Нанотехнологии

Консорциум компаний, занимающихся разработкой и производством дисковых накопителей IDEMA, обнародовал план развития накопителей на ближайшие 10 лет. Используя новые технологии, планируется к 2025 году выйти на планку в 100 Терабайт – это в 10 раз больше самых больших современных жёстких дисков. От текущей технологии PMR (перпендикулярная магнитная запись) планируется перейти к более совершенным: HAMR (термоассистируемая магнитная запись), BPMR (cтруктурированные носители данных) и HDMR (магнитная запись с точечным нагревом).

По целому ряду причин постоянно ищутся новые способы хранения энергии, а существующие улучшаются. Мы всё больше и больше пользуемся беспроводными устройствами. Люди с надеждой смотрят на электромобили. Tesla Motors наглядно показала, что электрокары могут быть не просто средством передвижения для особо рьяных борцов за экологию, но и просто очень спортивными автомобилями. Переключать скорости для набора или сброса скорости необходимости нет, и любой водитель очень быстро привыкает к этой «бесконечной» первой передаче.

Новости об очередном прорыве в строении аккумуляторов, который изменит всю индустрию, появляются как минимум раз в месяц. Обычно учёные либо меняют конструкцию, либо пробуют новые материалы. В новом исследовании удалось реструктурировать материалы в нано-аккумулятор, а затем объединить их группу в батарею.

MIT совместно с Техасским университетом A&M придумали оригинальный способ помогать раненым солдатам: с помощью гидрогеля с силикатными дисками наноразмера.

Материал ускоряет свертываемость крови, что уменьшает потери. По результатам тестов такой гидрогель повышал скорость свертываемости на 77%. Если исследования пройдут удачно, то американские солдаты будут идти в бой, захватив с собой шприцы с ним.

Тему 3D печати довольно давно называют революционной, прорывной. О возможностях такой печати говорили и на Форуме «Открытые инновации» в этом и прошлом годах. И сейчас MIT Technology Review в список 10 наиболее прорывных технологий внес 3D печать в микромасштабе.

Чернила, созданные из различных материалов, в случае правильного сочетания позволят расширить возможности 3D печати в медицинской сфере. Речь не о каких-то обложках для вашего любимого айфона, не о напечатанной одежде, а о спасении жизней людей, в том числе благодаря тестированию препаратов.

Стоит сразу сказать о печати биологических тканей с кровеносными сосудами — а именно кровеносные сосуды до настоящего момента являются «узким» местом, не позволяющим достаточно широко применять протезы органов. Создание биологических материалов с желаемыми функциями приведет к тому, что мы сможем имплантировать пациенту свеженапечатанный орган, а не ждать, пока потенциальному донору снесет голову в автокатастрофе.

Эта разноцветная решетка, сделанная в лаборатории Дженнифер Льюис из Гарвардского университета, наглядно показывает возможности печати несколькими материалами.

Композиционный материал – это неоднородный сплошной материал из двух или более компонентов с чёткой разницей между ними. Самый простой пример – обычная клееная фанера. Но есть и гораздо более интересные технологии и материалы, используемые в авиастроении, автомобилестроении и других областях. Подробнее – под хабракатом.

Электронной литографией нынче не удивишь никого, ей пророчат весьма успешное будущее в микроэлектронике. Даже РосНано планирует к закупке электронно-лучевую литографию Mapper. А как на счёт материалов – что станет основой фоторезиста будущего?

Здравствуйте, друзья.

Поскольку у нас прошёл относительно законченный этап в освоении технологии вакуумного напыления тонких плёнок, то у меня логично родилась мысль поделиться накопленным опытом с вами. Конечно, вам может показаться, что здесь было мало чего лежащего на самом острие науки и техники в этом движении. Однако на наш взгляд полезным может быть сам пройденный опыт.

Видимо, именно этот принцип группа профессора Ванга (Wang), который удачно совмещает работу в пекинском институте наноэнергетики и наносистем и технологическом университете Джорджии, избрала своей максимой. За последние полгода в свет вышло в общей сложности 7 работ только в журнале американского химического общества ACSNano (impact factor 12.062), о них-то мы сегодня и поговорим. Тем более, что данные системы имееют реальные шансы стать основной запитки носимых датчиков и умной одежды.

Для General Electric интернет вещей — это не только холодильник, самостоятельно заказывающий продукты, но ещё и датчики, которые могут передавать данные онлайн в экстремальных условиях — например, внутри реактивных двигателей. Именно о такой разработке компания объявила в начале июня.



Они используют технологию Direct Write для печати специальными металлическими чернилами миниатюрных сенсоров прямо на необходимой поверхности.

Специалисты из Техасского университета в Остине собрали самый маленький и быстрый в мире искусственный мотор. По заявлениям разработчиков, мотор размером 1 микрометр вращался 15 часов, разгоняясь до 18 000 RPM (300 оборотов в секунду). Общее количество оборотов превысило 240 000. Это значительное достижение, потому что предыдущие модели таких моторов вращались не более чем на 5000 RPM всего несколько минут.

Обычно, когда заходит речь о графене, сразу возникают ассоциации с чем-то микроскопическим, невидимым невооруженным взглядом, и, пока что, не имеющим какого-либо практического применения за пределами лабораторий. Такое впечатление усиливается после прочтения новостей о последних «прикладных» открытиях — будь то «самый тонкий двигатель», или «самый тонкий и гибкий транзистор». Однако, помимо таких хоть и полезных, но (пока) далеких от реальной жизни применений, есть области, где графен может применяться прямо сейчас, причем в макроскопическом масштабе. Одна из них — трибология.

Проектов самовосстанавливающегося пластика существует довольно много. На Хабре публиковались некоторые из них, довольно многообещающие. Но пока что ни один из проектов не получил широкого распространения, в силу тех либо иных проблем.

На днях появилась информация о еще одном проекте, идея которого весьма необычна. А идея состоит в том, чтобы провести через пластик «капилляры», в которых будут циркулировать два разных вещества.

На втором курсе института, когда нам рассказывали «Историю науки», я помню, как слушал про студента, который забыл выключить тигель, и совершившего открытие, или одного известного ученого, получившего яблоком по голове, и думал, что это сказки, и в современной науке такого не бывает. В принципе, если посмотреть на публикации в топовых физических журналах, видно, что все они — результат долгого упорного копания в одном направлении. Новоселов с Геймом даже нобелевку получили не за открытие, как таковое, а за «планомерное исследование свойств». Но, тем не менее, открытия в современной науке все-таки случаются, и я хочу рассказать об одном из них, будучи его соавтором.

Эта неделя оказалась урожайной на новости, связанные с прикладными применениями графена и других нано-материалов. Сначала был ультратонкий транзистор, теперь в том же журнале Nano Letters опубликовали статью о разработке молекулярного нано-двигателя, в котором графеновый слой играет ключевую роль. Этот двигатель состоит из высоко-эластичной мембраны, играющей роль поршня, и молекул ClF₃, являющихся рабочим телом. Объем рабочего тела изменяется под воздействием лазера. Нано-двигатель развивает давление до 10⁶ Па и выдерживает более 10 000 циклов.

Учёные активно изучают возможности получения новых материалов, аналогичных графену, — состоящих из слоя вещества толщиной в один атом. Существенный прогресс в последнее время был продемонстрирован в получении фосфорена — материала, состоящего из одного слоя атомов фосфора.

Кристаллическая структура фосфорена (Credit: Han Liu et al.)

Исследователи из Массачусетского технологического института придумали способ, как повысить КПД обычных солнечных панелей. Они предлагают внедрить промежуточный нагревательный элемент между потоком солнечного излучения и поверхностью панелей. Идея в том, что при нагревании этот элемент будет излучать в спектре, который лучше подходит для поглощения стандартными кремниевыми элементами.


Нанофотонный солнечный термофотоэлектрический элемент, составленный из нескольких слоёв углеродных нанотрубок в качестве поглотителя и фотонного кристалла Si/SiO₂ в качестве излучателя, а также солнечной фотоячейки на 0,55 eV

В прошлой статье помимо всего прочего было упомянуто, что пора бы завершить эпопею с написанием статей о микромире, окружающем нас повсюду, но не тут-то было…

В первой части сего длительного повествования было показано, что побороть кристаллического кремниевого монстра фотовольтаики будет очень не просто, в особенности, органическими молекулами, но так ли это на самом деле? Что есть такого в третьем поколении солнечных элементов, чего нет у предыдущих двух?!

В середине июля 2013 года в славном городе Эриче, что расположен в дали от цивилизации на горе на западе Сицилии, проходила прелюбопытнейшая научная школа «Наноструктуры для оптики и фотоники» (или Nano-Structures for Optics and Photonics). Один из докладов по счастливому стечению обстоятельств оказался «Органическая фотовольтаика» (Organic photovotaic), представленный профессором Ули Лемерром (Uli Lemmer) из Института Технологий Карлсруэ (Karlsruhe Institute of Technology – KIT).

Итак, быть или не быть «альтернативной» фотовольтаике?

Канадский производитель одежды Garrison Bespoke разработал мужской костюм, который наверняка понадобится многим бизнесменам и политикам. На первый взгляд костюм не отличается от классического, но сделан из ткани на основе углеродных нанотрубок. Такая ткань останавливает пули до сорок пятого калибра и защищает от колющих ножевых ранений. Она на 50% легче кевлара и в 30 раз прочнее стали.