Сім ідей, які можуть змінити світ
1. Електричні літаки
Tesla. Prius. Volt. Нестачі в нових автомобілях, які радикально знижують несприятливу дію на навколишнє середовище, немає. Авіапромисловість протягом багатьох років послідовно покращує паливну ефективність, але потенціал нинішніх технологій вже майже вичерпано, і, хочуть вони того чи ні, конструкторам доведеться подивитися в бік народжених повзати. А часу на трансформацію залишається мало: до 2031 року кількість авіапасажирів зросте вдвічі, тому що населення країн, що розвиваються стане багатшим. Ця обставина зведе нанівець усі екологічні успіхи автомобілебудування і електромереж.
Справитися з проблемою можна кількома шляхами. Наприклад, НАСА спонсорує нові концепції на кшталт D Series Массачусетського технологічного інституту: подвійний фюзеляж дозволяє встановлювати двигуни в тиловій частині, а витрата палива знижується десь на 50%. (До того ж такі літаки тихіше.) Більш розумні навігаційні системи допоможуть випрямити маршрути і тим самим зробити їх коротше. А маленькі ЛА для невеликих відстаней і справді могли б стати повністю електричними: словенська фірма Pipistrel вже розробила такий чотиримісний літак.
2. Мікромашини для виробництва нескінченного палива
У 1982 році Гаррі Грей з Каліфорнійського технологічного інституту (США) виявив, що електрони «туннелируют» крізь білки, тобто як би прослизають через довгі ланцюжки молекул. Мабуть, цей трюк і є «дихання життя»: таким чином організми перетворюють енергію в засвоювану форму - одні запасають енергію сонячного світла в клітинах, інші палять глюкозу. І все це можливо завдяки молекулам-гібридам під назвою металопротеїни, в яких гнучкість звичайних білків доповнюється здатністю металів каталізувати хімічні реакції.
На той момент пан Грей вже цікавився сонячною енергією. Якщо створювати генератор практично нескінченної енергії, розсудив учений, то потрібна система з металопротеїни зразок фотосинтезу. Але у нього нічого не вийшло. Біологічна машинерія надто крихка і неефективна - її доводиться синтезувати заново кожні кілька хвилин.
Ефективне і надійне молекулярне пристрій, що виробляє енергію, доведеться будувати самим, каже пан Грей. Йому і його колегам бачаться мікроскопічні батареї з оксидами металів на одному кінці і кремнієм на іншому, збудовані подібно металлопротеіновим масивів в мембранах клітин рослин. Оксиди металів поглинали б сонячне випромінювання в синій частині спектра і за допомогою цієї енергії розщеплює морську воду на кисень і протони, а кремній зайнявся б червоною частиною спектру і з`єднував протони з електронами. А що таке протон плюс електрон? Це водень, паливо. Коротше кажучи, пропонується отримувати водень за допомогою сонячного світла.
Може вийти. Штучні расщепители води вже зараз на порядок ефективніше природних, хоча потрібний масштаб ще далеко не досягнуто: хіміки шукають новий каталізатор, так як метали, які застосовуються для цього сьогодні, дороги і токсичні.
До речі, між справою, рятуючи себе, ми таким чином врятуємо планету.
3. Wi-Fi-спрей
Вся економіка мобільного зв`язку тримається на думки про те, що користувач отримує доступ до мережі в будь-який час і в будь-якому місці, причому зі всёвозрастающей швидкістю передачі даних. Дійсність, однак, не настільки розова: мобільні оператори (AT&T, Verizon і ін.) Відмовляються від безлімітних планів, а боротьба за широку смугу загострюється, бо кількість планшетів і смартфонів продовжує збільшуватися.
Обмежений доступ - це не просто прикре незручність, але смертельна загроза інновацій. До 2020 року обсяг ринку бездротових технологій, як очікується, досягне $ 4,5 трлн. Але зростання залежить від нашої здатності наздогнати за ним. Нам потрібен доступ, який буде відповідати кількості пристроїв.
Проблему може вирішити звичайний Wi-Fi. Телефонні і інтернет-компанії вже починають встановлювати маленькі (точніше, крихітні) вежі стільникового зв`язку, що забезпечують Wi-Fi- і 4G-доступ в густонаселених районах. Але охопити увесь інший світ таким чином навряд чи вдасться.
Зухвале рішення пропонує фірма Chamtech Enterprises: Wi-Fi-антена в баночці з спреєм. Компанія розробила рідина, наповнену мільйонами наноконденсаторов, які, будучи напилю на поверхню, беруть радіосигнал краще стандартного металевого прута. Додаємо роутер, і ось антена спілкується з волоконно-оптичну мережу, отримує сигнали відповідного супутника і встановлює шлейфового з`єднання з сусідніми вузлами, створюючи в перспективі порожнисту мережу дешевого, широкосмугового вайфая. Оскільки розпорошувати можна на будь-яку поверхню, люди, що зустрічають кожну нову щоглу мобільного зв`язку акціями протесту, нічого не помітять.
4. Пустельні електростанції
Сахара і інші неживі пустки можуть перетворитися в практично нескінченні джерела екологічно чистої енергії. За шість денних годин земні пустелі поглинають більше, ніж людство споживає за рік. І консорціум політиків, вчених і економістів з усього Середземномор`я збирається цим скористатися. Проект Desertec увазі тисячі квадратних кілометрів вітрових і сонячних електростанцій в різних пустелях світу, звідки надійна, відновлювальна, дешева енергія буде подаватися в більш тінисті країни. Насамперед проектувальники мають намір налагодити магістраль з Північної Африки до Європи. До 2050 року, за оцінками, 3 350 км північноафриканських пустель забезпечать 20% європейської потреби. З технічного боку проблем немає, а от з політичної ... Керівники країн Північної Африки бачили в цьому проекті рішення проблем з безробіттям, але Арабська весна змусив інвесторів задуматися. Тут нагодився європейська фінансова криза, до того ж з`ясувалося, що Європа є клубок несумісних електромереж і законів. І все ж Desertec ще дихає. 90% населення світу живе в межах 3 тис. Км від пустель. Китайські міста може живити Гобі, Південній Америці вистачить Атакама. Поки горить світло, надія не згасне.
5. Цифрові дисплеї в очах
Смартфони подарували нам постійний доступ до інформації. Але для цього все ж треба включати гаджет і колупатися в ньому, ціною чого - ДТП і роздратовані співрозмовники. Чи можна отримувати потрібні дані, не ризикуючи життям і дружбою?
Засновники «Гугла» тлумачать про це з 2002 року. Але все, що є на даний момент, - це прототип пристрою Google Glass, тобто очок з дисплеєм, куди подається необхідне, причому інформація видна лише власнику. Професор Університету штату Вашингтон (США) Бабак Парвіз, засновник Project Glass, збирається зробити крок ще далі - позбутися від окулярів і впровадити дисплеї розміром з людську волосину в контактні лінзи. Тим самим, на його думку, пройде потреба в екранах телефонів, комп`ютерів, телевізорів. Завдання таких дисплеїв полягає в тому, щоб проектувати зображення на певну ділянку сітківки. Заодно вони могли б виконувати роль датчиків, які аналізують стан здоров`я клітин вашого очі.
6. Війна астероїдів!
Фільм «Армагеддон» зробив дві дуже важливі речі. По-перше, показав, що ми не готові до зустрічі з астероїдом. І по-друге, він підказав ефективне рішення. «Брюс Вілліс зробив значний внесок в обороноздатність планети», - серйозний Бонг Ві (Bong Wie) з Університету штату Айова (США). Загалом, «Армагеддон» популяризував ідею підповерхневих вибухів. І у пана Ві навіть є ракета, здатна виконати таку роботу, - Hyper-Velocity Asteroid Intercept Vehicle: спереду «кінетичний перехоплювач», а ззаду - ядерний заряд. Перша частина дозволяє ракеті потрапити в породу, а друга розносить все на шматочки. НАСА виділила проекту $ 100 тис., І ось чому. Якщо просто взяти і скинути атомну бомбу на астероїд, діляться речовина розплавитися до того, як зможе детонувати. А якщо зробити вибух всередині мети, виникнуть підземні ударні хвилі, які збільшать силу вибуху раз в двадцять. Випробування намічені на 2020 рік, але пан Ві запевняє, що в разі раптової небезпеки він зможе виготовити ракету протягом року, і всього за якихось $ 500 млн. Дуже маленька ціна за порятунок людства, чи не так? До речі, «Армагеддон» зібрав у прокаті на $ 50 млн більше.
Зображення Victoria Ling.
7. Хмарочоси з алмазів
Це один з найбільш твердих матеріалів у Всесвіті. Він бездоганно чистий, майже не виробляє тертя, хімічно інтернів, володіє дивовижною теплопровідністю. І зроблений з одного з найпоширеніших елементів - вуглецю. Алмаз - так, всього лише вуглецевий кристал - надзвичайно корисний у багатьох областях від мікроелектроніки до водоочищення. На жаль, великі алмази зустрічаються вкрай рідко. Але Стівен Бейтс вважає, що одного разу цього матеріалу у нас буде не менше, ніж стали.
64-річний учений встиг попрацювати і в НАСА, і в Прінстоні, а в General Motors йому вдалося побудувати прозорий поршневий двигун з сапфірів, який відкривав чудовий вид на які відбуваються всередині процеси. Після цього фахівець задумався про алмази, адже з ними вийшло б навіть краще, якби їх можна було дістати в потрібній кількості.
Г-н Бейтс з головою поринув у дослідження синтезу кристалів в тонких плівках за допомогою парофазного осадження. Результатом стала розробка аналогічного методу для алмазів. Ідея проста: закладаєте алмазну крихту (товар, до речі, недорогий) в прес-форму з Бакминстер-фулереном C60 (гратами у формі футбольного м`яча, що складаються з шістдесяти атомів вуглецю). Включаєте лазер. Фулерени ламаються, і вуглець осідає між діамантовими частинками, зливаючи їх у відносно тверду масу.
