100 великих достижений в мире техники - Станислав Зигуненко

Точно так же, но в противоположном направлении работает и термоакустический генератор, в котором звуковые колебания возникают при поддержании перепада температур в пучке трубок. А уже эти звуковые колебания нетрудно превратить в электрический ток с помощью того же динамика, который будет работать как микрофон, то есть линейный электрогенератор.

Первые термоакустические холодильники и генераторы были примерно вдвое менее эффективны, чем обычные компрессорные холодильники и двигатели внутреннего сгорания. Однако постоянное совершенствование их конструкции позволило ликвидировать отставание, а в некоторых случаях даже добиться эффективности около 40 %.

В «кухонном комбайне» для развивающихся стран будет два пучка трубок и один динамик между ними в общей трубе-резонаторе, которая конструктивно соединена с плитой. Горящие дрова одновременно с кастрюлями и сковородами будут нагревать один из концов первого пучка – в нем возникнут звуковые колебания с частотой, по предварительным расчетам, около 50 Гц. Эти звуковые колебания будут раскачивать генерирующий электричество динамик и создавать перепад температур во втором пучке, работающем как холодильник. Конструкция гениально проста, и будем надеяться, что она действительно окажется эффективной.

Однако не очень понятно, станет ли хорошая хозяйка в жаркой Африке день и ночь что-то жечь, чтобы работал ее холодильник. Впрочем, до конца этого проекта, как уже говорилось, еще пять лет. Так что за это время многое может измениться, включая и саму концепцию устройства.

Например, в дополнение к этому устройству как бы сама собой напрашивается панель с фотоэлементами, которая может питать тот же холодильник, телевизор, ноутбук или иной электроагрегат в то время, когда чудо-печь не будет топиться. Уж чего-чего, а солнечного света в жарких странах всегда предостаточно.

Электронные книги, цифровые библиотеки…

Ныне все чаще можно увидеть человека, который сидит в общественном транспорте, уткнувшись в электронный планшет, и читает. На смену книгам обыкновенным приходят электронные, а библиотеки становятся цифровыми и даже виртуальными – из Интернета сегодня можно выудить практически любую книгу.

Но процесс обновления оказался далеко не столь простым, как может показаться…

Какая бумага? Ныне большинство электронных книг имеет «классическую» электронную бумагу. По существу, она представляет собой сверхтонкий дисплей, между покрытием и подложкой которого заключены мириады черных и белых микрочастиц, всплывающих к поверхности или тонущих в толще экрана под действием меняющегося электрического заряда.

Однако это не единственная технология электронной бумаги. Скажем, появившаяся в марте 2009 года первая в мире цветная электронная книга использует другой принцип формирования изображения. Он основан на отражающих жидких кристаллах (Reflex LCD). А в декабре 2008 года группа ученых из Канады и Британии создала дисплей на базе управляемого синтетического опала, мгновенно меняющего цвет почти во всем видимом спектре. Так что поиск идеала не прекращается.

Теперь молодежь читает в основном электронные книги

Все эти разработки объединяет одно – необычные экраны работают на отраженном свете, так же как «действует» и лист обычной бумаги с буквами и рисунками. Потому эти системы и именуют электронной бумагой. Расход энергии такими устройствами на порядки ниже классических экранов, а читаемость электронной бумаги только улучшается по мере роста внешней освещенности (это актуально на улице), в противовес обычным «светящим» дисплеям, которые при внешней засветке блекнут и весьма сильно.

И вот ныне сделан следующий шаг. Электронная бумага, превосходящая предшественников по контрастности, разрешению и быстродействию, создана группой ученых под руководством профессора Джейсона Хейкенфельда из Университета Цинциннати. Авторы разработки фактически придумали новый принцип работы устройства.

Каждый пиксель электронной бумаги теперь представляет собой пустотелую герметичную гексагональную ячейку, в основе которой лежит алюминиевая пластина (она отражает свет). А в центре ячейки – крошечные полимерные колодцы, заполненные углеродными чернилами (в черно-белом варианте устройства). Сверху же конструкцию прикрывает тонкопленочный прозрачный электрод из оксида индия и олова.

Напряжение, приложенное к электроду и подложке, заставляет чернила мгновенно вытечь из колодца и заполнить всю ячейку. После снятия напряжения чернила тут же собираются обратно в колодец. А поскольку резервуар занимает порядка 5 % от общей видимой площади, в «свернутом» состоянии чернила почти не видны, ячейка кажется белой.

Понятное дело, управляя состоянием всего массива ячеек с помощью выборочно приложенного напряжения, можно формировать на поле любой черно-белый текст или изображение по точкам.

Для получения цветных пикселей авторы проекта решили применить светофильтры, наложенные поверх ячеек. Ширина одной точки в новом дисплее составила 100 мкм, а разрешение экрана – 300 точек на дюйм. Это, по словам Хейкенфельда, больше, чем у большинства моделей электронных книг, имеющихся на рынке.

Но главное преимущество новинки в другом. Новая бумага отражает 55 % падающего света, в то время как серийные электронные книги – 35–40 %, из-за чего их поле кажется серым. Причем, уверяет Джейсон, новую технологию можно улучшить, подняв степень отражения света до 60 %, а потом и выше (тут подразумевается именно цветной вариант дисплея). А это уже сравнимо с обычной белой бумагой: у нее 85-процентное отражение.

Второе колоссальное преимущество новинки – время переключения пикселей между черным и белым состоянием составляет всего одну миллисекунду, что даже быстрее, чем у хороших ЖК-экранов, и в десятки, а то и в сотни раз лучше, чем у традиционных электронных книг.

Одноразовые книги? На Западе электронные книги уже потеснили бумажные – прежде всего это касается научной и юридической литературы. В США существуют целые вузы, где преподавание ведется по электронным учебникам; предполагается, что подобные учебники появятся в некоторых российских школах и вузах.

Но всеобщего бума не получилось: даже такие крупные книжные издательства, как Time Warner и Random House, закрыли отделения по продаже электронных книг, посчитав их «несвоевременными».

Причиной неудач можно, конечно, посчитать вышеизложенные недостатки дисплеев. Но есть и другая версия. Например, некоторые полагают, что на свете давно существуют дешевые летающие электромобили, использующие антигравитацию, – просто нефтяные магнаты прячут их от нас, чтобы и дальше взвинчивать цены на бензин…

В отношении электронных книг тоже легко построить «теорию заговора». Простой факт: прототип электронной бумаги SmartPaper появился в исследовательской лаборатории Xerox PARC почти 30 лет назад. Но тогда же его и положили в долгий ящик. Автору идеи Николасу Шеридону понадобилось более 20 лет, чтобы, основав собственную фирму Gyricon Media, довести идею до реального продукта.

Но даже если книгоиздательская индустрия до сих пор не тормозила развитие электронной бумаги, она будет это делать в ближайшие годы. Хотя бы вот каким образом. В 2001 году в продаже появились первые «одноразовые книги». Электронный роман Агаты Кристи «И после не осталось никого» издательства RosettaBooks можно читать лишь в течение десяти часов. Некоторые электронные учебники «стираются» в конце года. В общем, книгопечатники хотят, чтобы в создании масс отложилась идея «одноразовости» электронных носителей. Хотя на самом деле они достаточно долговечны. А кроме того, допускают неограниченное количество копирований.

Кроме того, электронные носители позволяют автору через Интернет обратиться непосредственно к читателю, минуя книгоиздателей. Именно так, например, поступил всем известный писатель-фантаст Стивен Кинг. В 2000 году он начал публиковать на своем сайте свой роман «Росток», призывая читателей платить по доллару за каждую скачанную главу. Несмотря на то что, по мнению писателя, эксперимент окончился неудачно – после публикации 5-й главы только половина читателей продолжала платить, – Кинг на самом деле получил около полумиллиона долларов чистой прибыли. Далеко не каждая книга в обычном издании приносит такой гонорар…

Оцифрованная эра. Тем не менее одна серьезная проблема превращения всех книг в электронные все же существует. Ведь долгое время книги печаталась на бумаге, писались на пергаменте. И на деле оказалось не так-то просто превратить содержимое ветхого фолианта, впитавшего запахи веков, в микрочип красивой флешки, переписать книгу на диск.

Трудности начинаются уже со сканирования. Нынешние технологии оцифровки книг можно сравнить с печатным станком Гутенберга – медленный и очень трудоемкий процесс.