rekoneksji magnetycznej doszło 3 maja 2012 roku.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA zaprezentowała właśnie pierwsze wyniki badań przeprowadzonych przez Parker Solar Probe, najszybszy pojazd skonstruowany przez człowieka, który leci „dotknąć” Słońca. Zebrane przez sondę informacje na temat działania Słońca pozwolą naukowcom udoskonalić modele dotyczące pogody kosmicznej oraz powstawania i ewolucji gwiazd. Będą one kluczowym elementem dla stworzenia systemów ochrony astronautów przed szkodliwym wpływem Słońca podczas długotrwałych misji, takich jak wyprawa załogowa na Marsa.
      Dzięi danym z PSP naukowcy mogli na łamach Nature opublikować cztery artykuły dotyczące naszej gwiazdy. Zdobyliśmy nowe informacje na temat procesu napędzającego wiatr słoneczny oraz interakcji wiatru z obrotem Słońca. Mamy pierwsze analizy pyłu z korony słonecznej, a sonda zarejestrowała tak niewielkie epizody przyspieszania cząstek, że są one niewykrywalne z Ziemi.
      Przypomnijmy, że już 78 dni po starcie, który nastąpił 12 sierpnia 2018 roku, PSP stała się najbliższym Słońcu obiektem wysłanym przez człowieka. Niedługo potem zyskała też miano najszybszego obiektu. Parker Solar Probe ciągle przyspiesza i wciąż zbliża się do Słońca. W końcu osiągnie prędkość niemal 700 000 km/h, a jej najmniejsza odległość od gwiazdy wyniesie około 6,5 miliona kilometrów.
      Dotychczas sonda dwukrotnie obiegła Słońce. Ostatni raz w peryhelium, czyli najbliższym Słońcu punkcie swojej orbity, była 1 września, gdy zbliżyła się do gwiazdy na odległość około 24 milionów kilometrów, pędząc z prędkością około 350 000 km/h. Za trzy tygodnie, 26 grudnia, PSP dokona drugiego przelotu w pobliżu Wenus, a 4. peryhelium osiągnie 29 stycznia przyszłego roku. Później w lutym nastąpi 5. peryhelium, po czym po raz trzeci PSP będzie korzystała z asysty grawitacyjnej Wenus. We wrześniu znowu znajdzie się w peryhelium.
      Wśród nowych informacji, jakie już dostarczyła sonda, są dane dotyczące zachowania wiatru słonecznego. W pobliżu Ziemi mamy do czynienia z jego niemal równomiernym przepływem. Jak się jednak okazuje, w pobliżu Słońca jest to przepływ bardzo dynamiczny o wysoce określonej strukturze. Przypomina to nieco przepływ rzeki w miejscu, w którym wpada do morza. Naukowcy co po raz pierwszy mają okazję badać wiatr słoneczny z perspektywy korony gwiazdy.
      Uwagę naukowców szczególnie przykuły zmiany kierunku pola magnetycznego. Są one powszechne wewnątrz orbity Merkurego i trwają od kilku sekund do kilkunastu minut. Zmiany takie nie występują jednak w większej odległości od gwiazdy, zatem zauważyła je dopiero PSP. Mogą być one wskazówką, co podgrzewa i napędza wiatr słoneczny.
      W osobny artykule opisano pomiary wykonane przez instrument Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP). Naukowcy byli zaskoczeni tym, w jaki sposób ruch obrotowy gwiazdy wpływa na wiatr słoneczny. W pobliżu Ziemi przepływa on po liniach prostych, wydobywając się ze Słońca we wszystkich kierunkach. Jednak, jako że Słońce obraca się, naukowcy spodziewali się, że wiatr jest dodatkowo napędzany w kierunku ruchu obrotowego gwiazdy.
      Po raz pierwszy zjawisko to zanotowano, gdy Parker Solar Probe znalazła się w odległości około 32 milionów kilometrów od Słońca. Jednak zakres tego bocznego ruchu wiatru był znacznie większy, niż się spodziewano. Co interesujące, również szybciej niż się spodziewano trajektoria wiatru prostowała się, przez co na większych odległościach opisywany efekt staje się niewidoczny. Zrozumienie tego zjawiska będzie kluczowym dla zrozumienia spowalniającego ruchu obrotowego Słońca, a ma to znaczenie dla cyklu życiowego naszej i innych gwiazd oraz tworzenia się dysków protoplanetarnych.
      PSP zaobserwowała też pierwsze oznaki wskazujące na to, że w odległości około 11 milionów kilometrów od gwiazdy otaczający ją pył staje się coraz rzadszy. Przewidywano to od niemal wieku, jednak dopiero teraz jesteśmy w stanie zweryfikować tę teorię. Teraz dzięki instrumentowi Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR) wiemy, że zjawisko takie ma miejsce na dystansie około 6,5 miliona kilometrów. Pył jest podgrzewany przez gwiazdę i zamieniany w gaz. Naukowcy spodziewają się zatem, że w odległości obszar w odległości do 3,2 miliona, a może nawet do 4,8 miliona kilometrów od gwiazdy jest wolny od pyłu. Jeśli to prawda, to PSP powinna go zaobserwować podczas 6. peryhelium we wrześniu 2020 roku. Pył, który został odparowany w tej strefi stanowi część wiatru słonecznego.
      Kolejny z instrumentów badawczych, Integrated Science Investigation of the Sun (ISOIS) zmierzył zjawiska tak niewielkie, że zanikają one, gdy cząstki docierają do naszej planety. Zaobserwowano też rzadki rodzaj rozpadu cząstek, gdzie mamy szczególnie duży odsetek ciężkich pierwiastków. To ważne spostrzeżenie, gdyż wskazuje, że zjawiska takie są częstsze niż sądzono, ponadto mogą one pojawiać się nagle, wpływać na pogodę kosmiczną i stanowić zagrożenie dla astronautów.
      Słońce to jedyna gwiazda, którą może badać z tak niewielkiej odległości. Już te dane, którymi obecnie dysponujemy, rewolucjonizują rozumienie naszej gwiazdy i gwiazd we wszechświecie, mówi Nicola Fox, dyrektor Wydziału Fizyki Słońca w NASA.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ludzkość od kilkuset lat śledzi plamy na Słońcu i wie, że ich liczba zmienia się w 11-letnich cyklach. Dotychczas jednak brak dobrego wyjaśnienia tego fenomenu. Naukowcy z University of Washington opublikowali na łamach Physics of Plasmas artykuł, w którym proponują model ruchu plazmy, który ma wyjaśniać zarówno 11-letni cykl słoneczny ja i inne tajemnice naszej gwiazdy.
      Nasz model znacząco różni się od standardowego obrazu Słońca. Sądzę, że jesteśmy pierwszymi którzy są w stanie wyjaśnić naturę oraz źródło słonecznych zjawisk magnetycznych, czyli jak działa Słońce, mówi profesor Thomas Jarboe, główny autor artykułu.
      Model opiera się na doświadczeniach nabytych w czasie prac nad energią fuzyjną. Wynika z niego, że kluczem do zrozumienia Słońca jest cienka warstwa znajdująca się pod jego powierzchnią. To ona decyduje o plamach, przebiegunowaniu magnetycznym czy przepływie materii. Model ten porównano z danymi obserwacyjnymi i okazało się, że dobrze je on przewiduje. Dane obserwacyjne są kluczem do potwierdzenia słuszności naszego modelu funkcjonowania Słońca, mówi Jarboe.
      W tym nowym modelu mamy do czynienia z cienką warstwo przepływu plazmy i pola magnetycznego, innymi słowy z cienką warstwą swobodnie poruszających się elektronów, które z różną prędkością przemieszczają się w różnych częściach gwiazdy. Różnice w tempie przepływu wywołują zmiany pola magnetycznego, podobne do tych, które pojawiają się w niektórych eksperymentalnych reaktorach fuzyjnych.
      Co 11 lat wa warstwa staje się na tyle duża, że traci stabilność i Słońce się jej pozbywa, mówi Jarboe. Podczas tego procesu odsłonięta zostaje niżej położona warstwa plazmy, która porusza się w przeciwnym kierunku i ma odwrócone pole magnetyczne. Gdy obie półkule Słońca poruszają się z tą samą prędkością, pojawia się więcej plam. Gdy prędkości są różne, plam jest mniej. To właśnie różnica w prędkościach wywołała Minimum Maundera, stwierdza uczony.
      Gdy dwie półkule obracają się z różną prędkością, wówczas w pobliżu równika zaczątki plam nie pasują do siebie i nie dochodzi do ich powstawania, mówi Jarboe. Dotychczas naukowcy sądzili, że plamy słoneczne powstają na głębokości 30% średnicy Słońca, przypomina uczony. Tymczasem z nowego modelu wynika, że są one „superziarnami” powstającymi na głębokości 150–450 kilometrów. Plama słoneczna to coś zadziwiającego.Pojawia się nagle i znikąd.
      Podczas swoich badań nad reaktorami Jarboe i jego koledzy skupiali się na sferomaku, typie reaktora, który generuje plazmę w kuli. Tam plazma samodzielnie się organizuje w różnorodne wzorce. Gdy naukowcy porównali zachodzące w niej zjawiska z tym, co wiadomo o Słońcu, zauważyli podobieństwa.
      Jarboe twierdzi, że nowy model wyjaśnia przepływ materii wewnątrz Słońca, zmiany pola magnetycznego prowadzące do powstawania plam oraz całą strukturę magnetyczną naszej gwiazdy. Mam nadzieję, że naukowcy spojrzą na swoje dane z nowej perspektywy, a ci, którzy całe życie poświęcili zbieraniu danych otrzymają do ręki nowe narzędzie, pozwalające lepiej to wszystko zrozumieć, mówi uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ustalono, w jaki dokładnie sposób promieniowanie ultrafioletowe wpływa na mechaniczną integralność warstwy rogowej naskórka.
      Przemysł kosmetyczny to wielomiliardowy biznes. Specjaliści ciągle wypróbowują nowe dodatki do filtrów słonecznych, które mają pozwolić lepiej chronić skórę. Dotąd [...] nikt [jednak] należycie nie sprawdzał, jak UV wpływa ma mechaniczną integralność skóry - podkreśla prof. Guy K. German z Uniwersytetu w Binghamton.
      Wydłużona ekspozycja na słońce powoduje fotouszkodzenia, które odpowiadają m.in. za wczesne pojawienie się zmarszczek. Choć ultrafiolet (UV) jest uznawany za najbardziej uszkadzający, naukowcy nie rozstrzygnęli, który z jego zakresów jest pod tym względem najgorszy.
      Autorzy raportu z Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials zajęli się oceną biomechanicznych zjawisk związanych z fotostarzeniem. Badali wpływ różnych zakresów promieniowania UV na warstwę rogową naskórka (łac. stratum corneum, SC).
      Amerykanie posłużyli się próbkami skóry z kobiecych piersi; wybrano właśnie ten rejon, bo rzadko ma on kontakt ze słońcem. SC wystawiano na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego o różnych długościach fali: UVA (365 nm), UVB (302 nm) lub UVC (265 nm). Dawka UV wynosiła do 4000 J/cm2.
      German i doktorant Zachary W. Lipsky zauważyli, że wpływając na białka korneodesmosomów, które pomagają komórkom przylegać do siebie (chodzi o desmogleinę 1), UV osłabia adhezję w warstwie rogowej naskórka. To z tego powodu oparzenia słoneczne prowadzą do łuszczenia się skóry. Generalnie pochłanianie UV rośnie z przestrzennym rozproszeniem desmogleiny 1 z połączeń międzykomórkowych korneocytów.
      Bazując na tych początkowych odkryciach, Lipsky i German badają wpływ promieniowania UV na głębsze warstwy skóry. Panowie przekonują, że ochrona skóry jest ważna bez względu na porę roku. Próbujemy uświadomić wszystkim, że filtry słoneczne nie tylko chronią przed nowotworami skóry, ale i pomagają zachować integralność skóry, zabezpieczając m.in. przed infekcjami. SC to najbardziej zewnętrzna warstwa naskórka, dlatego musimy ją chronić przed bakteriami i innymi mikroorganizmami, które próbują się dostać do naszych organizmów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Parker Solar Probe, sonda która leci, by dotknąć Słońca, zakończyła drugie okrążenie wokół naszej gwiazdy. Przed 4 dniami PSP przeleciała w odległości 24 milionów kilometrów od powierzchni gwiazdy i poruszała się w tym czasie z prędkością 343 000 km/h. Już w tej chwili sonda jest najbliższym Słońca i najszybciej poruszającym się obiektem wykonanym ludzką ręką. A to nie koniec jej osiągnięć. W 2024 roku Parker Solar Probe wleci w atmosferę Słońca i znajdzie się w odległości zaledwie 6 milionów kilometrów od jego powierzchni. Będzie się wówczas poruszała z prędkością 700 000 km/h.
      Nad misją czuwa zespół z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory. Podczas peryhelium sond była na bieżąco monitorowana przez 4 godziny. Łączność z niż zapewnia Deep Space Network. Urządzenie wysłało informację, że wszystko jest w porządku, a badania naukowe prowadzone są zgodnie z planem.
      Sonda działa jak należy. Wspaniale było móc ją śledzić podczas całego peryhelium. W ciągu najbliższych tygodni otrzymamy dane zebrane podczas tego zbliżenia. Naukowcy będą je analizowali, by poznać kolejne tajemnica Słońca i jego korony, mówi Nickalaus Pinkine odpowiedzialny za nadzorowanie misji.
      PSP rozpoczęła spotkanie ze Słońcem 30 marca i potrwa ono do 10 kwietnia. Termin „spotkanie ze Słońcem” określa sytuację, gdy sonda znajduje się w odległości mniejszej niż 0,25 jednostek astronomicznych od naszej gwiazdy.

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