#температура

В автомобилестроении последние несколько лет растет спрос на углепластики из-за ужесточения экологических норм. Эти материалы позволяют снизить вес деталей – кузова, дверей, панелей приборов, – что ведет к уменьшению расхода топлива на 5–10% и сокращению выбросов CO₂. Они сочетают в себе прочность и легкость за счет своей уникальной структуры – волокон, соединенных смолой. Но каждая деталь из углепластика требует обработки перед использованием. Из-за отсутствия рекомендаций для углепластиков производители вынуждены применять стандарты обработки для металлов, которые не подходят для этого материала. В процессе он перегревается и повреждается, что приводит к скрытым дефектам и снижению надежности готовых изделий. Ученые Пермского Политеха определили, при каких температурах начинается разрушение углепластиков. Это поможет повысить качество и долговечность деталей из них для автомобилестроения, авиации и космонавтики.

Стеклопластики — легкие и прочные композиты, заменяющие металл в строительстве, транспорте и нефтегазовой отрасли. Их применение в России растет на 10–15% ежегодно. Исследования Пермского Политеха и Сколтеха показали, что при –40°С прочность стеклопластика увеличивается на 10–15%, а при +60°С снижается на 20–25%. Это связано с изменением жесткости полимерной основы. Результаты помогут создавать более надежные конструкции для экстремальных условий, особенно в холодных регионах.

Гидравлические системы критически важны для работы механизмов — от автомобилей до самолетов, обеспечивая подачу топлива и масел. Авиационные насосы работают в экстремальных условиях: при давлениях до 250 МПа, температурах свыше 150 градусов Цельсия и сильных вибрациях. Традиционные методы производства (литье, фрезерование) создают тяжелые, сложные и дорогие конструкции. Ученые Пермского Политеха разработали облегченный корпус насоса, сократив его массу на 38,5% за счет 3D-печати и оптимизации конструкции. Это решение не только уменьшает вес (что критично для авиации), но и повышает надежность, упрощает производство и снижает стоимость. Новый насос сохраняет прочность при экстремальных нагрузках, что важно для безопасности полетов.

Ученые Лаборатории психофизиологии эмоций НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург выяснили, что эмоциональные состояния человека можно диагностировать по изменениям температуры кожи. Наиболее информативной оказалась область груди.

В Первом МГМУ имени И.М. Сеченова прошли пилотные эксперименты по использованию нового прибора для экспресс-диагностики температуры в глубоко расположенных тканях и органах, основанного на регистрации теплового акустического излучения. Исследования проводили у пациентов с патологиями верхних дыхательных путей, онкологических и ревматических заболеваниях. Результаты показали, что новый прибор позволяет надежно контролировать изменение температуры внутри тела на глубине до восьми сантиметров. В перспективе его будут использовать для диагностики и оценки эффективности лечения различных заболеваний.

Луна всегда повернута к Земле одной стороной, но теперь ученые доказали, что разница между ее видимой и обратной сторонами куда глубже, чем кажется. По новым данным, под поверхностью спутника наблюдается температурная асимметрия.

Ученые РТУ МИРЭА в сотрудничестве с МГУ имени М.В. Ломоносова создали новый способ изготовления пористой керамики из корунда методом холодного спекания. Они доказали, что пористую керамику для фильтрации воды можно создавать при температуре 450°С вместо обычных 1500°С. Такой результат получен впервые в мире. Этот подход позволяет создавать эффективные фильтрующие материалы при значительно меньших энергозатратах по сравнению с традиционными технологиями.

Свойства ауксетиков — материалов, имеющих отрицательные значения коэффициента Пуассона — могут меняться не только при механическом воздействии, но и при изменении температуры. Ученые Пермского Политеха выяснили, как такие материалы реагируют на изменение температуры. Это поможет проектировать 3D-изделия с подходящими характеристиками для разных режимов эксплуатации.

Последний месяц зимы идеален для подготовки к посевному сезону, поскольку увеличение продолжительности светового дня в этот период создает благоприятные условия для запуска фотосинтеза у рассады. Эксперт Пермского Политеха рассказал, когда начинать выращивать рассаду жителям разных регионов, какие культуры для посадки выбрать в феврале, как отделить пустые семена от хороших, почему не стоит покупать торфяные горшочки, зачем прогревать землю перед посадкой в духовке и как выровнять pH-баланс почвы.

В авиационно-космической технике активно применяют полимерные композиционные материалы. Из них изготавливают топливные баки, трубопроводы и части крыльев. Они позволяют создавать более легкие, прочные, вместительные, эффективные и экономичные самолеты. Композиты обладают значительно меньшим весом, чем их металлы-конкуренты и при этом очень устойчивы к коррозии, химическому воздействию и высоким температурам. Первоначально они предназначались для эксплуатации в пределах от -60 до +150 °С, но современное авиастроение идет по пути увеличения этого диапазона, чтобы расширить область их применения, например, в двигателях, где происходят реакции горения. Ученые Передовой инженерной школы «Высшая школа авиационного двигателестроения» Пермского Политеха внедрили высокотемпературные полимерные композиционные материалы в газогенератор — «сердце» авиационного двигателя, что позволило уменьшить его вес на шесть килограммов.

Температура плавления — одно из наиболее важных свойств материала, которое определяет потенциал его применения в различных областях промышленности. Экспериментальное измерение температуры плавления сложно и требует больших затрат, в то время как вычислительные методы помогут добиться не менее точного результата быстрее и проще. Ученые из Сколтеха провели исследование, в котором рассчитали максимальную температуру плавления высокоэнтропийного карбонитрида — соединения титана, циркония, тантала, гафния и ниобия с углеродом и азотом.

По различным оценкам мировые запасы трудноизвлекаемой нефти составляют от 600 миллиардов до одного триллиона тонн. Количество «легкодоступной» жидкой нефти в России, как и во всем мире, постоянно снижается, а разработка месторождений смещается в малоисследованные районы. В связи с этим требуется развитие и улучшение технологий добычи более вязких флюидов. Чтобы извлечь их, используют термошахтный способ, при котором нефть разжижают, закачивая в пласт горячий пар. Несмотря на увеличение нефтеотдачи, метод нарушает условия труда из-за превышения допустимой температуры воздуха в рабочей зоне, которая составляет 20-24 градусов. Применяемые сегодня способы и технологии для решения этой проблемы малорезультативные и финансово затратные. Ученые Пермского Политеха разработали новый эффективный метод, который позволит поддерживать под землей температуру в пределах нормы и снизит риски для здоровья рабочих.

Ученые МТУСИ проанализировали климатические изменения на южном полюсе и разработали прогностическую модель с использованием полносвязной нейронной сети для предсказания температурных изменений в Антарктиде.

В медицине для изготовления имплантов, держателей ампул, зондов, колб и другого оборудования используют специальные материалы — полимеры PEEK (полиэфирэфиркетон) и PLA (полимолочная кислота). Во время процедур такие инструменты контактируют с различными веществами и жидкими средами, которые постепенно разрушают полимеры. Понимание процессов деградации PEEK и PLA важно для обеспечения безопасности и долговечности биомедицинских устройств. Ученые Пермского Политеха провели ряд экспериментов, которые показывают, при каких условиях изделия из полимеров PEEK и PLA разрушаются быстрее.

Ученые ПНИПУ и «ГИ УрО РАН» разработали подход, который позволит повысить точность существующих методов расчета температуры и содержания влаги в воздухе в рабочих зонах рудников и шахт, а также спрогнозировать уровень теплового стресса, испытываемого горнорабочими. Полученные результаты полезны для принятия наиболее безопасных и эффективных решений по управлению проветриванием в горных выработках.

Реконструкция климата на Земле в прошлые геологические эпохи представляет собой сложную задачу. Американские ученые построили новую температурную кривую фанерозоя, скомбинировав модели с геологическими индикаторами. График хорошо согласуется с установленными ранее периодами оледенения и потепления, однако, противоречит общепринятому тренду на уменьшение парникового эффекта.

Сотрудники кафедры физики твердого тела и наносистем Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ в составе международного научного коллектива впервые получили прямое экспериментальное доказательство явления спаривания носителей заряда в реальном пространстве в семействе высокотемпературных сверхпроводящих оксидов на основе соединения бария, висмута и кислорода (BaBiO3) и выяснили природу аномальных свойств системы. Сделан еще один важный шаг в направлении разгадки природы высокотемпературной сверхпроводимости.

Во всех отраслях современной промышленности широко применяют полимерные материалы, свойства которых во многом зависят от температуры. Так, например, происходящие в полимерах под действием охлаждения или нагрева процессы значительно влияют на точность измерений волоконно-оптических датчиков, защитное покрытие которых состоит из таких материалов. Ученые Пермского Политеха разработали методику, позволяющую определять функциональную зависимость термического расширения от температуры для широкого спектра полимерных материалов.

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

На территории России и других стран СНГ существует множество рудников с глубиной ведения работ более километра. Основная опасность, с которой сталкиваются горнорабочие, — повышенная температура воздуха. На такой глубине породный массив нагревает воздух до предельно допустимой температуры – 26 градусов. Причем проблема актуальна не только для нормального режима работы рудника, но и для аварийных ситуаций. Ведение горноспасательных работ при температуре воздуха от 27 до 40 градусов допускается только в течение ограниченного времени — от 14 до 158 минут. Если температура выше 40, то работы по спасению людей запрещены. Сегодня вопрос поддержания допустимых температур для ведения работ в экстренных случаях изучен не полностью. Ученые ПНИПУ и Горного института УрО РАН разработали методику расчета системы кондиционирования воздуха в рудниках, призванную повысить эффективность и безопасность ведения спасательных работ.