В связи с глобальными изменениями климата в последние десятилетия, обусловленных в том числе безответственным и недальновидным образом жизнедеятельности человека, остро встает вопрос о разработке новых технологий и создания новых материалов, обеспечивающих не только комфортную жизнь человека, но и способных кардинально уменьшить негативное воздействие жизнедеятельности человека на собственную среду обитания.Воздействие жизнедеятельности человека на климат – это многокомпонентная и очень комплексная тематика, включающая в себя, как утилизацию отходов жизнедеятельности человека, так и отказ от сжигания ископаемого топлива для генерации электроэнергии и от использования его для двигателей внутреннего сгорания.В научной среде давно идет дискуссия о том, насколько реальна генерации электроэнергии от космических частиц нейтрино. Одна сторона позитивно утверждает, что поток космических нейтрино через поверхность Земли стабилен днем и ночью, вне зависимости от погоды и времени года, и если ученые научились получать электроэнергию от видимого спектра излучения (солнечный свет), то возможно получить ток и от невидимого спектра излучения (как например, космические нейтрино) или других видов излучения. И вопрос стоит только в создании новых материалов, которые позволили бы преобразовывать энергию нейтрино в электрический ток. Пессимисты утверждают, что хотя в 2015 году и была присуждена Нобелевская премия по физике за доказательство того факта, что нейтрино имеют массу, но эта масса очень маленькая (намного легче электронов). «Если постулировать, что энергия может быть получена из нейтрино, тогда возникают два вопроса: по какой цене и будет ли это практичным? Проще говоря, должны быть продемонстрированы техническая и экономическая реализуемость, — считает профессор Yehia Khalil, Йельский университет, США и Научный сотрудник Оксфордского университета, Великобритания. К его мнению присоединяется Jacques Roturier из Университета Бордо – «Эксперимент «Ice Cube» — еще одна отличная демонстрация чрезвычайно малого взаимодействия нейтрино с веществом. Да, в этом процессе передается некоторая энергия. Но нет шансов получить достаточно энергии для выработки электричества даже для приготовления одного яйца». Но так ли правы ученые теоретики, изучающие в основном фундаментальные основы физики нейтрино, а не их прикладное применение?Нужно отметить, что в последние годы появилось масса публикаций, описывающих проведенные исследования по этой тематике. И при анализе публикаций ученых разных стран можно сделать вывод, что путь использования космических нейтрино для генерации энергии лежит в области создания материалов с увеличенной атомной вибрацией. В журнале Nature профессор ETH (Eidgen?ssische Technische Hochschule, Z?rich) Ванесса Вуд и ее коллеги объясняют, какие процессы вызывают атомные колебания, когда материалы имеют наноразмер, и как эти знания могут быть использованы для систематической разработки наноматериалов для различных видов применения. В публикации показано, что, когда материалы производятся с размерами менее 10–20 нанометров, то есть в 5000 раз тоньше человеческого волоса, колебания внешних атомных слоев на поверхности наночастиц велики и играют важную роль в том, как этот материал ведет себя. Все материалы состоят из атомов, которые вибрируют. Эти атомные вибрации, или «фононы», ответственны за то, как электрический заряд и тепло переносятся в материалах.Параллельно привлекает самое пристальное внимание использование графеновых наноструктур при создании новейших технологий. Но для того чтобы лучше понять современные материалы, такие как графеновые наноструктуры, и усовершенствовать их для устройств в опто-, нано- и квантовых технологиях, важно понять, как фононы — вибрация атомов в твердых телах — влияют на свойства материалов. Только что опубликованная работа показывает, что ученые из Венского университета, the Advanced Institute of Science and Technology (AIST) в Японии, компании JEOL и Университета La Sapienza в Риме разработали методику, которая может измерять все фононы, присутствующие в наноструктурированном материале. Таким образом, они впервые смогли установить все колебательные режимы автономного графена, а также локальное расширение различных колебательных режимов в нановолокне графена. Этот новый метод, который они назвали «картированием больших q», открывает совершенно новые возможности для установления пространственного и импульсного расширения фононов во всех наноструктурированных, а также двумерных современных материалах. Эти эксперименты открывают новые возможности для изучения локальных режимов колебаний в нанометровом масштабе вплоть до конкретных монослоев.
Схематическое представление локальных колебаний решетки в графене, возбуждаемых волновым фронтом прошедших быстрых электронов. (Изображение предоставлено: © Ryosuke Senga, AIST)Однако дальше всех в практическом воплощении новейших разработок материалов на основе графена для генерации энергии продвинулись ученые Neutrino Energy Group под руководством немецкого математика и бизнесмена Хольгера Шубарта. Используя многолетние теоретические и практические наработки был создан многослойный материал покрытия нанотолщиной на основе легированного графена и кремния, способный генерировать постоянный ток под воздействием не только космических нейтрино, но и других видов излучений, как электросмог, например. Легирование слоёв покрытия проводилось для увеличения атомных колебаний.Под воздействием космических высокоэнергетических нейтрино и других излучений происходит усиление атомных колебаний, приводящее к резонансу, который переносится на металлическую фольгу, и результирующая энергия преобразуется в электрическую энергию. Причем для перехода от атомных колебаний к резонансу достаточно получить от космических нейтрино совсем немного энергии благодаря созданному многослойному инновационному материалу.Относительно замечаний профессора Yehia Khalil, упомянутых выше, научный Совет Neutrino Energy Group отмечает следующее: «По нашей оценке, расходы на производство подобного вида энергии будут составлять значительно меньше 50% расходов чем при производстве других видов энергии, причём в действительно крупных промышленных масштабах это будет ещё намного выгоднее».Кроме того, источник тока получается очень компактным и не требует затрат на его эксплуатацию и обслуживание. К примеру, лист фольги размером A-4, покрытой специальным плотным слоем легированных наночастиц, обеспечивает стабильную выходную электрическую мощность в лабораторных условиях 2,5-3,0 Вт. NEUTRINO POWER CUBE®, предназначенный для производства электроэнергии мощностью от 4,5 до 5,5 кВ /час, будет иметь компактный размер «дипломата».Принцип действия можно сравнить с фотогальваническими элементами, где свет (видимый спектр излучения) преобразуется в энергию. Главное преимущество и отличие NEUTRINO POWER CUBE® заключается при этом в том, что энергия может вырабатываться непрерывно 24 часа в сутки, так как что фоновое излучение (невидимый спектр излучения) достигает Земли даже в полной темноте.Такие габаритные и выходные данные позволяют широко использовать нейтринный источник тока Neutrino Power Cube® в различных приборах и оборудовании, вплоть до использования в электромобилях и промышленной генерации электроэнергии.Комментируя интенсивные дискуссии в научной среде и прессе генеральный директор компании Neutrino Energy Group Хольгер Шубарт критикует, в какой степени общественность продолжает оставаться в неведении, несмотря на то, что современное состояние знаний в области физики нейтрино частиц предлагает реальные возможности решения современных проблем с совершенно новыми подходами. «Частицы невидимого спектра излучения, несомненно, в состоянии снабжать людей большим количеством энергии изо дня в день, чем любой из иссякающих ископаемых ресурсов во всем мире», — утверждают ученые компании. По их мнению, актуальные исследования должны сосредоточиться на этом огромном энергетическом поле над нами, которое мы должны будем использовать в будущем вместо того, чтобы продолжать « раскапывать землю».Несмотря на то, компания Neutrino Energy Group является немецко – американским исследовательским альянсом, Хольгер Шубарт критически комментирует ситуацию в Германии: «Германия отстает в глобальных прикладных исследованиях. Значительные открытия в области физики нейтрино еще не пришли в германскую исследовательскую среду — в отличие от США и многих других стран мира, где они уже относятся к признанным знаниям. Конечно, было бы интересно узнать, откуда взялись нейтрино, и, безусловно, очень интересно документировать нейтринные движения на Южном полюсе – практически на другом конце света — и иногда «поймать» хотя бы одну частицу, но НЕ ЭТО должно стать приоритетным направлением в использовании миллионов «исследовательских» средств – нельзя упускать из виду истинную цель науки – этой целью, по словам Шубарта, является поиск и получение практических знаний для того, чтобы сделать мир лучше, а в данном конкретном случае, чтобы найти возможность масштабно использовать высокоэнергетический невидимый спектр солнечного и космического излучения для получения энергии.Более подробную информацию можно получить: https://neutrino-energy.com/
