Поскольку население Земли неуклонно растёт, а природные ресурсы, напротив, сокращаются, людям становится всё труднее находить источники чистой питьевой воды, пищи и энергии. По данным экспертов, более миллиарда людей в мире сегодня голодают.
К счастью, научный прогресс не стоит на месте. То и дело появляются новые технологии, призванные решить проблему ограниченности природных ресурсов или сделать жизнь более комфортной и безопасной. Представляем вашему вниманию список инновационных разработок.
Warka Water
В Эфиопии, в сравнении с другими африканскими государствами, на одного жителя приходится меньше всего питьевой воды. Женщинам и детям из большинства деревень приходится каждый день преодолевать громадные расстояния, чтобы получить живительную влагу. К сожалению, она обычно сильно загрязнена. Но даже на этом проблемы не заканчиваются: питьевую воду приходится делить не только между членами семьи, но ещё и с домашним скотом.
Итальянские инженеры уверены, что смогут помочь жителям Эфиопии и других африканских стран. Они разработали устройство Warka Water, действующее по очень простому принципу.
Замысловатая конструкция конденсирует водяной пар из воздуха. Десятиметровый каркас состоит из бамбука и полиэтилена, собирающего капельки воды. Вес этого аппарата не превышает 60 килограмм, его могут с лёгкостью обслуживать 3-4 человека. Каждое устройство Warka Water производит около 100 литров чистой питьевой воды в сутки.
Масштабный проект, в рамках которого в Эфиопии будут установлены тысячи устройств Warka Water, будет запущен в конце 2015 года. Согласитесь, что это — простое и недорогое решение большой проблемы, пускай и частичное.
Энергетическая башня
Концепцией энергетической башни предусматривается использование энергии солнца и ветра. От её основания вода закачивается наверх и непрерывно распыляется. Испарение воды заставляет воздух охлаждаться. А поскольку холодные воздушные массы тяжелее тёплых, они стремительно опускаются вниз. Ветер вращает турбины, производящие электроэнергию.
Если эта башня будет построена, её высота составит 1 километр! Эта почти в 3 раза больше высочайшего здания Нью-Йорка, Эмпайр-стейт-билдинг. Один из плюсов энергетической башни – её невысокая себестоимость (с учётом её размера). Учёные утверждают, что она будет эффективно работать в местах с жарким и сухим климатом поблизости от источников воды.
Кроме производства энергии, такая установка поможет сократить расходы на опреснение воды в 2 раза. С помощью неё можно будет даже очищать сточные воды близлежащих посёлков. А в бассейнах с морской водой, установленных у подножия башни, можно будет разводить до 160 тысяч тонн рыбы. Наконец, генерируемый башней прохладный и влажный воздух поможет сделать сухой климат в конкретной местности более благоприятным для ведения сельского хозяйства.
Единственный недостаток энергетической башни заключается в том, что через несколько лет эксплуатации её турбины могут забиться отложениями солей или других твёрдых элементов.
Российская разработка: биохолодильник
Даже самые экономичные бытовые холодильники расходуют по меньшей мере 8-10% электроэнергии в квартире. Удивительно, но начиная с 1748 года (момента изобретения первых холодильников) технологии охлаждения продуктов особо не изменились. Конструкция и внешний вид этих устройств может отличаться, но все они без исключения работают на основе химических хладагентов, представляющих значительную опасность для вашего здоровья.
Возможно, уже в не таком уж и далёком будущем такое положение вещей изменится. По крайней мере, к этому есть все предпосылки. В 2010 году на международном конкурсе Electrolux Design Lab дизайнер из России Юрий Дмитриев представил свой проект холодильника будущего. Он не похож на стандартную коробку, заполненную воздухом. Конструкция инновационного устройства включает в себя специальный биополимерный гель. Продукты должны помещаться непосредственно в него, гель будет «выводить» тепло из них.
Это интересно: Такому холодильнику не нужен двигатель. Почти 90% его объёма можно использовать для хранения продуктов питания. Он может иметь любые форму и размер. А учитывая, что конструкцией не предусматривается наличие дверей или ящиков, его можно размещать даже на потолке.
К сожалению, купить подобный холодильник можно будет нескоро. Конструкция находится на стадии разработки. Пока ещё нет технологий, которые заставят его работать. Аналитики предполагают, что такие устройства появятся на рынке не раньше 2050 года.
Kafon – инновационное устройство для детонации мин
Свыше 50 миллионов действующих мин на территории Анголы, Афганистана, Камбоджи, Ирака и Мозамбика требуют разминирования. Каждый день кто-то подрывается на этих скрытых убийцах. В «лучшем» случае люди теряют конечности, в худшем – жизнь. Военные аналитики подсчитали, что на обезвреживание одной мины в среднем тратится 1,2 тысячи долларов. Учитывая, что лишь в Анголе их более 20 миллионов, выходит, что на избавление страны от этой страшной опасности понадобится потратить свыше 24 миллиардов долларов.
Масуд Хасани, афганский инженер (и бывший беженец), создал инновационное устройство для обезвреживания мин. При массе в 70 килограмм оно довольно тяжёлое, чтобы детонировать мины. Но и достаточно лёгкое, чтобы передвигаться под воздействием ветра. Внешне оно напоминает одуванчик, а перемещается, как перекати-поле. Выполненное из бамбука и разлагаемого пластика устройство способно взорвать от 3 до 5 мин, прежде чем разрушится. И самое главное: себестоимость Kafon составляет менее 40 американских долларов.
Это устройство также имеет интегрированную систему слежения GPS, позволяющую точно контролировать его текущее нахождение и видеть место, в котором произошла детонация. С помощью этих данных можно будет отмечать на карте районы, освобождённые от мин.
Но Kafon всё ещё находится на стадии разработки. Основной недостаток устройства – его зависимость от рельефа конкретной местности. К примеру, подобная разработка не сумеет подняться наверх по склону, да и лес станет для неё непреодолимым препятствием.
Хасани работает над решением этих проблем. Он планирует оснастить будущие поколения Kafon электродвигателем для повышения мобильности, а также металлодетекторами, с помощью которых можно будет обнаруживать все металлические предметы даже при неудачной детонации.
Аэрогель
Аэрогель – это твёрдый материал, полученный из силикагеля посредством удаления всей жидкости. Удивительно, но его молекулярная структура при этом не изменяется. На 99,98% аэрогель состоит из воздуха.
Этот материал – невероятно лёгкий и чрезвычайно хрупкий. Если аэрогель неаккуратно согнуть, он сломается. Но при аккуратном обращении он выдержит нагрузку, в 4 тысячи раз превышающую его массу. В наше время аэрогель используется в космической промышленности с целью сбора космической пыли, а также для изоляции спутников.
Сегодня учёные пытаются найти способы увеличения стойкости аэрогеля к внешним воздействиям. Если это удастся, область его применения значительно расширится.
Аэрогель также называют «замороженным дымом». Этот материал в будущем может значительно сократить расходы на отопление жилых домов, так как он практически полностью состоит из воздуха – отличного теплоизолятора.
Сойлент
Чтобы еда была вкусной и полезной, её нужно правильно приготовить, то есть потратить немало времени. Поэтому занятые люди, как правило, питаются не очень хорошо. Основу их рациона составляет фастфуд – слишком жирная и калорийная пища.
Американские предприниматели попытались решить данную проблему, заменив твёрдые продукты готовой смесью, в которой содержатся все нужные организму питательные вещества и минералы.
Это интересно: Сойлент – это порошок, растворяемый в воде. Полученный напиток не уступает в питательности и полезности полноценной еде. Тысячи людей, среди которых и создатель чудо-порошка, несколько месяцев потребляли исключительно его. При этом они уверяли, что чувствовали себя намного лучше, чем раньше.
Стоимость порции этого порошка довольно низка – около 3 долларов, он уже сейчас продаётся в магазинах и супермаркетах некоторых стран.
Если масштабы производства сойлента вырастут, он поможет частично решить проблему голода. Правда, для этого придётся снижать и его себестоимость, ведь для жителей той же Анголы или Эфиопии 3 доллара – просто огромные деньги.
Светящиеся деревья
Это интересно: Учёные-генетики усердно трудятся над переносом некоторых свойств животных на растения. Например, гены медуз или светлячков могут помочь создать деревья, которые будут светиться в темноте. Смысл этого эксперимента не только в придании городским улицам романтичности. Светящиеся деревья могут стать достойной альтернативой уличным фонарям.
Учитывая, сколько топлива и электричества расходуется на освещение улиц, становится ясно, что если деревья действительно начнут излучать естественный свет в тёмное время суток, это поспособствует значительной экономии.
Учёные из Нью-Йоркского университета пытаются внедрить гены светящихся бактерий в хлоропласты растений (клетки, поглощающие энергию солнечных лучей). Пока они смогли достичь успеха лишь с маленькими комнатными растениями. Но даже это можно считать отличным достижением. Вполне возможно, что уже через каких-то 10 лет мы будем прогуливаться по ночным улицам, освещаемым исключительно кронами деревьев!
Реактор на бегущей волне
Одним из самых эффективных способов решения проблем выбросов углекислого газа в атмосферу является использование ядерной энергетики. Несмотря на то, что ряд трагедий (аварии на ЧАЭС в 1986 году и на АЭС Фукусима в 2011 году) подорвали доверие к ней, атомная энергетика в несколько раз экологичней и безопасней большинства альтернативных источников.
Невзирая на отсутствие потребностей в природном топливе, в ядерной энергетике есть свои проблемы, связанные с недостатком ресурсом. В частности, на АЭС используется довольно редкий изотоп – уран-235. А побочный продукт, образующийся при ядерном делении – обеднённый уран-238, по сути, является отходом. Только 1% урана-238 используется для создания ядерного оружия, остальные 99% подлежат захоронению.
Американская компания TerraPower разрабатывает инновационный тип реактора, который работает на обеднённом уране. Он назван «реактором на бегущей волне».
Это интересно: Только в Соединённых Штатах запасы обеднённого урана оцениваются в 825 тысяч тонн. Если новый реактор будет создан, такого количества урана-238 хватит, чтобы обеспечить Америку электрической энергией на следующие 7-8 столетий! Представители компании также утверждают, что разработанная ими конструкция и тип используемого хладагента помогут свести вероятность несчастных случаев практически к нулю.
«Реактор на бегущей волне» долгое время годами оставался лишь проектом, но недавние технологичные наработки помогли привлечь внимание многих бизнесменов, среди которых и самый богатый человек на планете – Билл Гейтс.
Солнечные плиты
Солнечная плита – недорогое устройство, концентрирующее солнечные лучи в одной точке с помощью зеркала или светоотражающих металлов. С помощью солнечных плит вы сможете, например, запечь курицу не хуже, чем в духовке, потратив на это всего лишь на 15 минут больше времени. Зато вы не потратите никакого топлива!
В бедных странах, где у людей нет доступа к самым распространённым видам энергии, подобные плиты могут стать бесценными. Они очень лёгкие, а управлять ими смогут даже дети. Стоит ли упоминать о том, что солнечные плиты могут сократить потребности в древесине, тем самым минимизировав ущерб, наносимый людьми окружающей среде?
Плавающие платформы
Электростанции, производящие энергию посредством ветряных турбин и солнечных панелей, занимают слишком много места. И если несколько ветряных турбин, расположенных посреди зелёного поля, смотрятся довольно мило, но тысячи подобных устройств, собранных в одном месте, преображают пейзаж конкретной местности не в лучшую сторону. Один из способов решения этой проблемы заключается в размещении ветряных турбин на специальных плавающих поверхностях за несколько километров от берега.
На международном конкурсе LAGI в 2014 году дизайнер Феликс Чьонк презентовал собственное видение подобной конструкции. По его замыслу, колеблющиеся платформы свободно плавают в море, а их паруса преобразуют ветряную энергию в электричество. Помимо этого, такие устройства смогут использовать энергию приливов. А ещё они будут превращать в электричество движение людей, ходящих по поверхности платформы.
Некоторые из представленных выше идей будут реализованы уже в ближайшие годы, для воплощения других задумок, вероятно, потребуется не одно десятилетие. Но не приходится сомневаться в том, что все они способны улучшить качество жизни людей и решить многие актуальные проблемы, связанные с безопасностью и энергосбережением.
Post A Comment:
0 comments: