Metamaterjal kaitseb maavärina eest ({{commentsTotal}})

Elroni rong.
Elroni rong. Autor/allikas: Virgo Siil

Sarnaselt heli ja valgusega levivad ka maavärinad lainetena. Juba on loodud materjale, mille struktuur mõjutab heli ja valguse levikut. Nüüd töötavad teadlased aga selle kallal, et luua nendest struktuuridest suuremad versioonid, mida saaks kasutada maavärina leviku kontrollimiseks.

Augud põrgatavad maavärinat

Selleks on katsetatud näiteks ühtlaste vahedega pinnasesse silinderjate aukude kaevamist. Korrastatud paigutus hajutab laastavaid pinnalaineid, pannes need omavahel liituma ja üksteist summutama.

Ühe õnn on teiste õnnetus – kuigi eelkirjeldatud viisil kujundatud maalapile jääv ala on kaitstud, on ümbritsevad alad peegelduvate lainete tõttu veelgi suuremas ohus. Lisaks tekitavad maavärinad väga suure ulatusega võnkeid. Nii suure amplituudiga võnkeid, et need võivad puuraukude kaitsekilbist sellega põrkumata mööduda.

Aukude asemel mets

Londoni kuningliku kolledži matemaatikud katsetavad koostöös Prantsusmaa partneritega teistsugust lahendust kasutades selleks puid. Puud toimivad resonaatoritena, võnkudes teatud sagedustel isegi suure amplituudiga laine puhul. Kui puud teatud viisil paigutada, suudavad need suunata seismiliste pinnalainete energia sügavale pinnasesse, kaitstes sel moel lainete kahjulike mõjude eest.

Kirjeldatud lahendus põhineb metamaterjalidel, tehislikul resonaatorite paigutusel, millel on ebatavalised neelduvad omadused. Metamaterjalidest “nähtamatuse mantleid” on kasutatud juba selleks, et muuta väga väiksed objektid valguslaineid ümber suunates silmale nähtamatuks. Nüüd saaks luua sarnaseid suuremõõdulisi versioone ja muuta hooned puude võnkumise abil maavärinatele “nähtamatuks”.

Metsad kaitsevad hooneid

Sellisel moel saaks ümbritseda näiteks ajaloolise lossi või tuumaelektrijaama metsaga ja suunata seismilised lained ümber kaitstava ala või pinnasesse. Hoone jääks sel juhul täiesti puutumata.

Aasta algul demonstreeris teadlaste rühm, et tihedad männimetsad käituvad loodusliku seismilise metamaterjalina. Katsete käigus tekitati vibratsioon ja mõõdeti selle mõjusid seismomeetriga. Ilmnes, et võnkuvad puud pakuvad paikset kaitset teatud sagedusega pinnalainete eest.

Looduslikus metsas täheldasid teadlased, et puude ebaühtlane kõrgus ja nendevahelised tühimikud pakuvad kaitset laiema sageduste ulatuse eest kui puude ühtlane paigutus. Kui mets kujundada nii, et selle kõrgus serva suunas kahaneb,kataksid nad veel laiema seismilise võnkesageduse.

Kaitse ka tehisliku värina eest

Teadlased kutsuvad seda “metakiiluks”, kuna kaitsva metsa kõrgus kahaneks serva suunas samamoodi nagu kiil ühest servast aheneb. Metakiilu võiks luua päris puudest või siis postidest, mis toimiks tehislike resonaatoritena. Metakiilud suudavad tõhusat kaitset pakkuda vaid kahest suunast tulevate lainete vastu, kuid teadlased loodavad ka selle mure lahendada.

Metakiile saaks kasutada igapäevasemate murede lahenduseks, hooneid ohustavate vibratsioonide tõrjumiseks. Üks näide on raudteed ümbritsevad alad, metamaterjali oleks võimalik paigutada rööbastee ja majade vahele jäävale alale, nii et lained suunataks pinnasesse või piirkonda, kus need võivad vaibuda.

Seismilised metamaterjalid huvitavad enim neid, kes otsivad kaitset tektoonilise maavärina eest. Itaalia teadlased korraldavad sarnaseid eksperimente, kus resonaatorid on paigutatud pinnasesse, mitte selle peale.

Kuningliku kolledži teadlased uurivad viisi, kuidas ka puuraukude süsteemi teha tõhusamaks. Teadlasrühm taotleb patenti selle lahenduse versioonile, mis toimib nende väitel isegi seismilistel lainepikkustel. Mõnedes maailmajagudes esineb väga väikseid, kuid üsna regulaarseid maavärinaid. Aastate möödudes tekitavad need hoonekahjustusi. Kui on teada, mis suunast maavärinad tavaliselt tulevad, on võimalik nende majade läheduses pinnast töödelda, puuraugud teha, nii et värinad peegelduvad lihtsalt kuhugile eemale. Selline lahendus võiks huvitada majaomanikke, kindlustusfirmasid ja ehitusettevõtteid.

Toimetaja: Virgo Siil



Õpilaste teadusajakirjas Akadeemiake on teadlaste range eelretsenseerimise läbinud kaheksa värsket õpilasteuurimust. Akadeemiakese toimetus tegi koos ERR Novaatoriga kolmest tööst kokkuvõtted.
Taimetarkus
Karulauk.Karulauk.
Laansoo: inimeste taimeteadlikkus võiks olla kõrgem

Botaanik Urmas Laansoo sõnul on viimastel aastatel kasvanud ravim- ja metsataimede populaarsus, kuid inimeste teadlikkus pole menukusele järele jõudnud. Sestap leiab Laansoo, et korilusentusiastid peaksid tegema rohkem kodutööd enne kui metsast tundmatu leht või õis koju tuuakse. 

Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.

Etnobotaanik: rahvas on ikka leidnud taimedele nutikaid kasutusviise

Etnobotaanik Raivo Kalle nendib, et meie eelkäijad on olnud taimeriigiga rohkem ühenduses ja leidnud kõigile metsasaadustele rakendust. Samas on teadlase hinnangul viimastel aastatel taimeteadlikkus kasvanud, mistõttu on ka linnainimesed taastamas sidet loodusega. 

Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.
Taimede dieedil hoidmiseks kulub igal aastal 500 kilogrammi suhkrut

Tartu ülikooli botaanika osakonnas on kaks päeva aastas – üks mais ja teine septembris – suhkrupäevad. Juba 15 aastat järjest suunduvad teadurid ja tudengid nendel päevadel Põlvamaale Ahja jõe äärsele niidule, kaasas umbes 250 kilogrammi suhkrut. 

Üliõhuke sensor ja töökorras kunstsüda.Üliõhuke sensor ja töökorras kunstsüda.
Tehnoloogiauudised: pehme süda ja pehmed kullast andurid

Maailmas on 26 miljonit inimest, kes vajavad uut südant. Praegu on selleks ainus võimalus saada doonorsüda teiselt inimeselt. Lähitulevikus on aga loodetavasti võimalik kasutada silikoonist tehissüdant, mis on juba praegu olemas, ühe väikese puudusega... Teadusmaailmas pakuvad üha rohkem kõneainet pehmed ja kantavad sensorid ning Jaapanis ollakse just ühe selise tehnologiaga tehtud läbimurre.

Tartu ülikooli on tänavu esitanud avalduse rohkem kui 12 100 inimest.Tartu ülikooli on tänavu esitanud avalduse rohkem kui 12 100 inimest.
Graafik | Tartu ülikooli vastuvõtt: arstiteaduse ja IT jätkuv võidukäik

Tartu ülikoolis lõppes neljapäeval sisseastumisdokumentide vastuvõtmine enamikele eestikeelsetele bakalaureuse- ja magistriõppekavadele. Sel aastal esitati Tartu ülikooli ligi tuhat avaldust rohkem kui eelmisel aastal. Kokku on eesti- ja ingliskeelsetele õppekavadele kõigis õppeastmetes esitatud üle 12 100 avalduse. Jätkuvalt on kõige populaarsemad arstiteadus ja IT-erialad. Seejuures esitati rohkem avaldusi mitteinformaatikutele mõeldud infotehnoloogia magistrikavale kui nn tavalisele informaatika magistrikavale.

Tervisevaldkonnas on kõige suurem puudus õdedest: 2025. aastaks jääb kutsekoja raporti järgi puudu 311 õde, selle eriala lõpetajate hulk peaks kasvama 35 inimese võrra aastas. Ka farmatseutide arv peaks 2017.–2025. aastal viiendiku võrra kasvama.Tervisevaldkonnas on kõige suurem puudus õdedest: 2025. aastaks jääb kutsekoja raporti järgi puudu 311 õde, selle eriala lõpetajate hulk peaks kasvama 35 inimese võrra aastas. Ka farmatseutide arv peaks 2017.–2025. aastal viiendiku võrra kasvama.
Mida õppida, et tulevikus jaguks ka tööd?

Asjatundjad soovitavad kaaluda kõrghariduse esimesel astmel bakalaureuseõppe ja rakenduskõrghariduse ühendamist nii, et valik akadeemilise või rakendusliku suuna vahel tuleks teha alles kolmandal õppeaastal.

ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.