Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 10
Силиконовый шар настолько круглый и гладкий, что невооруженным глазом невозможно даже заметить, вращается он или нет. Только если на его поверхность сядет пылинка, становится заметно ее перемещение. Но от пыли шар предохраняет герметичный прозрачный футляр.
«Электрический» килограмм
Другие ученые — из США, Англии, Франции и Швейцарии — полагают, что подсчет атомов в кремниевом кристалле не может дать достаточной для метрологических целей точности и кремниевый эталон не очень удобен для практического использования. Потому они работают над созданием эталона массы, основанном на измерении электрических величин. Иногда его еще называют «ваттным балансом», имея в виду «ватт» — единицу измерения электрической мощности.
Измерять энергию легче, чем считать атомы, считают сторонники ваттного эталона, и ошибка в измерении искомых величин не превысит одной десятитысячной.
Идея ваттного баланса заключается в измерении электромагнитной силы, требуемой для уравновешивания эталонного килограмма. Если напряженность гравитационного поля в месте эксперимента точно известна, массу на весах можно связать с величиной тока строго выверенным коэффициентом.
Впрочем, как для вычисления силы гравитации, так и для определения силы тока тоже требуются точные измерения и вычисления. Приходится, например, учитывать погрешности, вносимые даже Луной. Ведь она дважды в сутки вызывает приливы своим тяготением, а это приводит к изменениям местной силы тяжести.
В общем, хлопот опять-таки немало. Измерения массы электрона, например, проводят в установке величиной с трехэтажный дом.
Так что, какой именно эталон — «ваттный» или кремниевый — победит в соревновании и будет принят за основу нового килограмма, судить пока трудно. Окончательное решение должна принять специальная комиссия. Но эксперты не торопятся и примут свое решение лишь после окончания работ по обоим направлениям. А это, судя по всему, произойдет еще не скоро.
Публикацию подготовил С.НИКОЛАЕВ
Художник Ю. САРАФАНОВ
РАССКАЖИТЕ, ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО…
Электронные… кружева
Недавно просматривал старые журналы. В «ЮТ» № 10 за 1988 г. нашел статью о том, что петербургские (тогда еще ленинградские) текстильщики разработали уникальную технологию изготовления технических тканей. С помощью обычных жаккардовых машин, на которых плетут кружева или гардины, они начали ткать… электрические схемы, коврики с электронагревом и — вообще фантастика — корпуса ракет.
С тех пор прошло пятнадцать лет. Но о широком распространении этой уникальной технологии почему-то не слышно. Продолжаются ли работы в данном направлении?
Антон САМСОНОВ,
г. Нижний Новгород
Скоро только сказки сказываются. История совершенствования простого карандаша, например, заняла около… 2000 лет. Первые серебряные и свинцовые палочки для письма появились еще в античные времена. А автоматические цанговые карандаши с тоненьким стержнем диаметром в 0,5 мм начали выпускать лишь в последней четверти XX века. Тем не менее, тканые технологии не забыты, они продолжают развиваться и совершенствоваться.
Скажем, недавно наши специалисты сумели соткать полотно из столь тонкой проволоки, что ее даже не видно невооруженным глазом. Специалисты Текстильной академии имени А.Н. Косыгина, работавшие под руководством профессора Льва Кудрявина, виртуозно справились с этой задачей, опять-таки используя стандартные текстильные машины.
В отличие от обычной текстильной нити проволока ведь не очень хорошо гнется, ломается, практически не тянется… Если обрывается обычная нитка, то ткачиха быстренько связывает оборвавшиеся концы. А тут ведь проволока тоньше паутины — ее обрыв и заметить-то трудно. И связать узлом ее весьма затруднительно.
Специалистам пришлось пойти окружным путем. Чтобы проволочку было легче заметить, ее одели в оболочку из специального пластика. Таким образом получилась своеобразная армированная нить, работать с которой гораздо проще.
Такая оболочка защитила проволоку от обрыва, позволила ей легче изгибаться.
А если даже проволочка и сломалась, страховочная оболочка не давала развиться обрыву, и ткань получалась подпорченной в одной лишь точке. Когда же полотно было соткано, пластик удалили, растворив в химических реагентах.
Так получили тканую структуру толщиной в 0,2 мм. Она идеально подходит радиотехникам для изготовления параболических антенн космической связи. Антенны из трикотажа фокусируют до 91 % падающего на них излучения. Кроме того, такие антенны можно компактно складывать в контейнеры, например, при доставке на орбиту. Освобожденные же, они расправляются, словно распускающийся цветочный бутон.
И это по существу лишь начало, обещают специалисты. Дело в том, что в распоряжении современных технологов скоро должны появиться нановолокна, изготовленные из так называемых нанотрубок — микроскопических цилиндрических углеродных молекул — толщиной в человеческий волос и длиной чуть не со взлетную полосу аэродрома. Механические свойства этих волокон просто поразительны. По своей весовой прочности они в 4 раза превосходят паутину и в 20 раз — сталь.
Канаты, скрученные из таких волокон, в самый раз подойдут, например, для космических лифтов (подробности см. в «ЮТ» № 5 за 2003 г.).
А если использовать в качестве основы для трикотажа опять-таки тончайшие металлические или оптоволоконные проводники, то можно, например, соткать рубашку-радиоприемник, а то даже и электрическую схему телевизора или персонального компьютера. Подключив же такую схему к гибкому жидкокристаллическому экрану толщиной в несколько миллиметров — производство таких начато, например, в Японии, — можно получить и изображение.
Впрочем, технологи работают пока не для удовлетворения фантазий. В скором будущем подобные «электрокостюмы» смогут составить основу униформы космонавтов и астронавтов, полярников, спасателей, пехотинцев XXI века. Приемники системы GPS, позволяющие установить свое местоположение с точностью до сантиметров, спутниковый телефон, персональный компьютер, целеуказатель и другое оборудование станут составной частью самого костюма, практически не увеличивая его вес.
Что же касается тканых ракет, о которых упоминает наш читатель, то в настоящее время ведутся эксперименты с так называемой «разумной» обшивкой летательных аппаратов. Такую обшивку, отдельные части внутренней конструкции изготавливают не из металла, а из композитов. А композит — это в простейшем случае слои стеклоткани, пропитанные смолами и спрессованные для придания нужной формы и жесткости. В сердцевину такой ткани несложно запрятать всевозможные микродатчики и схемы их подсоединения к бортовому компьютеру. Обшивка в случае необходимости сама сообщит пилоту или оператору, какова ее температура, велики ли механические напряжения, направлен ли на аппарат луч чужого радара, и другую полезную информацию.
Причем все это опять-таки без дополнительного увеличения массы машины.
Единственное, что пока сдерживает широкое распространение подобных технологий, — их дороговизна. Ведь килограмм современного истребителя и так стоит дороже килограмма золота…
А цена волокон из нанотрубок, которые и пуля не берет, составляет пока 500 долларов за 1 г. Так что даже пуленепробиваемые рубашки получатся дороговатыми. Но это затруднение временное, обещают технологи. С ростом производства цена «разумного трикотажа» с уникальными свойствами будет стремительно падать.
Владимир ЧЕРНОВ
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ В ЛАБОРАТОРИИ. Согласно теории в течение нескольких микросекунд после Большого взрыва произошел мощный скачок температуры, при которой материя существовала в виде частиц, часть которых составляли кварки — базовые «кирпичики» мироздания. А соединяли их между собой глюоны — своеобразный «клей». После падения температуры именно глюоны соединили кварки в протоны и нейтроны, из которых образовались ядра, а затем и атомы.
В этом экспериментально убедилась международная группа ученых из Японии, США и других стран в ходе опытов со столкновением частиц в Национальной лаборатории «Брук Хэвн» (Нью-Йорк). Во время опытов специалисты смогли воссоздать первичную материю, предположительно образовавшуюся после взрыва.
Для этого они сталкивали ядра атомов золота на скорости, близкой к скорости света. В итоге температура в зоне эксперимента повысилась до двух триллионов градусов, что в 300 млн. раз превышает температуру поверхности Солнца.
