Досліднику на замітку

У Британії винайшли пляшку, яка розкладається за три тижні. В останні десятиліття пластик став одним з основних забруднювачів навколишнього середовища. За оцінками дослідників, за 60 років з початку розвитку промислового виробництва пластика в світі створено понад 8,3 млрд тонн різних його видів. При цьому близько 80% таких відходів просто викидається. 

Кілька років тому британський хімік Джеймс Лонгкрофт створив фірму Choose Water, яка продавала звичайну бутильовану воду, а весь прибуток відправляли на благодійність в Африку. Однак рік тому 27-річний підприємець дізнався, який страшний вплив пластик вчиняє на природу. Після цього він зайнявся розробками пляшки, яка буде розкладатись сама.

Джеймс Лонгкрофт стверджує, що розроблена ним нова технологія може допомогти зменшити кількість ледве не вічного пластику, що викидається кожного року. Інноваційна тара виготовлена з нетоксичних, стійких та натуральних матеріалів. По суті, це паперова пляшка з водонепроникною внутрішньою оболонкою, склад якої винахідник тримає в секреті. Коли пляшка занурюється у воду або потрапляє на смітник, спочатку починає розкладатися папір ззовні, а потім внутрішній шар. Металічна кришка іржавіє і руйнується за рік. Лонгкрофт: «Я хочу запропонувати альтернативу пластику. Навіть якщо наші пляшки складуть лише половину відсотка з усіх використаних, це все ж будуть мільйони пляшок». Вартість виготовлення «Choose Water» лише на 5 пенсів більше, ніж у звичайної пластикової пляшки.

Розроблено чохол, який дійсно захистить телефон при падінні. 29 червня 2018. Німецький інженер створив чохол для телефона зі спеціальними пружинними ніжками, які активуються при падінні. Інженер Філіп Френцель з Університету Аалена придумав чохол, коли сам розбив iPhone, що лежав в кишені куртки. У корпус на задній панелі він вмонтував чотири пружні пластини, а сам чохол оснастив сенсором – при падінні смартфона пластини висуваються і розгортаються, а пружинний механізм не дає телефону торкнутися поверхні. Це захищає корпус і екран від механічних пошкоджень. Френцель разом із колегами працювали над винаходом чотири роки, а всі деталі для нього друкували на 3D-принтері. Однак поки що чохол тільки знаходиться на стадії розробки та існує виключно у вигляді прототипу. Незабаром Френцель планує запустити збір коштів для виробництва кейса на краудфандинговій платформі Kickstarter, але вже подав заявку на патент і навіть надрукував футболки з логотипом.

Інженери MIT керують роботом силою думки. 21 червня 2018. Робот, створений в Массачусетському технологічному інституті, керується мозковими хвилями людини й рухами м’язів на її руці – і так виправляє свої помилки. Ґрунтуючись на попередніх не надто вдалих спробах, у яких робот реагував на сигнали мозкових хвиль, тільки коли людина думала певним чином, фахівці MIT створили нову технологію. Інженери додали управління, засноване на рухах м’язів на руці, та використовують сигнали мозку, які виникають, коли людина помічає помилку. Робот зупиняється, коли вловлює їх, що дозволяє користувачеві виправити його. Тобто система в реальному часі «відчуває», якщо людина помічає помилку.

Вчені зафіксували електроди на голові та на руці людини, щоб зчитувати зміни в електричному потенціалі мозку і м’язів. «Фіксуючи і рухи м’язів, і мозкові хвилі, робот легше переносить маніпуляції людини разом із її миттєвим судженням про помилку. Це допомагає полегшити спілкування з роботом і зробити його схожим на взаємодію з людьми», – пояснює провідний співавтор дослідження Джозеф Дель Прето.

Команда продемонструвала робота Бакстера, виготовленого Бостонською компанією Rethink Robotics. До системи підключили людину, яку система ніколи раніше не бачила. Робота оснащили дрилем і поставили завдання – просверлити отвір в одній із трьох можливих цілей на макеті. Коли людина помітила, що Бакстер вибрав неправильну точку, то просто подумала про це, а потім м’яко виправила його в потрібному напрямку. У цьому процесі Бакстер дізнається, яка електрична активність мозку та м’язів відповідає меті.

«Що відрізняє цей підхід, так це те, що нема потреби навчати користувачів мислити запропонованим чином. Машина пристосовується до вас, а не навпаки», – зауважує Дель Прето. Команда сподівається, що система в один прекрасний день буде корисна для літніх людей, працівників із мовними розладами або обмеженою мобільністю.

  

 

В космос запустили перший супутник, який буде прибирати космічне сміття. 25 червня 2018. З МКС запустили перший космічний корабель, призначений для очищення навколоземної орбіти від сміття. Апарат оснащений гарпуном і сіткою, й буде збирати уламки розміром до 10 см.

Космічне сміття хоч і має в середньому невеликий розмір, але є серйозною загрозою для апаратів, що працюють на орбіті. Все через те, що при зіткненні на таких швидкостях навіть маленькі уламки можуть принести масштабні проблеми. За оцінками фахівців, кількість подібних решток на орбіті становіть приблизно 8 тис. тонн, а ефективного способу боротися з цією проблемою все ще немає. Тому в надії вирішити це питання інженери з британської компанії SSTL і спеціалісти з декількох інших європейських країн і Південної Африки розробили експериментальний супутник RemoveDebris. 20 червня апарат вагою в 100 кг успішно запустили на навколоземну орбіту. Для збору сміття RemoveDebris буде використовувати сітку та гарпун, але до роботи приступить лише тоді, коли вчені перевірять і налаштують систему – на це може знадобитися близько двох місяців.

Вже на першому етапі місії в вересні апарат випустить невеликий супутник для дослідження космосу. На другому етапі в грудні RemoveDebris буде шукати уламки для того, щоб їх можна було вивчити, а дані про наближення цих об’єктів відправляти на Землю. На останній фазі RemoveDebris випустить гарпун, який буде ловити сміття з максимальним розміром у 10 см в спеціальну висувну панель. У разі успіху космічний апарат пізніше розгорне вітрило й використає його для того, щоб швидше потрапити у верхні шари атмосфери Землі та згоріти в ній. «Ми провели багато експериментів, але це буде перший випадок, коли технологію випробують в космосі. На Землі ми не можемо відтворити ситуацію на орбіті на 100%, тому все, що відбудеться під час місії, буде для нас новим досвідом. Ми вперше побачимо, як ці технології працюють в космічному середовищі», – зауважив директор космічного центру Суррея Гульєльмо Агліетті. 

Вчені вперше точно визначили джерело звуку «кап-кап». 27 червня 2018. Британські фізики вперше змогли з точністю визначити джерело звуку краплі, яка розбивається об водну поверхню. Результати серйозно розходяться з даними, що раніше вважалися правильними. 

Протягом десятиліть фізики намагаються визначити джерело характерного звуку, який утворюється при падінні краплі на водну поверхню. Однак досі ніхто не міг із достатньою точністю провести експериментальне дослідження. Нарешті це стало можливим завдяки розвитку техніки високошвидкісного запису відео та звуку. Група фізиків із Кембриджського університету під керівництвом Пітера Джордана використовувала частоту запису 30 тис. кадрів на секунду, а також надводний і підводний мікрофони, щоб з кількох ракурсів зняти процес зміни форми поверхні рідини та записати його на аудіо.

Крапля діаметром 4 мл падала зі швидкістю 1,29 м/с, в результаті чого на поверхні води формувалася газова порожнина, від якої потім відривалася невелика бульбашка повітря і продовжувала рухатися вниз – в момент цього відриву й утворювався звук. Він тривав протягом декількох мілісекунд і поступово згасав, коли бульбашка віддалялася від поверхні на достатню відстань.

Врешті вчені підтвердили гіпотезу про те, що джерелом звуку при падінні краплі стає резонансне коливання поверхні газової бульбашки, що утворилося в рідині. Однак нові дані відрізнялися від деяких теоретичних, розроблених раніше, на 40%. Наприклад, до цього вважалося, що джерелом звуку служать тільки коливання поверхні бульбашки, хвиля від якого поширюється крізь воду та потрапляє в повітря. Зараз вчені стверджують, що коливання поверхні бульбашки викликають такі ж процеси на поверхні повітряної порожнини, від якої вона відірвалася. Це дослідження може бути надалі використано для поліпшення систем визначення сили зливи. А також, звісно, для більш правдивого озвучування дощу в фільмах або комп’ютерних іграх.

В мозку знайшли ділянку, яка відповідає за нудну роботу. 19 червня 2018. Вчені з Канади та Бельгії вперше докладно описали таємничу область мозку – середню поясну кору. Виявилося, що саме вона відповідає за старанне виконання нудної або складної роботи.

Середня поясна кора відома давно, проте до недавнього часу вона залишалася невловимою для дослідників і було абсолютно незрозуміло, що саме вона робить. Дослідники з Вікторіанського університету та Університету Гента використали для цього таку модель – поки люди виконували ряд щоденних завдань, їх мозок постійно сканували за допомогою нейровізуалізації.

Результати показали, що середня поясна кора активізується найбільше, як тільки людина береться за нудну або складну справу – домашня робота, квартальний звіт, приготування кави тощо. В цілому ця частина мозку працює під час будь-яких занять, а основним її завданням є відстежувати виконання завдання, оцінювати час, який пішов на роботу та який має витратитися, і утримувати в процесі увесь інший мозок. Коли ця ділянка працює, люди уникають спокуси відволіктися та концентруються на завданні.

«Це питання – справжній Грааль для науки, тому що, попри 25 років вивчення, ніхто не знав, що насправді робить ця критично важлива область мозку», – зазначає когнітивний нейробіолог Клей Холройд. Дослідження має надзвичайно велике значення для медицини, оскільки вивчення цієї області мозку може дати важливу інформацію для боротьби з депресією, синдромом дефіциту уваги з гіперактивністю та хворобою Паркінсона.

McDonald’s заміняє пластикові соломинки паперовими заради екології. 18 червня 2018. З вересня цього року мережа ресторанів швидкого харчування McDonald’s замінить пластикові соломинки на паперові у всіх своїх закладах у Великій Британії та Ірландії.

Більшість соломинок виготовлені з пластмас – поліпропілену та полістиролу, які розкладаються сотні років і завдають величезної шкоди океанам і морським мешканцях. Останнім часом різноманітні компанії пробують відмовитися від подібних матеріалів. Компанії Waitrose, Costa Coffee та Wagamama вже почали вживати необхідні заходи, всі паби JD Wetherspoon припинили використовувати пластикові соломки, а Pizza Express заявила, що до літа 2018 року замінить їх усі на біорозкладні.

Мережа ресторанів McDonald’s використовує 1,8 млн соломинок у день тільки в одній Великій Британії. Тепер компанія вирішила відмовитися від них на користь паперових – після успішних випробувань в деяких закладах. Поки що заборона не поширюється на глобальну імперію ресторанів, а буде діяти на території Великобританії та Ірландії. Однак в окремих ресторанах США, Франції та Норвегії стартують випробування цього підходу, а в деяких інших країнах соломку будуть пропонувати тільки за запитом. Секретар із питань навколишнього середовища Майкл Гоув назвав рішення McDonald’s значним внеском в допомогу навколишньому середовищу й додав, що це «прекрасний приклад для інших великих підприємств».

 Український розумний годинник вимірює тиск із зап’ястя і допомагає впоратися зі стресом. 22 червня 2018. Розумний годинник EMtracker українського виробництва вимірює тиск і пульс, стежить за якістю сну, з’ясовує, який у вас рівень стресу, і допомагає з ним боротися. 

 Команда з п’яти випускників КПІ заснувала стартап Force Emotion і представила розумний годинник EMtracker – перші екземпляри вже вирушили до своїх господарів. Годинник має багато різних функцій, наприклад, технологію вимірювання тиску з зап’ястя. Дані можна подивитися в спеціальному додатку для Android і iPhone, як і пульс, якість сну, калорії, кількість пройдених кроків і рівень стресу. При визначенні останнього персональний помічник у смартфоні орієнтується на 20 різних показників і на їх основі видає індивідуальні рекомендації про те, як впоратися зі стресом. За останніми повідомленнями розробників, база складається з 300 науково обґрунтованих порад.

Годинник може працювати близько 17 днів без підзарядки, має захист від вологи та пилу, а коштує $88 (2299 грн). Force Emotion доступний до замовлення. Засновниця стартапу Ліза Воронкова вже отримала перші відгуки про технологію – як стверджують користувачі, точність вимірювання тиску сягає 98-99%, а алгоритм вимірювання пульсу працює з похибкою 3 удари на хвилину при кімнатній температурі.

ВООЗ офіційно зарахувала «ігровий розлад» до списку хвороб. 20 червня 2018. Всесвітня організація охорони здоров’я випустила нову міжнародну класифікацію хвороб – вперше туди офіційно увійшов «ігровий розлад». У зв’язку з подіями у світі та в професійній сфері, медичні працівники та установи будуть більш уважні до подібних відхилень і попереджені про їх існування – це гарантує, що люди, які страждають від «ігрового розладу», зможуть отримати відповідну допомогу. Але це не може бути короткочасним епізодом у кілька годин або днів – для постановки діагнозу має пройти не менше 12 місяців. Це клінічний стан, а діагностувати його може тільки фахівець охорони здоров’я, який належним чином навчений.

Винятки можуть бути зроблені тільки, коли симптоми досить серйозні. Поки що хворобу вирішено діагностувати за рядом ознак, які схожі на симптоми азартних ігор. По-перше, коли гра є пріоритетнішою за інші життєві інтереси та повсякденну діяльність. По-друге, коли навіть при негативних наслідках людина продовжує грати або робить це ще інтенсивніше. По-третє, коли гра призводить до значних розладів і порушень в особистій, сімейній, соціальній, освітній або професійній сферах. Також це може бути порушення сну, проблеми з харчуванням або дефіцит фізичної активності. ВООЗ сподівається, що включення ігрового розладу до класифікації стимулюватиме дебати та подальші дослідження. Можливо, це допоможе значно зменшити нинішні прогалини в знаннях щодо подібних залежностей, їх поширеності, природи та умов виникнення. 

У Китаї з’явилися дрони, замасковані під голубів. Усі бояться, що це стеження. 26 червня 2018. У п’яти провінціях Китаю з’явилися високотехнологічні безпілотні літальні апарати, які виглядають і рухаються як справжні голуби. Одна з головних версій стверджує, що так уряд планує стежити за громадянами. 

 

  

У Китаї стурбовані інформацією про те, що в їхній країні розгорнули нову урядову програму безпілотників. Створена в Північно-західному політичному університеті в Сіані ініціатива отримала кодову назву «Голуб», адже саме під виглядом цих птахів маскувалися апарати. За словами очевидців, дрони не тільки реалістично імітували рухи крила, пікірували та збиралися в зграї, а й настільки натурально виглядали, що справжні птахти визнавали їх за своїх. У відділенні аеронавтики підтвердили розробку птахоподібних дронів. «Ми вважаємо, що ця ідея має хороший потенціал для широкомасштабного використання в майбутньому. У неї дійсно є деякі унікальні переваги для попиту на безпілотні літальні апарати у військовому і цивільному секторах», – зазначив ад’юнкт-професор Школи аеронавтики Ян Веньцін. За словами Яна, все це завдяки тому, що дрони-голуби здатні сховатися від людських очей і військових радарів, вони виробляють мінімум шуму та оснащені камерою, GPS-датчиком і супутниковим зв’язком. На даний момент найчастіше кібернетичні голуби патрулювали території на кордоні з Монголією, Росією і Казахстаном, а також Синьцзян-Уйгурський автономний район, в якому живе чимало мусульман, які у 2008 влаштовували масштабні вуличні протести. 

Нейромережа навчилася знаходити на знімках  фотошоп. 25 червня 2018. Команда американських дослідників навчила штучний інтелект розпізнавати фото, які були модифіковані в графічних редакторах. Це може допомогти в боротьбі з фейками.  З розвитком цифрових мереж все масштабніше стає проблема відредагованих фото. Для мемів, гумору чи просто усунення косметичних дефектів на портретах фотошоп – це саме те, що треба, однак для ЗМІ фейки можуть нести чимало негараздів. Тому нове дослідження, про яке розповіли на американській Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, цілком здатне стати дуже важливим для світової системи інформації.

Розробники з Adobe і Мерілендського університету в Коледж-Парку запропонували боротися з фейками за допомогою нейромережі, яка буде визначати три найбільш популярних операції, що використовуються при істотній зміні вмісту на фотографії: видалення об’єктів, клонування ділянок зображення, а також поєднання зображень з різних знімків. Для цього фахівці вибрали швидку регіональну нейромережу – Faster R-CNN. Заснована на ній програма RGB-N перевіряє справжність зображення одночасно за двома каналами. Аналіз першим дозволяє виявити видимі артефакти редагування, нехарактерні контрасти та інші візуально помітні ознаки ретуші. Другий канал дозволяє помітити нерівномірності в розподілі шуму в зображенні – таким чином алгоритм може розгледіти навіть ідеально зроблений з точки зору людини фейк. Для тренування RGB-N розробники використовували 328 тис. зображень, на яких розмічено 2,5 млн помітних об’єктів – таких як машина чи холодильник. Завдяки цьому набору автори підготували 42 тис. пар фотографій фейк-оригінал, які і використали для тренування алгоритму. Тестування з відредагованими зображеннями показало, що точність розпізнавання алгоритму складає вражаючі 80-90%. Якщо технологію вдасться ввести у широкий вжиток, то проблема фейків може стати хоч трохи менш глобальною.  

Нейромережа навчилася знаходити на знімках фотошоп. Це важливо

Нейромережа навчилася знаходити на знімках фотошоп. Це важливо

Чим розумніша людина, тим менше зв’язків між нейронами в її мозку. 21 травня 2018. Міжнародна команда науковців провела нові дослідження мозку. Вони показали, що люди з великим показником IQ мають менше зв’язків в корі головного мозку – але це не заважає їм бути розумними. Нейрофізіологи з Університету Нью-Мексико та Берлінського університету імені Гумбольдта проаналізували роботу мозку добровольців із двох груп. Перша складалася з 259 осіб у віці від 18 до 40 років, друга – з 498 у віці від 22 до 36 років. Всі учасники пройшли тест на рівень IQ, після чого вчені провели аналіз будови та форми нейронів за допомогою МРТ. Цей неінвазивний метод дозволив їм виміряти в корі головного мозку кількість дендритів, відростків нейрона, які працюють з інформацією.

Вчені порівняли результати двох вимірювань і дійшли до висновку, що люди, які мають більш високий показник IQ, володіють меншою кількістю зв’язків між нейронами в корі головного мозку. «Попередні дослідження припускали, що великий мозок містить більше нейронів і зв’язків, отже, має більшу обчислювальну потужність. Ми продемонстрували, що мозок інтелектуалів має хоч і мізерні, але вкрай ефективні нейронні зв’язки. Отже, він показує високу розумову продуктивність при низькій активності нейронів», – прокоментував один з авторів роботи, доктор Ерхен Джанс.

Активоване вугілля

Сировина і хімічний склад. Активоване (або активне) вугілля (від лат. carbo activatus) — це адсорбент – речовина з високо розвиненою пористою структурою, який одержують з різних вуглецевмісних матеріалів органічного походження (деревне вугілля, кам’яновугільний і нафтовий кокс, шкаралупа кокосового і грецького горіхів, кісточки абрикоса, маслин та інших плодів). Найкращим за якістю очищення і терміном служби вважається активоване вугілля (карболен), що вироблене з шкаралупи кокоса, а завдяки високій міцності його можна багаторазово регенерувати. Активоване вугілля з точки зору хімії – це одна з форм вуглецю з недосконалою структурою, що практично не містить домішок. Карболен, що на 87-97 % за своєю масою складається з вуглецю, також може містити водень, кисень, азот, сірку та інші речовини. За хімічним складом активоване вугілля подібне до графіту, що, зокрема, використовується у звичайних олівцях. Алмаз і графіт, що є іншими формами вуглецю, також  майже не мають домішок. 

Структура. Активоване вугілля відзначається величезною кількістю пор і тому має дуже велику поверхню (від 500 до 1500 м2  в 1 г карболену) , що обумовлює його високі адсорбційні якості. Власне кажучи,  високий рівень пористості  шляхом значного збільшення адсорбуючої поверхні  вугілля у процесі спеціальної його обробки – активації – і робить таке вугілля активованим. В залежності від розмірів молекул, які потрібно утримати на поверхні вугілля, виробляють карболени з різними співвідношеннями розмірів пор. Розрізняють макро-, мезо- и мікропори. Пори класифікують за лінійними розмірами – Х (півширина – для щілиноподібної моделі пор, радіус – для циліндричної або сферичної):

  • Х <= 0,6-0,7 нм – мікропори;
  • 0,6-0,7 < Х < 1,5-1,6 нм – супер- мікропори;
  • 1,5-1,6 < Х < 100-200 нм – мезопори;
  • Х > 100-200 нм – макропори.

Для адсорбції у мікропорах і супермікропорах, співрозмірних за розмірами з адсорбованими молекулами, характерним є механізм об’ємного заповнення.  Механізм адсорбції у мезопорах полягає у послідовному утворенні адсорбційних шарів (полімолекулярна адсорбція), що завершується заповненням пор за механізмом капілярної конденсації. Макропори слугують транспортними каналами, що підводять молекули речовин, які підлягають поглинанню, до адсорбційного простору гранул активованого вугілля. Оскільки мікро- и мезопори складають найбільшу частину поверхні карболенів, тому саме вони й визначають їхні адсорбційні властивості. Активоване вугілля на основі шкаралупи кокоса характеризується більшою часткою мікропор, а карболен з кам’яного вугілля – більшою кількістю мезопор. Переважання макропор властиве для активованого вугілля з деревини. 

У порах карболену має місце міжмолекулярне притягання, що спричиняє виникнення адсорбційних сил (Ван-дер-Вальсові сили), які за своєю природою подібні до сили гравітації з тією лише різницею, що діють вони на молекулярному, а не на астрономічному рівні. Ці сили обумовлюють реакцію, подібну до реакції осаду, при якій адсорбовані речовини можуть бути видалені з водних або газових потоків. Молекули  забруднювачів утримуються на поверхні активованого вугілля міжмолекулярними силами Ван-дер-Ваальса.

Між речовинами, що підлягають адсорбції, та  поверхнею активованого вугілля можуть виникати також і хімічні реакції (хімічна адсорбція або хемосорбція), однак в основному процес фізичної адсорбції відбувається при взаємодії активованого вугілля з адсорбованою речовиною. Хемосорбція широко застосовується у промисловості для очищення газів, дегазації, розділення металів, а також у наукових дослідженнях. Фізична адсорбція є оборотною, тобто адсорбовані речовини можуть бути відділеними від поверхні та повернені  у їх первісний стан при певних умовах. При хемосорбції, адсорбована речовина зв’язана з поверхнею за допомогою хімічних зв’язків, що змінюють  хімічні властивості. Тому хемосорбція є незворотною.

Деякі речовини (аміак, діоксид сірки, пари ртуті, сірководень, формальдегід, хлор, ціаністий водень)  слабо адсорбуються на поверхні карболенів. Для ефективного їх видалення використовують імпрегновані спеціальними хімічними реагентами карболени, що застосовуються для спеціального очищення повітря і води, у респіраторах, для військових цілей, в атомній промисловості тощо.

Виробництво. Для карболенів використовують печі різного типу і конструкції.  Спочатку вуглецевмісну сировину подрібнюють до розмірів часток 3-5 см, а потім піддають карбонізації (піролізу) – випалюванню при високій температурі в інертній атмосфері без доступу повітря для видалення летких речовин. На стадії карбонізації формується каркас майбутнього активованого вугілля – первинна пористість і міцність. Проте, одержане у такий спосіб карбонізоване вугілля (карбонізат) має погані адсорбційні властивості, оскільки розміри його пор невеликі та внутрішня площа поверхні дуже мала. Тому карбонізат піддають активації для одержання специфічної структури пор і поліпшення адсорбційних властивостей. Сутність процесу активації полягає у розкритті пор, що знаходяться у вуглецевому матеріалі в закритому стані. Термохімічна активація полягає у попередньому просочуванні матеріалу розчинами хлориду цинку ZnCl2, карбонату калію К2СО, деякими іншими сполуками та подальшому нагріванні карбонізату до 400-600°С без доступу  повітря. Найбільш поширеним способом активації є обробка вугілля перегрітою парою або вуглекислим газом СО2 , чи їх сумішшю при температурі 700-900°С у строго контрольованих умовах.
Активація водяною парою являє собою окислення карбонізованих продуктів до газоподібних у відповідності з реакцією: – С+Н2О -> СО+Н2; або при надлишку водяної пари – С+2Н2О -> СО2+2Н2. Широко поширеною є технологія подачі в апарат для активації одночасно з насиченою парою обмеженої кількості повітря. Частина вугілля згоряє, і в реакційному просторі досягається необхідна температура. Вихід активованого вугілля при цьому варіанті процесу помітно знижується. 
 Активоване вугілля також одержують термичним розкладанням синтетичних полімерів.

Активація водяною парою дозволяє одержувати вугілля з внутрішньою площею поверхні до 1500 м2 на грам вугілля. Тим не менш, не уся ця величезна площа  може бути доступною для адсорбції, оскольки крупні молекули адсорбованих речовин не можуть проникати у пори малого размеру. В процесі активації розвивається необхідна пористість і питома поверхня, відбувається значне зменшення маси твердої речовини, що називається обгаром.

При термохімічній активації утворюється грубопористе активоване вугілля, а при паровій активації –  дрібнопористе вугілля. Для одержання заданих параметрів здійснюється його додаткова обробка: відмивання кислотою, імпрегнування (просочування різними хімічними речовинами), подрібнення і висушування. 

Класифікація.  Активоване вугілля класифікується: за типом сировини, з якої воно виготовлене; за способом активації (термохімічна і парова); за призначенням (газове, рекупераційне, освітлювальне, носії каталізаторів-хімосорбентів); за  формою випуску (порошкове, гранульоване, формоване, екструдоване, просочена вугіллям тканина).

 Застосування. В якості адсорбента для поглинання парів з газових викидів, вловлювання парів летких розчинників та їх рекуперації, для очищення водних розчинів, питної та стічних вод, в протигазах, у вакуумній техніці, в газоадсорбційній хроматографії, для заповнення поглиначів запахів  у холодильниках, очищення крові, поглинання шкідливих речовин з шлунково-кишкового тракту.  Активоване вугілля також є носієм каталітичних добавок і каталізатором полімеризації, для чого у його макро- и мезопори вносять спеціальні добавки. З розвитком  атомних технологій цей карболен  став основним адсорбентом радіоактивних газів і стічних вод на атомних електростанціях.

Трохи історії. Ще у санскритських писаннях Стародавньої Індії говорилося, що питну воду необхідно попередньо пропускати через вугілля, витримувати у мідних сосудах та піддавати дії сонячних променів. Унікальні та корисні властивості вугілля були відомі у Стародавньому Єгипті, де деревне вугілля використовували у медичних цілях вже за 1500 років до н. е. В античному світі вугіллям  очищали питну воду, пиво і вино.

Наприкінці XVIII ст.  вчені знали, що карболен здатний поглинати різні гази, пари і розчинені речовини. У повсякденному житті люди помічали, що якщо при кип’ятінні води у каструлю, у якій перед тим варили обід, кинути декілька деревних вугликів, то попередній присмак і запах від їжі зникають. З часом активоване вугілля стали використовувати для очищення цукру, для вловлювання бензину в природних газах, при фарбуванні тканин, дублення шкіри. 

У 1773 році  німецький хімік Карл Шеєле повідомив про адсорбцію газів на деревному вугіллі. Позніше було встановлено, що деревне вугілля може також й знебарвлювати рідини. У 1808 році  його вперше застосували у Франції для освітлення цукрового сиропу. У часи першої світової війни було вперше використано активоване вугілля з шкаралупи кокосового горіха в якості адсорбенту в протигазних масках. І дотепер активоване вугілля визнається одним з кращих фільтруючих матеріалів.

Калькулятор інженера-гідравліка. Програма on-line гідравлічного розрахунку трубопроводу 

Гідравлічний розрахунок труб виконується для вибору оптимального діаметру при якому, втрати напору (тертя води до стінок труб)  будуть оптимальними та економічно вигідними. Втрати на 1 метрі труб, в залежності від матеріалу,  складають 80- 250 Па/м або 8-25 мм водяного стовпа. Швидкість води у трубах в залежності від діаметру повинна бути в певному діапазоні.  Максимальне значення швидкості води для систем опалення складає 1,5 м/с. Рекомендовані граничні значення швидкості води у трубопроводах для внутрішнього діаметру: 15 мм – 0,3 м/с, 20 мм – 0,65 м/с, 25 мм – 0,8 м/с, 32 мм – 1 м/с. Усі інші – не більше 1,5 м/с. У протипожежних трубопроводах допускаеться швидкість руху води до 5 м/с.

Коефіцієнт гідравлічного опору λ визначити за формулою: Альтштуля Кольбрука-Уайта     (ДБН іП для тепломереж)
Одиниця виміру об’єму Одиниця виміру тиску
Довжина, м Гідравлічний ухил 0
Коефіцієнт гідравлічного опору λ  
Абсолютна шорсткість, мм Коефіцієнт місцевих опорів, ξ
Температура води, оС Кінематична в’язкість,

ν(м2/сек)

Варіанти вихідних даних для розрахунку
Напір на початку труби, H1 В усіх варіантах H1 є вихідним для розрахунку
Напір у кінці труби, H2 H2 і Діаметр труби вихідні дані для розрахунку
Об’єм води Q, що проходить через переріз труби H2 і Об’єм води Q вихідні дані для розрахунку
Швидкість води V, м/сек Швидкість води V і Об’єм води Q вихідні дані для розрахунку
Діаметр труби, мм Діаметр и Об’єм води Q вихідні дані для розрахунку

Посилання: http://www.mathcentre.com.ua/gidravlicheskiy_raschet/index.php

   338 × 181