Российские физики нашли способ использовать лазеры для излучения сразу двух цветов. Российские учёные обнаружили, что лазеры с квантовыми точками, встроенными в микродиски, могут генерировать свет на разных частотах даже при высоких температурах. Это означает, что эти лазеры могут передавать больше данных на фотонных чипах в будущем. Исследование проводилось на НИУ ВШЭ.
Микродиски с квантовыми точками позволяют лазерам работать на разных длинах волн, например, на красной и оранжевой. Это открывает новые возможности для кодирования передаваемой информации. Учёные изучили свойства таких лазеров при разных температурах и размерах микродисков. Оказалось, что размер микродиска влияет на рабочую температуру лазера — чем он меньше, тем хуже он работает при высоких температурах.
Исследователи вывели уравнения, которые помогут оптимизировать размеры и свойства микродисков для разных типов микроэлектроники и фотонных аналогов. Это может ускорить разработку новых систем связи и вычислительных устройств. Микродиски с квантовыми точками могут стать важным шагом в будущем развитии технологий.
Источник: https://www.ferra.ru/

Специалисты по прикладной химии из США разработали новый, стабильный фотомеханический материал, способный трансформировать энергию света в механическую работу без выделения тепла или электричества. Разработка открывает инновационные возможности производства энергоэффективных, беспроводных и дистанционно управляемых систем для робототехники, космонавтики или биомедицины.
Материал, созданный в Университете Колорадо в Боулдере, состоит из крошечных органических кристаллов, которые под действием света начинают сгибаться. Приводы, изготовленные из этих кристаллов, могут стать альтернативой соленоидам с возможностью беспроводного управления или питания роботов или транспортных средств. А повышение эффективности прямого преобразования света в работу позволяет избежать громоздких систем управления теплом и тяжелых электронных компонентов.
Отличие этих кристаллических приводов от тех, которые создавались ранее, в том, что они быстрее реагируют на свет, дольше служат и могут поднимать в процессе разгибания более весомый груз. Когда материал под действием света меняет форму, он действует как мотор или привод, сгибая или поднимая объекты намного большего веса. Например, полоска кристаллов массой 0,02 мг поднимает нейлоновый шарик массой 20 мг, то есть в 1000 раз больше.
При создании материала были использованы массивы органических кристаллов внутри полимеров с губчатой структурой. Выросшие внутри пор размером в несколько микрон кристаллы обладают высокой долговечностью и эффективностью в производстве электроэнергии под действием света. Их гибкость и простота формовки делают их пригодными для широкого применения, пишет Phys.org.
В дальнейшем ученые собираются поработать над управлением движением материала. Сейчас он может становиться только плоским или изогнутым. Также они планируют повысить эффективность кристаллов, увеличив объем выходящей механической энергии по сравнению с энергией света на входе.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

В новом исследовании ученые собрали образцы ткани сердца у 15 человек во время операций, а также образцы крови до и после операции у половины участников. Затем команда проанализировала биоматериал с помощью прямой лазерной визуализации в инфракрасном диапазоне и идентифицировала частицы размером от 20 до 500 микрон из восьми типов пластика, включая полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и полиметилметакрилат.
Ученые из Столичного медицинского университета Китая (CUMS) обнаружили частицы микропластика в тканях сердца человека. Исследование опубликовано в журнале ACS Environmental Science & Technology.
Микропластик — это фрагменты пластмасс менее пяти миллиметров. Научные работы показали, что они могут проникать в организм человека через рот, нос и другие полости тела, связанные с внешним миром. Но данные о внутренних органах, которые не подвергаются непосредственному воздействию окружающей среды, все еще ограничены.
Анализ выявил от десятков до тысяч отдельных частиц микропластика в большинстве образцов тканей, причем количество и материалы различались между участниками.
Хотя в исследовании участвовало небольшое количество участников, работа предоставила предварительные доказательства того, что различные микропластики могут накапливаться и сохраняться в сердце и его внутренних тканях.
Кроме того, количество микропластика увеличивалось после операции. Исследователи считают, что инвазивные медицинские процедуры — это упущенный путь накопления микропластика, и призывают к более тщательному изучению влияния этих частиц на здоровье людей.
Источник: https://www.gazeta.ru/

 

Ученые из России, Германии и Испании сделали уникальное открытие. Они показали, как можно одновременно воздействовать на поверхность фемтосекундным лазерным излучением и покрыть ее наночастицами благородных металлов.
Фемтосекундный лазер излучает свет с очень короткими импульсами. Они имеют очень высокую пиковую мощность и способны воздействовать на материалы без теплового повреждения. Фемтосекундный лазер может использоваться для создания наноструктур на поверхности различных материалов, таких как металлы, полимеры, керамика и др.
Кратко процесс проходит так: подложка из кремния облучается фемтосекундным лазерным излучением. В этом случае длина одного импульса, порции излучения, составляет несколько фемтосекунд. Для сравнения, например, атом в молекуле совершает одно колебание за время от 10 до 100 фемтосекунд. Облучение таким лазером происходит через раствор, содержащий соединения благородных металлов (серебра, платины, палладия). На последнем этапе такие гибридные наноструктурированные платформы тестируются в качестве индикатора реакции димеризации, а эффективность этого процесса отслеживается in situ — спектрально с помощью метода поверхностно усиленной рамановской спектроскопии, который широко применяется в химии, — младший научный сотрудник кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения Евгения Хайруллина.
Наночастицы благородных металлов, таких как золото, серебро, палладий или платина, размером от 1 до 100 нанометров обладают уникальными оптическими, электрическими и каталитическими свойствами, которые зависят от их размера, формы и состава. Они могут усиливать или изменять световые поля на своей поверхности или вблизи нее.
Для создания наноструктурированной поверхности с равномерно распределенными наночастицами благородных металлов ученые использовали соли и комплексы этих металлов, которые наносили на поверхность в виде тонкого слоя. Затем они облучали поверхность фемтосекундным лазером при определенных параметрах. Ключевое отличие данной работы — то, что химикам СПбГУ удалось разработать одностадийный процесс: происходило параллельно лазерное испарение слоя металла и формирование периодических субмикронных структур на поверхности.
Эти структуры имеют размеры менее одного микрометра и называются LIPSS (laser induced periodic surface structure — лазерно-индуцированная периодическая структура поверхности). Они образуются из-за интерференции лазерного излучения с его отражением от поверхности или с плазмонными волнами на наночастицах. LIPSS усиливают локальные световые поля и способствуют дальнейшему образованию и осаждению наночастиц на поверхности.
В результате получается сложная наноструктура, состоящая из LIPSS и наночастиц благородных металлов. Подобная наноструктура имеет ряд преимуществ, таких как повышенная чувствительность к свету, улучшенная электропроводность и каталитическая активность. Эти свойства могут быть использованы для создания высокоэффективных устройств, применяемых в оптике и энергетике, в частности датчиков, накопителей энергии, светоизлучающих и оптоэлектронных устройств.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Российские ученые синтезировали два новых флуорофора, с помощью которых можно эффективно выявлять присутствие ртути в воде и взрывчатых веществ в воздухе. В качестве исходного вещества химики использовали полиэтиленгликоль — широко распространенный материал, который применяется, к примеру, как основа для изготовления мазей и элемент моющих средств.
Выбор полиэтиленгликоля продиктован тем, что он также выступает типичным компонентом многих комплексообразующих молекул, в том числе для улавливания катионов металлов и нитровзрывчатых веществ. Полиэтиленгликоль дополнительно модифицировали фрагментами ацетилена, что открыло возможность проведения синтеза флуорофоров путем так называемой клик-реакции азид-алкинового циклоприсоединения.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России. Статья с результатами опубликована в журнале Molecules.
«В качестве самого простого катализатора клик-реакции мы использовали медный купорос в присутствии аскорбиновой кислоты, так как известно, что добавление одновалентной меди приводит к тому, что реакция ускоряется и протекает легко, при комнатной температуре, атомная эффективность достигает 100 процентов, и в результате образуется только один продукт», — комментирует Игорь Ковалев, руководитель исследовательской группы по созданию сенсорных материалов, ведущий научный сотрудник Лаборатории перспективных материалов, зеленых методов и биотехнологий УрФУ.
Клик-реакции направлены на быстрое, производительное и надежное получение химических продуктов путем присоединения друг к другу различных элементов. При этом в создании финального продукта задействован максимум атомов реагентов, то есть атомная эффективность стремится к стопроцентной, а количество побочных продуктов, требующих последующей утилизации, напротив, — к нулю. Таким образом, клик-реакции не только продуктивны и экономичны, но и экологичны и соответствуют принципам «зеленой химии».
Форму новых флуорофоров ученые подсмотрели у южноамериканских пастухов и охотников. Структурно новые соединения похожи на бола (болас, болеадорас) — метательное приспособление, состоящее из веревки с грузами на обоих концах и предназначенное для поимки животных. В структуре флуорофоров полиэтиленгликоль служит перемычкой между молекулами гетероциклических соединений триазола и оксадиазола. Это повышает отклик и свечение флуорофоров.
«В ходе исследований мы убедились, что наши флуорофоры активно излучают поглощенную световую энергию, квантовый выход приближается к предельным показателям. В присутствии взрывчатых веществ, таких как 2,4-динитротолуол и 2,4,6-тринитротолуол (тротил), свечение флуорофоров гасится, причем структура бола способствует тому, что интенсивность их отклика на взрывчатые вещества удваивается. Дело в том, что при определенных внешних условиях такая структура способна сложиться пополам, ее концы, в данном случае молекулы триазола и оксадиазола, сближаются, и проникающая между ними молекула взрывчатого вещества одновременно гасит оба фрагмента, эффективность тушения флуоресценции возрастает вдвое», — объясняет Игорь Ковалев.
По его словам, благодаря структуре бола и присутствию в ней полиэтиленгликоля синтезированные флуорофоры распознают даже тетранитропентаэритрит (ТЭН) — мощное взрывчатое вещество, используемое в составе пластических взрывчаток. ТЭН отличается слабой летучестью, плохо переходит в паровое состояние и поэтому улавливается с трудом.
«Чтобы решить эту проблему, мы использовали ТЭН в виде раствора. В этом состоянии он успешно взаимодействовал с нашими флуорофорами, вызывая их гашение», — рассказывает Игорь Ковалев.
Более того, и полиэтиленгликоль, и триазол с оксадиазолом хорошо взаимодействуют с ртутью. Как показали эксперименты, она даже при низкой концентрации и в присутствии других металлов — меди, кобальта, кадмия, олова, цинка, никеля и марганца — вызывает резкое гашение синтезированных флуорофоров. Поэтому их можно применять в качестве высокочувствительных селективных хемосенсоров этого чрезвычайно токсичного и опасного загрязнителя природы.
В исследованиях приняли участие сотрудники Института органического синтеза имени И. Я. Постовского УрО РАН, Уральского государственного медицинского университета, Санкт-Петербургского государственного университета, Российского университета дружбы народов. Детектирование взрывчатых и токсичных веществ с помощью хемосенсоров — один из наиболее удобных методов их распознавания. Заметными преимуществами флуоресцентных технологий являются их простота, мобильность, экономичность, оперативность, возможность точной структурной настройки хемосенсора для повышения его селективности и улучшения отклика на детектируемые вещества.
Источник: https://naked-science.ru/

Ученые из Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН) совместно с компанией «Новбиотех» разработали беспилотный летательный аппарат (БпЛА) и модуль для лазерного облучения в автоматическом режиме сельхозугодий. Эксперименты по применению такой системы на многолетних травах, используемых в качестве корма для животных, показали значительное повышение продуктивности определенных культур.
«Мы успешно завершили проект по лазерному стимулированию сельскохозяйственных культур с целью повышения их продуктивности. Для этого был создан специальный комплекс, который состоит из разработанного нами летательного аппарата с лазерной установкой. Созданный в нашей лаборатории программно-аппаратный комплекс позволяет дрону задать все необходимые параметры для составления маршрута, настроить параметры облучения, чтобы он мог обрабатывать участок сельхозугодий автономно», — рассказывает руководитель лаборатории автономных робототехнических систем Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН (СПИИРАН — входит в СПб ФИЦ РАН) Антон Савельев.
Эксперименты проходили на участке площадью до 1 гектара (однако при необходимости дрон может обрабатывать поля различной площади и ландшафта). На поле были высажены многолетние травы отечественной селекции, которые используются в качестве корма сельскохозяйственных животных. Дрон облучал культуры с высоты около 10 метров лазерным следом 0,5х0,5 метра: на один такой участок требовалось четыре секунды.
«На основе карты местности и наших алгоритмов формируется маршрут для выполнения задачи по облучению указанного участка. Кроме того, мы разработали формулу, которая связывает параметры лазера, время облучения и высоту полета БпЛА», — поясняет Антон Савельев.
«Само по себе лазерное излучение напрямую не повышает продуктивность культур. Однако в ночное время фоторецепторы вегетирующих частей растений способны воспринимать свет красного спектра, они трансформируют его и передают сигнал внутрь клетки, запуская каскадный механизм синтеза хлорофилла. При этом активируется синтез глюкозы — основного источника энергии, что в итоге приводит к увеличению процессов синтеза веществ», — рассказывает доктор наук, учредитель компании «Новбиотех» Наталья Севостьянова.
«За счет этого мы добиваемся изменений в характеристиках культур: в их биомассе, а также в конечных содержащихся в них элементах. В основном это белки и углеводы. Причем количество белков может повышаться до 5-7%, а количество углеводов может возрасти на 100%. Увеличение биомассы — от 8 до 10%», — уточняет исследователь.
Разработкой комплекса для повышения продуктивности растений с помощью лазера ученые СПб ФИЦ РАН занимались совместно с индустриальным партнером — компанией «Новбиотех». В дальнейшем исследователи планируют применить свою технологию на других видах растений. В частности, уже были проведены эксперименты на картофеле, однако пока результаты этой работы проходят обработку.
Данный проект был создан и развивается при поддержке «Фонда Содействия Инновациям», он вошел в топ-100 проектов проектно-образовательного интенсива «Архипелаг 2121» и получил одобрение губернатора Новгородской области.
Источник: https://scientificrussia.ru/

Для большинства людей получение ультразвука является относительно простой процедурой: когда лаборант осторожно прижимает датчик к коже пациента, звуковые волны, генерируемые датчиком, проходят через кожу, отражаясь от мышц, жира и других мягких тканей, прежде чем вернуться обратно к коже. зонд, который обнаруживает и переводит волны в изображение того, что находится под ними.
Теперь инженеры Массачусетского технологического института придумали альтернативу обычному ультразвуку, который не требует контакта с телом, чтобы заглянуть внутрь пациента. В новом лазерном ультразвуковом методе используется безопасная для глаз и кожи лазерная система для удаленного изображения внутренних органов человека. При обучении на коже пациента один лазер дистанционно генерирует звуковые волны , которые отражаются от тела. Второй лазер дистанционно обнаруживает отраженные волны, которые исследователи затем переводят в изображение, подобное обычному ультразвуку.
В статье, опубликованной сегодня журналом Nature в журнале Light: Science and Applications , команда сообщает о создании первых лазерных ультразвуковых изображений человека. Исследователи просканировали предплечья нескольких добровольцев и обнаружили общие особенности тканей, такие как мышцы, жир и кости, примерно на 6 сантиметров ниже уровня кожи. Эти изображения, сравнимые с обычным ультразвуком, были получены с помощью дистанционных лазеров, направленных на добровольца с расстояния в полметра.
«Мы находимся в начале того, что мы могли бы сделать с помощью лазерного ультразвука», — говорит Брайан В. Энтони, главный научный сотрудник Департамента машиностроения Массачусетского технологического института и Института медицинской инженерии и науки (IMES), старший автор статьи. . «Представьте, что мы подошли к моменту, когда мы можем делать все то же, что ультразвук, но на расстоянии. Это дает вам совершенно новый способ видеть органы внутри тела и определять свойства глубоких тканей, не вступая в контакт с пациентом».
В последние годы исследователи изучили лазерные методы ультразвукового возбуждения в области, известной как фотоакустика. Вместо того, чтобы напрямую посылать звуковые волны в тело, идея состоит в том, чтобы посылать свет в виде импульсного лазера, настроенного на определенную длину волны, который проникает в кожу и поглощается кровеносными сосудами.
Кровеносные сосуды быстро расширяются и расслабляются — мгновенно нагреваются лазерным импульсом, а затем быстро охлаждаются телом до исходного размера — только для того, чтобы снова поразиться другим световым импульсом. Возникающие в результате механические вибрации генерируют звуковые волны, которые распространяются обратно вверх, где они могут быть обнаружены датчиками, размещенными на коже, и преобразованы в фотоакустическое изображение.
В то время как фотоакустика использует лазеры для дистанционного зондирования внутренних структур, этот метод по-прежнему требует детектора, находящегося в прямом контакте с телом, чтобы улавливать звуковые волны. Более того, свет может проникнуть в кожу только на небольшое расстояние, прежде чем исчезнуть. В результате другие исследователи использовали фотоакустику для изображения кровеносных сосудов непосредственно под кожей, но не намного глубже.
Поскольку звуковые волны проникают в тело дальше, чем свет, Чжан, Энтони и их коллеги искали способ преобразовать свет лазерного луча в звуковые волны на поверхности кожи, чтобы получить изображение глубже в теле.
Основываясь на своих исследованиях, команда выбрала лазеры с длиной волны 1550 нанометров, длина волны которых сильно поглощается водой (и безопасна для глаз и кожи с большим запасом прочности). Поскольку кожа в основном состоит из воды, команда пришла к выводу, что она должна эффективно поглощать этот свет, нагреваться и расширяться в ответ. Когда кожа возвращается в нормальное состояние, она сама должна производить звуковые волны, которые распространяются по всему телу.
Исследователи проверили эту идею с помощью лазерной установки, используя один импульсный лазер, настроенный на 1550 нанометров, для генерации звуковых волн, а второй непрерывный лазер, настроенный на ту же длину волны, для дистанционного обнаружения отраженных звуковых волн. Этот второй лазер представляет собой чувствительный детектор движения, который измеряет вибрации на поверхности кожи, вызванные звуковыми волнами, отражающимися от мышц, жира и других тканей. Движение поверхности кожи, создаваемое отраженными звуковыми волнами, вызывает изменение частоты лазера, которое можно измерить. Механически сканируя тело лазерами, ученые могут собирать данные в разных местах и создавать изображение региона.
Исследователи впервые использовали новую установку для изображения металлических объектов, встроенных в желатиновую форму, примерно напоминающую содержание воды в коже. Они визуализировали один и тот же желатин с помощью коммерческого ультразвукового датчика и обнаружили, что оба изображения воодушевляюще похожи. Они перешли к изображению вырезанной ткани животного — в данном случае кожи свиньи — где они обнаружили, что лазерный ультразвук может различать более тонкие черты, такие как граница между мышцами, жиром и костями.
Наконец, команда провела первые эксперименты с лазерным ультразвуком на людях, используя протокол, одобренный Комитетом Массачусетского технологического института по использованию людей в качестве экспериментальных объектов. После сканирования предплечий нескольких здоровых добровольцев исследователи получили первые полностью бесконтактные ультразвуковые изображения человека с помощью лазера. Границы жира, мышц и тканей четко видны и сопоставимы с изображениями, полученными с помощью коммерческих контактных ультразвуковых датчиков.
Исследователи планируют усовершенствовать свою технику и ищут способы повысить производительность системы, позволяющую различать мелкие детали в тканях. Они также стремятся улучшить возможности детекторного лазера. В дальнейшем они надеются миниатюризировать лазерную установку, чтобы однажды лазерный ультразвук можно было использовать в качестве портативного устройства.
Источник: https://phys.org/

Физики и геологи из Университета Париж-Сакле, института CEA DAM Иль-де-Франс с коллегами из Гренобля и Германии в результате экспериментального подхода смогли получить монокристаллическое ε-железо, которое, как предполагают, существует в ядре Земли. Авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters свои результаты и технологию, которая помогла синтезировать эту форму вещества. Открытие наконец поможет получить ответы на многие вопросы ученых о работе магнитного поля планеты, ее внутреннем устроении.
До сих пор, изучая «внутреннюю жизнь» нашей планеты — процессы, происходящие в глубине под земной корой, — ученые вынуждены полагаться в основном на сейсмические исследования. И у науки остается много вопросов за неимением более точных данных.
Например, уже около полувека известно, что сейсмические волны быстрее распространяются по Земле от полюса к полюсу, если они идут через экватор, чем когда движутся вдоль экватора. Но почему так происходит, неясно. Есть предположение, что это может зависеть от структуры внутреннего железа ядра. Доказать это было бы можно, если бы мы имели образцы такого материала. Но предыдущие исследования не смогли добиться синтеза этой формы железа из-за разрушений, происходивших в процессе.
Французская команда, как пишут научные издания, совершила в этом плане прорыв. Они нашли способ — использовали для этого технологию, известную как «ячейка с алмазной наковальней» и лазерным нагревом. Данное устройство используется в геологических и материаловедческих экспериментах, чтобы сжимать небольшие частички материалов (меньше 1 миллиметра) до экстремальных давлений и подвергать высоким температурам.
Авторы взяли образец — небольшое количество порошка α-железа (феррита), поместили его в наковальню, сжав под давлением 7 гигапаскалей. И нагрели с помощью лазера до 800 кельвинов. Под таким воздействием образец сначала расплавился, его структура превратилась в кристаллы γ-железа (аустенита). А затем, по мере увеличения давления и температуры, затвердело в единый кристалл, став по структуре чистым монокристаллическим гексаферрумом — ε-железом. Такая же ε-структура, как считается, у сплава железа внутри ядра Земли.
Дальнейшие эксперименты с синтезированным веществом показали те же свойства, что у ядра Земли: его упругость тоже зависела от направления воздействия, а колебания быстрее распространялись по одной оси и медленнее по другой.
Команда заявила, что теперь этим же способом можно будет получать еще образцы, чтобы экспериментировать с ними. Исследуя их свойства, ученые смогут лучше понять, как ведет себя железо в экстремальных условиях земного ядра, и само устройство недр Земли. Также синтезированный монокристаллический металл может стать основой для новых материалов и технологий.
Источник: https://www.vokrugsveta.ru/

Инженеры из Стэнфордского университета разработали чувствительный крошечный кремниевый биочип, который может обнаруживать большое количество разнообразных молекул. Технология подойдет для медицинских тестов, в том числе для клинического анализа и поиска маркеров рака или признаков различных вирусных и бактериальных инфекций.
Принцип работы технологии основан на методе оптического обнаружения молекул с помощью метаповерхности, состоящей из небольших кремниевых блоков. Каждый такой массив представляет собой прямоугольный параллелепипед с блоками 500 нм в высоту, 600 нм в длину и 160 нм в ширину. Кремниевые блоки фокусируют ближний инфракрасный свет на своей верхней поверхности благодаря субволновым наноантеннам. Это позволяет базовому оптическому микроскопу измерять сдвиг длины волны света, исходящего от каждого кремниевого блока, который варьируется в зависимости от молекул, расположенных на них.
Чтобы проверить точность метода, исследователи прикрепили фрагменты одноцепочечного гена длиной 22 нуклеотида к силиконовым коробкам и погрузили массив в буферный раствор. Когда в раствор вводили комплементарные нити ДНК, они тут же присоединялись к связанным, сдвигая длину волны света от каждого параллелепипеда.
Большинство сенсоров для генетических тестов основаны на мониторинге поглощения или излучения света целевыми молекулами, предназначенными для связывания с геном-мишенью. Но в этих методах используется полимеразная цепная реакция для создания множества копий перед попыткой ее идентификации. Это увеличивает стоимость и срок тестирования. Чувствительные метаповерхности, напротив, позволяют обнаружить даже небольшое количество молекул.
Источник: https://hightech.fm/

Новолипецкий металлургический комбинат внедрил лазерную маркировку с матричным штрихкодом (DataMatrix) на всем прокате с полимерным покрытием. Она содержит полную информацию о технических характеристиках металла и позволит защитить клиентов от контрафактной продукции.
Сканирование кода смартфоном переводит клиента на web-страницу аттестата качества, где указаны вид полимерного покрытия, толщина стальной основы, масса цинка, соответствие металла ГОСТу и другие характеристики. Таким образом, конечный потребитель сможет не только идентифицировать производителя металлопроката, но и самостоятельно проверить заказ на соответствие своим требованиям.
Маркировку наносят на обратную декоративному покрытию сторону проката с помощью автоматизированных лазерных маркировщиков. Технология позволяет получать матричный код высокой точности и наносить его через каждые 0,5-3 м в зависимости от пожелания заказчика.
НЛМК производит в Липецке прокат с полимерным покрытием на трех агрегатах общей мощностью 540 тыс. тонн в год. Продукт используется для производства кровельных и отделочных материалов в строительстве и бытовой техники, обладает высокой устойчивостью к коррозии и сочетает в себе прочность и пластичность.
Источник: https://newslipetsk.ru/

Сначала немного теории. Если абстрагироваться от компьютерных шутеров, то достаточно непросто дать определение плазменному оружию. Заставить плазму концентрироваться в пучки высокой плотности и метать эту сущность через оружейные стволы получится только в фантастических фильмах.
Джоули к цели
Строго говоря, плазменным оружием или пушкой называют электротермические ускорители, разгоняющие снаряд посредством разряда плазмы между электродами. Другое название – плазменный рельсотрон. Разумеется, такие игрушки требуют вагоны электроэнергии, умещающиеся в многотонных конденсаторах. Поэтому если плазменные пушки и появятся в серии, то в первую очередь на кораблях.
Но в иностранной литературе используется термин Plasma Weapons применительно к лазерным установкам. В чем здесь подвох? Все дело в комбинированном действии лазерного луча по цели, о чем пойдет речь чуть ниже.
PIKL Program. Наиболее смертоносной из американских программ создания лазерного оружия можно считать проект PIKL, стартовавший в 1992 году. Уровень разработчиков впечатляет – Лос-Аламосская национальная лаборатория (конструкторы высокоимпульсного лазера с инфракрасной накачкой) и Лаборатория Армстронга, отвечающая за оценку воздействия оружия на биологически ткани. Последняя контора занималась проектами в интересах ВВС США.
В ходе работы над проектом PIKL (Pulsed Impulsive Kill Laser) или «Импульсный поражающий лазер» выявился необычный эффект воздействия на мишень. Заключается он в образовании плазменного шара, электроны которого поглощают лазерное излучение, а затем следовал взрыв, значительно увеличивающий поражающее действие по цели.
Первоначально плазма вообще не пропускала лазер, и никакого взрыва не случалось – фактически оружие самостоятельно формировало броню на объекте атаки. Но испытатели увеличили энергию лазерного импульса, облако плазмы моментально перегревалось и разряжалось взрывом.
Собственно, именно по этой причине за рубежом прижился термин Plasma Weapons или плазменное оружие. Работая по цели лазером, установка формировала на объекте «поражающий элемент» в виде взрыва шара плазмы.
В 1992 году построили первый прототип лазерной (плазменной) установки PIKL Program, генерирующей импульсы в 100 Джоулей длительностью в 10 микросекунд. Изделие оказалось тяжелым, да еще и часто выходило из строя – в основном из-за разгерметизации контуров.
К 1993 году соорудили новый прототип меньших габаритов, «стреляющий» импульсами в 3–5 микросекунд с энергией в 126 Джоулей. Еще более мощной установку сделали к концу 1993 года – энергия импульса лазера достигала 300 Джуолей.
Для испытаний в Лаборатории Армстронга приготовили макеты целей, имитирующих человеческую кожу, а также кевларовые бронежилеты. Кожу заменяла намоченная замша, уложенная на блоки баллистического геля. Последний должен был имитировать человеческую плоть. Для испытания на мишени формировали лазерный луч размером 3 на 2 см.
Взрывной эффект наблюдался при работе лазерным импульсом в 400 Джоулей – на мишени зафиксировали давление в 25 атмосфер. Событие сопровождалось громким хлопком и вспышкой, словно имитатор поражал разрывной снаряд. Назвать такие повреждения фатальными нельзя, скорее, это были нелетальные травмы, хотя и очень чувствительные.
Дальнобойность лазера PIKL составляла до 2 км, при этом спектр использования был необычайно широк – разрушение динамической защиты бронетехники, поражение беспилотников, травмирование (а нередко и убийство) живой силы, а также разгон демонстраций. Изделие обладало несомненными плюсами – уникальной скорострельностью, бесшумностью, высокой точностью и дальнобойностью. Правда, защититься от такого оружия можно было простым облакам аэрозоля, а порой и дымовой завесой.
Pulsed Energy Projectile или PEP. Это следующий шаг американской программы лазерного (плазменного) оружия.
Набор эффектов аналогичный PIKL Program – невидимый лазер формирует на объекте плазменный взрыв, чем оглушает жертву, а также воздействует на нервную систему. Чаще всего мощное электромагнитное излучение вызывает кратковременный болевой шок, похожий на холодный ожог, и частичный паралич. У некоторых жертв наблюдались «двигательные эффекты, подобные последствиям от электошокера».
В отличие от классических нелетальных средств, плазменная пушка вполне может отправить на тот свет. Особенно если пациент страдает хроническими заболеваниями сердца или нервной системы. Это неудивительно, так как американцы планировали использовать PEP не против условно здоровых военных, а по неуправляемым толпам гражданских.
Установка PEP выполнена на базе внедорожника HMMWV, тянет на 230 кг и способна работать по целям на удалении 2 км. Высокоэнергетический инфракрасный лазер, как и в PIKL Program, выполнен на фториде дейтерия и невидим для человеческого глаза. Это добавляет саспенса при разгоне толпы – никто не видит, откуда работают правоохранители, что еще больше затрудняет ориентацию.
Программу, стартовавшую в 2000-х годах, прикрыли, якобы сославшись на излишнюю жестокость. На самом деле авторы не могли точно настроить оглушающий и болевой эффекты оружия. Если хорошо глушило ударом плазмы, то болевой эффект от электромагнитного импульса был запредельным. Как только снижали болевое воздействие до приемлемого, оглушение как таковое вообще отсутствовало.
Вместо тысячи солнц
Plasma Acoustic Shield или PASS представляет собой оружие нелетального действия, в основе которого также лежит твердотельный лазер. Принцип действия схож с вышеописанными установками – лазер первым импульсом создает в воздухе облако плазмы, а вторым импульсом подрывает со сверхзвуковой скоростью. Разработчики уверяли, что могут создать оглушающий фейерверк перед любым объектом.
Скорострельность до 10 импульсов в секунду, что должно остановить самого решительного злоумышленника. Потенциально увеличение до 200 выстрелов в секунду позволяет перешагнуть порог нелетальности и убить человека.
Разработчик Stellar Photonics конструировал PASS с 2005 года, и все было хорошо, пока речь не заходила об источниках питания прожорливой лазерной установки. Вес изделия в самом совершенном варианте достигал 230 кг, что требовало мобильную установку-носитель. Но даже в этом случае запас выстрелов был ограничен – перезарядка батарей требовала уйму времени.
Хотя, конечно, эффектность использования была замечательной – в некоторых вариантах можно было серией взрывов рисовать символы в воздухе. Или бить специальными импульсами по ветровому стеклу приближающихся автомобилей. Например, на блокпостах. Только фейерверк был недолгим.
В 2008 году военные справедливо отвергли PASS по причине чрезмерной стоимости, прожорливости и массивности. Простая очередь из автомата в воздух будет иметь больший эффект, чем целый HMMWV с лазером на крыше.
Но американцы не успокоились, и в 2018 году приступили к проекту SCUPLS или Scalable Compact Ultra-Short Pulse Laser System. Поработали над длиной волны лазера – теперь он безопасен для сетчатки глаза. Лазер бьет на один километр и создает светошумовой эффект уровнем 165 децибел. Это примерно как оказаться около сопла взлетающего реактивного самолета.
Логика работы прежняя – первый импульс создает плазменное облако, второй его разогревает до детонации. Разработчики уверяют, что таким алгоритмом можно передавать на расстояние даже команды. Например, требование остановиться. Для этого предусмотрен специальный низкоуровневый режим работы. Если объект не понял, то получает весь спектр лазерно-плазменного оружия – фейерверк (интенсивность 6–8 млн кандел), оглушение, дезориентацию, паралич и холодные ожоги на коже.
Все вышеописанное до поры до времени относится к разряду нелетального оружия. Но стоит только подкрутить настройки, найти соответствующие аккумуляторы – и плазменное оружие превращается в боевое. С непредсказуемым эффектом на поле боя.
Источник: https://topwar.ru/

© 2024 Лазерная ассоциация

Поиск