Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Tanie baterie z papieru
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W 1535 roku sekretarz stanu i członek wpływowej Tajnej Rady Henryka VIII, sir Ralph Sadler, wybudował dla siebie dom w Hackney. Ten pierwszy budynek mieszkalny w obecnej dzielnicy Londynu znany jest obecnie jako Sutton House. Przez wieki przechodził zmienne koleje losu, miał różnych właścicieli, w XVII wieku mieściła się w nim szkoła dla dziewcząt. Pod koniec lat 80. XX wieku National Trust przeprowadził remont, podczas którego pod podłogą znaleziono liczne efemera. Zostały one starannie zachowane. Dopiero teraz grupa ochotników zajęła się ich katalogowaniem i dokonała niezwykle rzadkiego odkrycia.
Wśród gruzu sprzed wieków, kawałków tkanin, kości i innych obiektów znaleziono kilkucentymetrowe, papierowe wycinanki, z których niektóre zostały ręcznie pokolorowane. Osiem z nich datowano na koniec XVII wieku, kiedy to wycinanie z papieru dopiero zdobywało w Wielkiej Brytanii popularność jako sposób na spędzanie wolnego czasu. Jak łatwo się domyślić, wycinanki z tego okresu są niezwykle rzadkie.
Wycinanki z Sutton House pochodzą z okresu, gdy w budynku mieściła się szkoła dla dziewcząt. Musiały więc zostać wykonane przez uczennice. Widzimy wśród nich gwiazdę wykonaną ze składanego papieru, wyciętego pokolorowanego lisa, kąpiącą się kobietę, kurę, ptaka oraz parę ubraną w wiejskie stroje z epoki.
W XVII wieku sztuką wycinania najczęściej zajmowały się kobiety i dziewczęta, które w ten sposób pokazywały swoje zainteresowania, zmysł artystyczny oraz zręczność. Dziewczęta uczyły się z wycinania z papieru na równi z haftowaniem i wyszywaniem. W tym czasie popularność zdobywało też tworzenie figur ze składanego papieru. Szczególnie często bawiono się w ten sposób składając serwetki przy stole.
Papierowe wycinanki rzadko się zachowują, tym cenniejsze jest obecne znalezisko. Wycinanie miało jednak prawdopodobnie wpływ na rozwój kolejnych dziedzin sztuki, takich dekupaż, szczególnie popularny w epoce wiktoriańskiej.
Doktor Isabella Rosner, która specjalizuje się w badaniu kultury materialnej początków epoki współczesnej zauważyła, że wycinanki z Sutton House są niemal identyczne z jedynymi dwoma przykładami takiej sztuki z XVII wieku, które dotrwały do naszych czasów. Jeden z tych przykładów to dekorowane pudełko z lat 80. XVII wieku znajdujące się w zbiorach Witney Antiques.
Sztuka wycinania z papieru była opisywana w książkach dla pań domu w XVII wieku. Należy tutaj wymienić przede wszystkim książki Hannah Woolley „A Guide to Ladies” z 1668 roku oraz „A Supplemen to the Queen-Like Closet” z 1674. W połowie XVII wieku Hackney było centrum dziewczęcej edukacji w Anglii. Od 1657 roku dyrektorką szkoły była Sarah Freeman. W Hackney istniała też szkoła założona przez Hannah Woolley i jej męża. Specjaliści przypuszczają, że po śmierci męża pani Woolley mogła uczyć w Sutton House. Możliwe więc, że znalezione właśnie wycinanki to dzieła dziewcząt i nastolatek, które powstały pod kierunkiem Woolley, cieszy się Rosner.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W najbliższych latach spodziewany jest lawinowy wzrost liczby miniaturowych urządzeń transmitujących dane. Rozwija się Internet-of-Things (IoT), więc tego typu urządzenia będą wykorzystywane np. w logistyce. Wszystkie one potrzebują źródła zasilania. Jednak baterie czy akumulatory wywierają negatywny wpływ na środowisko. Badacze z Empa (Szwajcarskie Federalne Laboratoria Nauk Materiałowych i Technologii) poinformowali o stworzeniu biodegradowalnego superkondensatora.
Urządzenie zbudowane jest z węgla, celulozy, gliceryny i soli stołowej. To składniki tuszu dla drukarki 3D, w której wyprodukowano nowatorskie kondensatory. Składa się on z celulozowych nanowółkien i nanokryształów, węgla w postaci sadzy, grafitu i węgla aktywnego. Formę płynną nadaje gliceryna, woda i dwa rodzaje alkoholu. Do tego dochodzi nieco soli zapewniającej przewodnictwo.
Superkondensator składa się z czterech warstw nakładanych jedna po drugiej przez drukarkę. Warstwy te to elastyczna podstawa, warstwa przewodząca, elektroda i elektrolit. Całość jest następnie składana na podobieństwo kanapki z elektrolitem wewnątrz. Powstaje w ten sposób całkowicie biodegradowalny kondensator, który może przechowywać energię elektryczną całymi godzinami, a jego wersja prototypowa jest zdolna do zasilania niewielkiego zegara cyfrowego. Kondensator wytrzymuje tysiące cykli ładowania/rozładowywania, może pracować przez wiele lat, działa w temperaturach ujemnych, jest odporny na nacisk i wstrząsy.
Kondensator, gdy już go nie będziemy potrzebowali, można wyrzucić. Rozkłada się w ciągu 2 miesięcy, a jedyne, co możemy po tym czasie zobaczyć, to nieco fragmentów węgla. Wydaje się to proste, ale takie nie było, mówi Xavier Aeby z Empa. Stworzenie urządzenia o odpowiednich parametrach wymagało wielu prób i testów. Konieczne było bowiem stworzenie tuszu o parametrach nadających się do użycia w drukarce, z którego powstanie kondensator gotowy do wykorzystania w praktyce.
Aeby studiował inżynierię mikroelektroniki na Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii w Lozannie, a w Empa pisze doktorat. Jego opiekunem jest Gustav Nyström, którego grupa badawcza już od pewnego czasu prowadzi prace nad żelami bazującymi na nanoceluluzie, biodegradowalnym materiale o potencjalnie licznych zastosowaniach. Od bardzo dawna interesuje mnie biodegradowalny system przechowywania energii. Poprosiliśmy Empa o sfinansowanie naszego projektu, Printed Paper Batteries, i właśnie osiągnęliśmy pierwszy z naszych celów, mówi Nyström.
Szwajcarski superkondensator może już wkrótce stać się kluczowym komponentem IoT. W przyszłości takie kondensatory można będzie szybko ładować wykorzystując np. pole elektromagnetyczne. Po naładowaniu będą one zasilały czujniki czy mikroprzekaźniki, mówią badacze. Metoda taka może być wykorzystywana np. do sprawdzania zawartości opakowań w transporcie. Biodegradowalne systemy przechowywania energii przydałyby się też w czujnikach monitorujących środowisko czy pracujących na rzecz rolnictwa. Tego typu akumulatorów nie trzeba by było zbierać, gdyż szybko uległyby rozkładowi bez szkody dla środowiska naturalnego.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Żyjemy w nowoczesnym świecie pełnym urządzeń zasilanych energią elektryczną. Rozwój nowych technologii sprawia, że telefony komórkowe, laptopy, tablety i wiele innych sprzętów mobilnych towarzyszy nam na każdym kroku. Najczęściej stosowane do zasilania urządzeń mobilnych są baterie litowo-jonowe tzw. Li-ion, jednak ze względu na ich powolne ładowanie, krótki czas pracy oraz szkodliwość dla środowiska naturalnego (ze względu na wysoką zawartość metali ciężkich m.in. kobalt) coraz większą uwagę poświęca się superkondensatorem. To urządzenia łączące cechy baterii oraz kondensatorów. Co się z tym wiąże? Dłuższa żywotność, prostszy recykling, a przede wszystkim szybsze ładowanie, czyli oszczędność czasu. Wszak, czas to pieniądz.
Zalety superkondensatorów tkwią w ich konstrukcji, na którą składają się dwa podstawowe elementy. Pierwszy z nich to układ dwóch wysokoporowatych elektrod, które odseparowane są od siebie także porowatym materiałem chroniącym przed zwarciem. Najczęściej ta część superkondensatora jest wykonana na bazie węgla aktywnego, który jest stosowany w tych urządzeniach nie bez powodu. W jego porach umieszczany jest drugi, kluczowy składnik superkondensatora – elektrolit zawierający jony, czyli atomy obdarzone ładunkiem elektrycznym (dodatnio naładowane – kationy oraz ujemnie naładowane – aniony). Jony mogą przemieszczać się we wnętrzu porowatego materiału w zależności od przyłożonego między elektrodami napięcia. Co ciekawe, im więcej porów we wnętrzu elektrod, tym więcej energii może być zgromadzone w urządzeniu. Pomijając elementy takie jak obudowa itp., można powiedzieć, że to wszystko.
Co jednak czyni superkondensatory tak obiecującymi urządzeniami do magazynowania energii? Są to wcześniej wspomniane pory, a także sposób w jaki poruszają się jony. Średnica i długość kanałów we wnętrzu porowatych elektrod ma kluczowe znaczenie. Gdy pory są szerokie, urządzenie ładuje się szybko, ale dostarcza niewiele energii, podczas gdy zmniejszenie ich średnicy pozwala na dostarczenie większej ilości energii, jednak urządzenie ładuje się o wiele wolniej. Czy istnieje zatem sposób na przyspieszenie jonów w wąskich porach? O tym w listopadowym numerze czasopisma naukowego Nature Communications pisze Svyatoslav Kondrat - naukowiec z Instytutu Chemii Fizycznej, Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN).
Autorzy badań wykorzystali materiał porowaty na bazie węgla o średnicy porów poniżej jednego nanometra, przy czym należy pamiętać, że 1 nm to jedna miliardowa część metra. Pory te są zatem tak małe, że nie są widoczne dla ludzkiego oka. Materiał ten został nasączony cieczą jonową, która jest niczym innym jak solą w stanie ciekłym, przy czym nie zawiera żadnego rozpuszczalnika np. wody. Zatem ciecz jonowa to upłynniona sól. Jony z cieczy jonowej wypełniają pory, a po przyłożeniu napięcia pomiędzy elektrodami zaczynają się poruszać. Co się jednak stanie, gdy polaryzacja trwa dłuższą chwilę? Czy wszystkie jony poruszają się w równym tempie? Niestety, jony we wnętrzu elektrod zachowają się niczym samochody we wnętrzu tunelu poruszające się w przeciwnych kierunkach. Na dodatek, każdy z nich porusza się na jednym pasie, a nie jak na autostradzie - na kilku. Jeśli choćby jeden samochód utknie, pozostałe zaczynają lawinowo hamować. Zatem, przepustowość tunelu spada i powstaje korek. Tak samo dzieje się z porami, które zostają miejscami zatkane w superkondensatorze. To przekłada się na spadek sprawności pracy urządzenia, w szczególności obniża czas jego ładowania.
Jak tego uniknąć? Svyatoslav Kondrat we współpracy z międzynarodowym zespołem przetestowali przykładanie napięcia w superkondensatorze pulsami, aby stopniowo wprawiać jony w ruch i nie zatykać porów. Jak się okazało, był to strzał w dziesiątkę. Metoda zaproponowana przez naukowców przyspiesza proces ładowania urządzenia i daje obiecujące wyniki. Dodatkowo przeprowadzając badania dla procesu rozładowania naukowcy Ci wykazali, że proces ten również można przyspieszyć. Przeprowadzone eksperymenty pokrywają się z wykonanymi przed naukowców licznymi symulacjami komputerowymi. Wyniki naszych badań są obiecujące. To ciekawe, że można przyspieszać nie tylko proces ładowania superkondensatora, ale także jego rozładowanie. Dzięki temu możemy usprawnić różne procesy technologiczne, np. przyspieszyć i zwiększyć wydajność odsalania wody – twierdzi Svyatoslav Kondrat.
Rozwiązanie zaproponowane przez badaczy otwiera nowe możliwości oraz przybliża nas do ulepszenia istniejących już rozwiązań stosowanych do zasilania urządzeń mobilnych. Choć kondensatory znane są od dekad, to dopiero superkondensatory wychodzą naprzeciw oczekiwaniom konsumentów na miarę czasów, w których żyjemy. Dzięki takim odkryciom jesteśmy bliżej opracowania szybszych i wydajniejszych urządzeń do magazynowania energii, a to dopiero początek rewolucji w tej dziedzinie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mimo, że cyfrowa komunikacja i stosowane w niej systemy bezpieczeństwa stają się coraz bardziej zaawansowane, wciąż dochodzi do wycieków danych. Wycieki te to poważny problem z potencjalnie niszczycielskimi konsekwencjami w postaci wybuchu wojen czy sporów ekonomicznych i społecznych. Chociaż media elektroniczne są nieodzowne w naszym codziennym życiu, papier wciąż jest głównym medium przechowywania informacji i wiele ważnych dokumentów wciąż istnieje wyłącznie w formie papierowej, mówią naukowcy z Chin, którzy opracowali nową metodę zapisywania ukrytych informacji na papierze.
Na łamach magazyny Matter uczeni z Uniwersytetu w Nankinie informują o wykorzystaniu bibuły filtracyjnej pokrytej związkami manganu do drukowania niewidocznych gołym okiem informacji. Można je odczytać oświecając papier światłem UV. Oczywiście istnieją już podobne techniki ukrywania tekstu na papierze. Mają one jednak liczne wady. Po pierwsze, nie można ich usunąć. Po drugie, gdy już zauważymy taki ukryty tekst, to – nawet jeśli został zaszyfrowany – mamy do niego dostęp i możemy pracować nad złamaniem kodu. Chiński wynalazek jest znacznie bardziej doskonały i bezpieczny.
Nowa technika polega na pokryciu środkami chemicznymi zawierającymi mangan papieru używanego do produkcji bibuł filtracyjnych. Następnie wystarczy czysta woda, by nanieść nań napis niewidoczny gołym okiem. Woda zmienia bowiem właściwości fotoluminescencyjne związków zawierających mangan. Wystarczy oświetlić papier promieniami UV, a napis zobaczymy w postaci ciemnego tekstu na jaśniejszym tle. Całość charakteryzuje się bardzo niską toksycznością, a dodatkową zaletą techniki jest fakt, że ukrytego napisu można się pozbyć, Wystarczy przez około 15 sekund potraktować papier suszarką, by napis zniknął. Sam papier można wykorzystać nawet 30-krotnie. Chińczycy przypuszczają, że jeśli uda im się znaleźć inne podłoże niż bibuła filtracyjna, to będzie można jeszcze więcej razy wykorzystać papier. Co interesujące, ukryty napis samoczynnie nie zniknie jeśli nie potraktujemy go suszarką. Eksperymenty wykazały, że może on przetrwać ponad 3 miesiące.
To jednak nie wszystkie postępy, jakich dokonali uczeni z Nankinu. Wykorzystali też dwa różne związki zawierające mangan. Jeden z nich został naniesiony na papier jako tło, a drugim wykonano ukryty nadruk. Nadruku nie można było zobaczyć ani gołym okiem, ani za pomocą promieniowania UV, gdyż po oświetleniu UV oba związki emitują światło o niemal identycznej długości fali i intensywności. Jednak związek użyty do wykonania napisu emituje światło nieco dłużej, napis można więc zobaczyć wykorzystując techniki obrazowania opierające się na różnicy czasu.
Na tym jednak nie koniec. W kolejnym eksperymencie uczeni wykorzystali różne zawierające mangan tusze do wydrukowania serii liczb, które emitowały światło w różnym czasie po ekspozycji na UV. Dzięki temu, poprzez śledzenie zmian intensywności emisji światła możliwe jest odczytanie liczb w odpowiedniej kolejności i odszyfrowanie wiadomości. Następnie informację można usunąć poprzez płukanie w specjalnym roztworze, by później na tym samym papierze nanieść te same liczby za pomocą różnych tuszy, przez co wyświetlą się w innej kolejności, kodując inną wiadomość.
To niezwykle wysoki poziom zabezpieczeń, który może sprawdzić się w zastosowaniach wojskowych czy przemysłowych, stwierdzili badacze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Doktor Julian Allwood i doktorant David Leal-Ayala z Univeristy of Cambridge udowodnili, że możliwe jest usunięcie toneru z papieru, który został zadrukowany przez drukarkę laserową. W procesie usuwania papier nie zostaje poważnie uszkodzony, dzięki czemu tę samą kartkę można wykorzystać nawet pięciokrotnie. Niewykluczone, że w niedalekiej przyszłości powstaną urządzenia, które będą potrafiły zarówno drukować jak i czyścić zadrukowany papier.
„Teraz potrzebujemy kogoś, kto zbuduje prototyp. Dzięki niskoenergetycznym skanerom laserowym i drukarkom laserowym ponowne użycie papieru w biurze może być opłacalne“ - mówi Allwood.
Niewykluczone, że nowa technika nie tylko przyniesie korzyści finansowe firmom i instytucjom, ale również przyczyni się do ochrony lasów, redukcji zużycia energii i emisji zanieczyszczeń, do których dochodzi w procesie produkcji papieru i jego pozbywania się, czy to w formie spalania, składowania czy recyklingu.
Naukowcy, dzięki pomocy Bawarskiego Centrum Laserowego, przetestowali 10 różnych konfiguracji laserów. Zmieniano siłę impulsów i czas ich trwania, używając laserów pracujących w ultrafiolecie, podczerwieni i w paśmie widzialnym. Podczas eksperymentów pracowano ze standardowym papierem Canona pokrytym czarnym tuszem z drukarki laserowej HP. Takie materiały i sprzęt są najbardziej rozpowszechnione w biurach na całym świecie.
Po oczyszczeniu z druku, papier był następnie analizowany przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego, który pozwalał zbadać jego kolor oraz właściwości mechaniczne i chemiczne.
Wstępne analizy wykazały, że rozpowszechnienie się techniki oczyszczania i ponownego wykorzystywania papieru może o co najmniej połowę obniżyć emisję zanieczyszczeń związaną z produkcją i recyklingiem papieru.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.