Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[dan14444]

Облучение полученных «хлопьев» с помощью луча просвечивающего электронного микроскопа позволило «выбить» атомы из кристаллической решетки и «довести» толщину полученных образцов до одноатомной. Скорость модификации материала может регулироваться за счет изменения интенсивности излучения лазера.

Так лазером или электронами?  :lol:

[sychbird]

Надо читать исходный abstracts. Переводчиков Subscribe.Ru явно не на физфаках универов набирает. Чукча не писатель - чукча почтальон. Переводит, как умеет, только аглицкие тексты, в соответствии с новыми правилами форума, приводя источник.
А за Subscribe.Ru базар держать не желает. :lol:

[sychbird]

По видимому придется учитывать вероятность обнаружения псевдокристаллов в программах анализа данных рентгеноструктурного анализа образцов грунта межпланетного происхождения.

Квазикристаллы природного происхождения[/size]

Исследователи обнаружили редкую форму твердого вещества – квазикристаллы (quasicrystal) в образце породы Корякского нагорья.
Ранее квазикристаллы, обладающие неизвестными физическими свойствами, получали лишь в лаборатории. Новое открытие позволит пересмотреть некоторые закономерности минералогии и прояснить способы образования квазикристаллов.
Изображение природных квазикристалов, полученное с помощью просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (слева) и образец мозаики Пенроуза (справа). (Рисунок из Science, 2009. DOI: 10.1126/science.1170827)

Квазикристаллы представляют собой твердые вещества, строение которых является промежуточным между строением кристаллов и стеклообразных твердых веществ. Их часто сравнивают с мозаиками Пенроуза, в которых фрагменты двух типов уложены во фрагменты, обладающие относительно очевидной локальной симметрией, но сложным характером дальнего порядка. Материалы обладают интересными свойствами, они тверже или мягче своих истинно кристаллических аналогов, обладают низким коэффициентом трения и необычными оптическими свойствами.
Пол Штайнхардт (Paul Steinhardt) из Принстона изучает квазикристаллы уже четверть века, однако впервые сталкивается с квазикристаллами природного происхождения. Он отмечает, что идея обнаружения этих соединений в природе возникла еще десятилетие назад, тогда же была разработана компьютерная программа, позволяющая проводить систематический поиск квазикристаллов по результатам рентгеноструктурного анализа природных соединений. Штайнхардт предложил и другим исследователям присоединиться к поиску.
Участие в поиске квазикристаллов природного происхождения принял Лука Бинди (Luca Bindi) из Флоренции. Он осуществлял поиск соответствующих объектов среди минералов с богатым содержанием металла (полученные в лаборатории квазикристаллы обычно представляют собой сплавы), в конечном итоге его поиски увенчались успехом.
Найденный минерал квазикристаллического строения похож по составу на известные синтетические квазикристаллы, в состав которых входят алюминий, медь и железо. Исследователи заявляют, что обнаружение квазикристаллических минералов заставляет пересмотреть взгляды на стабильность квазикристаллов и особенности их синтеза. Штайнхардт заявляет, что хотя нет четкой уверенности в том, что будут обнаружены дополнительные примеры твердых соединений с таким строением кристаллической решетки, уже и это открытие ставит новые вопросы перед специалистами по геологии и физике твердого тела.

Источник: Science, 2009. DOI: 10.1126/science.1170827

[sychbird]

The teams of scientists involved in the project call it "programmable matter", which consists of materials that can "self-assemble or alter their shape, perform a function and then disassemble themselves". Theoretically, according to program manager Dr. Mitchell R. Zakin, in the future a soldier will be able to send a command to a bucket of goop sitting in the back, and the goop--really a composite of mesomatter, tiny particles that are one-half matter, one-half machine and computer--will self-assemble itself into any required tool or object.

One day, that could lead to "morphing aircraft and ground vehicles, uniforms that can alter themselves to be comfortable in any climate, and 'soft' robots that flow like mercury through small openings to enter caves and bunker complexes.

http://www.nowpublic.com/tech-biz/transformers-coming-army-near-you

Помните, как мы рассказывали об уникальном проекте Intel, посвященном разработке программируемого материала? Нечто подобное теперь решили создать специалисты оборонного агентства DARPA, причем их работа найдет куда более конкретное применение, это будет нечто большее, чем срество для трехмерного моделирования. Доктор Митчелл Закин (Mitchell R. Zakin) утверждает, что вскоре им удастся создать устройство, выглядящее как банка с краской и способное становиться любым подручным инструментом — молотком, гаечным ключом и чем-то другим, в зависимости от того, что нужно пользователю.

[sychbird]

Представлены первые коммерческие лампы на квантовых точках
http://www.membrana.ru/lenta/index.html?9279

[sychbird]

Робот проверил на человеке силу своих предсказаний.[/size]
http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/06/10/175700.html

[sychbird]

Материал с подобными свойствами очень пригодится для АМС на Марсе. Если бы он был на Фениксе, результаты бы были более однозначные. Вообще отсутствие на манипуляторе копилярно-осчмотического зонда явный просчет команды.

Физики заставили поверхность металла поднимать воду
http://www.membrana.ru/articles/inventions/2009/02/06/170900.html

[Shestoper]

Интересная информация о легирующем влиянии скандия на сплавы алюминия и бериллия:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%B0-%D0%B1%D0%BE%D1%80

Применение скандия в виде микролегирующей примеси оказывает значительное влияние на ряд практически важных сплавов, так например прибавление 0,4 % скандия к сплавам алюминий-магний повышает временное сопротивление на 35 %, а предел текучести на 65—84 %, и при этом относительное удлинение остаётся на уровне 20—27 %. Добавка 0,3—0,67 % к хрому, повышает его устойчивость к окислению вплоть до температуры 1290°C, и аналогичное но ещё более ярко выраженное действие оказывает на жаростойкие сплавы типа «нихром» и в этой области применение скандия куда как эффективнее иттрия. Оксид скандия обладает рядом преимуществ для производства высокотемпературной керамики перед другими оксидами, так прочность оксида скандия при нагревании возрастает и достигает максимума при 1030 °C, в то же время оксид скандия обладает минимальной теплопроводностью и высочайшей стойкостью к термоудару. Скандат иттрия это один из лучших материалов для конструкций работающих при высоких температурах. Определённое количество оксида скандия постоянно расходуется для производства германатных стёкол для оптоэлектроники.


Сплавы скандия
Главным по объёму применением скандия является его применение в алюминиево-скандиевых сплавах, применяемых в спортивной экипировке (мотоциклы, бейсбольные биты и т. п.) — везде, где требуется высокопрочные материалы. В сплаве с алюминием скандий обеспечивает дополнительную прочность и ковкость. Предел прочности на разрыв у чистого скандия около 400 Мпа (40 кг/мм), у титана например 250—350 МПа, а у нелегированного иттрия 300 Мпа. Применение скандиевых сплавов в авиации и ракетостроении позволит значительно снизить стоимость перевозок и резко повысить надёжность эксплуатируемых систем, в то же время при снижении цен на скандий и его применение для производства автомобильных двигателей так же значительно увеличит их ресурс и частично КПД. Очень важно и то обстоятельство что скандий упрочняет алюминиевые сплавы легированные гафнием. Важной и практически не изученной областью применения скандия является то обстоятельство что подобно легированию иттрием алюминия, легирование чистого алюминия скандием так же повышает электропроводность проводов и эффект резкого упрочнения имеет большие перспективы для применения такого сплава для транспортировки электроэнергии (ЛЭП). Сплавы скандия наиболее перспективные материалы в производстве управляемых снарядов. Ряд специальных сплавов скандия композитов на скандиевой связке весьма перспективен в области конструирования скелета киборгов. В последние годы важная роль скандия (и от части иттрия и лютеция) выявилась в производстве некоторых по составу суперпрочных мартенситностареющих сталей, некоторые образцы которых показали прочность свыше 700 кг/мм (свыше 7000 МПа).


Сверхтвёрдые материалы
Скандий используется для получения сверхтвёрдых материалов. Так, например, легирование карбида титана карбидом скандия весьма резко поднимает микротвёрдость (в 2 раза), что делает этот новый материал четвёртым по твёрдости после алмаза (около 98,7 — 120 ГПа), нитрида бора (боразона), (около 77—87 ГПа), сплава бор-углерод-кремний (около 68—77 ГПа), и существенно больше чем у карбида бора(43,2 — 52 ГПа), карбида кремния (37 ГПа), микротвёрдость сплава карбида скандия и карбида титана около 53,4 ГПа (у карбида титана например 29,5 ГПа). Особенно интересны сплавы скандия с бериллием, обладающие уникальными характеристиками по прочности и жаростойкости.

Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и может явится лучшим материалом для строительства аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора).

С такими сплавами, на десятки процентов превосходящие нынешние по прочности, уже реальным становится многоразовый одноступ.

[pkl]

Интересная информация о легирующем влиянии скандия на сплавы алюминия и бериллия:
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D0%B0-%D0%B1%D0%BE%D1%80

Применение скандия в виде микролегирующей примеси оказывает значительное влияние на ряд практически важных сплавов, так например прибавление 0,4 % скандия к сплавам алюминий-магний повышает временное сопротивление на 35 %, а предел текучести на 65—84 %, и при этом относительное удлинение остаётся на уровне 20—27 %. Добавка 0,3—0,67 % к хрому, повышает его устойчивость к окислению вплоть до температуры 1290°C, и аналогичное но ещё более ярко выраженное действие оказывает на жаростойкие сплавы типа «нихром» и в этой области применение скандия куда как эффективнее иттрия. Оксид скандия обладает рядом преимуществ для производства высокотемпературной керамики перед другими оксидами, так прочность оксида скандия при нагревании возрастает и достигает максимума при 1030 °C, в то же время оксид скандия обладает минимальной теплопроводностью и высочайшей стойкостью к термоудару. Скандат иттрия это один из лучших материалов для конструкций работающих при высоких температурах. Определённое количество оксида скандия постоянно расходуется для производства германатных стёкол для оптоэлектроники.


Сплавы скандия
Главным по объёму применением скандия является его применение в алюминиево-скандиевых сплавах, применяемых в спортивной экипировке (мотоциклы, бейсбольные биты и т. п.) — везде, где требуется высокопрочные материалы. В сплаве с алюминием скандий обеспечивает дополнительную прочность и ковкость. Предел прочности на разрыв у чистого скандия около 400 Мпа (40 кг/мм), у титана например 250—350 МПа, а у нелегированного иттрия 300 Мпа. Применение скандиевых сплавов в авиации и ракетостроении позволит значительно снизить стоимость перевозок и резко повысить надёжность эксплуатируемых систем, в то же время при снижении цен на скандий и его применение для производства автомобильных двигателей так же значительно увеличит их ресурс и частично КПД. Очень важно и то обстоятельство что скандий упрочняет алюминиевые сплавы легированные гафнием. Важной и практически не изученной областью применения скандия является то обстоятельство что подобно легированию иттрием алюминия, легирование чистого алюминия скандием так же повышает электропроводность проводов и эффект резкого упрочнения имеет большие перспективы для применения такого сплава для транспортировки электроэнергии (ЛЭП). Сплавы скандия наиболее перспективные материалы в производстве управляемых снарядов. Ряд специальных сплавов скандия композитов на скандиевой связке весьма перспективен в области конструирования скелета киборгов. В последние годы важная роль скандия (и от части иттрия и лютеция) выявилась в производстве некоторых по составу суперпрочных мартенситностареющих сталей, некоторые образцы которых показали прочность свыше 700 кг/мм (свыше 7000 МПа).


Сверхтвёрдые материалы
Скандий используется для получения сверхтвёрдых материалов. Так, например, легирование карбида титана карбидом скандия весьма резко поднимает микротвёрдость (в 2 раза), что делает этот новый материал четвёртым по твёрдости после алмаза (около 98,7 — 120 ГПа), нитрида бора (боразона), (около 77—87 ГПа), сплава бор-углерод-кремний (около 68—77 ГПа), и существенно больше чем у карбида бора(43,2 — 52 ГПа), карбида кремния (37 ГПа), микротвёрдость сплава карбида скандия и карбида титана около 53,4 ГПа (у карбида титана например 29,5 ГПа). Особенно интересны сплавы скандия с бериллием, обладающие уникальными характеристиками по прочности и жаростойкости.

Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и может явится лучшим материалом для строительства аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора).

С такими сплавами, на десятки процентов превосходящие нынешние по прочности, уже реальным становится многоразовый одноступ.

Здорово! Да, именно такие сплавы дают надежду одноступам на ЖРД. Правда, я ничего не понял про киборгов Это они про эндопротезы?

[sychbird]

http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/posting.php?mode=reply&t=7968   

Superconducting chips to become reality
Most chemical elements become superconducting at low temperatures or high pressures, but until now, copper, silver, gold, and the semiconductor germanium, for example, have all refused superconductivity. Scientists at the FZD research center were now able to produce superconducting germanium for the first time. Furthermore, they could unravel a few of the mysteries which come along with superconducting semiconductors. Their findings are published – marked as editor's choice – in the recent issue of "Physical Review Letters".

Битва за звание лучшего полупроводника: германий против кремния [/size]

Приоритетным направлением работ в области современных полупроводниковых нанотехнологий и по сей день остается сверхпроводимость, прекрасная и недостижимая, как чаша Святого Грааля. Однако не исключено, что прорывом здесь может стать открытие, сделанное специалистами научно-исследовательского центра Дрезден-Россендорф (FZD): германий, до сих пор упорно отказывавшийся проявлять свойства сверхпроводника, наконец, поддался. Оказалось, что его кристаллической решетке было необходимо воздействие чуждых атомов или процесс, называемый ионной имплантацией. В итоге данная технология позволит использовать германий в качестве материала, из которого будут изготавливаться транзисторы для чипов.

Широко применяемый сейчас кремний, как известно, доживает свои последние годы, приближаясь к пределу своих возможностей как материала. Посему на его место сможет заступить германий; электронные процессы через его транзисторы будут проходить значительно быстрее, чему, конечно же, будут способствовать его вновь открытые возможности как сверхпроводника. Да и температурный барьер для таких сверхпроводников будет несоизмеримо выше существующих аналогов.

по материалам mobiledevice.ru

[pkl]

Смотрите, какой робот:
"Персональный робот открывает двери и втыкается в найденные розетки"
http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/06/16/185400.html
Уже что-то более менее. Такой аппарат может обслуживать различные базы, в т.ч. и автоматические. Главная фишка - способност к подзарядке и умение открывать двери.

[Lev]

Главная фишка - способност к подзарядке и умение открывать двери.

Открыть дверь - это фигня. Это даже я могу... А вот открыть люк (или не открыть)... Это не фигня.

[pkl]

Главная фишка - способност к подзарядке и умение открывать двери.

Открыть дверь - это фигня. Это даже я могу... А вот открыть люк (или не открыть)... Это не фигня.

Не всё сразу

[Главный Вершитель]

Создан мощный «звуковой лазер»
Международная группа ученых представила действующий образец устройства, которое испускает сфокусированное звуковое излучение с терагерцевыми частотами.

http://news.mail.ru/society/2667209/

[sychbird]

Квантовый процессор на чипе [/size]

Потенциал технологий квантовой обработки данных настолько велик, что рано или поздно они вытеснят все существующие решения, обеспечив беспрецедентную производительность. К сожалению, до сегодняшнего дня успехи квантовой оптики ограничивались возможностью управлять одним фотоном, используя принцип квантового зацепления. Прорыв же совершила команда ученых из университета Бристоля во главе с профессором Джереми О`Брайеном (Jeremy O`Brien).
https://www.bris.ac.uk/iris/publications/details/person_key$QtFrhtmq0y6tA0dp8rVQxGGOrnudCz/personPublications

Главным их достижением является тот факт, что эти ученые как никто другой приблизились к созданию квантового вычислительного модуля на одном чипе, используя набор микроскопических алюминиевых электродов на кремниевой матрице, передача же данных осуществляется по волоконной оптике. Подавая напряжение на электроды, ученые изменяют температуру кремниевого чипа, что облегчает процесс управления фотонами; в результате возможным становится управление массивами до четырех фотонов одновременно. Теперь же перед авторами разработки стоит вопрос о создании технологического процесса, который обеспечит массовое производство таких чипов, однако пока неизвестно, когда это произойдет.

[sychbird]

В двухслойном графене можно настроить запрещенную зону
[/size]
Необычные электронные свойства графена хорошо известны. В соответствии с результатами нового исследования было обнаружено, что связывание двух слоев графена способствует еще одному прорыву в электронике – получено устройство с настраиваемой шириной запрещенной зоны.
Свойства любого проводника или изолятора определяется шириной его запрещенной зоны – энергетической щелью между верхними занятыми и нижними свободными орбиталями вещества. Этот параметр, строго определенный для каждого материала, иллюстрирует возможность переноса электронов и абсорбции фотонов, позволяя предположить какую роль материал может сыграть в таких электронных устройствах, как транзисторы и фотодиоды.
Исследователи из Университета Калифорнии, работающие под руководством Фенга Ванга (Feng Wang) сообщают, что помещение двух слоев графена между двумя электрооптическими затворами позволяет настраивать ширину запрещенной зоны, просто изменяя величину приложенного напряжения.

Возможность настройки ширины запрещенной зоны в двухслойном графене уже давно была предсказана на теоретическом уровне, что не могло не стимулировать многочисленные попытки получения такой системы (с учетом того, что графен рассматривается как перспективный материал для использования в создании гибких электронных и фотонных наноустройств. Тем не менее, неоднократные попытки получения такого устройства не приводили к положительному результату, в результате чего исследователи стали относится скептически к теоретическим предсказаниям такого рода.
Дирк ван дер Марель (Dirk van der Marel), специалист по химии материалов из Университета Женевы высоко оценивает значение работы его калифорнийских коллег, добавляя, что создание систем с возможностью подстройки ширины запрещенной зоны открывает широкие перспективы в создании новых электронных устройств.

Источник: Nature 2009, 459, 820

[sychbird]

1 500 кадров в секунду [/size]

Камера OCam, созданная европейскими специалистами по аэрокосмической инженерии, способна проводить видеосъемку в разрешении 240 x 240 точек, вот только частота смены кадров достигает отметки в 1500 в секунду. Разработка будет использоваться для изучения различных космических явлений и процессов.

Традиционные технологии, предназначенные для получения изображений из космоса, обычно страдают от сторонних влияний, существенно искажающих картинку. Решаться данная проблема может несколькими способами, например, созданием специальных оптических конструкций. Также имеет значение и чувствительность сенсора; причем чем выше частота смены кадров, тем меньше чувствительность, однако OCam отличается высокими показателями как в первом, так и во втором аспекте. Как утверждают разработчики, шумов при съемке этой камерой будет до 10 раз меньше, чем при использовании любого из существующих аналогов.

http://www.tgdaily.com/content/view/42926/184/

[Главный Вершитель]

Ученые разрабатывают "синтетическое дерево"
Ученые из США разрабатывают необычный проект "синтетического дерева", способного поглощать в 1000 раз больше углекислого газа, чем обычные деревья. Дерево обладает пластиковыми "листьями", которые захватывают молекулы СО2 в моменты дуновения ветра. В дальнейшем поглощенный СО2 сжимается, охлаждается и хранится в сжиженном виде, сообщает издание CyberSecurity.
В основе работы "синтетического дерева" находятся методы улавливания газов, аналогичные тем, что сейчас применяются на некоторых химических производствах, а также на станциях по сжиганию угля. Разница между этим проектам состоит в том, что "синтетическое дерево" можно установить где угодно и оно будет работать 24 часа в сутки.
"Как показывают последние исследования, до половины выбросов CO2 на планете происходят из небольших источников, распространенных по всей планете. Сейчас эти источники выбрасывают углекислый газ бесконтрольно, но новый проект призван изменить положение дел, - говорит профессор Клаус Лакнер с кафедры инжиниринга окружающей среды Университета Колумбии. - Мы намерены собирать выбросы топлива от автомобилей или самолетов. Новый проект сможет забирать CO2 там, где другие методы не работают", - говорит он.
Данным проектом в США заинтересовались в национальном масштабе и Департамент Энергетики страны намерен выделить деньги на продолжение развития проекта "синтетического дерева".
Разработчики говорят, что "синтетическое дерево" может органично вписаться почти в любой ландшафт. "Применительно к его размерам, эффективность дерева в сборке газов чрезвычайно велика", - говорят в Университете Колумбии. В основе технологии сборки СО2 находится инновационный полимерный сорбент, показатели захвата газа которого близки к 100% в расчете на его площадь.
http://podrobnosti.ua/technologies/2009/06/23/611027.html

[sychbird]

Для длительных полетов представляет интерес.

Найти все метаболиты в капле крови[/size]

Исследователи из Германии и Чехии разработали новый метод, в котором для быстрого и точного определения метаболитов, таких как углеводы, жирные кислоты, аминокислоты и другие биологически активные вещества требуется лишь одна капля крови.

Масс-спектрометрия MAILD позволяет провести подробный метаболомический анализ по одной капле крови.
Новый экспериментальный протокол, получивший название «Ассистируемая матрицей ионизация/лазерная десорбция» («Matrix-Assisted Ionization/Laser Desorption – MAILD»), позволил исследователям определить более, чем 100 различных аналитов, содержащихся в отдельном образце малого объема. Так, анализ образца листа растения Arabidopsis thaliana, диаметром около 0,5 мм позволил определить около 100 сигналов аналитов, из которых было идентифицировано 46 метаболитов, включая восемь из одиннадцати интермедиатов жизненно важного для многих организмов цикла Кребса.

Метод MAILD является развитием известного масс-спектрометрического метода – метода MALDI, лишенным одного из его недостатков – в методе MALDI активация образца лазерным лучом приводит не только к образованию молекулярных ионов из анализируемых веществ, но и способствует образованию низкомолекулярных ионов (масса менее, чем 500 Да) из материала матрицы. Алес Сватос (Ales Svatos) отмечает, что именно эти низкомолекулярные ионы не позволяли обнаружить низкомолекулярные соединения, играющие важную роль в метаболизме организмов, делая обнаружение подобных соединений сродни поиску иголки в стоге сена.

Вместо того, чтобы совершенствовать «систему поиска иголок» (метаболитов) исследователи решили заменить материал матрицы на такой, который бы не давал низкомолекулярных ионов, способных помешать анализу. Говоря другими словами – для того, чтобы найти иголку в стоге сена, исследователи решили просто убрать «стог».
Метод MAILD позволяет проводить анализ различных биологических и биомедицинских образцов. Помимо анализа образцов, выделенных их растений и насекомых, исследователи определили большое количество специфичных для крови органических кислот в микролитровом образце крови человека. Поскольку в обычной медицинской практике биохимический анализ крови до сих пор представляет собой сложную задачу, исследователи полагают, что метод MAILD, позволяющий определять как качественное, так и количественное содержание метаболитов в биологическом образце, со временем войдет в практику клинической диагностики.

Источник: PNAS, 2009; DOI: 10.1073/pnas.0900914106

[dan14444]

Зачем над MALDI изгалятся, когда есть метод терагерцевой абляции?... Который плазмиду может поднять или фермент без потери активности, не говоря о лёгких метаболитах.