Нанотехнологии

На протяжении столетий ученые из разных уголков мира создавали самые разные теории, объясняющие те или иные процессы, явления и феномены. Некоторые из этих теорий были подтверждены или опровергнуты на практике буквально сразу после их высказывания. Другие же оставались на бумаге многие годы, ибо на момент их появления технологии не позволяли провести практические опыты. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из Франкфуртского университета имени Гете (Германия) попытались понять, что есть «давление света» на самом деле, подтвердив в процессе теорию 90-летней давности. В чем именно заключалась теория, какие методики были использованы в опытах, и что нового мы узнали о фотонах? Ответы на эти вопросы ожидают нас в докладе ученых. Поехали.

Snapdragon 865, Apple A13 bionic, новый Ryzen от AMD... Отовсюду нам кричат про 7-нанометровый техпроцесс в смартфонах и ПК! Чем это отличается от знакомых 10 и 14 нанометров? Как влияет на батарейку, производительность, нагрев? А тут еще и Samsung с Google анонсируют процессоры на 5 нм, кто-то уже вообще говорит о 3 нм.



А где вообще Intel? Только что еле-еле переползли на 10 нм?

Мы решили узнать, что измеряют эти нанометры? И так ли важно ими мериться или это просто маркетинг? И реально ли Intel так безбожно устарел?


Прежде чем перейти к процессорам в наших смартфонах и компьютерах, немного основ как устроен процессор?

Когда-то день начинался с чашечки кофе и утренней газеты. В наши дни любовь к кофе по утрам не утратила свою релевантность, а вот бумажные новостные издания были вытеснены смартфонами, планшетами и прочими гаджетами, подключенными к интернету. И в этом нет ничего плохого, ведь всемирная паутина позволяет нам получать информацию и общаться с людьми из разных уголков мира. С каждым днем объем данных, генерируемых в мире, неустанно увеличивается. Каждая статья, фото и даже твит из двух слов — все это является частью огромного и вечно растущего информационного поля Земли. Но эти данные не эфирны, они не витают в облаках, а где-то хранятся. Местом хранения данных служат и наши гаджеты, и специализированные учреждения — дата-центры. Здания, наполненные под завязку серверами, ожидаемо потребляют уйму энергии. Логично, что с увеличением мирового объема данных будет увеличиваться и объем потребляемой энергии. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из Майнцского университета (Германия) разработали новую методику записи данных на сервера, которая в теории может уменьшить энергопотребление в два раза. Какие физические и химические процессы задействованы в разработке, что показали эксперименты, и настолько ли велик потенциал данного труда, как о том говорят его авторы? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

На микро- и нанометровом уровне происходит множество интереснейших процессов, о которых мы даже не подозреваем, ибо их не так и просто увидеть. Чего стоит наше собственное тело: миллионы клеток из разных подсистем слаженно выполняют свои функции, поддерживая жизнедеятельность организма. Среди великого разнообразия необычных молекулярных образований стоит выделить молекулярные моторы, к которым причисляют моторные белки (например, кинезин). Концепция искусственных молекулярных моторов существует еще с середины прошлого века, а попыток создать нечто подобное было очень много, и все они чем-то отличались от других. Сегодня мы с вами познакомимся с исследованием, в котором ученые из EMPA (Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологий) создали молекулярный двигатель из 16 атомов, что делает его самым маленьким на данный момент. Как именно ученые создавали нано-двигатель, какие его особенности и возможности, и как эта разработка может быть применена на практике? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

Кто-то любит дождь, кого-то он вгоняет в хандру, а кто-то любит наблюдать за дождем из комфорта своего дома. Дождь, будучи частью системы циркуляции воды на планете, крайне важен для флоры и фауны. Однако для некоторых существ, вроде насекомых, он мог бы быть предвестником неминуемой гибели, если бы не эволюция. Ученые из Корнеллского университета (США) провели исследование, в котором рассмотрели, как капли дождя взаимодействуют с поверхностями различных биологических материалов (перья, листья растений, крылья насекомых и т.д.). Что показал анализ, чем отличились бабочки и как полученные знания могут быть применены на практике? Ответы на эти вопросы ждут нас в докладе ученых. Поехали.

Даже в условиях пандемии COVID-19 онкозаболевания остаются одной из самых распространённых причин смертей мире. Поэтому исследователи не перестают искать способы диагностики и терапии рака, в том числе с использованием все более востребованных сейчас нанотехнологий.

Международная группа исследователей НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона (Clemson University, Клемсон, США) предложила новый способ получения наночастиц золота, основанный на синтезе под воздействием ультрафиолета. Способ исключает использование агрессивных химических агентов; полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и терапии онкологических заболеваний. Результаты опубликованы в международном научном журнале Biomaterials Science.

Есть такая шутливая отговорка «ничегонеделанья»: я не бездельничаю, на молекулярном уровне я очень занятой человек. И как в любой другой шутке, в этой также есть доля правды. Каждую секунду вокруг нас и внутри нас происходит множество незаметных глазу процессов. Некоторые их них до сих пор остаются объясненными лишь на теоретическом уровне без фактического наблюдения. Однако это может скоро измениться. Ученые из Токийского университета разработали новый метод высокоскоростной съемки, позволяющий запечатлеть движение единой молекулы. Насколько скоростной оказалась съемка, каков ее принцип работы и составляющие? Об этом мы узнаем из доклада ученых.

Новые эксперименты раскрывают возможности крупномасштабных квантовых устройств

Исследователи впервые продемонстрировали квантовую запутанность в механических системах. Концепцию одного из таких экспериментов художник изображает, как световое поле интерферометра, «переносящего» запутанное состояние. Фото предоставлено: Институт нанонауки им. Кавли, Делфтский технологический университет / Мориц Форш.

Запутанность — противоречивая идея состоящая в том, что частицы могут быть связанными независимо от расстояния между ними. Это явление остается одним из самых странных и наименее понятных следствий квантовой механики. Если измерить квантовое свойство одной из пары запутанных частиц, то свойство другой мгновенно изменится.

Такие странные явления обычно возникают на субатомном уровне. Но недавно физики продемонстрировали запутанность и другие квантовые эффекты в крайних формах, наблюдая их в больших системах, включая облака атомов, квантовые барабаны, проводники и кремниевые чипы. Устройство за устройством они переносят квантовый мир на новую территорию — в макроскопический мир.

[Источник]

Все мы в той или иной степени знакомы c AR технологиями. Новостные ленты пестрят рассказами о компаниях, выпустивших новенькие очки дополненной реальности. Футурологи предвещают колоссальные перемены в привычном для нас мире. Настолько часто вокруг появляются игры, приложения и прочие крутые штуки, связанные с AR, что невольно создается ощущение, будто вот-вот и совсем скоро можно будет купить новенькие очки и погрузится в мир AR.

Но где же очки с дополненной реальностью, которые мы все так ждем?
Какие, вообще, технологии AR сейчас используются?

Чем выше разрешение светодиодного экрана при малом физическом размере экрана – тем меньше становятся сами светодиоды и расстояние между ними. Отсюда вытекают технические сложности размещения светодиодов, способе их крепления, обеспечения защиты при транспортировке и эксплуатации. Статья посвящена разбору существующих технологий для защиты светодиодных LED экранов для внутреннего применения от внешних воздействий.

При детектировании объекта при помощи радара на него посылается волновой сигнал, и на основании отраженной волны определяется местоположение объекта. Современные методы стелс-маскировки направлены на то, чтобы отраженная от объекта волна поглощалась маскирующим покрытием, минимизируя отклик для радара. Однако одно лишь покрытие само по себе неспособно свести этот отклик к полному нулю из-за совокупности факторов: геометрии поверхности, высокой скорости движения, прогрессивных высокочувствительных методов локации, неэффективности поглощения стелс- покрытия. Международный коллектив ученых из НИТУ «МИСиС» и Политехнического университета Турина (Италия) в рамках сотрудничества по проекту ANASTASIA предложили принципиально новый вариант стелс-маскировки, которая позволит направленному на объект сигналу радара не отражаться, не поглощаться, а просто проходить насквозь, как будто никакого объекта нет. Такой метод маскировки основан не на создании маскирующего покрытия, а на изменении конфигурации всей системы объекта.

В 2004 году научное сообщество впервые познакомилось с графеном в его физической форме. Ранее на протяжении многих десятилетий существовало множество теорий об этом удивительном материале. С момента получения реального графена мы узнали много нового о нем, но еще далеко не все. Ученые из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США) решили провести довольно необычные опыты с пластинами графена. Исследование показало, что габариты графеновых пластин и температура окружающей среды напрямую влияют на стабильность структуры, что можно использовать для получения структуры определенной формы, тем самым меняя ее свойства. Как именно проводили эксперименты, какие новые данные о двухслойном графене были получены, и как применить полученные знания на практике? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.

«Белые берега и за ними далекие зеленые холмы под восходящим солнцем» — одно из самых известных описаний «продолжения пути», высказанное Гендальфом в фильме «Властелин колец». Если отбросить философский подтекст, кому-то эта картина покажется банальной, а кому-то — невероятно красивой. Тут, как говорится, каждому свое, ибо красота в глазах смотрящего. На чтобы ни любил любоваться человек, будь то закат или морская гладь, непреложным остается физика этих объектов эстетического удовольствия. Разные материалы взаимодействуют со светом по-разному, что и порождает столь широкую вариативность цветового спектра. Но есть материалы, которые практически не отражают свет, поглощая большую его часть. Из синтетических материалов стоит выделить Vantablack, поглощающий до 99.965% излучения. И вот ученые из университета Дьюка выяснили, что крылья у некоторых видов бабочек обладают вполне соизмеримыми характеристиками, при этом будучи в разы тоньше любого из созданных человеком веществ. Насколько черные крылья у бабочек, почему они поглощают излучение, и как эти открытия применить на практике? Об этом нам расскажет доклад ученых. Поехали.

Нет, эта статья не про фантазии автора, патриотические песни или популистские размышления на тему. Это рассказ о том, как оно есть на самом деле. Как в одном конкретном ВУЗе создали условия, благодаря которым работать в нём вернулись те самые "утекшие мозги", уехавшие во всем известные времена заниматься наукой где угодно, где за это платили и где было современное оборудование. Но почему-то сейчас они приехали обратно, построили себе новые лаборатории, обучают студентов и продолжают заниматься любимым делом.

Вы сразу можете подумать: "Так это, наверное, какой-то ВУЗ особенный!" Возможно, но я не знаток вузовских рейтингов, поэтому расскажу только про то, что видел сам.

Итак, сегодня речь пойдёт про научные лаборатории в Московском Физико-Техническом Институте. Можно ли сделать что-то подобное в любом другом? Это вопрос к управляющим на местах. Может быть, уже и сделано, просто я был именно здесь и за всех остальных говорить не могу.

Изначально занесла меня нелёгкая в МФТИ с целью сделать нечто вроде обзорной экскурсии, но быстро выяснилось, что есть тема намного интересней: научная деятельность прямо в институтских стенах. Вот про неё мы и поговорим.

Сегодня мы с вами посетим лабораторию искусственных квантовых систем, лабораторию топологических квантовых явлений в сверхпроводящих системах и лабораторию терагерцовой спектроскопии. А по пути побеседуем с их обитателями о том, как появились эти лаборатории, чем занимаются и что скрывается за этими красивыми названиями — просто громкие термины или передовая наука.

Внимание! Под катом развесистый лонгрид. Я предупредил.

Через камеру микроскопа просматривается охлажденное лазером атомное облако. Предоставлено: Университет Отаго

В первом для квантовой физики исследовании ученые Университета Отаго «удерживали» отдельные атомы на месте и наблюдали ранее невидимые сложные атомные взаимодействия.

Одной из наиболее интересных задач современной физики является определение порядка масс нейтрино. Физики из кластера передового опыта PRISMA+ в Университете Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU) играют ведущую роль в новом исследовании, которое указывает на то, что загадка упорядочения массы нейтрино может быть окончательно решена в ближайшие несколько лет.

Предоставлено: Imperial College London

Ученые продемонстрировали ключевую технологию в создании следующего поколения высокоэнергетических ускорителей частиц.

Ускорители частиц используются для исследования состава вещества в коллайдерах, таких как Большой адронный коллайдер, а также для анализа химической структуры лекарств, лечения рака и изготовления кремниевых микрочипов.

До сих пор ускоренными частицами были протоны, электроны и ионы в концентрированных пучках. Однако международная команда под названием The Muon Ionization Cooling Experiment (MICE) collaboration, в которую входят исследователи из Имперского колледжа Лондона, создала мюонный пучок.

Вакуумная камера, где при помощи рентгеновской спектроскопии измеряют свойства материалов – крохотных квадратиков разных цветов, закреплённых на медном держателе

В последние годы устройства, подключённые к интернету, вышли на множество новых рубежей – на запястья, в холодильники, дверные звонки и автомобили. Однако некоторые исследователи считают, что «интернет вещей» пока не слишком сильно развит.

«Что, если бы мы могли встраивать электронику куда угодно, — сказал недавно Томас Палациос, электротехник из Массачусетского технологического института. – Что, если бы мы могли получать энергию из солнечных панелей, встроенных в шоссе, а в туннели и мосты могли встраивать датчики нагрузки, чтобы отслеживать состояние бетона? Что, если бы мы могли, посмотрев на улицу, увидеть на стекле прогноз погоды? Или встроить в пиджак электронику, отслеживающую здоровье человека?»

В январе 2019 Палациос с коллегами опубликовал в журнале Nature работу, описывающую изобретение, способное немного приблизить это будущее: антенну, способную поглощать из окружающего пространства, всё сильнее заполняющие его сигналы Wi-Fi, Bluetooth и сотовых телефонов, и эффективно превращать их в пригодную для использования электроэнергию.

На необъятных просторах нашей галактики сокрыто множество секретов, которые так усердно пытаются найти и разгадать ученые со всего мира. Однако не обязательно чему-то быть большим, чтобы быть загадочным. Ярким тому доказательством является мир, лежащий на клеточном уровне. Множество самых разных по форме, строению, функционалу и назначению клеток совместно выполняют общую задачу — поддержание жизни организма. Если утрировать, то у клеток, как у людей, есть профессии: почтальоны, передающие информацию между клетками и тканями; пограничники, выявляющие и борющиеся с инфекциями; архивариусы, собирающие и хранящие информацию и т.д. В этом невероятном спектре специальностей есть весьма необычная, по крайней мере для нас, профессия — биологический мотор, которые генерирует механическое усилие, необходимое для движения клеток.

Эти клетки особенно интересны в контексте нанотехнологий. Ранее в реализации работоспособного нано-устройства на базе биологических моторов была проблема — моторы должны быть интегрированы в более крупные системы, чтобы их механические движения могли быть эффективно связаны с другими молекулярными единицами. Ученым из Мюнхенского университета (Германия) удалось приблизиться к реализации этой концепции. Какие именно клетки и молекулярные единицы были использованы в создании модели, как контролировалась их работа, какова была задача работающей системы и какие результаты она показала? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.

Научная группа из НИТУ «МИСиС» и Объединенного института ядерных исследований в ходе исследований сплавов системы «железо-галлий» обнаружила новые закономерности, позволяющие контролировать структуру этих материалов и, как следствие, эффективнее управлять их свойствами. С практической точки зрения это расширяет возможности их дальнейшего применения в высокоточных датчиках давления и гидролокаторах.