Нанотехнологии

В Новосибирске 2 июня 53-летнему мужчине бесплатно имплантировали протез тазобедренного сустава из нанокерамики. Эндопротез изготовил завод ЗАО «НЭВЗ-Керамикс».

Профессор химии Акос Вертес держит полупроводниковую пластину с микросхемами REDIchip. Фото: университет Джорджа Вашингтона

Как известно, собаки и некоторые другие животные способны различать людей по запаху. Собаки даже могут отличить запах однояйцовых близнецов с идентичным геномом, что кажется совершенно невероятным (впрочем, отпечатки пальцев у них тоже слегка отличаются).

Люди используют собак как «биологические сенсоры» для выслеживания пропавших людей по оставленному запаху, для поиска наркотиков и т. д. Но если новая разработка химиков из университета Джорджа Вашингтона получит развитие и усовершенствуется, то способности собак можно будет воплотить в компьютерном микрочипе. И тогда перед нами открываются совершенно новые возможности, и не только в медицине, системах безопасности, идентификации личности, камерах наблюдения и детекторах взрывчатки, но также в компьютерных играх и мобильных приложениях для смартфонов, куда встроят такие сенсоры.

Впервые учёные продемонстрировали рабочий источник света на базе графена, выполняющего роль нити накала. Мелкие частички графена, прикреплённые к металлическим электродам, светятся при пропускании через них электрического тока. Над проектом совместно работали исследователи из Колумбийского университета, Сеульского государственного университета и Корейского исследовательского института.

«Мы, по сути, создали тончайшую лампочку в мире,- говорит Джейм Хоун, соавтор работы. – Такой источник света можно интегрировать в чипы, и он проложит дорогу к изготовлению гибких и прозрачных дисплеев атомарной толщины, а также систем оптической связи».

Одной из ключевых задач при создании фотонных контуров для оптических компьютеров является создание микроскопических источников света. Лампу накаливания не удавалось встроить в микрочип, поскольку обычно для её свечения требуются высокие температуры, которые микросхемы не выдерживают.

Раскалённый графен достигал, по измерениям спектра света, температуры в 2500 градусов. При этом свет от структуры атомарной толщины был виден даже невооружённым глазом. Но уникальность графена в том, что с повышением температуры его теплопроводность уменьшается. Благодаря этому, он может раскаляться до свечения, не повреждая соседние микрокомпоненты.

Этим постом я продолжаю тему использования явления взрывной электронной эмиссии, о которой я недавно рассказывал в своей статье "В сердце катодного пятна". На очереди интересная технология и оборудование по генерации сильноточных низкоэнергетических электронных пучков (НСЭП) в протяженном плазменном канале. Эта технология позволят получать поверхностные сплавы, обладающие рядом уникальных характеристик. О практических применениях данной технологии, перспективах её развития и необычных сферах использования мы поговорим в этой статье.

В статье Plastic Logic: технология, а не планшет я упомянул о том, что кроме производителя чехлов PopSlate у компании Plastic Logic есть еще один клиент, и предположил, что такой экран может быть у YotaPhone. Гендиректор Yota Devices рассказал «Ведомостям», что компания тестирует экраны Plastic Logic.

При взрыве реактивной противотанковой гранаты любое укрепление превращается в оружие врага — камни и щебень летят в солдат, как осколки гранаты. «Обои», разработанные американскими военными инженерами, выступят в роли защитной сетки.

В республике Мордовия запускают завод по производству оптоволокна. Монтаж оборудования начали в конце 2014 года, сейчас идут пуско-наладочные работы. Объем производства составит 2,4 миллиона километров оптического волокна в год.

PopSlate предлагает чехол для iPhone 6, оснащенный 4-дюймовым дисплеем, на котором можно менять заставки, устанавливать карты или читать книги. Стартап использовала для устройства экран Plastic Logic — компании, в которую Роснано вложило $150 миллионов. Под катом — о том, что случилось с Plastic Logic и куда делись электронные учебники для российских школьников.

Учёные из Висконсинского университета в Мадисоне (США) совместно с Департаментом сельскохозяйственной лаборатории лесных продуктов (FPL), стремясь избавить человечество от гор долгоживущего токсичного мусора, разработали метод изготовления полупроводниковой микросхемы, сделанной почти целиком из дерева. А точнее – из биоразлагаемой нанофибрилловой целлюлозы (CNF).

В настоящее время прогресс микроэлектроники идёт устрашающими темпами, и постоянно растёт количество устаревающих устройств, от которых хозяева избавляются, просто выбрасывая их. Фабрики по переработке старой электроники не справляются с таким потоком. По статистике, в 2010 году было переработано всего 11% выброшенных мобильных устройств, 17% телевизоров и 40% компьютеров.

«Основную массу микросхемы составляет подложка,- говорит руководитель работы Женкьян Ма. – Для всего остального остаётся не более пары микрометров. Новые микросхемы будут настолько безопасны, что их можно будет оставить в лесу, и их съедят грибки. Они так же безопасны, как удобрения».

Группа физиков из инженерной школы прикладных наук Колумбийского университета разработала технологию получения полноценных диодов размером всего в одну молекулу. Работа велась под руководством помощника профессора прикладной физики Латы Венкатараман.

Их «молекулярный диод» работает эффективнее аналогов, создававшихся ранее, и имеет все шансы стать первым нанодиодом, подходящим для создания наноустройств. Работа была опубликована 25 мая в журнале Nature Nanotechnology.

Сегодняшняя минитюаризация электроники занимала умы учёных ещё в прошлом веке. В 1974 году А. Авирам и М. Ратнер предположили в своей работе, что единственная молекула может работать, как выпрямитель, и тем самым положили начало современной микроэлектронике.

С тех пор исследователи установили, что единичные молекулы, связанные с металлическими электродами (мономолекулярное соединение), можно заставить играть роль различных элементов электрических схем – резисторов, переключателей, транзисторов и диодов. При этом в таком поведении молекул принимают непосредственное участие квантовые эффекты.

Новый тип памяти призван обеспечить дальнейший рост производительности

Как считает сама AMD, компания годами определяла новые типы памяти для графических ускорителей, а остальная индустрия выступала в роли догоняющего. Это давало продуктам AMD конкурентное преимущество, к примеру, в своё время нововведение в виде GDDR5 обеспечило Radeon HD 4870 лидерство по производительности. В итоге GDDR5 стала стандартом, но с момента её первого появления прошло уже семь лет, и каких-либо фундаментально новых изменений не происходило. Следующий прорыв должен обеспечить стандарт High Bandwidth Memory (память с высокой пропускной способностью). Первый видеоускоритель на его основе может выйти уже через несколько месяцев.

Учёные из Аргоннской национальной лаборатории, исследуя условия, при которых возможно кардинально уменьшить трение между двумя твёрдыми поверхностями, придумали использовать для этого комбинацию графена и микроскопических алмазов. При этом алмазы служат аналогом шариков в подшипниках, уменьшая трение почти до нуля.

В нашем мире везде присутствует трение. Гладкие на первый взгляд поверхности содержат микроскопические неровности, которые, цепляясь друг за друга, противодействуют движению соприкасающихся предметов. В технике для уменьшения потерь энергии и предотвращения истирания движущихся частей используют смазку – иногда жидкую, иногда густую. В частности, хорошими смазывающими свойствами обладает смазка из графита.

В микромире на небольших идеально ровных поверхностях, соприкасающихся друг с другом, трение возникает из-за взаимного воздействия атомов. Например, у того же графита поверхность состоит из холмов и впадин, сильно напоминающих коробку для яиц. Если выровнять две соприкасающиеся поверхности, то они будут беспрепятственно скользить. Если же чуть повернуть одну из них, станут возникать зацепления и трение резко возрастёт.

Неизвестно, как учёным из итальянского Университета Тренто в голову пришла такая идея, но они решили спрыснуть пауков водой, содержащей углеродные нанотрубки и частицы графена. В результате пауки стали плести прочнейшую паутину с рекордными характеристиками.

Обычная паутина – удивительное творение природы. В относительных показателях она превосходит практически все материалы, которые пока научился изготавливать человек. Она так же прочна на растяжение, как сталь, имея при этом в шесть раз меньшую плотность. А некоторые виды паутины способны ещё и растягиваться в пять раз.

Исследователи подвергли эксперименту полтора десятка паучков, которые, ничего не подозревая, спокойно жили в итальянской сельской местности. У нас такие пауки известны, как пауки-сенокосцы, или пауки-долгоножки. После обработки водой, содержащей углеродные наноматериалы, пауки выдали паутину со следующими характеристиками:

Нанотехнологии — одно из наиболее динамично развивающихся направлений в науке на данный момент. Едва ли не каждый день появляются сообщения о создании новых материалов или улучшении свойств уже существующих, а ученые разрабатывают новые методики лечения болезней. И все это происходит благодаря нанотехнологиям.



Композиционные материалы существуют уже достаточно давно. Например, один из простейших композитов — железобетон — был запатентован без малого полторы сотни лет назад. Но именно использование нанотехнологий позволило создать новые материалы, отличающиеся от привычного металла или дерева более высокой прочностью и гибкостью. Кроме того, они легче и обладают повышенной износостойкостью.

Пока Европейцы думают об этичности изменения ДНК эмбрионов людей, наши Китайские друзья делают первое в мире редактирование ДНК человека.

Американские учёные определённо любят и смотрят часто YouTube. В недавно опубликованной работе они по полочкам разобрали с научной точки зрения поведение обычных щелочных или алкалиновых батареек, а также сопоставили информацию из широко известного ролика с научными фактами.

19 апреля на Хабре и Geektimes прошло незамеченным, хотя именно в этот день 50 лет назад была опубликована статья с некоторым эмпирическим наблюдением, впоследствии получившем название «закон Мура», этакий долгожитель быстротекущего и изменчивого мира электроники. Компания Intel в связи с этой крупной и круглой датой взяла интервью у своего основателя, старичка Мура. Что ж, добро пожаловать под кат за некоторые интересными подробностями и, собственно, интервью.

Схема работы чудо-системы

Учёные из национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета создали систему, которая превращает углекислоту в ацетаты при помощи солнечной энергии. Фактически, система имитирует работу фотосинтеза, на основе работы которого можно получать горючее, полимеры и другие химикаты. По мнению учёных, открытие совершает прорыв в биосинтезе.

«При естественном фотосинтезе листья получают энергию от солнца и перерабатывают двуокись углерода, чтобы в реакции с водой создать молекулы, формирующие их биомассу, — говорит Крис Чанг, один из авторов работы. – В нашей системе нанопровода получают энергию солнца и доставляют электроны бактериям, в результате чего двуокись углерода перерабатывается и комбинируется с водой, давая на выходе разные химические продукты».

Зима уже прошла, но воспоминания о ней ещё свежи. По крайней мере, эти реагенты, разъедающие обувь и днища автомобилей и оставляющие на ботинках и брюках белые разводы – весьма приснопамятны. Вот и учёные из Томского государственного университета (ТГУ) решили заменить старые реагенты новыми. Сказано – сделано.

Новый реагент, разработанный ими, успешно разъедает лёд даже при температурах в -37 градусов. При этом его гранулы растворяются вместе со снегом, и не остаются на асфальте, как это делает песок. Он не разрушает ни дороги, ни одежду и не содержит вредных веществ. Его можно использовать и на тротуарах, и на дорогах. А стоимость изготовления обещают сделать небольшой.

Американские исследователи из Рочестерского и Пенсильванского университетов нашли новое средство борьбы с зубным налётом. Они приспособили сферические наночастицы для доставки на поверхность зубов лекарства, останавливающего работу вредоносных бактерий, деятельность которых вредит зубной эмали.

Бактерии Streptococcus mutans формируют на поверхности зубов биоплёнку и выделяют в процессе жизнедеятельности кислоту, которая постепенно разъедает эмаль зубов. Это приводит к появлению кариеса, и, в конечном счёте, к потере зуба.

Учёные сумели создать наносферы, наполненные лекарством, которые прикрепляются как к зубной эмали, так и к сформировавшейся на её поверхности биоплёнке. В результате воздействия внешней среды оболочка сфер ослабевает и выпускает наружу лекарство, фарнезол (которое, к слову, имеет запах ландышей). Таким образом, наибольший выход лекарства происходит в областях с наибольшей химической активностью – то есть там, где оно нужнее всего.