Китайские ученые обогнали США, а теперь думают о покорении Луны и Марса
Китайские ученые создали первую в мире «гибкую» керамику, из которой можно делать двигатели и суставы. А еще технологию, как превратить в топливо даже лунный грунт.
Как видно, китайцы все сильнее отодвигают США в мировой научной гонке. Китай не только освоил все критические технологии, сделав себя полностью независимым от токсичного западного импорта, но и теперь сам становится все более крупным экспортером хайтека.
На Китай приходится 40% прорывных работ в математике, химии и материаловедении
Китайская наука — это наука будущего. И не просто завтрашнего, а послезавтрашнего дня. Число влиятельных ученых в Китае увеличивается пятый год подряд, подсчитали в британском агентстве Clarivate Analytics. И хотя США еще продолжают лидировать в некоторых научных отраслях (в частности, по валовому количеству научных публикаций), отставание все сильнее.
Clarivate Analytics оценивает исследовательскую мощь каждой страны и отражает изменения в структуре мировых научных исследований. В исследовании 7 тысяч самых цитируемых ученых, работающих в 21 направлении — от искусственного интеллекта до изменений климата.
США считаются родиной 38,3% крупных ученых, однако это доля уменьшается на 1% каждый год. Китай же за этот период свою долю с 7,9% в до 16,2%.
Китай не только готовит собственных ученых, но и возвращает исследователей-китайцев из других стран. На исторической родине им предлагают блестящие условия — намного лучшие, чем в любом университете США или Европы.
Главным «мозговым центром» планеты остается Гарвардский университет, где работает 233 высокоцитируемых ученых. А вот Китайская академия наук — на втором месте, причем скоро обойдет Гарвард: у академии 228 ученых-передовика.
Во многих дисциплинах (таких как математика, химия и материаловедение) китайские ученые заняли уже более 40% мировых топовых позиций. Несколько отстают китайские исследователи в клинической медицине и иммунологии.
— Китай быстро увеличивает инвестиции в биомедицину и привлекает больше капиталовложений с мирового рынка… для содействия исследованиям и прорыву ключевых технологий в области медицины, фармацевтики и тонкой органической химии, — говорит Чжан Мижи, научный сотрудник Шанхайского института науки.
Лунное топливо позволит затем полететь на Марс
Только за последние недели китайские ученые опубликовали результаты нескольких прорывных исследований. Так, они придумали новую технологию, которая позволяет создавать топливо и даже кислород из лунного грунта.
Технология будет востребована, когда китайские астронавты построят международную станцию на Луне. Установка настолько проста, что это может сделать даже робот.
Отправить астронавтов на Луну собираются уже в 2025 году. Они должны изучить лунную поверхность и провести исследования, которые могли бы помочь нам отправить людей и на Марс.
Астронавтам, совершающим долгосрочные полеты на Луну, необходимо будет использовать местные ресурсы. Ведь отправлять их с Земли нереально — тяжело и дорого.
Прибор называется электрокатализатор. Для катализа нужна солнечная энергия, а «накопившийся» в грунте углекислый газ преобразуется в чистый кислород. Каталитические вещества (микрочастицы металлов) уже есть в самом грунте, их не нужно добавлять, как в лаборатории.
Силиконовые суставы и керамические двигатели скоро станут привычными
Команда из Университета Цинхуа под руководством профессора Чэнь Кэсиня придумала первую в мире керамику, которая может изгибаться подобно металлу.
— Исследования пластичности керамики проводились по всему миру с тех пор, как я начал свою карьеру 30 лет назад. Можно сказать, что сегодня мы, наконец, добились революционного прорыва, — говорит профессор Чэнь. Выводы опубликовали в журнале Science.
До этого открытия считалось, что гибкость и прочность керамики — это прямо противоположные параметры. Увеличиваем один — уменьшает другой.
Новая керамика основана на нитриде кремния. Ученые создали нанорешетки, которые могут переходить из одной фазы в другую. Когда внешняя сила воздействует на нанорешетку, она может измениться на другой тип. Это и позволяет материалу изгибаться, прежде чем вернуться к своей первоначальной форме.
«Гибкую» керамику можно использовать для компонентов аэрокосмических двигателей. Керамические материалы прочны, легки и термостойки. «Гибкие» керамические двигатели могут работать при значительно более высоких температурах и с гораздо большей топливной экономичностью, чем обычные двигатели из сплавов.
Биокерамика подходит и для искусственных суставов. Она биосовместима, легка и устойчива к бактериям. Большинство металлических протезов приходится заменять каждые десять лет, что дорого и болезненно.
Новую керамику можно применять и для производства автомобильных двигателей. Такой двигатель может иметь меньший бак для охлаждающей жидкости из-за превосходной термостойкости керамических материалов (по сравнению с металлическими сплавами).
Более высокие температуры сгорания керамического двигателя могут обеспечить большую тягу и меньшее загрязнение окружающей среды.