Бумаге приходит конец Через пару лет книги, журналы и газеты, напечатанные на обычной бумаге, уйдут в прошлое. Им на смену придут устройства, созданные на основе “электронной бумаги”. Легкие, дешевые, экономичные, потребляющие минимум энергии - такими видятся они своим создателям. [250x188] http://www.mirnov.ru/arhiv/mn723/mn/29-1.html ______________________ Электронная бумага: из мира научной фантастики – в реальность Концепт электронной бумаги объединяет в себе преимущества как печатных страниц, так и компьютерных дисплеев. Подобно первым, она тонкая, легкая, гибкая, не нуждается в энергии для поддержания изображения, формирует достаточно контрастную, не раздражающую глаз картинку, видимую при отраженном свете под любым углом. Подобно вторым, она способна к обновлению информации (например, через Интернет) и демонстрации движущихся объектов. Электронная бумага может стать решением целого ряда экологических проблем, например позволит сократить вырубку лесов, снизить потребление энергии, тем самым дав фору и целлюлозе, и традиционным мониторам. Благодаря ей многие фантастические идеи войдут в нашу реальную жизнь: анимированная упаковка и этикетки, газеты и журналы, которые самостоятельно «освежают» свое содержание, многостраничные книги толщиной в один лист...

Наноматериалы в солнечных батареях – новые перспективны альтернативной энергетики Опубликовано Svidinenko — 8 Апрель, 2009 - 09:29 Исчерпывающее обеспечение нужд человечества энергией с сохранением полного экологического равновесия, при котором возможно долгосрочное устойчивое развитие человеческого общества в гармонии с окружающей средой, можно достичь только при использовании неисчерпаемой энергии окружающей среды. В первую очередь такими источниками являются: * Энергия солнечного излучения * Тепловая энергия недр Земли * Гравитация (силы притяжения небесных тел) Энергия солнечного излучения Солнечная энергия доступна для человечества как в непосредственном виде – световое излучение, так и в преобразованном – ветер, волны, биомасса, рассеянное тепло атмосферы и гидросферы. Соответственно для сбора солнечной энергии также могут быть использованы различные способы: * Превращение солнечного излучения (его суммарная мощность составляет около 1017 Вт) в электричество с помощью фотоэлементов, а также в тепловую энергию с помощью концентраторов * Использование энергии ветра на ветряных электростанциях (общий мировой ресурс, который технически может быть использован, оценивается в 53.000 ТВт-ч) * Утилизация энергии волн волновыми электростанциями (энергия ветровых волн суммарно оценивается в 2,7 млрд. кВт в год) * Получение биотоплива из всех видов биомассы * Использование рассеянного тепла окружающей среды с помощью тепловых насосов и пр. Строго говоря, залежи углеводородов (нефть, газ, уголь, сланцы и пр.) – это тоже солнечная энергия, аккумулированная в недрах Земли за миллионы лет. При непохожести на первый взгляд – все это производные энергии солнца… Стоит отметить, что торф, из которого можно производить этанол – возобновимое полезное ископаемое! Ежегодно в мире образуется почти 3,0 млрд. м3 торфа, что примерно в 120 раз больше, чем в настоящее время используется. Энергия недр Земли Потенциал геотермальной энергетики колоссален. Он в 250.000 раз превышает ежегодные мировые потребности человечества. Лишь в немногих районах Земли есть естественный выход геотермальной энергии на поверхность – гейзеры. В таких местах уже давно действуют геотермальные электростанции. Но в долгосрочной перспективе гораздо больший интерес представляет другая концепция извлечения энергии земного ядра: вода по глубокой скважине подается в недра, где тепло земного ядра превращает воду в пар, который из другой скважины выходит на поверхность и вращает турбину. Схема устройства геотермальной электростанции по технологии Hot dry rock Еще более перспективно использование термоэлектрических генераторов для непосредственного превращения температурного градиента в электрический ток. Гравитация Ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца Общий объем энергии приливов на Земле оценивается примерно в 3 млрд. кВт-ч в год, что составляет примерно 15% всей потребляемой человечеством электроэнергии. Анализ показывает, что наибольшей перспективностью обладают источники энергии с максимальным потенциалом и позволяющие напрямую превращать энергию окружающей среды в электричество. Электрический ток является наиболее удобным для использования в человеческих нуждах видом энергии, поэтому в первую очередь перспективны способы генерации электричества с использованием энергии окружающей среды, позволяющие миновать многочисленные промежуточные превращения видов энергии, сопряженные со снижением КПД установок, удорожанием их конструкций (как следствие – увеличение себестоимость кВт-ч энергии), снижением надежности конструкций и пр. Всем перечисленным требованиям наиболее полно удовлетворяют фотоэлементы – преобразовывают в электрический ток солнечное излучение, и термоэлектрические генераторы на основе термопар, способные превращать в электричество геотермальную и другую тепловую энергию. Из-за сравнительно низкого КПД термопары до сих пор находят применение лишь в ограниченных приложениях – измерение температуры, небольшие переносные холодильники и пр. Производство фотоэлементов в настоящее время – полноценная индустрия с миллиардными оборотами. Но, тем не менее, большая часть солнечных батарей производится из кремния и требует, как и компьютерные чипы, трудоемких производственных процессов, что обуславливает высокую себестоимость кремниевых фотоэлементов. Именно из-за этого солнечная энергия стоит в 3–4 раза дороже, чем энергия из традиционных источников. Последние достижения ученых показывают, что нанотехнология способна дать дополнительный мощный импульс для развития гелиоэнергетики, доказательством чему служат десятки различных исследовательских проектов во всем мире. Остановимся лишь на обзоре самых перспективных ноу-хау. Ученые из Hациональной лаборатории Айдахо (Idaho National Laboratory — INL) в сотрудничестве со специалистами из американской компании MicroContinuum и университета Миссури (University of Missouri) создали уникальный прототип солнечной батареи, за которую получили в прошлом году престижную премию Nano 50. Работа батареи основана на использовании решётки из наноантенн, отпечатанных на тонкой и гибкой подложке. Падение ИК-лучей на такую спираль наноантенны наводит в ней напряжение, то есть получение тока происходит не от света за счёт фотоэффекта, а по принципу металлической антенны. По предварительным расчетам КПД такой солнечной батареи составляет 36%. Но главная особенность батареи в том, что она может выдавать ток даже ночью, утилизируя ИК-лучи, которые испускает ночью Земля, а также здания, асфальтовые дороги и площади, нагретые за день солнечными лучами. Кроме того, плёнка с наноантеннами гораздо дешевле классических солнечных батарей – для создания опытного образца такой экзотической солнечной батареи специалисты из INL воспользовались б/у полиэтиленовым мешком! Что до металла, то его расход также ничтожен — толщина узорного проводящего покрытия в новой батарее составляет всего тысячу атомов. Опытный образец решётки из наноантенн, напечатанных на подложке и сама плёнка Изобретатели панели считают, что в будущем на гибкой плёнке можно будет печатать сразу несколько типов преобразователей. Причём с обеих сторон. Таким образом, солнечные батареи будущего смогут преобразовывать в ток широкий спектр излучения, как идущего от Солнца напрямую, так и отражённого от земли, а ещё и излучение, выдаваемое грунтом и асфальтом ночью. Весьма перспективный принцип получения дешевой солнечной энергии разрабатывают нанотехнологии Калифорнийского института технологии. Здесь изучают наноматериалы, которые имитируют архитектуру травы и фотосинтеза, чтобы впоследствии создать устройства для утилизации энергии солнца. Ученые внедряют наночастицы в такие дешевые и распространенные продукты как краска и облицовочные материалы. В случае успеха проекта нанокраска для домов, крыш или кровельной плитки может заменить черные, зеркальные фотогальванические элементы, которые обычно состоят из кристаллического кремния, являются громоздкими и очень дорогими при изготовлении. Кроме зданий, эта инновационная технология в будущем сможет обеспечивать энергией сотовые телефоны, портативные компьютеры и даже автомобили. Технологию, основанную на похожем принципе, разрабатывают в Центре исследований наноматериалов при Университете Мэсси в Новой Зеландии. Принцип тот же – использование специальных красящих составов, способных преобразовывать солнечную энергию в электричество. В частности, исследователи создали состав на основе синтетического хлорофилла. Кроме того, ученые проводят опыты с гемоглобином. По словам разработчиков, новые солнечные батареи будут обладать рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными батареями на основе кремния, которые применяются сегодня. Прежде всего, элементы питания нового типа не требуют прямого падения солнечных лучей, благодаря чему смогут генерировать электричество даже в пасмурную погоду. Кроме того, себестоимость производства таких батарей будет на порядок ниже себестоимости изготовления батарей на базе кремния. Исследователи из Технологического Института Нью-Джерси (NJIT) разработали новый тип солнечных батарей, отличающийся невысокой стоимостью и возможностью производить их путем печати на гибкой пластиковой подложке. Суть технологии заключается в том, что углеродные нанотрубки комбинируются с фуллеренами и формируют, таким образом, структуры наподобие «змеевиков». Солнечный свет, падая на полимерную основу, возбуждает в полимере ток, и фуллерены захватывают электроны. Однако фуллерены не обладают электропроводностью, и здесь свою роль играют нанотрубки, проводящие ток аналогично медным проводникам. Захваченные электроны, двигаясь по нанотрубкам, создают в них ток. Самое интересное, что с использованием новой технологии солнечные батареи можно печатать на простом домашнем принтере, что, по словам разработчиков, позволит обеспечить домовладельцев недорогим альтернативным источником энергии. Но без сомнения самая уникальная разработка, способная произвести настоящую революцию в энергетике, принадлежит российским ученым. В 2006 году ученые Научного центра прикладных исследований (НЦеПИ) Объединённого института ядерных исследований (Дубна) представили сенсационную разработку – «звездную батарею». В основе технологии создания батареи лежит гетероэлектрик – новое вещество на основе наночастиц золота и серебра. Особенность этого материала в том, что он «загоняет» состоящий из волн разной длины солнечный свет на одну частоту, тем самым, повышает общий КПД батареи. Источник питания состоит из двух основных элементов: гетероэлектрического фотоэлемента (ГЭФ), преобразующего видимый и инфракрасный свет в электричество, и гетероэлектрического конденсатора огромной емкости при малом объеме, который полученную энергию накапливает. Подобный элемент обладает уникальной способностью работать не только днём, но и ночью, используя видимые и инфракрасные световые потоки, из-за чего его и назвали «звездной батареей». Телевизионный кадр из новостного репортажа, посвященного «звездной батареи» В настоящее время неконкурентоспособность солнечной энергетики обусловлено низкой эффективностью преобразования энергии (~20%), отсутствием возможности получения электроэнергии ночью и в облачную погоду и отсутствием эффективных и экологически безопасных источников накопления энергии. У продемонстрированного отечественными учёными фотоэлемента эти недостатки отсутствуют, о чем говорят показатели первого прототипа: эффективность преобразования видимого спектра в электроэнергию – 54%, инфракрасного света в электроэнергию – 31%. Это значительно превышает существующие мировые показатели – анонсированные прототипы зарубежных устройств имеют КПД преобразования прямого солнечного излучения около 42%. Кроме того, фототок гетероэлектрического фотоэлемента в 4 раза выше, чем у современных солнечных батарей, при этом ГЭФ имеет массу полупроводникового вещества на ватт энергии в 1000 раз меньше, чем у существующих аналогов. Предварительные расчеты показали, что себестоимость производства гетероэлектрического фотоэлемента «звездной батареи» ниже себестоимости фотоэлемента обычной солнечной. В статье рассмотрен лишь один аспект использования наноматериалов – для генерации «альтернативной» электроэнергии, что является только частью колоссального потенциала нанотехнологии по развитию экологически чистой энергетики. Но ведь произвести тепло и электричество – это только начало. Дальше требуется эффективно передавать, хранить, экономно потреблять и сберегать энергию. Во всех этих процессах именно достижения нанонауки способны обеспечить принципиально качественные изменения. Мешков Павел Иванович, Институт Экономических Стратегий

«Идеальные» нанокатализаторы для топливной энергетики Опубликовано Svidinenko — 18 Март, 2009 - 12:08 На нанотехнологии в последнее время надеется не только микроэлектронная индустрия и биотехнологии, но и энергетическая отрасль. Последние достижения в области нанокатализа позволяют надеяться на усовершенствование топливных элементов. Материалы, содержащие биметаллические наночастицы, очень привлекательны для использования в различных технологических отраслях из-за их уникальных каталитических свойств. Наиболее перспективные биметаллические сплавы палладия и золота, которые участвуют в реакциях окисления двуокиси углерода, что очень востребовано в топливных элементах и других отраслях альтернативной энергетики. Сплав золото-палладий имеет наибольшую каталитическую активность среди биметаллов. Что интересно, он имеет также наиболее упорядоченную структуру: наночастицы золота формируют центр, окруженный палладием. Однако создать такой упорядоченный сплав достаточно трудно традиционными методами химии. Но недавно ученым из Университета Дэлавера, университета Ешивы и Брукхэвена (Brookhaven, Yeshiva University, University of Delaware) удалось разработать метод синтеза сложных биметаллических нанокатализаторов. «Большинство свойств катализатора и его эффективность напрямую зависит от его структуры, – говорит Вейган Хан (Weiqiang Han), исследователя из Центра Функциональных Наноматериалов в Брукхэвене (Brookhaven's Center for Functional Nanomaterials), – Мы использовали много техник, но пришли к тому, что с помощью традиционных химических техник трудно создать упорядоченный биметаллический нанокатализатор». Формирование нанокатализатораРис. 1. Формирование нанокатализатора В качестве альтернативного метода ученые воспользовались гальваническим нанесением. Основная «движущая сила» гальванического нанесения – разница потенциалов, возникающая между двумя металлами, один из которых выступает в роли анода, а другой – катода. При этом происходит перенос электронов от анода к катоду. Для того чтобы создать сплав, ученым понадобилось поместить палладиевые нанонити диаметром всего 2,5 нанометра в раствор толуола, содержащего хлорид золота. За получившейся гальванической системой ученые наблюдали с помощью электронной микроскопии и установки расширенной рентгеновской дифракции (extended x-ray absorption fine structure – EXAFS). «Установка EXAFS очень помогла нам в наблюдениях за формированием биметаллического нанокатализатора. Она чувствительна к изменениям структуры и геометрии частиц размером около 3 нанометров», – поясняет Анатолий Френкель (Anatoly Frenkel), один из исследователей. В первое время формирования сплава ученые заметили, что его структура регулярна, и для ее сохранения ввели алкиламиновый композит, стабилизировавший поверхностное распределение палладия на золотом «ядре». Впоследствии исследователи установили, что дальнейшая реакция по синтезу нанокатализатора протекает хаотично, вызывая формирование неупорядоченного сплава с «перемешанными» атомами золота и палладия в одной частице. О своей работе ученые сообщили в выпуске журнала Американского Химического Общества от 23 января 2008г (Journal of the American Chemical Society). Как считают исследователи, гальваническое формирование катализаторов – очень перспективная ветвь развития нанохимии. Более того, нанокатализаторы будут применяться в самых различных технологических отраслях – от энергетики до микроэлектроники и аэрокосмической промышленности.

Нанослой увеличивает мощность на порядок Опубликовано Svidinenko — 3 Апрель, 2009 - 11:54 На сегодняшний день литиевые аккумуляторы – преобладающий источник электропитания для автономных устройств. Они используются и в российском батискафе, опустившегося на дно на Северном полюсе, и в мобильных телефонах, ставших достоянием всех и каждого отчасти благодаря этим самым литиевым аккумуляторам. Литиевые аккумуляторы обеспечивают плотность энергонакопления порядка 500 Дж/грамм (150Вт·час/кг), что существенно больше, чем у других источников. Для сравнения, типичные свинцовые аккумуляторы обеспечивают округленно 100 Дж/грамм, никель-металлогидридные – 200 Дж/грамм. Процесс зарядки литиевого аккумулятора состоит в переносе литиевых ионов из катодного электрода (в данном случае из фосфата лития-железа LiFePO4) в анод, в качестве материала которого используется модифицированный графит. Генерация тока происходит при обратном перемещении ионов. В графите ионы занимают позиции между плоскостями гексагонально упакованных атомов углерода, а в материале катода литий двигается и накапливается в каналах ажурной кристаллической структуры LiFePO4 (см. рис.). Основной недостаток литиевых аккумуляторов – флегматичность в процессах заряда/разряда. К примеру: заряд батареи ноутбука занимает порядка часа, что по современным меркам довольно долго. Особенно критично ограничение токов заряда-разряда для разрабатываемого электро – и гибридного транспорта. Для длительного равномерного движения литиевые аккумуляторы обладают достаточным энергозапасом; однако они не могут обеспечить быстрое ускорение или рекуперацию энергии при электромагнитном торможении, которое происходит в течение примерно секунды. Для обеспечения пиковых мощностей параллельно литий-ионным аккумуляторам приходится подключать т.н. суперконденсаторы (ионисторы), что утяжеляет устройство в целом и повышает его цену. В новой публикации утверждается, что найдено техническое решение, ускоряющее процесс зарядки на порядок [1]. Как выяснили исследователи из Massachusetts Inst. of Technology (MIT), США, проводимость по ионам лития у фосфата лития-железа, используемого в качестве катодного материала, достаточно велика и могла бы обеспечить достаточно высокие удельные мощности. Лимитирующим процессом для заряда-разряда оказался вход/выход ионов Li с поверхности LiFePO4 в каналы внутри кристаллической структуры. Специалисты из MIT нанесли на поверхность зерен кристаллического катодного материала пяти-нанометровый аморфный слой с контролируемой нестехиометрией (формулировка авторов), и это обеспечило ускорение процесса внедрения лития более чем на порядок. По утверждениям авторов, их экспериментальное устройство легко может быть масштабировано; 1 литровая батарея сможет обеспечить 25 кВт. При такой удельной мощности заряд аккумуляторов электромобиля будет занимать всего 5 минут – примерно столько, сколько потребуется, чтобы выпить чашечку кофе на заправочной станции. Правда, в течение этих 5 минут подавать на зарядку придется около 200 кВт мощности, и не исключено, что кофе можно будет варить как раз на автомобильном аккумуляторе. На этот же аспект обратили внимание комментаторы в блоге на сайте Nature. Как заметил один из них, чтобы зарядить его ноутбук в обещанные 20 секунд, зарядный ток должен составлять порядка 250А. Там же в блоге специалисты, уже имеющие опыт работы с подобными системами, утверждают, что похожие рецепты уже предлагались, но постепенно выяснилось, что многократные циклы заряд/разряд могут приводить к разрушению материала с аморфным слоем на поверхности и мощность, первоначально высокая, будет снижаться. Тем не менее, пусть даже пессимисты кое в чем правы; но – повышение мощности литиевых батарей на полтора порядка должно существенно повлиять на будущее энергетики.

Бизнес должен продвигать нанотехнологии Опубликовано nikst — 18 Апрель, 2009 - 15:56 Нанотехнологии должен продвигать бизнес Пермский венчурный фонд и государственная корпорация «РОСНАНО» пригласили бизнес Прикамья к сотрудничеству Как заявил сегодня советник губернатора Пермского края по вопросам сотрудничества с «РОСНАНО» Александр Кондрашов, «я вижу свою миссию в Пермском крае в создании комфортной системы для развития инноваций. Чтобы бизнес не учили, что нужно делать, а подсказывали и помогали». * Построить мост между бизнесом и наукой — такую амбициозную цель сегодня поставили на семинаре-презентации представители корпорации. Сейчас науку финансирует, в основном, государство. «РОСНАНО» планирует передать это право предпринимателям. Корпорация помогает бизнесу продвигать инновационные проекты. Главная цель — снять с плеч государства финансирование научных разработок и переложить его на бизнес. Но у пермских предпринимателей нанотехнологии должного интереса не вызвали. Возможно, поэтому сейчас Россия находится в «низшей лиге» по разработкам в нанообласти. По словам специалистов, она сравнительно недавно догнала Нидерланды. Но до таких гигантов, как США и Япония, нашей стране еще далеко. Другой вариант для предпринимателей, ставящих науку во главу угла, — Пермский венчурный фонд. Он инвестирует крупные научные проекты в области научно-технической, технологической сферы, IT. Его директор Илья Балашов уверен: «Есть «РОСНАНО», который является государственным венчурным фондом и специализируется на нанотехнологиях. Наш фонд специализируется на любых научных разработках, в том числе не относящихся к нанотехнологиям. Финансирование выделяется только на крупные научные проекты. И при условии, что 70% дохода достается компании-спонсору, разработчику — 30%. Но игра стоит свеч — проект получит щедрые инвестиции». «Пермский венчурный фонд и госкорпорация «Роснано» пригласили бизнес Прикамья к сотрудничеству Сегодня в Перми прошла презентация «Пермского венчурного фонда» и Государственной корпорации «Роснано». В ней приняли участие представители крупного бизнеса, правительства Пермского края, Законодательного Собрания, предприниматели, ученые Как сказал советник губернатора Пермского края по вопросам сотрудничества с госкорпорацией «Роснано» Александр Кондрашов, «я вижу свою миссию в Пермском крае в создании комфортной системы для развития инноваций. Чтобы те, кто хочет внедрять разработки, получил помощь. Чтобы бизнес не учили, что нужно делать, а подсказывали и помогали», – считает советник губернатора. * «Пермский венчурный фонд должен работать более эффективно, – сказал вице-премьер краевого правительства Юрий Уткин. – Есть идея. Нужно, чтобы она превратилась в бизнес-проект и принесла реальную пользу нашему региону. Теперь нужно устранить причины, по которым они «буксуют». За период существования Пермского венчурного фонда с 2006 года управляющей компанией «Альянс-Росно» было профинансировано 2 проекта: «Разработка и последующего серийного производства катализаторов и установок очистки газовых выбросов» ЗАО «ЭКАТ» 27,2 млн. руб.) и разработка и производство уникального аппарата и программного обеспечения для событийного видеоконтроля ООО «АИС-Видео» (11 млн. руб.). «Нам интересны не только хорошие разработки, но и способная команда, которая реализует проект, – сказал директор Пермского венчурного фонда ОАО «Альянс РОСНО Управление активами» Илья Балашов. Критический взгляд со стороны Мальчик от Чубайса обещал всем счастье Сегодня вице-премьер краевого правительства Юрий Уткин презентовал деловой общественности Прикамья долгожданного посланца от Чубайса, который будет выстраивать отношения с РОСНАНО в ранге советника губернатора по нанотехнологиям * Эту интересную должность занял некто Александр Кондрашов, в родной корпорации занимающий должность всего лишь старшего менеджера и больше напоминающий манерного завсегдатая арт-салонов. Во всяком случае, судя по стилю, в котором новоиспеченный советник губернатора провел видеопрезентацию РОСНАНО («это пропустим, это вам неинтересно, это снова пропустим»), посланник Чубайса воспринял новое назначение не совсем серьезно. Честно говоря, складывалось впечатление, что так же несерьезно он воспринимает и свои обязанности в РОСНАНО, но это уже проблемы Чубайса. На словах же г-н Кондрашов обещал всем пермякам счастье, если они стройными рядами отправятся осваивать нанотехнологии, объем продукции которых во всем мире уже составляет триллион долларов, а через пять лет вырастет втрое. * При этом изнеженный москвич по примеру своего патрона не преминул попинать нефть и калий, мол, ерундой занимаетесь, лучше приходите в РОСНАНО и получайте пропуск в новую жизнь. Доступ к телу самого советника, как он заявил, «24 часа в сутки», будет возможен только после майских праздников, когда ему выделят кабинет и штат. Вместе с мальчиком от Чубайса прошла презентация и подзабытого «Пермского венчурного фонда», находящегося в доверительном управлении компании «Альянс-Росно». За четыре года своего существования фонд с уставным капиталом в 200 млн руб. профинансировал в Пермском крае аж целых два проекта (ЗАО «ЭКАТ» и ООО «АИС-Видео»). Судя по требованиям к проектам, которые изложил живущий в Москве директор фонда Илья Балашов, пермским изобретателям надеяться на его помощь лучше не стоит. Тем не менее, заканчивая презентацию, Юрий Уткин оптимистично заявил, что это всего лишь первое слово в долгом разговоре по поводу инноваций вообще и нанотехнологий в частности. В скором будущем краевое правительство с помощью нового советника губернатора намерено создать некий научно-технический центр, куда каждый изобретатель мог бы прийти со своей идеей, место уже подбирается. В общем, не жизнь скоро наступит в Пермском крае, а инновационная сказка. Андрей Смолин

24 марта «ИТАР-ТАСС Урал» провел очередной круглый стол, посвященный проблемам энергосбережения. В настоящее время тема ресурсосбережения и энергоэффективности очень актуальна, поскольку эти вопросы всегда обостряются в период кризиса. Две недели назад в городе прошла презентация с участием нескольких бизнесменов из Японии, которые приехали в Екатеринбург для того, чтобы обсудить возможности внедрения здесь энергосберегающих технологий. За чей счет внедрять энергосбережение: за счет потребителей, энергетических коммунальных компаний, муниципальных, региональных властей, федерального бюджета или средств Стабилизационного фонда? Эксперт по инвестициям в энергоэффективность программы IFC по стимулированию инвестиций в энергосбережение Александр Ларионов (Москва) отвечает: – В нашей практике, за реализацию энергосберегающих проектов, в конечном счете, платит потребитель, то есть тот, кто рано или поздно получает экономию. Можно использовать различные финансовые инструменты, бюджетные или заемные средства, но, в итоге, данные проекты должны быть коммерчески выгодны, и в той или иной форме эту выгоду потребитель должен разделить с теми, кто предоставляет ему финансовые инструменты. Генеральный директор ОАО «Свердловэнергосбыт» Борис Бокарев: – В кризис надо больше ориентироваться на собственные силы, на возможности привлечения кредитов и возврата этих кредитов от того эффекта, который есть. Даже сейчас, когда ставки по кредитам растут, тот эффект, который показывают энергосберегающие проекты, позволяет надеяться на то, что они будут окупаться и будут прибыльными и эффективными для всего производства. Заместитель министра энергетики и ЖКХ Свердловской области Николай Смирнов: – Я поддерживаю мнение, что надо говорить не о потребителях, а о собственниках, о тех, кто заинтересован в получении конечной выгоды. Государство несет ответственность за население и бюджетную сферу, и именно к этому должно привлекать свои внутренние ресурсы. За счет бюджетных средств должно финансировать энергосберегающие мероприятия в бюджетной сфере и, частично, для населения. Если государство полностью возьмет на себя эти расходы, то это породит иждивенчество со стороны собственников. Должно быть выстроено частно-государственное партнерство на основе софинансирования, а также необходимо оказывать некое давление на нерадивых потребителей, вынуждая их проводить энергосберегающие мероприятия. Например, за счет обязательного энергоаудита мы заставляем потребителей топливно-энергетических ресурсов реализовывать программы энергосбережения и вкладывать в это свои собственные средства. Директор филиала «Екатеринбургский» ОАО «ТГК-9» Сергей Ефимов: – На мой взгляд, основной эффект от энергосберегающих программ получат потребители ресурса, поэтому и основные затраты должны нести именно они, а также производители энергии. Роль государства здесь не столько финансовая, сколько организующая, - в установлении понятных и прозрачных правил. В ситуации, которая сейчас сложилась, никому, особенно населению, невыгодно экономить. Государство должно серьезно стимулировать тех, кто экономит, и серьезно наказывать тех, кто не экономит ресурсы. Это должно касаться как потребителей, так и производителей энергии. Исполнительный директор ООО «СКС» Вячеслав Пракин: – Но не надо забывать, что сейчас 2009 год, и живем мы в России. Ветхость сетей в ЖКХ сейчас превышает 80%. Соответственно, внедрять дорогие энергосберегающие технологии только за счет потребителя, неправильно. В этом процессе должны участвовать все источники, а их может быть пять: три уровня бюджетных средств (федеральный, областной и местный), инвестиции и тарифы. Со стороны администрации должны быть контроль и координация этой деятельности. Но контроль должен быть не только административный, но и экономический. Вентиляция должна соответствовать проектной, а не самовольной, переделанной жителями, форточки должны закрываться, а не обогревать улицу. Как внедряются ресурсосберегающие технологии в Свердловской области и работают ли энергосберегающие программы в кризис? Председатель комитета Областной Думы Законодательного собрания Свердловской области по промышленной аграрной политике и природопользованию Владимир Машков: – Прежде всего, надо говорить о законодательной базе, которая существует. Закон 28-ФЗ от 1996 года был рамочным и, фактически, не работал и не стимулировал. Мы неоднократно указывали на то, что закон устарел и необходимо его править. Президент РФ Дмитрий Медведев дал указание до 1 октября разработать новый закон по энергосбережению и по теплоснабжению РФ. На сегодняшний день закон по энергосбережению находится в Государственной Думе РФ. Этот закон идет очень тяжело, хотя относится к приоритетным. Сначала рассмотрение переносилось на январь, потом - на февраль. Было внесено 138 поправок по всему телу закона, поскольку даже тот проект, который разработало Правительство, не устраивает депутатов. По последней информации, в апреле планируется выйти на второе чтение федерального закона по энергосбережению. Думаю, что в ближайшее время этот закон будет принят. В Свердловской области параллельно начата работа над областным законом по энергосбережению. В первом чтении закон принят, второе чтение он прошел в комитете по промышленной, аграрной политике и природопользованию. Сейчас мы планируем дождаться федерального закона, чтобы потом не вносить огромное количество поправок. Федеральные законы должны стимулировать программы энергосбережения для государства, для муниципалитетов, для предприятий и для конкретных граждан. Необходимо учитывать климатические особенности территории, в России зимний период длится очень долго. Конечно, мы будем учитывать наш опыт, основная база должна быть, это мощные энергетические установки с запасом резервного топлива. Что касается сжигания газа, то во многих странах просто запрещено использовать газ только для подогрева воды. До тех пор, пока у нас дешевый газ (в десять раз дешевле, чем в Германии или Италии, например), экономить население не будет. Вячеслав Пракин: 70 лет в России строилась центральная система теплоснабжения. Сейчас ни в проекте федерального, ни в проекте областного закона, ничего об этом не говорится. Власть должна формировать приоритеты развития энергосбережения, энергетики. К сожалению, сегодня этого не происходит. У меня складывается впечатление, что не все понимают, что энергосбережение и энергобезопасность взаимосвязаны. Энергосбережение, прежде всего, должно быть направлено на экономию энергоресурсов и их доступность в любое время. Локальный источник не сможет обеспечить энергобезопасность. По проекту даже резервного топлива не предусмотрено, а на каждой ТЭЦ предусмотрено минимум на десять дней. В нашей стране отопительный сезон длится восемь месяцев. Второй момент - экология и экономика. Разве можно сжигать природный газ, не комбинировано вырабатывая электроэнергию? На Западе нигде этого нет. С 1999 по 2005 год, из-за того, что координация со стороны власти была ослаблена, коэффициент полезного использования топлива с 62% упала до 59%. Независимо от условий потребителя, он стал платить больше, потому что сжигание топлива стало на 3% хуже. В Швеции - 40% центральной системы теплоснабжения, Англия - 60%, и никто не собирается отказываться от нее. Николай Смирнов: Есть несколько программ, касающихся энергосбережения в Свердловской области. Первая так и называется - «Энергосбережение в Свердловской области». Она реализуется вне зависимости от экономических условий, финансирование ее предусмотрено в областном бюджете. По этой программе приоритет отдан реализации энергосберегающих мероприятий в областных бюджетных учреждениях. На сегодняшний день, все областные бюджетные учреждения оснащены приборами учета, на ближайшее время поставлена задача - наиболее крупные учреждения оснастить приборами регулирования. Следующее направление – во многих бюджетных учреждениях есть собственные котельные, и по этой программе будет производиться модернизация котельного оборудования, замена котлов, теплообменников и т.д. Третье направление – внедрение ко-генерации, о которой уже шла речь. Там, где есть котельные, которые нет смысла модернизировать, вместо них ставится газо-поршневая установка для выработки тепловой и электрической энергии. Следующая программа – развитие и модернизация инженерной инфраструктуры. Основные потери у нас идут при транспортировке. Износ сетей в 80% был несколько лет назад. К сожалению, износ сетей увеличился, и в ряде муниципальных образований он составляет более 100% (хотя звучит это несколько абстрактно), то есть полный износ сетей был еще 5-7 лет назад. Задача министерства, правительства, выбрать приоритеты, и модернизация сетей избрана одним из основных приоритетов. Сейчас по различным программам на эти цели идут значительные средства. По требованию правительства и министерства, было поставлено жесткое условие - средства из областного бюджета в муниципальные образования выделяться не будут, если там отсутствует программа энергосбережения и подтвержденные источники финансирования. Приоритет по этой программе – установка приборов учета и регулирования. В Екатеринбурге программа энергосбережения реализуется с 1998 года, сейчас разработан уже второй этап. Многоквартирные дома оснащаются приборами учета либо за счет жителей, либо за счет управляющих компаний. По 185-му закону, дом не может попасть в заявку, если он не оснащен приборами учета. Мы требуем, чтобы на деньги, которые выделяются из федерации по 185-му закону, приобретались современные энергосберегающие материалы. Должна быть теплоизоляция, современные материалы при сооружении вентилируемых фасадов. Еще одно направление – средства на поддержку промышленных предприятий. Свердловская область – единственный регион, где реализуются механизм внедрения энергосберегающих мероприятий на промышленных предприятиях. Энергоснабжающая компания снижает тарифы на тепловую либо электрическую энергию для этого предприятия, при условии, что все сэкономленные средства идут на реализацию энергосберегающих мероприятий. Никаких принципиальных корректив в реализацию и финансирование этих программ на территории области не внес. Повлиял ли рост курса доллара и евро на стоимость зарубежного оборудования, в частности, приборов учета? Андрей Щербинин: Большинство используемых приборов учета – отечественного производства. У нас более 150 производителей, это больше, чем во всем остальном мире. Как качество воды и перепады напряжения воздействуют на приборы учета? Николай Смирнов: Приборы учета должны устанавливаться специалистами, и тогда они установят такие приборы, которые не будут портиться, ставится специальная фильтрация. Что касается скачков напряжения в сети, то они не смогут вывести из строя качественный прибор учета. Директор РИЦ «ИТАР-ТАСС Урал» Александр Пашков: – Министр ЧС Сергей Шойгу недавно сказал, что надо разрушать централизацию, надо строить локальные котельные. Я помню дискуссии, которые шли по этому поводу в городе и области и раньше. Сейчас этот вопрос вновь обсуждается…Хочу отметить еще один момент в выступлении Шойгу, который имеет отношение к нашей теме. Он сказал, что надо прекратить ждать помощи только от государства, надо и самим начинать действовать. Вячеслав Пракин: Энергетика находится в стопроцентном секторе регулируемой экономики. Мы обосновываем свои затраты, РЭК утверждает тарифы. Правила игры должны быть сформированы властью. Закон об энергосбережении и должен определить приоритеты, куда нам двигаться дальше. Например, в американском законе прописаны все детали, вплоть до того, сколько отверстий должно быть в душевой сетке, чтобы достаточно эффективно омыть тело. Владимир Машков: Был период в советскую эпоху, когда в Свердловской области было более 300 малых гидроэлектростанций, а, кроме того – ветряные установки. Затем все бросились на строительство гидроэлектростанций, потом - в атомную энергетику, потом началась перестройка… Сейчас строится БН-800, есть соглашение с бывшим РАО ЕЭС по реконструкции тепловых станций наших энергоблоков. В Италии мы осматривали мусороперерабатывающий завод рядом с городом на 80 тыс. населения. Именно этот город поставляет на завод мусор, и обратно получает тепло и электричество. Поэтому все средства хороши. Сейчас мы в чем-то возвращаемся к советской системе, строим малые гидроэлектростанции, есть программа по газопоршневым установкам. Никто не останавливает строительство БН-800, не меняет планы по реконструкции тепловых станций. О поощрениях. Датский консорциум по проблемам климата выплатит премии в размере 250 тыс крон /примерно 50 тыс долл/ за лучшие проекты в области энергосбережения. Все желающие могут представить свои проекты. «Все население нашей страны несет ответственность за климатические изменения, поэтому каждый имеет возможность предложить пути для минимизации негативных последствий этого явления», – считают в ведомстве. Россия тоже входит в мировой мэйн-стрим. В России впервые проводится конкурс на лучшую идею по электросбережению. До 4 апреля россияне смогут принять участие в конкурсе "30 дней энергосбережения", рассказав о том, как они экономят электроэнергию. Вячеслав Пракин: Конкурс энергоэффективного сотрудничества проводит и ЗАО «КЭС» в четырех номинациях. Отбор номинантов производится по четырем параметрам – применение современных систем учета и контроля энергопотребления и полное выполнение договора, отсутствие задолженности, регулярность и равномерность оплаты и некоторым другим. Чтобы узнать, как участвовать в конкурсе, можно обратиться в региональные подразделения КЭС. Владимир Машков: Все должны понимать, что быть бережливым – это модно. Даже в Германии, где бережливость на уровне менталитета, и там разрабатывают дополнительные программы по энергосбережению, и работают с населением. В европейских городах никто не ездит на больших машинах, там экономят ресурсы. Населению России тоже надо менять мышление, и это самое сложное. Законы можно написать быстро, но люди не живут законами и указами, а живут так, как их научил исторический опыт. Материал предоставлен ИА «ИТАР-ТАСС – Урал», вопросы подготовил руководитель пресс-центра компании Георгий Летов (издается с сокращениями) источник http://www.equipnet.ru/interview/power-industry/power-industry_5.html

[300x179] Бумаге приходит конец Издатели в шоке. Через пару лет книги, журналы и газеты, напечатанные на обычной бумаге, уйдут в прошлое. Им на смену придут устройства, созданные на основе “электронной бумаги”. Легкие, дешевые, экономичные, потребляющие минимум энергии - такими видятся они своим создателям. МОГИЛЬЩИКИ БУМАЖНОЙ ОТРАСЛИ Бесспорным лидером в производстве “электронной бумаги” (EPD - Electronic Paper Display) является Массачусетский технологический институт, где еще в 1997 году была разработана соответствующая технология. В том же году была создана корпорация E Ink (E Ink Corporation), которая занялась совершенствованием технологии и продвижением нового продукта на рынок. Преимуществом “электронно- бумажной” технологии является чрезвычайно малое энергопотребление - на порядок меньшее, чем у стандартных дисплеев. Выведенное на экран изображение может сохраняться исключительно долго даже при отсутствии питания, необходимого только для обновления изображения. Такая экономия энергии является немаловажным преимуществом для портативных устройств, позволяя значительно увеличить время их автономной работы. К тому же отсутствие мерцания создает условия для комфортного чтения. Следует заметить, что пока разработка не лишена недостатков, главный из которых - слишком большая инерционность для отображения видео. С МИРУ ПО БУМАЖКЕ На сегодняшний день в “электронно-бумажном” направлении, которому уделяется большое внимание, наиболее выдающихся результатов добились американская корпорация E Ink и Polymer Vision - исследовательское подразделение голландской компании Philips Electronics, занимающееся созданием реальных прототипов на базе разработок E Ink. “Электронная бумага” от E Ink представляет собой очень тонкий черно-белый дисплей толщиной менее 0,3 мм. Его можно гнуть и скручивать, правда, пока лишь до определенных пределов (к примеру, сложить пополам не удается - пропадает изображение). В мае этого года компания объявила о выпуске нового поколения своей продукции, получившей торговое название Vizplex Imaging Film. По сравнению с предшественницей новая “электронная бумага” вдвое быстрее обновляет изображение (740 мс против 1200 мс, пиковая скорость в монохромном режиме - 260 мс против 500 мс) и на 20 процентов превосходит ее по яркости. Кроме того, экраны на базе Vizplex Imaging Film смогут отображать не четыре градации серого цвета, как было раньше, а восемь. Не так давно о готовности поставить производство “электронной бумаги” на промышленные рельсы объявила компания Polymer Vision. В качестве первого образца был предложен ультратонкий (100 мкм) полимерный монохромный (с четырьмя оттенками серого) дисплей с диагональю 5 дюймов и разрешением 320х240 пикселей. Использование технологии “электронных чернил” позволило дости чь отличной контрастности изображения (10:1) и гарантированного комфортного просмотра даже при ярком солнечном свете. Еще одно уникальное свойство нового дисплея - его необычайная гибкость. Полимерный материал выдерживает изгиб с радиусом 7,5 мм и при необходимости может храниться свернутым. Правда, пока не решен вопрос с просмотром динамических изображений, но работы в данном направлении ведутся довольно активно. По крайней мере уже продемонстрирован образец “электронной бумаги”, способный отображать небольшие черно-белые видеоролики. Устремившаяся за лидерами японская компания Fujitsu создала “электронную бумагу”, на которой можно формировать цветные изображения. Добиться этого удалось, сделав “бумагу” трехслойной - цветные образы формируются стандартным путем, но в трех слоях - красном, синем и зеленом, что в целом и дает глазу восприятие нормальной полноцветной картинки. Тонкая, гибкая, экономная (потребляет мощности в десятки раз меньше, чем обычные экраны), легко читаемая, легко транспортируемая, прочная, с улучшенными характеристиками яркости и контрастности, по виду она практически не отличается от обычной фотобумаги. Толщина экспериментального образца - 0,8 мм, диагональ - 3,8 дюйма. Количество отображаемых цветов пока не слишком велико - всего 512. Свой вариант “электронной бумаги” представила и компания Hitachi. Ее 13-дюймовый гибкий дисплей обладает возможностью подключаться к беспроводной сети (WLAN). На презентации данные подгружались с мобильного телефона. Принцип создания изображения тот же, что у E Ink. Разрешение составляет 100 точек на дюйм, а на обратной стороне новинки расположен литий-ионный аккумулятор. Толщина образца вместе с батарейкой не превышает одного сантиметра (это в десять с лишним раз больше, чем у бумаги Fujitsu). [300x253] NanoChromics Display (NCD) - альтернативная разработка ирландской компании Ntera. Выгодное отличие новинки от аналогов - способность к быстрой смене изображения, что довольно многообещающе в плане использования NCDдисплеев для отображения видео. Впрочем, до заветной частоты обновления в 60 Гц разработ чики еще не дошли. В отличие от других производителей “электронной бумаги” компания позиционирует свои разработки как новую форму компьютерных дисплеев, надеясь в ближайшем будущем потеснить на рынке производителей ЖК-дисплеев. В планах - добиться цветного изображения путем варьирования подаваемого на полимер напряжения. СВЕТЛОЕ БУДУЩЕЕ Интеллектуальные ценники для супермаркетов создала компания Sharp. Эти простые устройства, состоящие из электронного дисплея, источника энергии и приемника, избавляют от рутинной работы, позволяя не переписывать информацию вручную, а вносить все изменения быстро и легко - через центральный компьютер. Отображать можно не только цену, но и наименование, страну - поставщика товара, дату изготовления, конечную дату продажи и прочую необходимую информацию. Изображение на ценниках прекрасно различимо под любым углом. Дисплеи потребляют так мало энергии, что средний срок жизни питающего элемента растягивается до 5-6 лет. Размер экрана ценника - 2 и 3 дюйма по диагонали. Компания E Ink совместно с PrimeView International (PVI) - единственным на сегодняшний день производителем активных матриц EPD - подготовила к серийному выпуску TFT-модули на базе Vizplex (1,9; 5; 6; 8 и 9,7 дюйма по диагонали). Новинки рассчитаны на применение в сотовых телефонах, проигрывателях MP3, аксессуарах для ПК, смартфонах, электронных словарях, электронных книгах и планшетах. Следует заметить, что ранее выпускались только 6-дюймовые модули, которые были предназначены исключительно для электронных книг. Fujitsu Frontech, дочернее подразделение компании Fujitsu, разработало мультипанельный дисплей на основе “электронной бумаги”. Для создания, к примеру, 48-дюймового экрана достаточно собрать вместе шестнадцать 12-дюймовых листов FLEPia. Всего в устройстве может быть использовано до 16 листов прямоугольной формы. Стандартные модели с размером диагонали 12, 17, 24, 29 и 36 дюймов состоят соответственно из 1, 2, 4, 6 и 9 листов бумаги, расстояние между которыми колеблется от 11 до 14 мм. Кроме того, в будущем планируются поставки специальных 120-дюймовых моделей (10х10 листов). Толщина моделей Fujitsu с диагональю 12-29 дюймов равна 25 мм, 36-48 дюймов - 54 мм. Средняя потребляемая мощность 48-дюймовой модели в 10 раз меньше, чем у ЖК-экрана или плазменной панели такого же размера. В каждой панели находится встроенный аккумулятор, работы которого хватает примерно на три часа. При этом картинка на дисплее меняется с десятиминутным интервалом. В четырех моделях Fujitsu (с диагональю 12, 17, 24 и 29 дюймов) реализована поддержка беспроводной сети. Когда все эти идеи воплотятся в жизнь - пока не известно. Ясно одно: тот, кто успеет первым освоить новый электронный Клондайк, полу- чит огромные дивиденды, ведь чтение и смотрение, пожалуй, самые распространенные занятия человечества. [250x188] Основа революционной технологии - формирование изображения на активном слое экрана за счет миллионов прозрачных микроскопических капсул, диаметр которых не превышает толщины человеческого волоса. Внутри каждой капсулы находится большое количество пигментных частиц - черных и белых, которые поразному реагируют на изменение напряжения. Капсулы, заполненные красителем, играют роль чернил - в зависимости от поданного напряжения они способны становиться светлее либо темнее (отсюда другое название технологии - “электронные чернила”). В результате на экране “электронно-чернильного дисплея” появляются белые или черные пятна. Технология позволяет наносить тонкий слой микрокапсул на полимерную пленку. Под пленку помещается поляризующий слой, позволяющий с помощью изменения заряженности частиц краски перемещать черные или белые пигменты к лицевой стороне капсул, создавая довольно большие и сложные изображения. В результате появляется возможность использовать один и тот же лист “бумаги” для отображения на нем различных текстов, по контрастности и качеству не уступающих обычным бумажным аналогам. Текстовая информация может быть получена через Интернет при подключении через базовый приемник либо по беспроводному каналу (опять же через базовый приемник). [200x271] Говоря о потенциальных сферах использования “электронной бумаги”, нельзя не сказать о портативных устройствах для чтения - высококонтрастных, экономных в потреблении электроэнергии, тонких, прочных, гибких и потенциально дешевых, которые как нельзя лучше подошли бы для новостных изданий, книг и просмотра фотографий. Однако сегодня главной областью применения “электронной бумаги” разработчикам видятся часто сменяемые информационные сообщения - от небольших до довольно внушительных по размеру. К примеру, ценники в супермаркетах, ресторанные меню, электронные доски объявлений на вокзалах, в больницах и других общественных местах, постеры и другие конструкции, предназначенные для продвижения товаров и услуг. Один из дизайнеров предложил использовать гибкий экран в качестве основы для GPS-ноутбука. Будучи закрытым, по габаритам он напоминает небольшую книжку, в открытом состоянии превращается в экран для отображения карт, схем и другой графической информации, включая фотографии. Обе поверхности устройства представляют собой сенсорные дисплеи, заменяющие ему все органы управления, включая клавиатуру. Для хранения пользовательских файлов устройство, у которого, кстати, пока еще нет имени, будет оборудовано встроенным накопителем, а связь с внешним миром планируется поддерживать по протоколам Wi-Fi и Bluetooth. http://www.mirnov.ru/

Концепт электронной бумаги объединяет в себе преимущества как печатных страниц, так и компьютерных дисплеев. Подобно первым, она тонкая, легкая, гибкая, не нуждается в энергии для поддержания изображения, формирует достаточно контрастную, не раздражающую глаз картинку, видимую при отраженном свете под любым углом. Подобно вторым, она способна к обновлению информации (например, через Интернет) и демонстрации движущихся объектов. Электронная бумага может стать решением целого ряда экологических проблем, например позволит сократить вырубку лесов, снизить потребление энергии, тем самым дав фору и целлюлозе, и традиционным мониторам. Благодаря ей многие фантастические идеи войдут в нашу реальную жизнь: анимированная упаковка и этикетки, газеты и журналы, которые самостоятельно «освежают» свое содержание, многостраничные книги толщиной в один лист... Если говорить о потенциальных сферах использования электронной бумаги, то для начала следует назвать портативные устройства для чтения. Высококонтрастные, экономные в потреблении электроэнергии, тонкие, прочные, гибкие и потенциально дешевые носители как нельзя лучше подошли бы для цифровых журналов, газет, книг, просмотра фотографий, а при наличии сенсорной поверхности даже заменили бы блокнот и карандаш. Первые гэджеты с электрофоретическими экранами, например Sony LIBRIe2 или Jinke Hanlin V8, уже появились на рынке. [315x400] Кстати, на прошедшей в Лас-Вегасе выставке Consumer Electronic Show (CES) были представлены как минимум две свежие разработки в этой области. Одна из них – устройство Sony Reader, предназначенное для чтения книг в электронном виде. Благодаря функции поддержки импорта RSS-потоков оно способно автоматически обновлять информацию из Интернета через компьютер. Как сообщается, Sony Reader должен поступить в продажу по цене от $300 до 400. Правда, он имеет жесткую стеклянную подложку, в отличие от второго «электронно-бумажного» решения, показанного на CES. Philips продемонстрировала прототип гибкого дисплея Polymer Vision PV-QML5 с диагональю 5", разрешением 320Ч240 точек и отображением четырех оттенков серого, изготовленный с применением технологии E-Ink, а также портативное устройство Readius, оборудованное этим экраном. Последний может быть скручен в трубочку диаметром всего 7,5 мм, толщина же самой матрицы составляет 0,1 мм. Интеллектуальные ценники на полках супермаркетов – еще один вариант применения цифровой бумаги. Это очень простые устройства, состоящие из электронного дисплея, источника энергии и приемника. Такие ценники не нужно переписывать вручную – все изменения быстро и легко вносятся через центральный компьютер. Изображение прекрасно различимо под любым углом; дисплеи потребляют очень мало энергии и способны прослужить до шести лет. По подобному же принципу могут действовать электронные доски объявлений и постеры, POP-мониторы и другие конструкции, предназначенные для продвижения товаров и услуг. Корейская компания Neolux Corporation уже снабжает супермаркеты и магазины «чернильными» дисплеями, оснащенными программирующим устройством. Благодаря им использование анимационной рекламы, эффективность которой для розничной торговли давно признана, теперь уже не ограничивается внешним видом, размером, ценой и энергопотреблением устройств при ее демонстрации. Недаром именно этот способ выбрала компания Microsoft – согласитесь, весьма солидный заказчик. В Южной Корее она таким образом продвигает игру Jade Empire для своей приставки Xbox. «Бумажные» дисплеи способны до полугода обеспечивать непрерывную анимационную демонстрацию всего лишь на двух батарейках AA, а значит, как нельзя лучше подходят для использования в условиях ограниченного доступа к энергопитанию. К тому же изображение на них хорошо видно под любым углом и при любом освещении. Электронная бумага могла бы стать отличным решением для кредитных карт. Их пользователи испытывают неудобства, связанные с необходимостью доступа к считывающему устройству, чтобы узнать оставшуюся на счету сумму. Данную проблему решил бы встроенный дисплей, но LCD-экраны для этого слишком дороги, хрупки и «прожорливы». А вот «бумажный» дисплей – дешевый и прочный, и питание ему требуется лишь для изменения изображения, что обычно происходит при контакте со считывающим устройством. Если последнее оснастить зарядным приспособлением, то для карт даже не потребуются батарейки. Электронная бумага в мобильных телефонах и различных наладонниках, в игрушках и учебных устройствах, в интеллектуальной и анимированной упаковке – эти идеи уже не только разрабатываются, но и воплощаются в жизнь. Например, на ювелирно-часовой выставке BASELWORLD 2005 компании Seiko Watch и Seiko Epson демонстрировали наручные часы из цифровой бумаги. Еще одни часы, только уже настенные, представила японская Citizen 12 декабря 2005 г. Размер их гибкого дисплея – 23Ч36 см, потребление электроэнергии в 20 раз ниже, чем у традиционного электронного аналога такого же размера, а масса всего 1,5 кг при толщине конструкции 3 мм. Причем изображение легко различимо даже под углом, близким к 180°. А «коктейль» из цифровой бумаги и RFID-технологии (радиочастотная идентификация) позволит создать «умные» билеты, которые, не только выполнят функцию пропуска, но и обеспечат пользователя множеством полезной информации. Что же касается устройств для чтения книг, зедсь может возникнуть проблема защиты авторских прав: вряд ли издатели молча стерпят внедрение столь удобного инс-трумента для кражи интеллектуальной собственности. Обязательными составляющими рыночного успеха таких «книжиц» являются надежные системы защиты от пиратства и отшлифованное законодательство – по крайней мере Украина пока не может похвастаться ни тем, ни другим. Хотя, с другой стороны, IT-продвинутая публика уже давно читает тексты с КПК или даже мобильных телефонов, которые, помимо этого, имеют еще массу полезных функций. Другая причина «торможения» идеи электронной бумаги кроется в себестоимости производства, каковую пока не удается снизить до желаемого уровня. К примеру, именно из-за этого вышла из игры компания Xerox, хотя ей, собственно, и принадлежат первые разработки в данной области. Совсем недавно, в январе 2006 г., она заявила о закрытии подразделения Gyricon Media, объяснив, что оказалась неспособной обеспечить производство задних панелей для электронной бумаги Gyricon стоимостью меньше чем $10 за квадратный фут и сочла это критичным для рыночного успеха вывесок, изготовленных по такой технологии. Впрочем, таковы уж законы природы и рынка – выживают сильнейшие. И есть еще много производителей, очень оптимистично оценивающих шансы электронной бумаги. Так, устройство для чтения документов Sony Reader начнет продаваться уже в первом квартале этого года, а вскоре (в апреле) должны стартовать поставки монохромных дисплеев Hitachi для рекламных щитов и вывесок (100 dpi, толщина 1 см, диагональ 13,1"). Руководство Fujitsu обещает начать массовое производство и реализацию цветной цифровой бумаги в марте 2007 г. А Seiko Epson в 2007–2008 гг. планирует запустить в продажу портативные устройства с «бумажными» экранами и в ближайшие пять лет нагрянуть на рынок книг, газет и журналов со сворачиваемыми дисплеями формата А4. Что ж, скоро мы узнаем, осуществимы ли эти обещания и насколько реально увидеть очередной номер «Домашнего ПК» толщиной в один лист. Как это работает Электронные чернила: капля за каплей Идея создания электронной бумаги будоражила человеческие умы не один десяток лет, прежде чем в 1997 г. ученые из Массачусетского технологического института изобрели уникальный способ формирования изображения с помощью так называемых электронных чернил. Незамедлительно возникла одноименная корпорация E-Ink, призванная совершенствовать и коммерциализировать разработанную технологию. E-INK Микрокапсулы-пикселы А заключается принцип действия электронных чернил в использовании такого физического явления, как электрофорез (рис. 1). Активный слой экрана содержит миниатюрные (примерно в толщину человеческого волоса) прозрачные капсулы с черными и белыми частичками, которые по-разному реагируют на изменение электрического потенциала: позитивно заряженные белые частицы притягиваются к отрицательно заряженным электродам, а негативно заряженные черные – к контактам, имеющим положительный заряд. Таким образом, в зависимости от значения электрического потенциала пользователь будет наблюдать на экране электронно-чернильного дисплея появление белых или черных пятен. Сформировав управляющую электродами матрицу и расположив над ней активную область экрана с микрокапсулами, можно создавать довольно большие и сложные изображения. Они остаются на дисплее даже при отсутствии питания, требующегося только для изменения картинки – такая экономия энергии является немаловажным преимуществом для портативных устройств. Впрочем, данная разработка не лишена и недостатков, главный из которых – слишком большая инерционность. Четырех кадров в секунду явно маловато для отображения видео, хотя для текстовой информации этого достаточно, тем более что разрешение 170 dpi и отсутствие мерцания создают все условия для комфортного чтения. Первый прототип цветного электронно-чернильного дисплея, представленный общественности в 2001 г., стал плодом сотрудничества E-Ink с TOP-PAN Printing Company – мировым лидером по производству цветных фильтров для плоскопанельных мониторов. Разработкой дисплеев высокого разрешения для использования в электронных книгах, КПК, устройствах мобильной коммуникации и т. п. E-Ink занялась совместно с корпорацией Royal Philips Electronics, а Lucent/Bell Labs стала ее партнером в создании электронной бумаги на основе гибких пластиковых дисплеев. Шарики да ролики Однако ученые Массачусетского технологического института (MIT) были не первыми, кому пришла в голову мысль об электронной бумаге. Более чем на 10 лет их опередили сотрудники Xerox, которые в знаменитых лабораториях Palo Alto Research Center разработали концепцию под названием Gyri-con. Но по каким-то причинам исследования были приостановлены, возможно, в ожидании появления конкурентов, что и произошло в конце 90-х гг., когда MIT явил свету собственное детище. И вот 6 декабря 2000 г. была основана дочерняя компания Gyricon Media, в чьи задачи входил серийный выпуск и продвижение так называемой электронной бумаги многоразового использования. Первыми изделиями, изготовленными по технологии Xerox, стали специальные вывески для центров розничной торговли. Дебютировали такие двухцветные указатели размером 27,5Ч35 см с ценами и текстом, как и обещали представители Xerox, уже в июне 2001 г. в магазинах Macy's штата Нью-Джерси. Изображения на этих бумажных с виду экранах обновлялись в считанные секунды с помощью беспроводного пульта. GYRICON Вращающиеся шарики На самом деле электронная бумага Gyricon (рис. 2) представляет собой тонкий слой полиэтилена с множеством микроскопических шариков, рассеянных по поверхности слоя. Они находятся в заполненных жидкой субстанцией впадинах, где могут свободно вращаться. Каждый раскрашен в два цвета, чаще всего – в черный и белый. Шарики обладают электрическим зарядом и реагируют на электромагнитное поле, обращаясь к наблюдателю в каждый момент какой-то одной стороной. На листе цифровой бумаги может образовываться любая комбинация двух цветов, в зависимости от определенного электромагнитного поля на его поверхности. Это изображение остается до тех пор, пока не будет создано другое электромагнитное поле. Масло и вода: сила несовмеcтимости Вскоре после появления первых образцов электронной бумаги многие игроки IT-рынка по достоинству оценили потенциал этой идеи. Боясь упустить предполагаемую золотую жилу, они бросились копать: кто вглубь, опираясь на сотрудничество с E-Ink, а кто вширь, принявшись развивать собственные технологии. Настоящие же стратеги, такие как компания Philips, решили не ставить все на одну карту. Начав в 2001 г. партнерство (и довольно плодотворное) с E-Ink, она параллельно работала и над другими вариантами воплощения данной концепции в жизнь. Электросмачивание Усилия оказались не напрасными: в сентябре 2003 г. исследовательская лаборатория Philips Rese-arch представила технологию электронной бумаги, действующую по принципу электросмачивания (рис. 3). Каждый ее пиксел – это взвешенная в водянистой среде капелька масла, которая в обычных условиях растекается по всей ячейке, образуя под действием сил поверхностного натяжения пленку на воде. Если же создать электрическое поле достаточной величины, масло начнет собираться в каплю, освобождая при этом большую часть водной поверхности. Подложка-электрод выполнена из водоотталкивающего материала, так что масло прилипает к ней, а после исчезновения напряжения тут же растекается обратно. Ячейки разделены перегородками толщиной около 5 мкм, а сверху вся эта конструкция герметично закрыта слоем стекла с напыленным вторым электродом, потому дисплей пока получается жестким. Однако разработчики утверждают, что вместо стекла удастся использовать полимерные пленки, и тогда экран можно будет сворачивать в трубочку и класть в карман. Итак, при отсутствии напряжения получается темная точка, поскольку масляная пленка плохо отражает падающий свет, а при его подаче – светлая, так как масло освобождает большую часть поверхности. И чем выше прилагаемое напряжение, тем сильнее сжимается капелька «чернил», что сулит огромные возможности по передаче градаций серого. Быстродействие такой ячейки составляет примерно 12 мс. Что касается разрешающей способности экрана, то она напрямую зависит от размера ячеек, а тут перспективы весьма радужны: уже на стадии предварительных испытаний была опробована матрица с разрешением 160 ppi. В принципе реально и получение полноцветного изображения при использовании четырех субпикселов, окрашенных по стандарту CMYK. Эта модель в отличие от электрофоретической применима благодаря высокой частоте смены кадров и для показа видео. Однако для поддержки изображения ей требуется постоянное питание – правда, довольно скромное. Коммерческие поставки таких дисплеев Philips планирует начать к 2010 г. На арену выходит нано На этом список технологий, претендующих на звание электронной бумаги, не исчерпывается. Все в том же 1997 г., когда в Массачусетсе закладывались основы корпорации E-Ink, по другую сторону Атлантики и на базе другого университета – Дублинского – появилась фирма под названием NTera, которая разработала дисплей NanoChromics, или NCD. Первый его прототип был представлен в ноябре 2001 г. совместно с компанией Densitron Technologies. NANOCHROMICS «Чернила на бумаге» [446x336] Принцип работы ирландского экрана на первый взгляд довольно прост (рис. 4). На отражающий слой наночастиц диоксида титана (химического соединения, придающего белоснежность обычным бумажным листам) наносится электрохромный слой из виологена (прозрачного полимера с нанопористой структурой), который под действием электрического заряда способен терять прозрачность, достигая при этом уровня насыщенного темно-синего цвета. Пространство между диоксидом титана и виологеном заполнено специальным электролитом. «Выключенный» экран выглядит абсолютно белым, а при подаче напряжения на определенные участки NanoChromics формируется изображение с хорошей контрастностью – разработчики недаром окрестили этот дисплей ink-on-paper («чернила на бумаге»). Его угол обзора составляет 180°, а благодаря значительной мобильности пигментного слоя на основе электрохромных наночастиц достигается высокая частота смены кадров (до 60 кадров в секунду). К тому же NCD нетребовательны к температурным условиям: например, настольные часы на их основе работают и при -35, и при +80 °С. Надо сказать, что для прорисовки начального изображения экран потребляет довольно много энергии, однако полученная картинка остается на нем в течение долгих дней или недель, не нуждаясь в питании. Все выпущенные дисплеи компании пока монохромны, но представители NТera утверждают, что в дальнейшем этот недостаток может быть устранен. Кроме того, NTera уже продемонстрировала прототип NCD на основе гибкой подложки и сейчас работает над ее удешевлением и упрочнением. Жидкокристаллический реванш Интересно, что разработчики всех вышеописанных «бумажных» технологий, перечисляя преимущества своих продуктов, непременно противопоставляют их недостаткам жидкокристаллических мониторов: мол, и контрастность у них ниже, и угол обзора меньше, и энергопотребление высокое, и мерцание неприятное... Что же, старик LCD, проработав на рынке свыше тридцати лет, морально обветшал и обречен на гибель под натиском более продвинутых технологий? Отнюдь нет! У ЖК-дисплеев, как оказалось, остается еще немало нераскрытых козырей. Один из них – холестерические жидкие кристаллы, которые, в отличие от традиционных нематических, обеспечивают меньшее потребление энергии, стабильность и высокую отражательную способность. Их молекулы расположены в форме спирали, в зависимости от осевого направления которой падающий свет отражается или поглощается. Изменение этого аксиального направления обеспечивается посредством приложенного к кристаллам напряжения. Именно этот принцип использовала компания Fujitsu в своей версии электронной бумаги, которую представила в июле 2005 г. Она состоит из трех слоев холестерических жидких кристаллов. Каждый слой содержит пикселы определенного цвета – красного, синего или зеленого (RGB), а четвертый, находящийся поверх предыдущих, защищает их от возможных повреждений и предотвращает искажения картинки при изгибе пластины бумаги. Образец имеет диагональ 3,8" и толщину 0,8 мм (в будущем она может еще уменьшиться). Количество отображаемых оттенков пока не слишком велико и составляет 512. Для поддержания картинки электронная бумага Fujitsu не требует постоянного питания – энергия расходуется только в момент изменения изображения. Потребляемая мощность представленного прототипа в десятки раз ниже, чем у обычных мониторов. Кроме того, она гнется, а изображение не блекнет в отраженном свете, т. е. при нормальном дневном освещении. Многие аналитики именно гибким LCD пророчат крупнейшую долю на рынке электронной бумаги в период с 2010 по 2020 г. Кроме того, к теме данной статьи условно можно отнести разработанную в 80-х гг. в Великобритании технологию OLED (Organic Light Emitting Diode). Свойство некоторых органических полимеров излучать свет при подаче на них напряжения позволяет создавать сверхтонкие (до 10 мкм) полноцветные экраны с углом обзора почти 180°. Пока по ряду технологических причин их не удается сделать гибкими, они нестабильны и, будучи светоэмиссионными по своей природе, не могут использоваться при ярком свете. http://itc.ua/node/24080/