Приветствую, читатели! Это Santry’s Singularity blog — нерегулярные заметки о жизни на пороге сингулярности. Меня зовут Игорь Santry, я техноредактор. Я завел эту колонку, чтобы собрать лучшие лонгриды и видео, которые зацепили меня за последнее время.

Гаджеты снова становятся интересными

Как бывший гаджет-журналист (может кто-то из вас даже помнит мои обзоры на trashbox и 4pda) я по старой памяти поглядываю на рынок смартфонов. И, если честно, то последние лет пять там царит тоска — мегапиксели, которых не видно, и гигагерцы, которые не чувствуются. И вот наконец-то оно зашевелилось.

Китайские вендоры вдруг начали выкатывать устройства, которые живут полтора дня без подзарядки. И это не на кирпичи с прорезиненным корпусом и встроенной рацией, а вполне симпатичные тонкие гаджеты. Случилась тихая революция литий-кремниевых (Li-Si) аккумуляторов. Или еще не случилась?

Без химии тут не разберешься, но я обещаю, это будет быстро.

Может быть с виду не скажешь, но внутри батареи вашего смартфона работает графит. Чтобы удержать один ион лития, ему нужно шесть атомов углерода. А вот один атом кремния может захватить аж четыре иона лития. Немного дополнительных расчетов и получается, что теоретическая емкость Li-Si батареи в 10 раз больше Li-ion. Причем ученые в курсе с середины прошлого века. Только не спешите ругать энергетическое лобби, которое все скрывает, это виноват сам кремний. Насыщаясь литием он раздувается на 300–400%.

Ранние прототипы таких батарей работали потрясающе... но ровно один цикл. После зарядки анод буквально рассыпался в пыль. Инженеры годами смотрели на Li-Si аккумуляторы голодными глазами, но ничего не могли с этим поделать.

Прорыв случился на рубеже 2010-х, когда обнаружили критический размер частиц: если кремний измельчить до ~150 нм, он перестает разрушаться при расширении. Тут же из химической проблема стала инженерной — как изготовить такие частицы, и упаковать в батарею.

И Цуй из Стэнфорда подсмотрел решение у природы. В 2014 году его компания Enovix создала структуру, похожую на гранат. Статья так и называется Pomegranate-inspired nanoscale design for large-volume-change lithium battery anodes.

Исследователи взяли наночастицы кремния, обернули каждую в «скорлупу», оставив внутри пустоту — люфт для расширения, и собрали их в гроздья. Когда батарея заряжается, кремний раздувается внутри своей капсулы, не нарушая общую структуру. В результате получились чуть ли не самые плотные батареи в мире (до 500 Вт·ч/кг).

Три года спустя Джин Бердичевский, один из первых сотрудников Tesla (человек, который соорудил батарею для первого Roadster из ноутбучных аккумуляторов), пошел другим путем и основал стартап Sila. Он потратил 10 лет и провел 55 тысяч автоматизированных экспериментов, чтобы сделать скучный черный порошок. Точнее пористый композит, похожий на губку, где кремний находится внутри жесткого каркаса. Литий залетает внутрь каркаса, кремний расширяется в порах, но сам каркас не меняет размер. А соль в том, что для завода по производству батарей этот порошок выглядит и ведет себя точно так же, как графит, и его можно насыпать в те же станки. А вот в компании Enovix не стали заморачиваться. Там нарезали электроды пластинами, как лазанью, и заковали в жесткий стальной корпус, который работает как тиски. Он физически сдавливает кремний, не давая батарее распухнуть.

Самое занятное, что все эти революции пока еще не добрались до магазинов. Разработки И Цуя стоят космических денег и летают в стратосферных дронах и военной авиации. Amprius достраивает заводы и собирается поставлять свой порошок для батарей электрокаров BMW. Внутри OPPO, Xiaomi и OnePlus вовсе не Sila, не Enovix и не чистый кремний Amprius.

Китайцы используют гибридную технологию — графитовый анод, в который «подмешали» кремний, как правило от Group14 Technologies (конкурент Sila). Например, в батарее OnePlus 15 всего около 15%. И даже такое небольшое количество дает прирост емкости до 7000+ mAh, против 4000-5000 у сопоставимых литий-ионных батарей. Если заменить их на коммерческий 100% кремниевый анод уровня Enovix, прирост емкости будет примерно 10–15%, то есть до ~8000–8400 mAh. Поговаривают что Enovix подписали контракт с топ-5 производителем из Китая. А если раскошелиться и взять технологии Amprius (что пока скорее фантазия) можно получить вплоть до 10 тысяч mAh в тех же габаритах.

Батарея долго была тормозом прогресса, так что это не только телефоны, которые живут два дня. Это нормальная носимая электроника, умные очки, которые не выглядят как шлем сварщика, и еще один буст для рынка роботов, который и так подстегнули нейросети.

Остается один вопрос: куда мы будем девать все эти высокотехнологичные отходы? Но это, как говорится, уже совсем другая история.

Короткое

Художник, теоретик и куратор Дмитрий Булатов рассказывает, как Александр Флеминг рисовал в чашках Петри бактериями.

Физик Михаил Коробко показывает фотографию 6100 атомов цезия в лазерной ловушке.

Футуролог Руслан Юсуфов рассуждает о недостатках системы образования, которая подменяет наставничество администрированием.

Длинное

Электронные отходы в Индии (eng) — отрезвляющий взгляд на то, как выглядит «переработка» на разных концах шкалы доходов. С одной стороны — блестящие заводы с робототехникой, рабочие в защитной экипировке, государственные субсидии на развитие циклической экономики. С другой — 14-летние дети, которые по 16 часов в день вдыхают медную пыль в лачугах, вытаскивая проводку из того, что вы заказали на очередной волне вирусной моды. Теперь этот хлам осел на свалках субконтинента. Читается увлекательно, но предупреждаю: лучше относиться к «переработке» после этого вы не станете.

Миф о пенициллине (eng) — да, снова про Флеминга. Это разбор противоречий в каноничной истории открытия пенициллина. Все знают тот сюжет: рассеянный профессор уехал в отпуск, забыл чашку Петри на столе, вернулся — а там плесень убила стафилококки. Проблема в том, что ученые десятилетиями не могут воспроизвести этот эксперимент. Пенициллин действует только на растущие бактерии, а зрелые колонии ему безразличны. Статья разбирает две конкурирующие теории: бактериолог Рональд Хэйр предложил версию с аномальным похолоданием в августе 1928 года, а физиолог Роберт Рут-Бернштейн считает, что Флеминг на самом деле искал новые источники лизоцима, а не случайно наткнулся на плесень.

Пространственный интеллект: следующий рубеж ИИ (eng) — Фэй-Фэй Ли, одна из ключевых фигур в исследованиях ИИ, опубликовала статью, которой хочу поделиться. Ее главный тезис перекликается с моими предположениями, о том, что будущее искусственного интеллекта — системы, которые работают не только с текстами, а с физическим миром.

Как снова пользоваться Интернетом (eng) — автор сравнивает социальные сети и мессенджеры с торговыми центрами. Предсказуемые и комфортные, они предоставляют вам готовый контент, но интернет это город. Он больше и страннее, полон переулков, подвалов и потайных дверей, нужно только приложить усилия, взять карту и выйти на улицу.

Аудиовизуальное

Документальный фильм о команде DeepMind — тех самых исследователях, которые научили нейросеть обыгрывать людей в го и заставили половину интернета переживать за корейского чемпиона. Съемки шли пять лет, а работала над картиной та же команда, что сняла фильм про AlphaGo.

В центре сюжета — путь Демиса Хассабиса: от шахматного вундеркинда (второй рейтинг в мире среди юниоров в 13 лет) до человека, чья команда решила 50-летнюю задачу расчета сворачивания белков. И это не кулинарное достижение, а работа, за которую дают Нобелевку.

Полезное

Системный блок на пальцах объясняет, как пользоваться Perplexity AI — это поисковой системой на основе больших языковых моделей.

Гайд по прикладному использованию LLM (eng) от создателей этого поисковика.

Вадим Стеркин объясняет, как продлить доставку обновлений для Windows 10 еще на год. Если еще не перешли на 11-ю, не поленитесь. Поверьте, немного информационной безопасности никому не помешает.

Статьи сегодняшнего дня (eng) и Все газеты (eng) — обширный архив первых полос газет со всего мира и их сайтов. Когда смотришь на весь мировой медиа ландшафт в перспективе, убеждаешься, что нарративы, вокруг которых кажется вертится все вокруг, (вот так сюрприз!) не интересуют никого за пределами континента.

Открытая культура (eng) — основанная в 2006 году, организация Open Culture занимается поиском и курированием тысяч бесплатных образовательных и культурных ресурсов, разбросанных по всему интернету — от университетских курсов и аудиокниг до классических фильмов и уроков языка.

Артефакт

Реактор молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE, Molecular Beam Epitaxy) выглядит так, будто может отодвинуть стеночку и отправить ученых в гости к Ивану Васильевичу Грозному, но на деле это одна из самых точных установок для создания полупроводников. Она позволяет выращивать кристаллы в глубоком вакууме послойно, буквально атом за атомом.

High tech, low life

Киберпанк мертв. Серьезно. Как литературный жанр он растворился в повседневности, потеряв весь свой неоновый лоск. Реальность все чаще напоминает мне посредственный роман в стиле Гибсона, написанный уставшим копирайтером: технологии повсюду, но жизнь от этого не стала похожа на блокбастер. Скорее на глючный скрипт.

В моем случае это ощущение подпитывается ежедневной работой с хакерами. За последний год я плотно сотрудничал Иваном Глинкиным, специалистом по аппаратному хакингу, помогал выпустить исследование безопасности роутеров с российских маркетплейсов и описывал взлом бесполезных биометрических замков, но самая дикая история произошла под конец года. Иван решил провести эксперимент: купить на вторичке пяток подержанных жестких дисков и посмотреть, что на них осталось.

Когда герой покупает с рук жесткий диск и находит там корпоративные секреты — это сюжет технотриллера. Но именно так и вышло. После часов споров с юристами мы все же рискнули опубликовать эту историю.

Надеюсь, жалеть не придется. Впрочем, оно того стоило: всегда хотелось, чтобы мои тексты меняли мир к лучшему. Пусть даже это будет мелочь, то, как люди стирают данные. Спойлер: простого форматирования недостаточно. Почитайте про полную перезапись (Zero-fill). А если на диске были ключи от криптокошелька — дрель ваш лучший друг. Три сквозных отверстия гарантируют покой.

Мы живем в мире, где цифровая гигиена — это не «поставить антивирус». Это понимание, как работают вещи, которыми пользуемся каждый день. Киберпанк умер? Возможно. Но пока люди выбрасывают свои секреты на помойку, у хакеров будет работа.

Бонусные посты из моего ТГ-канала

Почему все теории неполны, но не все одинаково неправы?

Зачем говорить с китами?

30 попыток, 3 дня печати и одна правда о нейросетях

Аддитивное производство создает разные объекты путем послойного добавления материала. Этот метод выращивает объект слой за слоем из цифровой модели. Можно создавать сложные детали, тратя меньше сырья и энергии.

Компания Material Hybrid пошла дальше, она предлагает печатать аккумуляторы полного цикла: анод, катод, сепаратор, корпус. Без форм. Без ограничений. Без компромиссов. Круглые, квадратные, тонкие или спиралевидные - ограничений больше нет. Теперь энергия становится частью продукта.

Бензину все равно, какой формы бак. Электричеству тоже. Мы помогаем энергии вести себя как конструкционный материал — вливаться в изгибы, края и пустоты.

Они анонсировали гибридный 3D-принтер, способный печатать аккумуляторы полного цикла: анод, катод, сепаратор, корпус. Любых форм и размеров. Реальное доказательство того, что энергию уже можно напечатать.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм

Представьте батарею, которой не нужен ни газ, ни водород, ни солнечный свет. Все, что ей требуется — обычный воздух. Речь о цинково-воздушной батарее, разработанной учеными Индийского научного института Принцип ее работы удивительно прост: кислород из воздуха попадает внутрь, превращается в ионы, реагирует с цинком, вырабатывая электричество.

Такая батарея способна делать куда больше, чем просто выдавать ток. Она может очищать воду и производить перекись водорода экологичным способом — без токсичных отходов и сложных технологий. То есть одно устройство влияет сразу на несколько сфер: энергетику, экологию и промышленность. Производство таких батарей несложное и недорогое. Индия показывает миру, что чистая энергия может быть доступной, даже если страна не обладает огромными запасами газа и нефти.

Если технология получит развитие, она может полностью изменить рынок хранения энергии. Кто знает — возможно, именно цинково-воздушные батареи станут «новой нефтью» в мире возобновляемой энергетики.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм

Батареи плохо переносят мороз: электрохимические реакции останавливаются и они быстро теряют свою емкость и перестают работать. Но ученые из Университета Пердью провели испытания, которые могут изменить будущее хранения энергии в экстремальных условиях. Они создали натрий-ионный аккумулятор (SIB) в формате пакетного элемента, способный работать при температурах до –100 °C.

Испытания показали, что в диапазоне от –25 °C до –50 °C энергоемкость батареи составляла от 96 до 46 Вт·ч/кг. А при –100 °C она выдала около 70–76 Вт·ч/кг — это уровень, подходящий для космических задач.

➖ анод — твердый углерод;

➖ катод — соединение натрия и ванадия Na₃V₂(PO₄)₃;

➖ сепаратор — полипропиленовая пленка;

➖ электролит — раствор соли NaPF₆ в специальных устойчивых растворителях.

Такой состав позволяет батарее оставаться «живой» даже в экстремальном холоде, будь то Арктика или Антарктика, Аляска или Якутия.

Больше интересной информации про источники энергии и энергетику в телеграм-канале ЭнергетикУм