CC BY
36
Computational nanotechnology
Т. VII. № 1. 2020
ISSN 2313-223X Print ISSN 2587-9693 Online
05.14.08 ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ВИДОВ ЭНЕРГИИ
(технические науки)
DOI: 10.33693/2313-223Х-2020-7-1-15-18
Возможности эффективных инноваций
Х. Йегер1, 2' a ©, Р.Х. Рахимов3, b ©, Дж. Петер4, c ©, В.П. Ермаков3, d ©
1 Институт легкой техники и технологии полимеров (ILK), г. Дрезден, Германия
2 Технический университет Дрездена, г. Дрезден, Германия
3 Институт материаловедения НПО «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан, г. Ташкент, Республика Узбекистан
4 RPE InfraTherm GmbH,
г. Лихтенберг, Германия
a E-mail: [email protected] b E-mail: [email protected] c E-mail: [email protected] d E-mail: [email protected]
Аннотация. Благодаря достижениями современной науки, в частности, функциональным керамическим материалам появились ценные и практически осуществимые решения как для энергоэффективных технологий с использованием фотоники. Разработка специальной функциональной керамики для поглощения света и его преобразования в другие спектральные диапазоны передается в виде излучения IR.X с высокой импульсной энергией на различные объекты, как люди, животные, растения, микроорганизмы, твердые вещества, жидкости или газы. Некоторые из этих решений IR.X уже были апробированы и показали высокую эффективность. Тем не менее, многие исследования все еще находятся на ранних стадиях разработки. Цель данной статьи показать возможности применения такого рода энергии в сравнении с традиционными методами.
Ключевые слова: функциональная керамика, импульс, климат, глобальное потепление, конвекция, фотоны, преобразователи спектра, импульсное инфракрасное излучение
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Йегер Х., Рахимов Р.Х., Петер Дж., Ермаков В.П. Возможности эффективных инноваций // Computational nanotechnology. 2019. Т. 7. № 1. С. 15-18. DOI: 10.33693/2313-223X-2020-7-1-15-18
По оценке ВОЗ на 20 января 2020 г., на здоровье людей все большее влияние будут оказывать факторы, связанные, в частности, с окружающей средой, климатом, едой и питьевой водой, а также политическими и социальными конфликтами [1]. Большие проблемы будут связаны с медицинской профилактикой, а также исследованиями и лечением. Раковые заболевания, вирусные и бактериальные инфекции, грибковые заболевания и диабет будут продолжать расти во всем мире. Медицина уже выходит за пределы своих возможностей в отношении всестороннего эффективного лечения и еще более быстро растущих затрат. Все это окажет негативное влияние на соответствующую национальную и мировую экономику в целом.
Поэтому ВОЗ и ЕС вправе призвать к срочному поиску новых путей, в частности путем профилактики и исследований, в связи с этим наступающим кризисом.
Альберт Эйнштейн открыл возможный новый подход к нам около 100 лет назад с открытием фотоэлектрического эффекта. На сегодняшний день, однако, это на самом деле не использовалось в области промышленных технологий или медицинской терапии. Однако целенаправленное использование физики фотонов может сделать многие физические, химические и биологические процессы намного более эффективными, чем это возможно при традиционной конвекции или химии в форме фармацевтических продуктов, которые достигли пределов своих возможностей во многих
ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ВИДОВ ЭНЕРГИИ (технические науки)
05.14.08
областях лечения. Подтверждением этого является низкая эффективность химической и биологической борьбы с муль-тирезистентными микробами.
Благодаря многолетним исследованиям Рустама Рахимова по фотонике у нас появились ценные и практически осуществимые решения как для энергоэффективных технологий, так и для терапии. Его разработка специальной функциональной керамики для поглощения света и его преобразования в другие спектральные диапазоны передается в виде излучения ^.Х с высокой импульсной энергией на такие объекты, как люди, животные, растения, микроорганизмы, твердые вещества, жидкости или газы.
Некоторые из этих решений ^.Х уже были апробированы и показали высокую эффективность. Тем не менее, многие исследования все еще находятся на ранних стадиях разработки, несмотря на высокий потенциал энергосбережения или исцеления, и ожидают внедрения.
КОНВЕКЦИЯ
Объекты
Твердое тело, материалы,
ИК-ФОТОНЫ
ии
Далее мы хотим сосредоточиться на четырех факторах, влияющих на наше здоровье, и представить положительные возможности воздействия фотонов IR.X.
1. КЛИМАТ
Согласно самым надежным в настоящее время прогнозам, выбросы CO2 увеличатся с 34 до 40 Гт/год к 2040 г. Увеличение доли мелких стержней в воздухе, вызванное этим геотермальное и морское потепление, острая нехватка пахотных земель и, следовательно, снижение урожайности, а также уменьшение доступной питьевой воды увеличиваются. Эти факторы будут иметь огромное влияние на наше здоровье, а также на здоровье животных и растений.
С IR.X Photonics есть прекрасная возможность оказать решающее положительное влияние на климат. Факторами успеха здесь являются гораздо более интенсивное использование солнечной энергии в широком спектральном диапазоне, а также извлечение и использование водорода. Это может быстро сократить использование ископаемого топлива.
жидкости, газы, микроорганизмы, растения, животные, люди
2. ПИТАНИЕ
В этой области возможны следующие ^.Х-фотонные решения.
• Концентрированный фотосинтез, особенно с использованием солнечной энергии, оказывает положительное влияние на ускорение роста на:
- семена для зерновых, риса, кукурузы, соевых бобов и аналогичных культур;
- производство высококачественных проростков пшеницы и других растений - одного из самых качественных продуктов питания;
- производство фруктов, овощей, трав и других растительных продуктов в теплицах ^.Х с повышенным обогащением воздуха С02, с крайне низкой и минимальной потребностью в воде, энергии и пестицидах. Высокая защита от вредных насекомых;
- производство микроводорослей в крупномасштабных биореакторах ^.Х - одном из важнейших источников питания в будущем с чрезвычайно высокой урожайностью с гектара;
- производство микроводорослей в крупномасштабных биореакторах ^.Х для получения экологического топлива.
Таким образом, урожай может быть увеличен в 3-5 раз, а качество растительных продуктов может быть заметно улучшено, не только при резком снижении затрат, но и одновременным улучшением экологии.
• Сушка и стерилизация сельскохозяйственной продукции,
особенно с использованием солнечной энергии. Потери в сельском хозяйстве и пищевой промышленности из-за воздействия влаги и вызванного этим грибкового заражения в размере около трети мирового производства могут быть сведены практически к нулю.
• Дезинфекция воздуха в стойлах для интенсивного животноводства с использованием ^.Х. Уменьшение количества вирусов и бактерий с помощью излучения ^.Х может оказать положительное влияние на снижение применения антибиотиков. Животные чувствуют себя более комфортно и становятся более продуктивными. Продукты животного происхождения отличаются высоким качеством и положительно влияют на всю пищевую цепочку.
• Высокое качество приготовления, выпечки, жарки, пастеризации, сушки и т.п. продуктов с использованием ^.Х. Это позволяет значительно улучшить качество этих продуктов, а также оказать положительное влияние на наше здоровье. При этом происходит и одновременная стерилизация.
16
Computational nanotechnology
Vol. VII. № 1. 2020
Йегер Х., Рахимов Р.Х., Петер Дж., Ермаков В.П.
ВОЗМОЖНОСТИ ЭФФЕКТИВНЫХ ИННОВАЦИЙ
Возможности для повышения эффективности с помощью ИК-излучения под стеклом или пластиком
• В 2...3 раза более высокая урожайность в кг/м2 х а
• В 2.3 раза больше использования С02
• В 2.3 раза меньше энергии
• В 2.3 раза меньше воды
• Минимизирует пестициды
• Высокое качество продукции
Аналогично применимо для производства микроводорослей и их дальнейшей сушки
Современная стандартная теплица 15 га для томатов в Виттенберге (Германия) с 45 кг / помидор на м2
3. ИНФЕКЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ В ПОМЕЩЕНИЯХ
Помещения в зданиях и транспортных средствах становятся все более опасным местом размножения грибов, бактерий и вирусов из-за зачастую недостаточного кондиционирования воздуха и все меньшего количества инфракрасных компонентов из-за мер по экономии энергии. Негативные эффекты возникают при повышении уровня инфекций. Также все более возрастают и аллергические реакции. Для отопления, охлаждения и вентиляции на основе конвекции расходуется около трети всей энергии, вырабатываемой во всем мире, и выделением 11 Гт/год С02.
Отопительные системы на основе ^.Х с использованием фотоники имеют ряд преимуществ.
Потребление энергии снижается минимум в 4 раза, что может снизить выбросы С02, примерно, на 8,25 Гт/год. Существует также существенное влияние на резкое снижение концентрации мелкой пыли.
Значительное улучшение качества воздуха в помещениях для людей и животных за счет снижения количества вирусов и микробов в воздухе в сочетании со значительно более низким риском заражения, стабилизации иммунной системы и уменьшению числа заболеваний. Это сопровождается снижением потребности в антибиотиках и других препаратах.
Возможности отопления и санации
помещений посредством ИК-излучения:
1. Снижение энергопотребления на 7,7 МВт• ч/чел. в год
2. Сокращение выбросов С02 на 6,5 Гт/год по всему миру
3. Сокращение грибков, бактерий и вирусов -значительно меньше инфекций
Биорезонансная терапия на основе ИК-излучений
1. Профилактика
2. Физиотерапия
3.Терапия
4. Спортивная медицина
5. Предотвращение старения
Т. VII. № 1. 2020
Computational nanotechnology
17
ЭНЕРГОУСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ВИДОВ ЭНЕРГИИ (технические науки)
4. МЕДИЦИНА
Уже более 25 лет для успешной терапии различных заболеваний доступны решения резонансной терапии с использованием IR.X на основе фотоники, в частности, вызванные различными типами вирусов, бактерий (в том числе муль-тирезистентных микробов) и грибков. Есть также очень хорошие шансы на успех в поддерживающем лечении рака, диабета, артроза, мышечных травм, лечения открытых ран и множества других областей применения [2-5]. Современная форма лечения соответствует высокоэффективной профилактической или физиотерапевтической терапии, сопровождающей регулярное лечение. В результате большие успехи уже сегодня могут быть достигнуты без побочных эф-
Литература
1. WHO: The 13 biggest challenges of the new decade, 16.01.2020.
2. Rakhimov R.Kh., Tikhonova N.N. Resonance therapy. Ceramic materials and methods of their application in medicine. Comp. nanotech-nol. 2017. No. 1. Pp. 75-134.
3. Rakhimov R.Kh., Kim E.V. USA Patent "Radiation emitting ceramic materials and devices containing same". # 5,350,927 from 27.09.1994.
05.14.08
фектов. Путем дальнейшей интенсификации исследований и разработок терапия должна быть переведена в статус сертифицированного лечебного лечения.
ВЫВОДЫ
Не отрицая современные достижения в различных областях, совместно с глобальными партнерами авторы хотят развивать эти инновационные результаты в области фотоники, исследованные Рахимовым, в промышленные решения и распространять их по всему миру, чтобы сделать их пригодными для широкого применения. Достижения в области климата, питания, внутреннего климата и медицины должны оказать положительное влияние на наше будущее.
4. Rakhimov R.Kh., Kim E.V. USA Patent "Treatment of materials with infrared radiation". # 5472720 from 5.12.1995.
5. Rakhimov R.Kh. Development of the equipment with use of the functional ceramics synthesized on the big solar furnace. Comp. nano-technol. 2015. No. 3. Pp. 11-25.
Статья поступила в редакцию 18.03.2020, принята к публикации 28.03.2020
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Хьюберт Йегер, доктор технических наук, профессор; Институт легкой техники и технологии полимеров (ILK); Технический университет Дрездена; президент и главный исполнительный директор Carbon Composites. Германия, Австрия, Швейцария. E-mail: [email protected]. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5426-5547 Рахимов Рустам Хакимович, доктор технических наук; зав. лабораторией № 1 Института материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан. Ташкент, Республика Узбекистан. E-mail: [email protected]. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6964-9260 Петер Джон, доктор технических наук, доктор экономических наук; директор RPE InfraTherm GmbH. Лихтенберг, Германия. E-mail: [email protected]. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6139-3210
Ермаков Владимир Петрович, старший научный сотрудник лаборатории № 1 Института материаловедения Научно-производственного объединения «Физика-Солнце» Академии наук Республики Узбекистан. Ташкент, Республика Узбекистан. E-mail: [email protected]. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0632-6680
18
Computational nanotechnology
Vol. VII. № 1. 2020
