Сегодня ТехноПогружаемся в спинтронику. Со спинерами и спиной она не связана. Что это такое разбираемся ниже👀

☝️😮Спинтроника — это молодая и перспективная область науки, изучающая свойства электронов с учетом их спина. Она имеет огромный потенциал для создания новых технологий и устройств, которые могут значительно изменить наш мир.

⚡️Электрон, как известно, обладает не только электрическим зарядом, но и спином — собственным механическим моментом, характеризующимся двумя квантовыми состояниями.

С механическим моментом неразрывно связан магнитный момент электрона, который для краткости тоже называют спином, а два его возможных состояния условно обозначают «up» и «down». Это отражает графическое представление спина стрелкой, которая вдоль любой выделенной оси в пространстве может иметь только две взаимно противоположные ориентации, например, «вверх» и «вниз».🧐

🤩Благодаря спинтронике возможно разработать новые методы хранения и передачи информации. Согласно смелым планам исследователей, развитие спинтроники приведет к появлению нового типа электронных устройств, в которых за перенос заряда, то есть за электрические токи, отвечает не только электрическое, но и магнитное поле. Такой способ управления токами представляется более надежным в условиях высоких температур, а устройства теоретически обещают быть меньше, быстрее и эффективнее своих электрических аналогов.

#ТехноПогружение

Сегодня в рубрике «ТехноПогружение» мы в буквальном смысле погрузимся в воду.💧 Поэтому запасаемся аквалангами и ластами, будем рассматривать подводную сварку💥.

Гипербарическая, или подводная, сварка — технология образования неразрывных соединений в условиях повышенного давления.🧐 Проводится обычно под водой, но существует и сухой метод, когда свариваемые соединения изолируются от воды мобильным боксом или камерой, заполненными газовой смесью.

Краткий исторический экскурс. Процесс сварки появился ещё в далёком 19-м веке, с тех пор технология развивалась, проводились эксперименты, но давление и проводимость воды мешали людям соединять металл под водой. Казалось, что этот процесс невозможен. И однажды преданный фанат сварки Константин Хренов решил исправить это.😎 Опираясь на идею, что в процессе охлаждения зоны горения возрастает энергия, создающая газовый пузырь, в котором дуга устойчиво горит, учёный разработал специальные электроды для подводной сварки. Так появился метод Хренова. Сегодня он называется мокрой сваркой.

Особенности гипербарической сварки:
➡️Сварочная дуга создаёт устойчивое горение при невысоких температурах под водой в газовой среде;
➡️В процессе сваривания деталей происходит интенсивное испарение воды, выделяя газ и формируя воздушный пузырь, что создаёт стабильную дугу.

В целом, оборудование и аппараты для подводной сварки мало отличаются от тех, что используются на суше. Отличия состоят в том, что трансформаторы должны обладать безвоздушным охлаждением, а держатели электродов плотно покрываются специальным герметичным изолятором.

Изобретение такого вида сварки позволило осуществлять ремонт судов, трубопроводов, нефтяных платформ, а также монтаж мостов, тоннелей и других сооружений.🛳

#ТехноПогружение

Уверены, много кто задавался вопросом: а что можно напечатать на 3D-принтере🫣? Ответ на него узнаем в рубрике #ТехноПогружение ! Спойлер: практически всё.🤫

Для начала: что такое 3D-принтер?👆 Это специальная техника для печати объемных физических объектов на основе цифровых компьютерных моделей. Процесс его работы, 3D-печать, по-научному называется аддитивное производство. Наименование технология получила от английского слова «add», то есть добавлять.

Таким образом и получается, что изготовление трёхмерных объектов происходит путём послойного добавления материала. Им может стать и воск, и пластик, и песок, и фотополимеры, и даже металл!🤩

Существует множество технологий печати. Самые распространённые из них:
💡Стереолитография (SLA) — самая первая технология 3D-печати. Модели изготавливаются из жидких фотополимерных смол с помощью ультрафиолетового лазера или его аналога;
💡Послойное наплавление (FDM) основана на послойном изготовлении объектов из предварительно расплавленной нити пластика. FDM-устройство работает, как термоклеевой пистолет, управляемый роботом;
💡Селективное лазерное плавление (SLS) — происходит нагрев порошка под действием лазерного излучения.

А теперь ответ на вопрос: напечатать можно почти всё, что угодно. От простых вещей для дома до сверхсложных элементов, использующихся в машиностроении. От различных макетов до искусственных органов и тканей.😌 Именно поэтому 3D-принтеры используются во многих областях: медицина, промышленность, дизайн, архитектура и т.д.

Кстати, аддитивные технологии используются и в компаниях ОЭЗ «Технополис Москва».

Знаете ли вы, каким образом выводятся подземные воды на поверхность? Все ответы кроятся под землёй — давайте устроим «ТехноПогружение» и посмотрим, как всё устроено!🤓

👆Комплекс инженерно-технических мероприятий, обеспечивающих вскрытие подземных вод, нефти и газа, вывод их на поверхность и возможность эксплуатации называется каптаж. Этот процесс известен ещё с древнейших времён. Так, знаменитые римские акведуки являются ярким примером каптажа пресной воды.

Современные системы отличаются разнообразием типов и конструкций, учитывающих как особенности местности, так и состав воды с санитарно-техническими требованиями. Простейшим типом каптажных сооружений является шахтный колодец, перехватывающий подземные воды неглубоко залегающих водоносных горизонтов (слоёв породы, содержащих достаточно воды).😓

Но самый распространённый тип — буровые скважины. Благодаря механизированной проходке они могут достигать до двух и более км, что удобно для размещения в сложных горно-геологических условиях.🏔

Для обсадки скважин обычно используются стальные трубы, но для эксплуатации агрессивных подземных вод применяют сооружения из антикоррозийных материалов.

☝️Каптаж же нефтяных и газовых залежей заключается в герметизации и разобщении пространства скважин, регулировании их работы и подачи или отвода из неё газа или жидкости.

#ТехноПогружение

Без этого устройства в любой машине вы будете как на американских горках, проезжая каждую яму.🫣 В рубрике #ТехноПогружение рассматриваем, как работает амортизатор.

Это устройство, необходимое для гашения колебаний и поглощения толчков подвижных элементов путём превращения механической энергии в тепловую. Когда машина проезжает любую неровность, пружина сжимается и растягивается по инерции — и эти колебания будут продолжаться некоторое время, если эту энергию не передать в амортизаторы.😖

Порой в одной машине используются различные амортизаторы. Можно выделить несколько видов устройств:

✅Однотрубные — труба заполняется маслом. При сжимании перемещается шток с клапанами;

✅Двухтрубные гидравлические — две трубы, при сжатии погружающиеся друг в друга и заполненные маслом и частично воздухом;

✅Двухтрубные газовые — повторяют гидравлические, но одна труба заполнена газом под давлением вместо воздуха, за счёт чего устройство лучше сопротивляется вспениванию масла.

Амортизаторы используются не только в машинах🚗, но и в авиатехнике, железнодорожном транспорте и судостроении.

Представьте, что вы инженер середины XX века. Вам нужно из переменного тока сделать постоянный, а полупроводники ещё не придумали🫥

И вот вы идёте в лабораторию, где на вас смотрят несколько магических устройств. Одно из них — ртутный выпрямитель. Да, вы не ослышались, ртутный. Обычные выпрямители с диодами — это для новичков, а вы решаете использовать чистую химию, немного магии и ТехноПогрузиться в принципы работы нового-старого механизма. 🚀

☝️🧐Ртутный выпрямитель — это почти как пьеса с химическими реакциями. В центре всей драмы — жидкая ртуть, которая ведёт себя как катод (отрицательно заряженный электрод). Когда на устройство подается переменный ток, ртуть начинает «двигаться» под воздействием электрического поля, обеспечивая однонаправленное движение электрических зарядов. Это создает постоянный ток на выходе.

В процессе «вальса» на сцену выходят аноды и катоды, и, конечно, ртуть. Она никуда не уходит, но вот её состав и состояния могут меняться. Всё это превращает обычное электричество в более стабильный и приятный для потребителя поток. Но это только в теории — на практике часто случались утечки.

☹️Именно из-за них ртутные выпрямителя канули в лету — подтеки ядовитой жидкости отнимали все желание работать с этим аппаратом. К тому же ртуть со временем окислялась и загрязнялась, что снижало его эффективность.

#ТехноПогружение

Наверное, все когда-либо слышали о ГЛОНАСС. Но знаете ли вы, как она работает? Давайте ТехноПогрузимся и узнаем, что же скрывается за этой аббревиатурой👀

🛰ГЛОНАСС переводится как глобальная навигационная спутниковая система и является российской технологией, обеспечивающей точное позиционирование объекта в пространстве с минимальной погрешностью. Сеть была запущена ещё в конце прошлого века и тех пор постоянно модифицировалась.

Сейчас для работы системы на околоземную орбиту выведены 24 спутника. Находятся они на высоте чуть более 19 тыс. км. Спутники развёрнуты по трём орбитальным плоскостям и наклонены на 64,8 градуса, чтобы охватывать всю полярную область, в которой находится часть России.

🔍Чтобы определить местонахождение объекта, спутникам с трекера передаётся запрос. Полученный ответ анализируется, и определяются координаты. Точность определения зависит от количества спутников, взаимодействующих с объектом. Для максимально точного результата требуется от четырёх космических аппаратов.

Система используется в государственном и оборонном секторах, а также в бизнес-целях для контроля транспорта компаний и логистики в целом. Помимо этого, ГЛОНАСС собирает информацию о погоде и атмосферных условиях, составляет карты городов, путей и автоматизирует различные процессы.

#ТехноПогружение

Сегодня ТехноПогружаемся в молчанку? Ветрянку? Болгарку? Вагранку!
Что это такое и как устроено — сейчас разберёмся! 🚀

☝️Вагранка — это печь шахтного типа, предназначенная для плавки чугуна в заводских условиях. Такое оборудование является самым распространённым способом: до 95% всех работ с чугунными изделиями связаны данным видом печей.

Вагранку можно поделить на три части:

🔥 в первой расположен горн, в котором скапливается выплавляемый жидкий чугун;
🔥 затем следует шахта — она заполняется продуктами плавления и шихтой (материалами, подлежащими переработке);
🔥 а сверху находится труба, через которую газы выводятся в искрогаситель, а далее в атмосферу.

Такие печи могут работать на газе, на твёрдом топливе (коксе) или быть гибридом — коксогазовые. Каждый вид имеет свои особенности: последние, к примеру, являются самыми выгодными. Коксовые улучшают свойства получаемого чугуна, а газовые используют недорогое топливо. 🤩

Почему же вагранки популярны? Связано это с их КПД. В идеальных условиях он достигает 50%! Помимо этого, они просты в эксплуатации, а также не изменяют химический состав готового сплава.

#ТехноПогружение

Запчасти, одежда, посуда, лекарства — что объединяет все эти вещи? 🤔
Полимеры. Эти вещества буквально окружают нас, из них состоит большинство предметов. Но, если по-простому, то что это такое?
Технопогружаемся и разбираемся.👇

💡 Полимеры — это вещества, которые состоят из множества молекул – мономеров. То есть по сути они представляют собой соединение низкомолекулярных компонентов.

✔️ От количества мономерных звеньев и молекулярной массы каждого из них зависят свойства будущего материала. Полимеры могут быть твёрдыми, жидкими или газообразными.

Они обладают уникальными свойствами:
🔝 пластичность и эластичность. Такими особенностями славятся природные и синтетические каучуки;
🔝 электроизоляция. Полимеры не пропускают через себя ток, отчего их часто используют в качестве изоляционных материалов;
🔝 отражательная способность. Это свойство полимеров идеально для изготовления билбордов, баннеров и светоотражающей плёнки;
🔝 ударопрочность. По этому параметру полимеры могут сравниться со многими металлами.

Они могут быть как природного, так и синтетического происхождения. К первым относятся белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты.

Производство же синтетических полимеров началось в прошлом веке: синтетический каучук, полистирол, полиамид и т.д.

#ТехноПогружение

Название этого инструмента было составлено из латинского и греческого слов, переводимых как «качаюсь» и «пишу». 😮
Про него можно сказать «когда родители заставляли учить физику, но в душе ты художник»😁

ТехноПогружаемся в неизведанные тайны промышленного производства и изучаем осциллограф!👇

💡 Это такой инструмент, позволяющий отслеживать изменения в электронных схемах и отображать полученные данные в виде графических изображений.

✔️Он фиксирует все отклонения и временной промежуток, отчего любые проблемы и их причины в работе приборов можно с лёгкостью обнаружить.

👀Инструмент помогает наблюдать за амплитудой, шумами, частотой и другими параметрами.

Всего есть два вида осциллографов: аналоговый и цифровой.

1️⃣ В первом входной сигнал после соответствующего усиления и ограничения поступает на электронно-лучевую трубку — к экрану.

2️⃣ Другой же вид сначала цифрует сигнал, обрабатывает встроенным микропроцессором, а лишь затем отображает на дисплее.

#ТехноПогружение

🧠Технический прогресс расширял границы наших мыслей не только внутри черепной коробки, но и за её пределами. Если сейчас нас уже не удивить искусственным интеллектом, то идея нейронных сетей в прошлом веке была чем-то фантастическим.

Одной из первых концепций электронных нервных клеток живого организма стал Перцептрон. Как вы поняли, в него мы сегодня и ТехноПогрузимся. 🚀

Это математическая модель восприятия информации мозгом, основанная на нейронных сетях, которые принимают множество входных данных и преобразовывают их в один или несколько выходов. Ее главная особенность — возможность к обучению.

Перцептрон состоит из:
🌐 входных нейронов — принимают и передают данные;
🌐 вес — корректируемые значения;
🌐 функция активации — определение конечного значения выходного нейрона;
🌐 обучающий алгоритм — метод обратного распространения ошибки.

🧐Как это работает:
Сначала данные принимаются входными нейронами на следующий уровень. И уже там они умножаются на начальные веса. Сумма этих взвешенных сигналов передается функции активации. А она же рассчитывает выходное значение нейрона. В финале в игру вступает обучающий алгоритм, который сравнивает предсказанное значение с получившимся и выявляет ошибки. Несколько таких повторений с исправленными весами снижают разницу между предполагаемыми и реальными результатами.

В наше время перцептрон используется для перевода текста и распознания текстур.

#ТехноПогружение

👀🌫Одно из самых цепляющих взгляд сооружений на промышленном предприятии является Градирня — такая огромная труба, испускающая дым. Иронично, но это совершенно не труба, а выходит явно не дым. ТехноПогружаемся и разбираемся, что же это такое.

Градирни — это специальные устройства для охлаждения большого количества воды потоком атмосферного воздуха. Они широко применяются на ТЭС, АЭС и многих промышленных предприятиях.☝️🧐

Это одно из наиболее эффективных устройств для охлаждения воды. Классическая башенная градирня работают на естественной тяге без использования электроэнергии. Воздух проникает внутрь внизу сооружения, поднимаясь проходит через ороситель, охлаждая воду, и часть испарений возвращается в цикл, а другая — выпускается наружу.

Существуют также другие виды градирней:

⚙️ Вентиляторная, в которой происходит контакт воды с сильным потоком воздуха из вентилятора;
⚙️ Сухая, сохраняющая воду.

#ТехноПогружение

🔍 Весь мир состоит из атомов, которые, как правило, стабильны сами по себе: их ядра обладают равным количеством протонов, нейтронов, электронов. Но представьте, если происходит дефицит или избыток элементарных частиц — что тогда? Ядра атомов нестабильны, отчего происходит излучение.

ТехноПогружаемся в квантовую механику и рассматриваем радиоактивность!🧐

Это способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц. Процесс возможен тогда, когда он энергетически выгоден — то есть сопровождается выделением энергии.

На нашей планете есть несколько основных видов радиоактивного излучения:
✅ альфа, состоящее из ядер гелия – распространение в воздухе составляет всего несколько сантиметров;
✅ бета — излучение высокоэнергичных электронов, испускаемые при распаде радионуклидов (изотопов химических элементов);
✅ гамма — электромагнитное излучение той же природы, что и видимый свет, но имеющее большую энергию и проникающую способность;
✅ нейтронное, состоящее из частиц атомного ядра — нейтронов — и являющееся высокопроникающим.

Радиоактивность — часть природной окружающей среды. Она присутствует даже в нашем теле (калий-40 и углерод-14) 🤯

Радиоактивность используется при производстве электроэнергии (АЭС, ядерное топливо), в химии, биологии, медицине, сельском хозяйстве и т.д.

☝️Уровень распада измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует одному распаду в секунду.

#ТехноПогружение

🌀 Что такое синхрофазотрон?
ТехноПогружаемся в мире физики!

💡 Это ускоритель частиц, способный разгонять электроны или протоны до релятивистских скоростей (приближенных к скорости света).

✅ Он позволяет ученым изучать элементарные частицы, взаимодействия и законы природы на самых фундаментальных уровнях.

Как это работает? ⚙️
1️⃣ Сначала атомы ионизируются, то есть из них удаляются электроны, оставляя положительно заряженные ионы.
2️⃣ Эти ионы попадают в электромагнитное поле, где начинают ускоряться. Синхрофазотрон использует сильные магниты и радиочастотные поля, чтобы нагнать частицы до очень высоких энергий.
3️⃣ Ускоренные частицы движутся по кольцевой траектории. Когда частицы достигают определённой скорости, синхрофазотрон подстраивает магнитное поле и радиочастоты, чтобы поддерживать их на одной и той же траектории (т.е. синхронно).
4️⃣ В конце пути ускоренные частицы могут сталкиваться с мишенью или друг с другом, что позволяет физикам изучать фундаментальные свойства материи и взаимодействия на субатомном уровне.

Синхрофазотрон — это не просто машина. Это окно в микромир, которое помогает раскрывать тайны природы и двигаться вперед в науке и технике. И первым его открыли советские ученые в 1957 году.😎

#ТехноПогружение

Вчера в рубрике #Знаетеливы мы узнали, что атомы можно охлаждать до предельно низких температур.
А знали ли вы, что это осуществимо благодаря лазеру!😯

Но как?🤨
На этот вопрос ответит #ТехноПогружение 🧠

🥶 В обычной жизни, когда мы говорим об «охлаждении», мы представляем, как физические тела замерзают, теряя тепло и замедляя своё движение.
💡 Лазерное охлаждение основано на том же принципе, но использует для этого процесса световые лучи.

🎱 Представьте, что атомы — это маленькие бильярдные шары, которые свободно катятся по столу без остановки. Их движение генерирует теплоту.
💥 Кий – это лазер, и когда вы направляете его на эти «шары», то фактически «подсвечиваете» их, передавая некий импульс, который замедляет движение.

☝️Идея лазерного охлаждения заключается в том, что атомы, поглощая фотоны лазерного излучения, теряют кинетическую энергию, выделяемую в свободном движении, и, соответственно, снижают свою температуру. При этом учитываются особенности взаимодействия света и вещества на квантовом уровне!

Лазерное охлаждение открывает новые горизонты в науке и технологиях. Это позволяет более точно изучать атомные и квантовые процессы, создавать новые материалы и даже разрабатывать сверхчувствительные измерительные приборы.🤩