В России разработали дроны, заменяющие пожарных, научились безопаснее контролировать переработку ядерных отходов и сделали добычу полезных ископаемых более экологичной. В США представили летающий автомобиль, а в Германии нашли способ делать наноалмазы для медицины из обычного пластика. Подробнее об интересных новостях науки недели читайте в подборке «Известий».

Специалисты Ростокского университета и центра имени Гельмгольца нашли способ получения наноалмазов из самого распространенного пластика для упаковок и бутылок. Они направили лазерный импульс на тонкую пластиковую пленку. Ударная волна сжала материал и повысила его температуру до 3700 градусов. В таких условиях содержащийся в пластике углерод начал образовывать мельчайшие алмазные кристаллы, которые неизбежно разрушались при столкновении с твердой поверхностью.

В новом эксперименте команда ученых использовала специальный гель, замедляющий частицы без вреда для их структуры. После этого наноалмазы очищали и исследовали под микроскопом. По словам разработчиков, созданные таким путем частицы получаются однородными, что дает возможность применять их в медицине, микроэлектронике и квантовых исследованиях. Кроме того, в перспективе ученые смогут производить материал с заранее заданными свойствами, однако для промышленного применения технологии необходимо найти способ создавать большее количество частиц за меньший промежуток времени. Пока для сбора нескольких сотен микрограммов требуется примерно 100 импульсов, а лазерная установка производит три импульса в минуту. Новые эксперименты запланированы на ноябрь 2026 года.

15 октября компания провела показ нового Roadster. Первые две модификации этой модели ездят по дорогам как классические машины, а третья, Rocket, может не только летать, но и крутиться в воздухе. Наряду с классическим для этой компании электродвигателем в новой модели установлены композитные баллоны высокого давления и 10 сопел, которые дают машине возможность подниматься над дорогой и вращаться вокруг продольной оси. Кроме того, автомобиль может длительное время находиться в положении «вверх ногами» благодаря вентиляторам, высасывающим воздух из-под днища.

Эксперты считают, что третий Roadster не упал бы даже на планете с большей гравитацией, чем Земля. Сейчас новая модель от Tesla — уникальный товар. Двигатели для полетов разрабатывали в SpaceX. Другие автокомпании не смогут повторить такое технологическое решение в ближайшие годы. Мощность электродвигателя для обычного движения по дорогам тоже впечатляет. Она приближается к тысяче лошадиных сил на тонну, что позволяет машине разгоняться до 100 км меньше чем за секунду, однако, как говорят эксперты, не стоит забывать о вреде такого ускорения для человека.

По их оценкам, перегрузка водителя и пассажира в момент разгона будет близка к условиям в космических кораблях, а для безопасного управления полетами нужна будет хорошая физическая форма и опыт.

Аппарат разработан инженерами Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева — КАИ.

— Летательный аппарат имеет ракетообразный корпус, снижающий сопротивление воздуха. Заостренный и укрепленный носовой колпак позволяет пробить преграды на пути к очагу возгорания. Благодаря этому дрон может разбивать стеклопакет, гипсокартонную или пластиковую перегородку, — пояснил один из разработчиков, доцент кафедры конструкций и проектирования летательных аппаратов КНИТУ — КАИ Ильфир Абдуллин.

Внутри устройств установлены специальные противопожарные среды, оснащенные огнепроводными шнурами, которые активируют систему при контакте с пламенем. В результате происходит взрыв, разрушающий корпус беспилотника. Детонационная волна распространяется в стороны, сбивая пламя и вытесняя из помещения кислород, вызывающий горение. Таким же распылителем рассеивается огнетушащий порошок.

По мнению разработчиков, технология может применяться там, где стандартные средства пожаротушения недоступны, — например, на верхних этажах высотных зданий, в глубоких коридорах и шахтах лифтов. Еще одна возможная сфера — участки, где работа спасателей сопряжена с угрозой для жизни и здоровья, в частности при риске обрушения конструкций или отравления продуктами горения. Для тушения крупных пожаров разработчики предлагают использовать группы беспилотников.

Однако у метода есть недостатки: взрыв оказывает неизбирательное воздействие на окружающую среду. Поэтому применение таких беспилотников требует тщательного рассмотрения возможных последствий, пояснили эксперты «Известиям».

Специалисты из института горного дела СО РАН предложили подход, который позволяет наиболее точно оценить ущерб от добычи полезных ископаемых, нанесенный окружающей среде. По их словам, сейчас оценка производится по одному из нескольких возможных параметров, что не дает точной картины и не позволяет принять полностью обоснованное решение о дальнейшем использовании этих территорий.

Новый метод основывается сразу на 10 критериях: концентрации опасных и особо опасных элементов в грунте, доле радионуклидов в воде и радиоактивности горных пород, антропогенной нагрузке на водоемы, особенностях климата, наличии территорий с особым охранным статусом и с прошлым экологическим ущербом, типе воздействия и др.

После сбора информации на местности и расчетов по этим параметрам ученые смогли составить матрицу оценки 106 участков, на которых велись горные работы. По словам разработчиков, полученная с помощью нового подхода информация поможет профильным службам принимать решения об экологически безопасном использовании земель.

Ученые Сеченовского университета совместно с коллегами из компании «Прорыв» и Высокотехнологического научно-исследовательского института неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ») разработали оптический подход для непрерывного контроля процессов переработки отработанного ядерного топлива. Он объединяет два спектроскопических метода и позволяет одновременно отслеживать состояние органического экстрагента, то есть специального вещества, которое используют для извлечения урана, и состав водной фазы без добавления реагентов и сложной подготовки проб.

При переработке отработанного ядерного топлива для разделения его компонентов широко используют жидкостную экстракцию: вещества распределяются между водной и органической фазами. Для безопасности и стабильности процесса важно понимать, насколько эффективно идет разделение и не меняются ли свойства экстрагента в течение технологического процесса. Традиционный лабораторный анализ требует отбора проб, занимает время и может создавать дополнительные объемы радиоактивных отходов.

Исследователи предложили контролировать две фазы разными оптическими методами. Рамановская спектроскопия показывает, что происходит с экстрагентом, а лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия — какие элементы остаются в водной фазе.

Главная идея работы — получать информацию о двух потоках одного технологического процесса практически в реальном времени. Пока методика проверена на лабораторных установках и упрощенных модельных растворах. Реальные технологические среды значительно сложнее: в них одновременно присутствует больше компонентов, а на оптические сигналы могут влиять кислотность, продукты радиолиза и другие факторы. Следующий этап — проверка на многокомпонентных и облученных средах, а также адаптация оборудования для дистанционной работы в условиях реального производства.

В перспективе разработка позволит оперативнее выявлять отклонения в технологическом процессе, сократить количество операций с радиоактивными материалами и снизить образование дополнительных радиоактивных отходов. При этом новый метод должен оставаться экономически доступным с учетом затрат на приобретение дополнительных комплектующих и обслуживание оборудования, рассказали «Известиям» специалисты.