Новое в технике и технологиях

Что же из себя представляет новый «умный» квартал, за реализацию проекта которого отвечали ведущие японские компании — Tokyo Gas, Mitsui & Co., а курировала строительство Panasonic? Для начала стоит отметить тот факт, что именно на территории нового эко-городка некогда располагалась фабрика Panasonic по производству телевизоров. Однако руководство компании приняло решение перенести завод на новое место, а площадка, на которой находилось предприятие, была выровнена и подготовлена для строительства инновационного жилья, что называется, с нуля. Фудзисава стал первым коммерчески успешным примером города нового поколения, возведение которого было основано на таких приоритетных понятиях, как безопасность жителей, использование передовых стандартов энергопотребления, минимальное влияние на внешнюю среду, мобильность и удобство перемещения. Дата же официального открытия «города будущего» — 27 ноября — была приурочена к 120-летию Коносукэ Мацусита (Konosuke Matshushita) — основателя компании Matsushita Electric, владеющей брендами Panasonic, Technics, National.

На данном этапе почти сто семей уже успели поселиться в сверхтехнологичном квартале Фудзисавы. Дома, которые стали местом жительства умеющих экономить и переживающих за экологический аспект японцев, выглядят достаточно компактными, но в то же время всё жилое пространство распределено как можно более рационально и архитектурно продуманно до последних мелочей. Перед каждым домом, сконструированным специалистами PanaHome — подразделения Panasonic, — установлены зарядные станции для электромобилей. Уличное освещение, обеспечиваемое фотопанелями, на 100 % состоит из светодиодных фонарей, дополняют которые современные системы безопасности, в том числе — фирменные камеры для видеонаблюдения за происходящим вне дома.

В 2018 году компания Panasonic будет отмечать своё 100-летие. К этому времени «умный» городок должен пополниться ещё тремя тысячами жителей. Пока что в рамках инициативы руководством японского гиганта предусмотрено возведение 600 частных домовладений и 400 квартир, оборудованных в соответствии в самыми высокими стандартами энергосбережения. К слову, раз уж речь зашла о нюансе, на котором разработчики акцентируют приоритетное внимание, то новые дома Фудзисавы могут похвастаться сразу несколькими новаторскими решениями.

Так, к примеру, авторы проекта сделали ставку на использование альтернативных источников энергии. Для этого на крышах домов, практически всех крупных сооружений и даже малых архитектурных форм, что видно на представленных фотоснимках, предусмотрены солнечные панели.

Также в распоряжении новых жильцов Фудзисавы окажутся электрогенераторы на топливных ячейках, работающие на природном газе. Учитывая тот факт, что по расчётам проектировщиков, треть всей потребляемой электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников энергии, в случае стихийного бедствия эко-район Фудзисавы, благодаря наличию резервных аккумуляторов и электрогенераторов в каждом доме, сможет автономно обеспечивать себя электричеством и даже горячей водой в течение как минимум трёх суток.

Разумеется, что выбранная система снабжения позволит добиться значительного снижения вредных выбросов в атмосферу, а «умные» устройства, взаимодействующие между собой в единой сети для выбора наиболее оптимального режима работы, поспособствуют снижению потребления воды на 30 %.

Озвученные выше планы Panasonic с обозначенным сроком окончания строительства в 2018 году — это лишь первый и самый маленький этап в одном из величайших начинаний современности. Дальнейшую реконструкцию и постепенную модернизацию остальной части Фудзисавы, сопровождающуюся внедрением в жилые дома самых передовых наработок для создания настоящего города мечты в префектуре Канагава, планируют осуществлять на протяжении следующих 100 лет.©

После облучения углекислотным лазером, работающим в инфракрасном диапазоне, атомы углерода переходили в другое квантовое состояние, что меняло электропроводящие свойства материала. Лазер удаляет почти весь полимерный материал (полиимид), оставляя слой углерода в виде графеновой пены толщиной до 20 микрометров. Этот слой, как оказалось, можно сформировать в виде узоров, геометрия которого позволяет хранить с помощью нового материала информацию.

Весь процесс протекает на воздухе при комнатной температуре и не требует специальных условий. Как отмечают ученые, лазерный луч разрезает не весь материал полностью, а оставляет часть его прикрепленным к исходной поверхности.

Новый материал, который специалисты называют лазерно-индуцированным графеном, под микроскопом похож на нагромождение связанных хлопьев из пяти-, шести- и семиатомных колец. Обычно пяти- и шестиатомные кольца считаются дефектными, но в данном случае это не так — такие структуры как раз и придают материалу особенные свойства.

В качестве примера ученые получили на полимере изображение совы. Как отмечают специалисты, их технология работает только с двумя типами полимеров. С дешевыми полимиидами — наилучшим образом. Всего ученые провели эксперименты на 15 разных материалах.

Хотя полученный материал не проводит электричество так же хорошо, как медь, в ряде приложений, как отмечают специалисты, этого и не требуется. По их словам, модифицированный полимер может найти применение в качестве суперконденсаторов, которые сочетают в себе быструю зарядку и высокую емкость хранения энергии.

Новая квантовая структура модифицированного графена позволяет особым образом удерживать электроны и снижать общую проводимость графена. Именно это и может послужить основанием для применения нового материала в качестве конденсатора.

Свои выводы ученые подтвердили наблюдениями при помощи электронного микроскопа, а также теоретическими расчетами, выполненными в рамках квантовомеханического метода функционала плотности.

Наилучшие результаты, зафиксированные специалистами на новом материале, говорят о емкости более четырех миллифарад и плотности мощности около девяти милливатов на квадратный сантиметр нового материала. Это сопоставимо с другими суперконденсаторами на основе углерода.

Как отмечают исследователи, новый материал показывает незначительное ухудшение работы после девяти тысяч циклов перезарядки, что является очень хорошим показателем. Ученые считают перспективным использование таких миниатюрных конденсаторов для носимой электроники, в частности для умных часов.©