Эксперты НИУ ВШЭ опубликовали десятый рейтинг инновационных городов России. 85 регионов страны распределили на основе 55 показателей, оценивающих в том числе условия для инновационной деятельности, научно-технический потенциал, собственно инновационную деятельность и качество инновационной политики. Москва стала лидером в восьмой раз, также в топ-3 вошли Нижегородская область и Татарстан.
И в сегодняшнем дайджесте рассказываем о новых технологиях, призванных сделать городскую жизнь комфортнее и безопаснее.
Новые материалы для «умного дома»
Команда российских ученых создала материал, позволяющий улучшить работу датчиков систем «умный дом». Ученые разработали метод получения и прогнозирования эксплуатационных характеристик галлий-замещенного гексаферрита бария.
Зачем это нужно? Для усовершенствования электроники постоянно требуются новые функциональные материалы, в том числе и магниты. Ферриты — сложные оксиды трехвалентного железа и других металлов — обладают уникальными магнитными свойствами, а внедрение в их структуру разных элементов — это хороший способ улучшить их эксплуатационные характеристики.
Итак, исследователи смешали карбонат бария, оксиды трехвалентного железа и галлия, измельчили смесь и спрессовали ее в таблетки диаметров 25 миллиметров. Затем таблетки нагрели до 1400°, после чего охладили до комнатной температуры. По заявлению команды, замещение железа галлием в 20 раз снижает температуру Кюри — это точка, в которой происходит переход между ферромагнитной и парамагнитной фазами, другими словами, материал теряет собственную намагниченность. Новую разработку можно использовать при изготовлении датчиков даже в живых системах, в том числе, в пожарных датчиках и системах типа «умный дом». А накопленные учеными результаты исследований и испытаний очень пригодятся в разработке датчиков на основе магнитов с заданными рабочими характеристиками.
Освещение тротуаров без электричества
Во многих современных городах существует проблема безопасности пешеходных зон в темное время суток, когда неосвещенные участки могут быть небезопасны для прогулок. Чтобы решить этот вопрос, в последнее время все чаще применяют дорожные покрытия с люминофорами, светящиеся в темноте. Команда ученых из Пермского Политеха разработала оптимальный состав такого покрытия, но продлила его срок службы до 5 лет вместо обычных 3.
Часто на вело- и пешеходных дорожках используются дренажные покрытия, которые пропускают воду и предотвращают образование луж и наледей. Они отводят влагу в грунт или в специальную дренажную систему. В состав таких покрытий добавляют люминофоры, а также окрашенный эмалью гравий или песок и связующее вещество — полиуретановую смолу. Но если люминофоры плохо сцепляются со смолой или разрушаются под ее воздействием, то покрытие трескается, мутнеет и теряет свечение.
И команда Политеха смешала и исследовала различные составы дорожных покрытий с люминофорами. Основным заполнителем в ходе испытаний стал гравий, покрытый быстросохнущей эмалью. Зерна гравия красили в лабораторном смесителе, а затем сушили на воздухе. Время высыхания по ГОСТ 19007 составило от 15 до 40 минут в зависимости от пигмента и объема люминофора. После опытов ученые оценили свойства покрытий.
По итогу испытаний победил состав № 5, содержащий килограмм гравия, 50 грамм эмали и 2,2 грамма люминофора. Благодаря такому соотношению покрытие светилось достаточно интенсивно, а сцепление люминофоров и гравия увеличилось в 1,7 раз, по сравнению с другими образцами. Новые характеристики позволяют покрытию выдержать переменчивый российский климат и служить до 5 лет.
Датчик, предупреждающий о деформациях
Команда ученых Пермского Политеха разработала уникальный датчик, позволяющий удаленно выявить деформации в высоконагруженных композитных конструкциях с точностью до микрона.
Датчик представляет собой кабель из шести оптических волокон в полимерной оболочке. Чувствительные элементы волокон обладают различными наклонами отражающих поверхностей внутри световодов, отражая поступающие на них световые сигналы при деформации, что позволяет максимально точно оценить напряженное состояние материала и область вокруг встроенного датчика. При этом, существующие на сегодняшний день встраиваемые оптоволоконные датчики состоят только из одного оптического волокна и могут определить простейшие деформации, а это не дает адекватно оценить состояние конструкции.
Разработку проверяли численным компьютерным моделированием, чтобы определить характеристики. Результаты испытаний подтвердили высокую надежность и чувствительность системы, а также ее способность определять мельчайшие деформации и микроповреждения. Новый датчик пригодится в мостах, дорожных развязках и прочих нагруженных и сложных конструкциях.
