Съедобное покрытие выгонит последнюю каплю сиропа из бутылки
Американские химики разработали новое покрытие для пищевой тары, благодаря которому жидкости вроде меда или кетчупа можно будет извлекать из бутылки полностью, до последней капли. Описание технологии создания покрытия опубликовано в журнале Applied Materials & Interfaces.
Основой покрытия является смесь пчелиного и пальмового (карнаубского) воска в растворителе, которую наносят на обрабатываемую тару с помощью распылителя. После высыхания на поверхности образуются шероховатая микроструктура, благодаря которой площадь соприкосновения между каплей и стенками сводится к минимуму. Наряду с гидрофобностью самого воска это дает очень малую энергию смачивания, в результате капли жидкости двигаются по такой поверхности гораздо быстрее, чем до обработки.
Подобный подход — использование водоотталкивающего вещества, которому дополнительно придается микротекстура — используется для создания супергидрофобных поверхностей уже довольно давно. С помощью такого подхода, например, можно заставить капли кондесата самостоятельно спрыгивать с охладительных трубок, что существенно улучшает теплообмен в холодильных установках.
Сейчас уже существуют и пищевые супергидрофобные поверхности. Один из наиболее известных примеров — поверхность LiquiGlide, представленная в 2012 году выходцами из Массачусетского технологического института. Однако, для создания микроструктуры у LiquiGlide используется довольно сложный и затратный метод фотолитографии: сначала создается «вафельная» текстура , а затем она заполняется гидрофобным маслом (например, силиконовым).
Создатели нового материала подчеркивают, что он был разработан специально для пищевой тары и не просто безопасен при контакте с пищей, но и сам может быть съедобен. «Нам не известны другие супергидрофобные материалы, которые были бы сделаны из одобренных FDA съедобных материалов с помощью простого, недорогого и масштабируемого одностадийного процесса» — пишут авторы в статье.
Александр Ершов
Гексакоптер оснащен двумя взлетно-посадочными платформами для квадрокоптеров
Инженеры из Сколтеха разработали гибридный гексакоптер MorphoLander, который выступает в роли передвижного аэродрома для дронов меньшего размера. MorphoLander не только летает, но и может ходить по неровной поверхности при помощи четырех ног. В верхней части корпуса расположены две взлетно-посадочные платформы для микродонов. Дрон может пригодиться для инспекции объектов и поиска пострадавших во время стихийных бедствий, говорится в препринте на arXiv.org. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Дроны отлично подходят для выполнения задач поиска, инспекции и мониторинга, но потребляют много энергии и не могут долго находиться в полете. Одним из способов преодолеть это ограничение стала разработка дронов гибридной конструкции, которые могут не только летать, но и передвигаться по земле, например, с помощью колес или ног. Несмотря на то, что такой подход позволяет продлить время работы за счет менее энергозатратного способа передвижения по поверхности, продолжительность полета гибрида и его эффективность часто снижается из-за дополнительного веса. Инженеры под руководством Дмитрия Тетерюкова (Dzmitry Tsetserukou) из Сколтеха предложили использовать громоздкий дрон в качестве носителя для дронов поменьше. Тогда большой дрон выступает в роли передвижного «улья», который в нужный момент выпускает рой маленьких дронов, способных более эффективно выполнить задачу на большой территории за счет совместной работы. Разработанный прототип под названием MorphoLander представляет собой гексакоптер с четырьмя ногами, каждая из которых имеет три степени свободы. С их помощью дрон может передвигаться по неровной поверхности. Масса гибрида немного больше 10 килограмм. Встроенного аккумулятора хватает на 12 минут полета. Сверху на корпусе закреплены две посадочные платформы диаметром 20 сантиметров, на которые могут садиться микродроны. Чтобы микродронам (инженеры использовали Crazyflie 2.1 массой 27 грамм) было проще садиться на MorphoLander, материнский дрон с помощью алгоритма стабилизации старается удерживать горизонтальное положение платформ, подстраивая высоту ног под неровности поверхности. Посадка микродронов происходит под управлением алгоритма машинного обучения, его обучение с подкреплением проходило в симуляторе на платформе игрового движка Unity, который позволяет имитировать физику, с использованием пакета машинного обучения Unity ML Agents. Обученный алгоритм посадки затем испытали в трех сценариях с участием реальных дронов. В первом два микродрона должны были взлетать с расстояния полутора метров от MorphoLander и затем садиться на его платформы. Среднее значение отклонения от центра платформы в этом сценарии составило всего около 5,5 миллиметра. Во втором сценарии микродроны должны были садиться на материнский дрон, стоящий на неровной поверхности. В этом случае ошибка возросла и составила 25 миллиметров. Третий сценарий имитировал реальное применение: микродроны взлетали с платформ, в то время как MorphoLander отходил от места взлета на некоторое расстояние, после чего микродроны должны были сесть обратно. Среднее значение отклонения от центра 20-сантиметровой платформы составило 35 миллиметров. В будущем инженеры планируют увеличить точность и устойчивость алгоритма управления микродронами за счет контроля тяги отдельных винтов. https://www.youtube.com/watch?v=fV8_Ejy81s8&t=1s Совместная работа помогает роботам справляться с более трудными задачами. К примеру японские инженеры разработали систему из работающих в паре дрона и наземного робота. Они соединены друг с другом тросом, что позволяет наземного дрону взбираться на более крутые подъемы. Для этого дрон закрепляет трос на вершине, после чего наземный робот натягивает его с помощью лебедки и поднимается наверх.