пятница, 13 апреля 2012 г.

Неньютоновская жидкость починит дорожные ямы

Неньютоновская жидкость починит дорожные ямыГруппа студентов Западного резервного университета Кейза (Кливленд, США) предлагает латать дорожное покрытие водонепроницаемыми мешками, наполненными неньютоновской жидкостью. Когда на неё не действуют внешние силы, она течёт как жидкость, когда же ей приходится иметь дело с телом большой массы (или движущимся на значительной скорости), она превращается в нечто твёрдое.

На прошлой неделе авторы получили за эту разработку первый приз на инженерном конкурсе, спонсируемом французской материаловедческой компанией Saint-Gobain. Следующая цель изобретателей — коммерциализация продукта. По словам разработчиков, неньютоновская жидкость пришла им в голову из-за своей дешевизны (собственно, обычная грязь с водой и крахмалом, и та ведёт себя как неньютоновская жидкость) и особых физических свойств. Когда к ней не прилагают никаких сил, она течёт подобно жидкости, заполняя все щели и неровности. Когда же на неё попадает колесо (или воздействует иная нагрузка), она ведёт себя как твёрдое тело. И главное: в такой «дорожной заплатке» нечему ломаться, а распределение нагрузок на подстилающую поверхность стремится к идеальному (даже лучше, чем в обычном асфальте) и максимально близко к распределению в жидкостях. Дождь не размоет эту заплатку, поскольку она в водонепроницаемом мешке. И колёса машины, естественно, ничего не смогут сделать — от мешка-заплатки нельзя отделить ни частички.

С неньютоновскими жидкостями человек сталкивается часто. Майонез, кетчуп, «жвачка для рук» и даже зыбучий песок или кровь проявляют часть свойств такой жидкости. Однако для дорожного ремонта они не подходят — здесь нужна дилатантная неньютоновская жидкость, вязкость которой растёт при увеличении воздействия.

Такими свойствами обладают детские игрушки на основе «жвачки для рук», но, по словам разработчиков, они выбрали значительно более дешёвый вариант. Он, впрочем, оказался чуть дороже обычного асфальта, применяемого сегодня для латания дорог: ведь водонепроницаемые мешки должны иметь очень прочную оболочку, оттого в её составе используются нити кевлара и силикона. Но чтобы уложить асфальт, нужна специальная техника и относительно квалифицированная рабсила, не говоря уже о затратах времени и энергии на предварительный разогрев покрытия (да и зимой такой метод малоэффективен). Ну а для неньютоновских заплаток нужно просто добавить в мешок воды и запаять затем маленькое входное отверстие. Теоретически, после этого состав может и храниться (почти вечно), и немедленно использоваться. После того как городские власти соберутся с мыслями и всё же поменяют покрытие на такой залатанной дороге, мешки-заплатки можно подобрать и установить их на другой улице, куда дорожники-филантропы ещё не добрались.

Впрочем, «установить» — громкое слово: «неньютоновские мешки» можно возить в багажнике, а весь ремонт сводится к метанию мешка в район ямы, после чего мешок сам сползёт в неё, занимая весь свободный объём. Смесь тяжелее воды, поэтому установку можно проводить даже в сильнейший дождь, она не требует ни значительного времени, ни квалификации. Поверхность таких мешков будут делать чёрной, с тем чтобы водители не избегали таких «латок».

Разработчики уже проверили своё детище на настоящих весенних кливлендских дорогах. Несмотря на то что общая длительность экспериментов пока не превышает неделю, даже в самых напряжённых в транспортном отношении местах никаких проблем использование мешков-заплаток не вызвало. Содержащаяся в них жидкость подобрана устойчивой как к зимним температурам, так и к солям дорожных реагентов. Более того, по расчётам, мешки можно использовать сотни раз, а для их удобного хранения можно слить воду, перед следующим употреблением просто добавив туда порошок-основу (состав которого патентуется) и воду.

Процедура «ремонта»:

Плохо одно: если нечто подобное когда-нибудь доберётся до России, его применение будет как невозможным, потому что мешки-заплатки немедленно будут подобраны особо рачительными гражданами, так и нежелательным, поскольку окончательно парализует волю дорожников ко всем остальным (более трудозатратным) видам ремонта.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Окисление океана не угрожает планктонным водорослям с известковыми скелетами
Киотский протокол – международный документ, принятый в Киото (Япония) в декабре 1997 года в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Он предусматривает замораживание уровня выбросов... Популярная теория о том, что повышенные эмиссии углекислого газа в атмосфере вызовут коллапс фитоплактона – ключевого звена в кормовой цепочке океана, окончательно опровергнута. Окисление океан...
  (читать дальше)

Оружие делает нас в чужих глазах больше и сильнее
Чтобы стать сильнее, не обязательно подвергать себя изнурительным тренировкам: достаточно взять в руки что-нибудь огнестрельное. Реальной физической силы от этого, правда, не прибавится, но окружающим вы начнёте казаться выше, крупнее, мощнее. С ружьём в руках человек кажется окружающим больше и сильнее — а значит, и опаснее. Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) ст...
  (читать дальше)

Ученые до сих пор не знают, как голуби ориентируются по магнитному полю Земли
Попытки объяснить способность голубей находить дорогу домой вызвали горячие дебаты в научном сообществе. Яблоком раздора стали содержащие железо клетки в клюве птицы. Одни ученые утверждают, что они являются «навигаторами», а другие полагают, что это всего лишь станции переработки гемоглобина, не имеющие к ориентации никакого отношения. Удивительную способность голубей безошибочно находить путь к...
  (читать дальше)

Yahoo! начинает комплексную реорганизацию
Компания Yahoo! объявила о крупномасштабной чистке кадров, проводящейся с целью реорганизации бизнеса. Сообщается, что в ближайшее время работы лишатся приблизительно 2 000 человек, или около 14% штата, насчитывающего 14,1 тыс. сотрудников. В долгосрочной перспективе эта мера позволит экономить до $375 млн в год. Правда, расходы, связанные с увольнениями, составят от $125 до $145 млн, что о...
  (читать дальше)

Океан нагревается уже лет сто
Анализ данных о температуре Мирового океана с 1870-х годов показал, что потепление началось по крайней мере 100 лет назад. Дин Рёммих из Института океанографии им. Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего (США) и его коллеги выяснили, что за этот период верхний 700-метровый слой океана прогрелся в среднем на 0,33 ˚C. Наибольший рост показала поверхность — 0,59 ˚C, на 900-метровой глу...
  (читать дальше)

Создана новая система беспроводной передачи электричества
Исследователи из германского Института керамических технологий и систем Общества им. Фраунгофера (IKTS) продемонстрировали новый метод беспроводной передачи энергии на небольшие расстояния. Существует несколько способов передачи электрической энергии без использования токопроводящих элементов в цепи. Один из наиболее распространённых — электромагнитная индукция: переменный электрический ток...
  (читать дальше)

Microsoft патентует интерактивную клавиатуру с изменяемой раскладкой
Microsoft направила в Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) патентную заявку на «Интерактивную клавиатуру с разнообразным расположением кнопок» (Interactive Keyboard With Multiple Different Key Arrangements). Идея заключается в том, чтобы оснастить устройство ввода широким дисплеем в основании корпуса, поверх которого будут размещаться полностью или частично прозрачные сменные пан...
  (читать дальше)

Алкоголь стимулирует предраковые изменения в груди у женщин
Девушки и молодые женщины, даже умеренно потребляющие алкоголь, увеличивают риск возникновения в груди изменений, которые могут запустить развитие рака. Такой вывод был сделан учёными из Медицинской школы при Вашингтонском университете в Сент-Луисе (США) по результатам исследования 29 тысяч представительниц женского пола, которые на момент начала наблюдений не болели раком и не имели новообразов...
  (читать дальше)

Четверть населения крупных российских городов пользуется электронными деньгами
Аналитическая компания TNS обнародовала результаты опроса, изучавшего российскую аудиторию систем электронных денег. Респондентами TNS стали 3 500 человек в возрасте от 18 до 45 лет, проживающих в городах с населением свыше 800 тыс. За полгода, с сентября 2011-го по февраль 2012-го, 3,9 млн пользователей Рунета совершили хотя бы один платёж электронными деньгами. Самым популярным средством пла...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)