Hogyan malária elleni küzdelem hordozó szúnyogok, Popular Mechanics magazin
Kapilláris „ormány” tankolás egy magnézium ötvözet. Belső lument ormány plazmával kezelt, hogy hozzon létre egy speciális felületi topográfiája nagy nedvesedő és be van vonva egy nagyon vékony réteg arany a korrózió megelőzésére.
Autonóm tankolás kén-35 felezési ideje körülbelül 87 nap, hogy minden 7-10 nap szükséges akkumulátor tankolás. A repülőgép teszi magát: repül a tartályt kolloid oldatot kén, egészen a borneói és a kapilláris erők a tüzelőanyag beszívódik az akkumulátort.
Sematikus ábrája a „szúnyog romboló” Tény, hogy ez radioizotóp akkumulátor félvezető napelem szilíciumkarbid p-n-csomópont, csak a „megvilágított” nem fog világítani, és a béta-sugárzás a kén-35 izotóp. Behatol a p-réteg, elektronok oka migrációját lyukak a kiürített réteg p-n-csomópont, ahol a rekombináció következik be, mint amelynek eredményeként a p-n-átmenet, egy elektromos feszültség.
Meghallgatás a „Z-s-s-s-s!” Majdnem reflexszerűen emelni a kezem, hogy kivédjék vagy megölni a bosszantó szúnyog. És azonnal remegés kihagyja őket, majdnem kitört az egyik eszköz, a fejlesztési, amelynek költsége több millió dollárt. Ez az eszköz segít, hogy végre legyőzni az egyik legnépszerűbb globális gyilkos - a malária. Pontosabban, a malária szúnyog Anopheles.
gyilkos dosszié
személyes fiókot
fegyverkezési verseny
orvostudomány fejlődése kezelésére és megelőzésére malária viszonylag szerény (legalábbis a legtöbb afrikai országban). A fő módszer a harc - a megsemmisítés maláriás szúnyogok segítségével rovarirtó szerek és személyi védelmi intézkedéseket, mint például a riasztó- és szúnyogháló. Minden erőfeszítés ellenére, hogy legyőzze a szúnyogok egy nagyszabású nem lehetséges, és a helyi intézkedések, a természet passzív, nem ad 100% -os garanciát. Néhány évvel ezelőtt kezdődött a projekt létrehozásának transzgenikus vagy meddő-rezisztens malária szúnyogok, amelyek kiszorítják a hagyományos a vadonban.
harcos szúnyogok
„Fighters szúnyogok” nevezett Mosquito Killer (MK-12, mivel ez a 12. generációs modell), saját intelligenciával, bár a „szúnyog”. Ezek fel vannak szerelve keskenysávú érzékeny sztereó mikrofon, amely metszi szúnyog nyikkanás a parttól 10 m a spektrumából, hogy meghatározza a helyzetét a szúnyog Anopheles nemzetség és padlója (harapás humán nőstények esetén). Ezt követően, úgy, mint a harcosok, indukálódik a cél, ez megelőzi (MK-12 repülési sebesség meghaladja a sebesség legalább háromszor szúnyog - 3 m / s és 1 m / s). És aztán ...
"Saber veszi ..."
Hogyan tudok ölni egy szúnyog? Szerint Gerard Nuile fejlesztők nézett nagyon különböző fegyverek: lézer, víz vagy levegő pisztoly. De ezek a módszerek kellett volna utasítani. A legenergiatakarékosabb ben elnyerte a „felszállt» MK-12 rendelkezik egy kis összecsukható ragaszkodás »mancs«, amit ad elő, repülő ellen Anopheles szúnyog, majd jön vissza, és csak elvágja az ellenség szárny. Ezt a fúvókát hajtja az egyént az elektromosan aktív polimer működtető és hasonlít egy kard. Itt idézem Kornyej Ivanovics Csukovszkij: „... előveszi a kardját, és ő volt a teljes vágta a fejét levágja le!” »Igen, igen, nagyon pontos!« - Gerard nevet. - Csak ne térjen, és szárnyakat! A fejét, hogy bonyolultabb, és a szúnyog külső váz elég tartós. A szárny könnyen sérült. "
anatómia egy vadászgép
Azonban a fő probléma mikroBPLA - ez nem a szárnyak és a hálózatról. Ahhoz, hogy a járatot igényel körülbelül 0,13 watt / z (mondjuk, 230 gramm játék helikopter fogyaszt körülbelül 30 W), valamint a tömeg és repülőgépvázak kontroll MK-12 rendszer - csak 2 mg (szúnyog jelen súlya azonos). Ha ehhez hozzáadjuk az áramforrás az azonos tömegű (2 mg), a teljesítmény legyen körülbelül 0,55 mW. Az első szakaszban a prototípus fejlesztők használják lítium akkumulátorok. Van egy energiafogyasztása 1000 J / g, és 2 mg akkumulátor feltéve „harci” energiák egy órán keresztül. De ugyanakkor a fő probléma az volt, a töltési idő - körülbelül egy óra (kevesebb töltési idő jelentősen csökken erőforrásokat, amelyek olyan kicsi, körülbelül egy hónap), és a töltési ciklusok száma korlátozott volt, ami a gyakorlatban azt jelenti, hogy a „harcos” csak egyharmada a teljes járőr időben. Ráadásul egy ilyen energiasűrűség - Az örökölt normál méretű akkumulátorok és miniatűr tápegységek, jóval szerényebb áron. MH ZKTH csapat nem vette fel a fejlődést saját elemeket, mert ez, és így több tucat csapat dolgozik szerte a világon -, és eddig több, mint a szerény eredmény. Úgy döntöttek, hogy megy teljesen a másik irányba: az atomenergia!
És ahelyett, hogy a szív ...
Természetesen egy atomreaktor aligha fér még a szállító repülőgép. De nukleáris elemeket energiáját használják fel a természetes bomlás radioaktív izotópok lehet tetszőlegesen kicsi. Egy ilyen eszköz valójában egy napelem bevonva egy réteg béta-aktív izotópok, amelyek „fények” a gyors elektronokat. És bár a fajlagos teljesítmény az akkumulátor még mindig lényegesen alacsonyabb, mint a lítium akkumulátorok, kapacitásuk is lényegesen hosszabb lehet.
„Az első kérdés a mi csoport volt, hogy növelje a teljesítménysűrűség elemek - mondta vezető tervezője az erőmű MK-12 Gorf Yeager, aki sok éven át fejlesztett a radioizotóp akkumulátor űrhajó. - felezési izotópok, általában használt alkatrészek éve. És ha veszel egy izotópja élő hónapokig vagy akár napok arányában a teljesítmény növelése. A második probléma az volt, hogy az összes elemet mindeddig egyszeri: összeomlása után elegendő mennyiségű anyagot küldött az akkumulátor újrahasznosítás vagy ártalmatlanítás. Ez elfogadható, ha annak élettartama években mérhető, de mi van, ha az akkumulátor élettartama töltött egy hét alatt? Ezért volt szükség, hogy dolgozzon ki egy üzemanyagtöltő rendszert. De még azelőtt, hogy - egy olyan rendszer eltávolítja a bomlástermékeket. "
Által javasolt megoldások fejlesztők MH ZKTH, mint minden ragyogó bizonyult rendkívül egyszerű. Hogyan lehet eltávolítani a bomlástermékeket? És akkor is, ha kivonták magukat! Csak meg kell, hogy vegye fel az izotóp, amelynek bomlási termék - a gázt, majd ő maga megy ki az akkumulátort. És tankolás feladatokat is találtak egy egyszerű megoldás: egy félvezető konverter kell tenni nem formájában sík lapok, valamint egy keskeny csatorna, amely elnyeli vizes „üzemanyag”. A víz elpárolog, és az izotóp -, hogy rendezze a falakon. Továbbra is csak a megtalálni a megfelelő izotóp: viszonylag biztonságos, lebomló gázt és megfelelő felezési időt. Kezdetben, cézium-131 került kiválasztásra, de hamarosan kiderült, hogy a bomlási elektronok túl nagy energiájú, és átmennek egy miniatűr elemet, ahol a hatékonyság alacsony volt. Ezért izotóp kén-35 lett kiválasztva.
Kén-35 - egy puha béta-sugárzó, nem ad mellékterméke gamma-sugárzást, amelynek átlagos elektron energiával 53 keV (maximális energia - 167 keV). A pusztulás az izotóp sugárzás azonban nem képes átjutni a felső elhalt bőrréteget, így biztonságos az emberre. bomlásterméke kén-35 - klór (ez magyarázza a „kórházi szag”, amely szinte észrevétlenül lebeg a laboratóriumi és fertőtleníti a helyszínen, ami fontos a trópusi országokban). A felezési idő 87 nap - elegendően kicsi a nagy teljesítmény (13,4 W / g), de ahhoz, hogy nem igényel gyakori az akkumulátor töltése. Ezen túlmenően, a felezési idő azt jelenti, gyors öntisztító a terület, ha szennyeződés fordul elő. Ez izotóp tartalmaz 146 MJ energia grammonként, ami több mint három ezerszer nagyobb, mint a benzin, és kb elektromos elemek és nem tud beszélni.
Ugyanakkor azt kell küzdeni egy pár probléma: az alacsony hatékonyság és a sugárzás átalakító lebomlását. Ahhoz, hogy megoldja ezeket a problémákat már, alkalmazunk a hagyományos szilícium és gallium-arzenid, szilícium-karbid. A szélessége a tiltott sávban három alkalommal, lehetővé téve, hogy növelje a hatékonyságot a hármas (5 és 15%). Ezen túlmenően, ez az anyag sokkal erősebb kémiai kötéseket, és ezért szinte nem romlik, ha a sugárzásnak kitett.
nukleáris akkumulátor
Nukleáris akkumulátor egy méhsejt szerkezet szilícium-karbid a csatornák szélessége 30 mikron és 20 mikron vastag falak. Kezdetben, a cellát azután készült félvezető elektronsugárral vezetőképesség, akkor a felület telített akceptor szennyező, és annak vezetőképessége változik lyukba. Így, mélységben több mikron képződik p-n-átmenet, az átalakításához szükséges sugárzást elektromos árammá. A külső felülete lépek - pozitív akkumulátor kimenet, egy helyen felületén csiszolt ki, amíg az n-réteg, ez a „negatív”. A felület borítja akkumulátor nagyon vékony, kevesebb, mint egy mikron, arany-réteg, hogy megakadályozzák kémiai reakciók között a félvezető, víz, kén és a levegő.
Vékony akkumulátor csatornák elnyelik kén kolloid oldatot 35, majd a vizet elpárologtatjuk, és esik a kén vékony, egyenletes rétegben a falon. Ezután a folyamat többször megismételjük. A teljesen feltöltött akkumulátor radioaktív izotóp 15% -át a tömeg - egy rekord szám. Az eredmény egy átalakító tömegű 1,7 mg 0,3 mg kén-35, amely termel 4 MW energiát formájában béta-sugárzás, amelynek 0,6 mW alakítjuk villamos energia, ami elég a járatot.
Sajnos, mivel összeomlott a kén akkumulátor meglehetősen gyorsan csökken: tíz nap múlva lesz csak 0,55 mW - a minimálisan szükséges „harcos”. De az egyszerűség töltés friss izotóp akkumulátor lehetővé teszi, hogy ezt egyszer egy héten, annál is inkább, mert egy kis tankolás csak egy megközelítés: Az egység repül fel a tartályt a megoldás a kén, egészen a borneói (mint egy szúnyog!), A kapilláris erők szívás üzemanyag az akkumulátor után ahol a berendezés megvárja a víz elpárolgását és legyek elleni őrjáratok.
12. generációs
Öt éve, a fejlesztők MH ZKTH létre több száz prototípusok, így kialakítás szinte tökéletes. A jelenlegi, 12. generációs „harci” teljesen biztonságos minden tekintetben (beleértve a sugárzás) és a szerint elvégzett, egy nagyon magas hatásfok a szúnyog megsemmisülése (99,97%). A tömegtermelés (a technológia már kidolgozott) MK-12 kevesebbe kerül, mint $ 100, és a fejlesztők garantálják kifejezés „harcos” szolgáltatást legalább három év. Kén-35 olcsó, így az általános működési költségek alacsonyak. Úgy tűnik, hogy gyermekkori álma, hogy legyőzze a repülő gyilkosok Gerard közel végrehajtás: a területén járőröztek a szúnyog halad. Pontosabban, nem repülnek.