Нанотехнологии

Не часто встретишь подобное на просторах Интернетов, особенно в России. Поэтому я хотел бы поделиться с уважаемыми Хабра-пользователями информацией об одном, как мне кажется, интересном и полезном конкурсе, в котором принять участие может практически каждый, кто когда-либо хотел написать рассказ о своём хобби, увлечении или серьёзном научном исследовании.

_{На фотографии: монодисперсная система оловянных частиц под электронным микроскопом.}

Группа ученых под руководством Максима Коваленко из лаборатории неорганической химии в Швейцарской высшей технической школе Цюриха и Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий смогли получить новый тип наноматериала, помогающий сохранить в литиевом аккумуляторе значительно больше энергии.

Наноматериал состоит из крошечных фрагментов олова, которые закрепляются на аноде аккумулятора, его отрицательном полюсе. Принцип действия достаточно прост: при заряде батареи ионы лития поглощаются электродом, а во время работы и её разрядки они выпускаются обратно. Как объясняет сам Коваленко, чем больше ионов поглощается в процессе такого «дыхания», тем больше энергии может быть сохранено в аккумуляторе.

Выбор элемента для построения наноматериала был продиктован тем, что каждый атом олова может поглощать до четырёх ионов атомов лития. Здесь, однако, возникает проблема физического размера: кристалл олова увеличивается в размерах до трёх раз при поглощении ионов и уменьшается при их отдаче.

Посвящается всем, кто любил, помогал,
верил, поддерживал, несмотря ни на что,
и с кем я не мог быть рядом …

Всё хорошее когда-нибудь заканчивается. Мне безмерно жаль, что данный пост будет заключительным в серии увлекательного – по крайней мере, я надеюсь на это – путешествия в микро- и иногда даже наномир, о котором 50 лет назад без преувеличения великий физик Фейнман сказал: “There is plenty of room at the bottom”. Действительно внизу гораздо больше места, чем мы могли бы себе представить. Там, внизу, живут бактерии, размножаются растения и животные, работают наши повседневные приборы от кофеварки до Ватсона (Watson, IBM), там протекает невообразимое множество процессов, которые зачастую не дано понять и осмыслить человеку, но которые определяют наш мир.

Многое, конечно, осталось за пределами нашего рассмотрения в данной серии публикаций, однако даже того материала, который был представлен и будет сегодня пожалован на суд общественности с лихвой хватит для того, чтобы даже самого скептически настроенного обывателя заставить оглянуться вокруг и узреть многогранность мира. Не вдаваясь глубоко в философию Канта, моя максима такова: я желал бы видеть большую часть русскоговорящего населения, способного прочитать данный пост (будь то украинцы, россияне, прибалты или кто-либо ещё), заинтересованной и увлечённой – в моём случае, наукой и исследованиями – и, думаю, что немного преуспел на этом поприще.

Легенда математики и компьютинга — Стивен Вольфрам — всерьез обеспокоен проблемами куда более серьезными, чем изменение климата или перенаселение. Недавно он присоединился к Lifeboat Foundation — мозговому центру, призванному искать пути защиты человечества от смертоносного нано-оружия и взбесившегося искусственного интеллекта.

Неожиданно в закромах Родины обнаружилась хорошая подборка ещё неопубликованного на Хабре материала. К сожалению, всё в один пост не уместилось – надо же рамки приличия соблюдать?! Поэтому предлагаю вниманию уважаемых Хабра-пользователей заключительную пару статей из цикла «Взгляд изнутри».

Вдыхание длинных многослойных углеродных нанотрубок может причинить такой же вред здоровью, как вдыхание асбеста. Фиброгенность и канцерогенность волокон асбеста хорошо известна: по этой причине материал недавно запрещён к использования для отделки помещений. В 2008 году в центре по исследованиям воспалительных заболеваний при Эдинбургском университете (MRC Center for Inflammation Research) выявили, что углеродные нанотрубки вызывают такие же проблемы с дыханием и способны спровоцировать такую же опасную и редкую форму рака — мезотелиому, неизлечимое поражение лёгочной плевры, которое может проявиться через 30-40 лет после вдыхания асбеста.

Учитывая большие надежды, которые возлагаются на углеродные нанотрубки, исследование учёных могло серьёзно осложнить реализацию некоторых проектов. Уникальный материал предполагают использовать в самых разных сферах: от микроэлектроники до сверхпрочного композитного пластика, от новых медикаментов до элементов питания. Инженеры создавали проекты, исходя из предположения о безвредности материала при прямом контакте с человеком.

В офф-топик внесены изменения

Пост написан по следующей задумке алгоритму

1.Попытка взглянуть на потенциальные (почти фантастические) возможности квантовых компьютеров
2.Обзор новых исследований и достижений
3.Обьяснить феномен квантовой сцепленности на простом примере
4. Литература

Уплотняя с помощью JPEG и MPEG визуальные материалы, вдруг странная мысль пришла в голову: в случае с виртуальной картинкой или видео речь идет сжатии двухмерного обьекта. А как же быть с трехмерным объектом (например, описанием и сжатием информационного эквивалента антропоморфного обьекта)?



Все программы сжатия данных работают по одному и тому же принципу. Программа просматривает картинку строка за строкой и разыскивает смежные пикселы, имеющие один и тот же цвет. Ясно, что описание трехмерного обьекта потребовало колоссальной по объему информации. В большом компьютере Tianhe-1A (TH-1A), предназначенном для параллельной обработки данных, содержится эквивалент 50 тыс. процессоров. А что произойдет, если заставить работать в параллель эквивалент 32 млрд процессоров?

Новый класс биосовместимой микроэлектроники, которая способна полностью растворяться в воде, может найти широкое применение в медицине. Временный имплантат, созданный из таких элементов, не нужно будет извлекать из тела пациента после того, как он выполнит свою функцию. Кроме того, по такой технологии можно производить биоразлагаемые датчики контроля окружающей среды и даже бытовую электронику, которую будет очень легко утилизировать без вреда для природы. Даже наоборот, она сможет служить неплохим удобрением.

Как доказали эксперименты последних лет, в физическом вакууме постоянно происходят энергетические колебания из-за рождения и аннигиляции частиц. Многие необычные физические явления, которые вроде бы противоречат закону сохранения энергии, являются доказательством этого непрерывного энергетического бурления в планковском масштабе. Например, поляризация вакуума, эффект Казимира или излучение Хокинга.

На протяжении многих лет учёные не могли достоверно измерить эффект Казимира, предсказанный голландским физиком Хендриком Казимиром в 1946 году. Эффект притяжения друг к другу незаряженных тел под воздействием вакуумной энергии проявляется на расстоянии в несколько микрон.

Графен — перспективный наноматериал для разработки новых устройств, и практически ежедневно случаются события, говорящие о прогрессе его исследований. Немецкие ученые университета Эрлангена-Нюрнберга поставили более значительную веху: путем обычной литографической гравировки были созданы высокопроизводительные монолитные графеновые транзисторы, что может стать отправной точкой некремниевой электроники.

Графен обладает целым рядом необычных свойств, и среди них есть высокая проводимость — наиболее высокая из открытых веществ. Согласно ранним демонстрациям от IBM, графеновые транзисторы могут иметь частоту коммутации в районе 100 гигагерц и до нескольких терагерц. Но графен не обладает запрещенной зоной, то есть не может открываться и закрываться под воздействием тока или напряжения, поэтому создание транзистора на его основе было осложнено.

Говоря о светодиодах, обычно представляют себе такую маленькую пластиковую штуку. Вполне возможно, что скоро диоды будут выглядеть иначе — как излучающая свет бумага. Или ткань.

Еще будучи десятикласником, расковыривая отверткой «звездочкой» очередной винчестер (кстати, почему hdd так назывыют?) приходило много мыслей о том, как сделать запись информации более плотной. Еще не зная в тот момент о супермагнитном эффекте, но уже зная о том, что атом делим, посчитал, какой существует теоретический предел плотности информации при записи на материальный носитель. Сейчас это уже не кажется таким смешным.

Приблизительно три миллиона атомов магнитного вещества хранят 1 бит информации в современных жестких дисках. Германские исследователи из Карлсруэ и Страсбурга, совместно с японскими исследователями из университета Чибы разработали новый тип мемристорной магнитной памяти, которая способна хранить один бит информации в пределах одной молекулы магнитного вещества, так называемого молекулярного магнита.

В гараже Германа после эксперимента с нанодоской еще осталась недоломанная мебель, но эксперимент перешел в другую плоскость: теперь здоровые мужики дымят в фильтр и проверяют его возможности на Свете.

Прощу прощения что пишу так поздно, но это уникальное событие — российский квантовый центр привозит в москву ведущих специалистов по квантовым компьютерам, которые расскажут о созданных ими компьютерах их устройстве и перспективах.



Одной из основных задач, стоящих перед квантовой физикой сегодня является создание квантового компьютера. Находясь в состоянии суперпозиции, квантовый процессор может решать задачу для всех исходных значений параллельно, что означает рост производительности компьютера на многие порядки и революционные изменения технологического уклада современного мира. Специалисты оценивают сроки применения первых квантовых компьютеров вплоть до нескольких десятков лет. Могут ли квантовые вычисления дать нам что-то уже сегодня? Ответ да, но лишь в специальных областях.

В понедельник, 14 мая, в московском офисе РосНано прошёл первый из трёх (проводятся в Москве, Дрездене, Кембридже) TechOpenDay компании PlasticLogic. Ввиду обилия материалов (1, 2, 3), посвящённых данному событию и описывающих его, на мой взгляд, немного поверхностно, попытаемся разобраться, что же было представлено публике пару дней назад.

Два здоровых мужика, шутки ради, решили нанести препрег на обычную доску и посмотреть, что из этого получится. Не знаю как на счет наркотиков, но секс и рок-н-рол в ролике присутствуют. Не пытайтесь повторить это дома.



Краткая справка:

Препреги – композиционные материалы-полуфабрикаты. Ими армируют материалы, чтобы увеличить прочность и другие физико-химические свойства. В данном случае – из обычной доски сделали очень прочную.

Предисловие

Два месяца тому назад в статье, посвящённой сравнению LCD и E-Ink дисплеев, я упомянул, что одним из следующих обзоров будет «вскрытие» матрицы современного фотоаппарата. И спешу исполнить данное обещание!

Demain n'existe pas!

В последней статье из серии «Взгляд изнутри» речь зашла о повседневных вещах, но, не смотря на обилие материала, полученного в этом направлении в течение прошедшего месяца, всё-таки давайте вернёмся к тематике, связанной с IT.

Специально ко Дню Защитника Отечества на препарационный стол легли LCD и E-Ink дисплеи, которые, так или иначе, достались мне в несколько побитом жизнью виде.

Как Антон кидал телефон об стену, а также о результатах скрупулёзного разбора дисплеев читайте под катом.

Посвящается одному прекрасному человеку…

Уже со второй публикации из серии «Взгляд изнутри» появилась идея посмотреть под микроскопом простые, окружающие нас каждый день объекты и это нашло отклик у Хабра-жителей. К тому же, Антон Войцеховский поддержал эту идею, и под дулом электронного микроскопа побывали уже самые разные предметы: от цветов до теней. Поэтому эта публикация будет далека от IT-тематики, но, во-первых, думаю, она полезна с целью расширения кругозора, а, во-вторых, капля IT в ней всё-таки содержится – всего этого не было бы без столь бурного развития компьютерной техники и применения её в электронной микроскопии.

Под катом будет много картинок и совсем немного текста для прояснения происходящего.

Предисловие

Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4). Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование. Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.