Ученые заставят сталь плавиться на солнце

Ученые изобрели революционный способ получения железа, обещающий человечеству избавиться в дальнейшем от громадных выбросов парниковых газов, неизменно сопутствующих этому процессу. Профессор Университета Джорджа Вашингтона Стюарт Лихт изобрел метод плавки железа, источником энергии для которого служит Солнце. До сих пор основным методом получения железа остается плавление железной руды в доменных печах при температурах свыше 2000°C. При этом в атмосферу Земли ежегодно выбрасывается 6,8 трлн тонн углекислого газа.

Лихт со своим коллегой Ваном Баохуем из Северо-Восточного университета в Дацине (Китай) разработали процесс, исключающий выброс CO2 в атмосферу. Для инновационного получения железа был разработан термо-электрохимический процесс (STEP). Ученые показали, что железную руду, будь то гематит (Fe2O3) или магнетит (Fe3O4) можно плавить в растворе карбоната лития при куда более низких температурах - порядка 800°C. Такой температуры вполне возможно достичь, используя сфокусированные солнечные лучи.

Используя электрический ток, полученный от солнечных батарей, ученые предлагают затем расщеплять расплав на ионы железа и кислорода. Таким образом ионы железа и кислорода будут оседать на электродах, а углекислый газ не будет загрязнять атмосферу. "Использование STEP-процесса окажется эффективным. Это позволит размещать сталеплавильные заводы в новых географических положениях, в том числе близко к крупным городам и в районах с солнечным климатом", - пояснил Лихт. Новый метод плавки железа не требует затрат на электроэнергию - наличие солнечного света позволяет плавить руду и расщеплять расплав на ионы. "Если STEP-процесс удастся реализовать в промышленных масштабах, его ждет достойное будущее", -пояснил Нил Вудбери, эксперт по возобновляемым источникам энергии из Университета Аризоны.

По сути, учеными впервые изобретен преобразователь солнечной энергии со стопроцентным КПД: свет нагревает расплав, а та часть энергии, которую удается преобразовать в ток фотоэлектрическим методом, идет на электролиз. Открытие STEP-процесса стало итогом более чем 20-летней работы профессора Лихта. Год назад он показал, что STEP-технология может быть использована для утилизации углекислого газа и получения углеводородного топлива. По оценкам ученых, новое применение технологии STEP позволит снизить объемы выбрасываемых парниковых газов на четверть.

Раскрыт секрет синхронности полета птиц в стае

Животные стаи, будь то пчелы, рыбы, муравьи или птицы, часто движутся удивительно синхронно. Кажется, будто они одновременно принимают единодушное решение выполнить какое-либо действие, и механизм этого явления пока остается загадкой.

Новое исследование, опубликованное в New Journal of Physics, использует модель поведения частиц для объяснения процесса коллективного принятия решения на посадку в стае перелетных птиц.

Используя простые самодвижущиеся частицы как модель стаи и отдельных птиц, исследователи из Будапешта (Венгрия) обнаружили, что коллективное решение перейти от полета к посадке «пересиливает» намерения каждой отдельной птицы. В отсутствие лидера, принимающего решение за всех, коллективный маневр посадки во многом зависит от поведения отдельных птиц. Процесс можно сравнить с лавиной песка, когда каждая песчинка обрушивает соседние до тех пор, пока не сдвинется весь пласт.

Это простая модель для системы, члены которой имеют тенденцию следовать друг за другом и копировать решения других. Очень быстро такая система обретает синхронность и не зависит от решения отдельного индивида - скорее это схожая реакция схожих особей, провоцирующая какое-либо действие.

Возможные области применения этой модели: коллективное движение беспилотных летательных аппаратов, контроль и прогнозирование действий толпы людей, групп животных и даже финансов, где результаты исследования могут использоваться для интерпретации коллективных эффектов продажи или покупки акций на фондовом рынке.