Ссылки для упрощенного доступа

logo-print

Холодильники на магнитном принципе. Экология и исчезающие животные


Передачу ведет из Нью-Йорка Евгений Муслин. Темы передачи: холодильники на магнитном принципе, экология и исчезающие животные, а также короткие научные новости.

Лилия Шукаева: В 1881-м году германский физик Эмиль Варбург поместил около сильного магнита кусок металла. Металл тотчас нагрелся. Сейчас физики и инженеры надеются использовать этот же феномен в инженерной практике, но не для нагрева, а для охлаждения, для создания холодильников нового типа, совершенно бесшумных и более эффективных, чем существующие. Инженеры убеждены, что холодильники и системы кондиционирования воздуха, основанные на этой технологии, могут появиться в продаже уже через год или два. Одна из американских компаний, находящаяся в Милуоках, штат Висконсин - "Астронотикс корпорейшен оф Америка" располагает работающей холодильной установкой нового типа.

В современных холодильниках охлаждение происходит благодаря термодинамическому циклу, связанному с многократным сжатием и расширением рабочего газа. Когда газ расширяется, он охлаждается и охлаждает содержимое холодильника. В отличие от этого, в холодильниках на магнитном принципе охлаждение происходит благодаря периодическому наведению и гашению магнитного поля.

В некоторых металлах атомы действуют аналогично беспорядочно ориентированным крошечным двухполюсным магнитикам. Будучи помещены в магнитное поле, эти магнитики поворачиваются и устанавливаются параллельно линиям поля. Это низшее энергетическое состояние металла, причем избыточная энергия заставляет атомы металла вибрировать, генерируя при этом тепло. В результате металл нагревается.

Уже несколько десятилетий назад инженеры пришли к выводу, что этот процесс можно обратить и использовать для отбора тепла от объектов и тем самым для их охлаждения. Такую рефрижерацию стали использовать в научных лабораториях для охлаждения объектов до очень низких температур, чуть выше абсолютного нуля. Теперь этот же принцип американские инженеры собираются использовать в диапазоне обычных температур. Отныне наша пища будет охлаждаться вращающимся металлическим диском, магнитом и небольшим количеством воды.

Итак, представим себе, что магнитное поле нависает над частью вращающегося круглого диска. Когда эта часть вдвигается в сферу магнитного поля, крошечные двухполюсные магнитики в материале диска выстраиваются вдоль силовых линий и температура диска в этом месте повышается. Возникшее тепло отводится циркулирующей водой, охлаждающей диск. Когда же эта часть диска покидает магнитное поле, магнитики в ней больше не удерживаются его силовыми линиями и снова разворачиваются случайным образом, затрачивая на это тепловую энергию и охлаждая тем самым диск ниже окружающей температуры, а также охлаждая омывающую его здесь воду во втором контуре. Эта охлажденная вода и используется в качестве холодильного агента в нашем магнитном холодильнике.

Хотя идея такого холодильника с физической точки зрения вроде бы очевидна и элементарна, исследователи продолжают тщательно шлифовать детали, подыскивая, например, металлические материалы для диска, которые бы давали максимальный магнитокалорический эффект. В теперешнем прототипе используется диск сантиметров 10 в диаметре, изготовленный из гадолиния, редкоземельного металла, который идет сейчас на записывающие головки видеомагнитофонов.

Надо сказать, что в самых первых прототипах магнитных холодильников для генерации магнитных полей применялись магниты из сверхпроводников, которые сами нужно было охлаждать до очень низких температур. В последнем же прототипе ученым удалось применить постоянный магнит, дающий почти столь же интенсивное магнитное поле. "Это приближает нас к реальному агрегату, который можно будет вмонтировать в реальную конструкцию", - говорит доктор Карл Гешнайднер, главный металлург лаборатории Эймса в Айове, сотрудничающей с милуокской компанией и принимавшей участие в разработке всех прототипов.

Использование постоянных магнитов, конечно, гораздо удобнее, да и выгоднее с энергетической точки зрения, говорит доктор Роберт Шулль, руководящий материаловедческой группой в Национальном Институте Стандартов и Технологии в Гэйтерсберге, под Вашингтоном. Их эффективность - это критическая величина, от которой зависит коммерческая целесообразность всей разработки. Впрочем, здесь имеются возможности дополнительных улучшений.

В статье, которую они опубликовали в журнале "Science" - "Наука" в начале этого года, исследователи из Амстердамского университета пишут, что им удалось создать металлическое соединение на основе железа, также характеризующееся значительным удельным выделением тепла в магнитном поле. Очевидно, железо и другие элементы соединения намного дешевле редкоземельного гадолиния. Ведущий автор исследования профессор физики Эккес Брюк считает такую дешевизну решающим фактором для практических применений.

Кроме того, новое голландское соединение способно работать в более широком диапазоне температур, чем гадолиний, а при относительно высоких температурах используемые физические эффекты резко усиливаются. Правда, в состав голландского соединения входит ядовитый мышьяк, который в принципе может представлять опасность для людей и животных. Но в данном случае мышьяк входит в химическое соединение с другими элементами, что практически устраняет эту опасность.

Магнитные холодильники будут дешевле в эксплуатации, чем обычные, так как они потребляют меньше электроэнергии. Но главное, в них нет хлористых фтороуглеродов, которые разрушают озоновый слой в верней атмосфере, защищающий нас от губительных ультрафиолетовых лучей. Так что магнитные холодильники менее вредны для окружающей среды - говорит доктор Гешнайднер. И к тому же они практически бесшумны - добавляет сотрудник компании "Астронотикс" Роберт Герман - ибо в них нет компрессора. Все, что вы могли бы услышать, это тонкий писк от электромотора. Но даже такой писк не пройдет через защитный кожух.

Александр Сиротин: В начале этого года в городе Ньюарк, штат Делавер, полицейские вошли в квартиру 42-летнего Роналда Хаффа и увидели там семь нильских варанов - гигантских ящериц длиной более полутора метров, - обгладывавших тело хозяина. Вскрытие подтвердило: вараны убили человека. Этот страшный случай вновь привлек внимание к проблеме международной торговли экзотическими животными, которых коллекционеры часто держат в своих квартирах.

Примерно в то же время, когда погиб Роналд Хафф, в Майами инспекторы региональной службы США по контролю за рыболовством и охотой наложили арест на груз с двумя тысячами пресмыкающихся и беспозвоночных, 600 из которых были скорпионы. Груз, документы которого вызывали сомнения, прибыл в США из Бенина, Западная Африка. Таких узаконенных партий груза с животными, доставляемыми морским путем, за последний год было 8 тысяч. А доставляемых в обход закона, как предполагается, ещё больше. Сотрудник Федеральной службы по контролю за рыболовством и охотой Хорхе Пикон говорит, что "за деньги вам доставят любое экзотическое животное. Этот бизнес стал сейчас одним из самых доходных. Даже поверхностный обзор предложений в Интернете показывает, что на продажу выставлены животные всего Ноева Ковчега, включая бабуинов, макак-резус, шимпанзе, когтистых краснолапых обезьян, тигров, амурских леопардов, львов, ягуаров, оцелотов, сервалов, каракалов, волков, медведей, ленивцев, кенгуру-валлаби, лис, енотов, скунсов, змей, тарантулов, скорпионов, черепах, ящериц всех размеров, птиц и коралловых рыб".

Даже если этих животных держат в доме или в квартире, они от этого не становятся домашними и остаются экзотическими, потому что не прошли такого многовекового отбора для жизни рядом с человеком, как кошка или собака, или даже хомяк и морская свинка. Но именно экзотичность и привлекает многих покупателей: такие животные, говорят они, - дикие, необычные, не испорченные одомашниванием.

Крупнейшие центры импорта и перепродажи экзотических животных - американские города Майами, Лос-Анджелес, Нью-Йорк. Одних пресмыкающихся доставляют в эти города по 2,5 миллиона ежегодно - говорит Саймон Хэбел, директор североамериканского отдела международной организации "Траффик", созданной Всемирным фондом защиты дикой природы и Всемирным союзом за сохранение природы. Задача новой организации - фиксировать потоки торговли растениями и животными, а также мясом, шкурами и другими товарами животного происхождения.

По оценкам организации "Траффик", торговый оборот такого бизнеса (узаконенного и противозаконного вместе) составляет десятки миллиардов долларов в год. Интерпол дает общую цифру 12 миллиардов - таков оборот только незаконной торговли экзотическими животными. Из всех видов нелегального бизнеса больше дохода дает только торговля наркотиками. Однако вред, наносимый этим бизнесом экологии, обществу, всей планете, невозможно оценить в долларах. При транспортировке многие редчайшие животные погибают или приобретают неизлечимые болезни. По подсчетам экспертов, смертность среди птиц и пресмыкающихся при их ловле и транспортировке, достигает 60-79%, а среди коралловых рыб - 80-90%. Но растущий спрос поднимает и предложение: исследование, проведенное в 2000-м году Американской ассоциацией производителей продукции для домашних животных показало, что почти в 7 миллионах семей содержится более 18,5 миллионов птиц, и в 4 миллионах семей - 9 миллионов пресмыкающихся. Это не считая тысяч млекопитающих, включая тигров, львов, волков, приматов. По импорту экзотических животных после Америки идут Япония и страны Европейского союза.

Защитники торговли экзотическими животными утверждают, что большинство этих животных рождены в неволе и что среди них мало числящихся в Красной книге исчезающих видов. Практически все птицы продаются в США на законном основании, потому что выводятся в неволе. И многие экологи считают, что такая практика, если этим занимаются профессионалы, не мешает, а помогает сохранению видов. Большая часть торговли животными проходит в соответствии с правилами Международной конвенции по торговле представителями дикой фауны и флоры. Конвенция принята 150 странами. В ней разработаны механизмы, регулирующие торговлю животными, в том числе редких и исчезающих видов. В добавление к этому в США действует собственный Акт о редких видах. И еще так называемый "Лейси" Акт. Оба эти Акта позволяют американским властям наказывать на территории США даже тех, кто нарушает законы других стран об охране природы. Помимо федеральных, дополнительные ограничения и правила существуют и в штатах, и в округах, и в городах Америки. Эти правила касаются владения животными, их разведения, транспортировки и продажи.

Индустрия, связанная с содержанием и разведением животных, поддерживает программу ловли и разведения экзотических зверей, птиц, рыб и пресмыкающихся. Майкл Мэддокс, главный юридический консультант Объединенного Совета предприятий, связанных с разведением животных, говорит, что нет неопровержимых данных, свидетельствующих об ущербе, который торговля экзотическими животными наносит их популяции. "Прежде, чем мы поддержим какие-либо новые правила и ограничения торговли экзотическими животными, - говорит он, - мы должны располагать необходимыми доказательствами и цифрами, указывающими на снижение популяции тех или иных видов из-за торговли ими".

Эксперты по фауне тем временем настаивают на том, что исследования демонстрируют опасность, которую представляет для многих видов животных их отлов, транспортировка и торговля ими. Потеря животными привычной среды обитания ведет к их вымиранию. Коллекционирование редких и вымирающих видов не спасает, а губит их еще быстрее, утверждают некоторые эксперты. И чем реже встречается вид, тем выше спрос на него у коллекционеров и тем выше опасность его полного исчезновения.

Попугаи, черепахи, некоторые виды ящериц сейчас особенно популярны. Изучение торговли птицами, проведенное Стивеном Бейсингером, профессором-биологом Калифорнийского университета в Беркли, показало, что из 50 видов попугаев, которыми торгуют на мировых рынках, только 32 вида продаются на законных основаниях. Бразильский попугай ара, например, на воле больше не встречается и считается вымершим. На грани вымирания голубые клинохвостые ара, красноголовые амазонские и некоторые другие. Профессор Бейсингер говорит, что в соответствии с Актом 1992-го года о сохранении экзотических птиц снижен импорт попугаев в США с более чем 100 тысяч до всего нескольких сотен. Особенно строгие меры приняты против браконьерства карибских и южноамериканских птиц.

Охота на черепах приняла колоссальные размеры. Спрос на них идет из Китая, где черепахи идут в пищу и на медицинские цели. Сейчас известно около 90 видов черепах. Резко уменьшилось количество мадагаскарских черепах, египетских, плоских черепах Кении и Танзании. "Исчезновение отдельных видов наносит необратимый ущерб всей мировой экосистеме", - говорят экологи. Коллекционеры часто на самом деле являются браконьерами, безжалостно разрушающими среду обитания ради поимки желаемого животного. Эндрю Брукнер, эколог, специализирующийся на изучении коралловых рифов и работающий в Национальной службе морского рыболовства, говорит, что 60% мировых запасов коралловых рифов находятся в опасности из-за загрязнения вод и рыболовства.

Но не все виды подвергаются опасности из-за их популярности у коллекционеров. По данным того же профессора Бейсингера из проданных на рынке с 1991-го по 1996-ц год почти 5 миллионов птиц, 519 видов - 70% - не пострадали.

Зеленая игуана, которую, в основном, разводят на специальных фермах, представляет 33% рептилий, импортированных в США в 1997-м году. Это данные прошлогоднего доклада Джозефа Франки и Терезы Телекки из Гуманитарного общества США. Исследователи также отметили успехи в разведении некоторых видов североамериканских черепах.

Имеются также данные об опасности, связанной с содержанием экзотических животных. Профессор-эколог из Маршалл-колледжа Филип Найхус называет 5 случаев убийства хозяев тиграми, и 29 случаев тяжелых травм. Всё это за последние 3 года. Профессор Тереза Телекки насчитала, в среднем, 20 смертных случаев и 90 тысяч случаев заболеваний в год от змеиных укусов и от сальмонеллы, передающейся человеку через прикосновение к больным животным или к местам, где они находились. Представители Министерства здравоохранения США предупреждают, что беременным женщинам и детям до 5 лет, пожилым людям и людям с ослабленной иммунной системой следует избегать какого-либо контакта с пресмыкающимися.

Экзотические животные часто являются носителями паразитов и патогенов, которые могут распространиться на домашних животных, на рогатый скот и на человека. Ученые считают, что правительственные меры по контролю за ввозом животных в США и карантинные правила недостаточно эффективны. В марте 2000-го-го года Министерство сельского хозяйства США наложило запрет на импорт трех видов африканских черепах, после того как обнаружилось, что они являются носителями возбудителя неизвестной в США болезни, в результате которой в сердце скапливается жидкость. Эта бактерия очень опасна для рогатого скота.

Множество рыб, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих, земноводных коллекционеры привозят в страны, где этих видов никогда раньше вообще не было. Некоторые виды приживаются и даже дают потомство в новых условиях. Но это потомство часто мутирует и становится опасным для локальных экосистем. Поэтому некоторые виды животных запрещено ввозить в Европу или в Южную Африку.

По словам Хорхе Пикона, сотрудника Федеральной службы по контролю за охотой и рыболовством, "люди часто не понимают, что когда они покупают экзотических животных, они иногда рискуют своим здоровьем и даже жизнью".

Евгений Муслин: И в заключение нашей передачи короткие научные новости.

Чип Х-3, о котором идет речь, состоит из трех фоточувствительных слоев, утопленных в кремниевую подложку и избирательно абсорбирующих фотоны красного, зеленого и голубого света. Такая трехслойность повышает разрешающую способность и улучшает цветопередачу на снимках. Пока новый чип используется только в электронных камерах, выпускаемых японской корпорацией "Сигма" и стоящих 3 тысячи долларов. Но скоро появятся и более дешевые камеры, тем более, что их в массовом порядке начнет выпускать американская фотокомпания "Кодак" ведущая переговоры с производителем новых чипов "Фовеоном".Что касается фотопленки, то она, видимо, продержится еще некоторое время. Ведь, несмотря на растущую популярность электронной фотографии - за прошлый год было продано около 18 миллионов цифровых камер, в мире остается еще около миллиарда обычных фотоаппаратов.

Когда Иоганн Гутенберг изобрел в середине XV века свой метод книгопечатания, он первым делом издал Библию. Сейчас во всем мире сохранились только три полноценных экземпляра этого роскошного издания, выполненного на телячьей коже, и доступ к ним имеется у очень ограниченного круга ученых. Сейчас американская компания "Октаво", используя совершенную сканирующую аппаратуру, камеры высокого разрешения и экземпляр гутенберговской Библии, принадлежащий библиотеке Конгресса США, собирается выполнить его компьютерную копию, передающую тончайшие цветовые оттенки и детали оригинала. После этого книга будет выставлена на Интернете и станет доступной всем желающим. Кстати, другой экземпляр гутенберговской Библии, принадлежащий Британской библиотеке в Лондоне, полгода назад уже подвергся компьютеризации и стал доступен пользователям Интернета. По словам заведующего отделом редких книг Британской библиотеки Кристиана Йенсена, за шесть месяцев библейский веб-сайт посетили более миллиона человек.

Американская компания "Эпплайд Диджитал Солюшн" собирается начать выпуск крошечных электронных чипов, которые имплантируются человеку под кожу и могут быть использованы для спутникового определения местонахождения жертв террористических и уголовных похищений. Кроме того, эти чипы будут хранить обширную медицинскую информацию о своем владельце, что может оказаться весьма полезным при оказании ему срочной медицинской помощи. Представитель компании заявил, что нужда в таких чипах особенно обострилась в Латинской Америке, где резко участились похищения людей, и что спутникоориентирующиеся чипы помогут спасти там множество жизней. Сейчас описанные чипы еще не выпускаются, так как компания ожидает разрешения на их выпуск от американского правительства.

XS
SM
MD
LG