Открытия и гипотезы, 2015 №01

Высокоэнтропийные сплавы — это материалы, состоящие из 5-ти и более металлов, содержание которых в сплаве приблизительно одинаковое. Объединив литий, магний, титан, алюминий и скандий, ученые получили нанокристаллический сплав низкой плотности, но с очень высоким показателем прочности. По словам исследователей, его плотность сопоставима с алюминием, при этом прочность — как у титановых сплавов.

Сфера применения легких и при этом прочных материалов чрезвычайно широка — от машиностроения до протезирования. На данный момент наибольшая проблема заключается в том, что сплав на 20 % состоит из скандия, который является очень дорогим материалом.

Найден оптимальный угол

Профессор Тэдд Траскотт из Университета Бригама Янга в штате Юта определил оптимальный угол броска, который обеспечит максимальное число подпрыгиваний камня на поверхности воды.

Значение угла, найденное ученым, составляет 20 градусов. В случае если камень слишком тяжелый, угол необходимо уменьшить вплоть до нуля. Также камень должен иметь обтекаемую дискообразную форму.

Чем ближе объект по форме к сфере, тем реже он будет подскакивать на воде. Так, для стальных пушечных ядер оптимальный угол броска не превышает 7 градусов. Дополнительно увеличить число прыжков камня можно, заставляя его вращаться при броске. Предыдущие исследования показывали, что оптимальный угол начинается с 18 градусов.

Траскотт в своей работе ориентировался на изобретение британского инженера Барнса Уоллеса, который в начале 1940-х разработал прыгающую бомбу. После сбрасывания на воду бомба несколько раз подскакивала, двигаясь в направлении плотины, которую она должна была подорвать.

Мировой рекорд по числу подпрыгиваний камня от одного броска принадлежит Курту Штайнеру: он заставил предмет подскочить на воде 88 раз.

Гусеницы утилизируют пластик?

Ежегодно на Земле производится около 140 миллионов тонн полиэтилена, из которого затем изготавливаются бутылки, пакеты и другие предметы повседневного обихода. Долгое время считалось, что полиэтилен не относится к числу биоразлагаемых материалов Однако в последние годы это подвергнуто сомнению.

Ученые заметили, что в некоторых случаях гусеницы индийских бабочек-огнёвок Plodia interpunctella, которые являются вредителями зерновых культур, могут проедать дырки в полиэтиленовых пакетах. Ученые выделили из их кишечников два бактериальных штамма — Enterobacter asburiae и Bacillussp. Поместив штаммы на полиэтилен, исследователи обнаружили, что бактерии образуют на нем биопленки, после чего этот материал покрывается трещинами и ямками.

Как надеются авторы работы, бактерии, выделенные из кишечников гусениц, найдут применение при переработке бытовых отходов.

Секреты пива

Ученые из Принстонского университета разобрались, почему кофе чаще разливают, чем пиво. Специалисты отмечают, что даже самые осторожные официанты, принося кофе, проявляют большую аккуратность, чтобы не разлить напиток. При малейших неустойчивостях в движении в кофе возникают небольшие волны, которые могут привести к выливанию напитка даже из полупустой чашки.

С другой стороны, пиво разлить гораздо сложнее. Исследователи это связали с наличием у алкогольного напитка пены. Чтобы убедиться в своей гипотезе, специалисты использовали высокоскоростную съемку движущейся кружки пива с пеной и без нее.

Их наблюдения показывают, что пена действительно затормаживает возмущения жидкости и ее выплескивание. К их удивлению, даже небольшого слоя пены достаточно для гашения колебаний. Ученые связывают это с рассеиванием энергии колебаний в вязкой среде при трении о стенки кружки.

Подготовил К. Савинов

Окраска без краски

Многие жуки и бабочки окрашены без применения красителей — за счет того, что на поверхности крыльев расположены наноструктуры, которые преобразовывают белый свет в окрашенный. Если бы человек научился применять аналогичный способ в промышленных масштабах, он бы избавился от необходимости иметь дело с огромным разнообразием красок.

Шаг в этом направлении сделали исследователи из Технологического университета Дании во главе с Асгером Мортенсеном. С помощью структурной окраски они изобразили на полимере эмблему своего института.

Сначала они сделали кремниевый штамп из периодически расположенных ямок цилиндрической формы диаметром в несколько десятков нанометров. Затем этот штамп отпечатали на поверхности полимера. На полученный рельеф нанесли слой алюминия толщиной 20 нм и получили алюминиевые диски высотой 50 нм. Изображение проявилось! В зависимости от диаметра дисков и расстояния между ними одни участки оказались желтыми, другие — синими.

Магнитная приманка

О том, что птицы и рыбы ориентируются по магнитному полю, знают многие. Более того, уже известно, что обеспечивает эту способность: биологи нашли у них магниточувствительные клетки. Теперь настала очередь других существ, преодолевающих в своих скитаниях большие расстояния.