Технологические новинки, могущие иметь применение в космосе.

[pkl]

Киборги наступают  

Да какие там киборги... Чтож теперь, любого летчика-истребителя со шлемом-дисплеем в киборги записать? ИМХО рановато...

Не, это совсем не то. То, о чём написано выше - это, скорее, какое-то дополнение к "штатной" памяти. Тут, имхо, мы как раз переходим Рубикон.

[GALIN]

Выращены углеродные нанотрубки рекордной длины – 18,5 см[/size] (link)

Группе китайских ученых, благодаря улучшенной ими технологии химического осаждения из газовой среды, удалось добиться контролируемого роста сверхдлинных углеродных нанотрубок (со скоростью 40 мкм/с). Полученные нанотрубки обладают рекордной на данный момент длиной — 18,5 сантиметров. Измерения показали, что электрические характеристики таких углеродных нанотрубок не меняются вдоль всей их длины. Этот факт очень важен для возможного применения нанотрубок в производстве различных электронных устройств.

К сожалению, в работе китайских ученых не сообщается о том, насколько выращенные ими сверхдлинные нанотрубки структурно однородны и можно ли их использовать для создания очень прочных нитей и тросов? Вопрос чрезвычайно актуален хотя бы для проекта космического лифта — гигантского подъемника грузов на околоземную орбиту, где в качестве троса учеными рассматриваются бездефектные и очень длинные углеродные нанотрубки.

[sychbird]

Ферменты и катализатор получения водорода
[/size]
Совместные исследования химиков из США и Великобритании предлагают идею разработки катализатора переработки водяного газа – важного промышленного процесса получения водорода высокой степени чистоты.
Процесс переработки водяного газа, в ходе которого моноксид углерода и вода превращаются в водород и углекислый газ, используется в промышленности с 40-х годов прошлого века. Для ускорения этого процесса применяют различные катализаторы, например медь или платину, однако, по словам Фрейзера Армстронга (Fraser Armstrong) из Оксфорда промышленность может получать водород и с большей эффективностью. В группе Фрейзера разработана необычная каталитическая система, в которой два различных бактериальных фермента связаны с крошечными частичками графита.

Один из ферментов, СО-дегидрогеназа (CO dehydrogenase) отвечает за производство диоксида углерода, окисляя СО и передавая электроны, полученные в ходе процесса окисления через графитовую поддержку на фермент [NiFe]-гидрогеназу ([NiFe]-hydrogenase), который использует эти электроны для восстановления атомов водорода воды до газообразного водорода. Основываясь на активности самого малоактивного компонента – гидрогеназы, исследователи из группы Армстронга вычислили, что их система по всем параметрам превосходит промышленные каталитические системы. Новый катализатор отличается большей скоростью обращения каталитического цикла и работает в мягких условиях – промышленные каталитические системы функционируют при температуре около 200 градусов Цельсия.

Хотя ферментная система, разработанная Армстронгом, еще не подходит для немедленного промышленного масштабирования, он уверен, что в его группе разработан принципиально новый дизайн каталитической системы для известной промышленной реакции, особенной чертой которой является то, что окислительно-восстановительные полуреакции ускоряются различными катализаторами, связанными электропроводным материалом.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2009, DOI: 10.1021/ja905797w

[sychbird]

 Экситоны: новая дорожка к сверхбыстрым компьютерам [/size]

Ученые-физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали самые быстрые в мире интегральные схемы, работающие на основе экситонов при допустимо низких температурах; в перспективе эта технология позволит создать и компьютеры, не имеющие аналогов в аспекте производительности. Теоретическая вершина традиционных электронных технологий сокрыта в феномене сверхпроводимости, имеющем место при сверхнизких температурах, порядка 1,5 Кельвин. Этот показатель значительно ниже температуры в открытом космосе, и достичь ее можно только в специализированных лабораториях.
Альтернативным решением могут стать экситоны — условно существующие частицы, представляющие собой симбиоз отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных дырок в полупроводниках. Схема, основанная на этих частицах, работает при температуре в 125 Кельвин; такую температуру можно обеспечить при помощи жидкого азота, стоимость которого сравнима с ценой на бензин. К сожалению, в настоящий момент готов прототип только платы, готовых устройств и систем пока нет, хотя работа над ними активно ведется.

по материалам mobiledevice.ru

[sychbird]

Новый робот, управляемый мыслью. [/size]

Мы уже неоднократно рассказывали на MobileDevice.ru о различных нейроинтерфейсах и о том, какой влияние эти технологии могут оказать на развитие робототехники. Не менее наглядно это было продемонстрировано в только что вышедшем на экраны фильме «Суррогаты». Как оказалось, все это сможет стать реальностью в самом ближайшем будущем. Уже сейчас инженер Таку Итикива (Taku Ichikawa) из токийского Университета электрокоммуникаций представил робота, способного реагировать на команды, отдаваемые человеческим мозгом.
Для этого используется специально разработанный неинвазивный электронный контроллер, подключаемый к роботу. Разработка была представлена на недавно прошедшем в японском городе Тояма состязании роботов Robo-One. Перспективы использования данной разработки поистине неисчерпаемы, нейринтерфейс сможет оказаться полезным и в хирурги, и в космических исследованиях.
по материалам mobiledevice.ru

[sychbird]

Технология производства будущих внеземных колоний. Стеклообразные неорганические дисперсии из многих минералов производить можно без больших проблем и сложного оборудования имея недорогую энергию.

Трехмерная печать... стеклом! [/size]
Ученые университета Вашингтона разработали технологию, позволяющую использовать стекло как штатный материал для трехмерных принтеров, то есть создавать стеклянные объемные объекты любой формы. Существующие технологии трехмерной печати предполагают напыление тонкого слоя (20 микронов) исходного материала по всей поверхности печатной платформы одновременно с подачей связующей жидкости в строго определенные области. Впоследствии основной материал поглощает эту жидкость, образуя объект заданной формы.
Аналогичных целей ученые попытались достичь, используя стеклянный порошок; однако стекло — далеко не самый лучший абсорбент, и при использовании существующего технологического процесса стеклянные фигуры обретают желеобразную консистенцию. Правильным решением оказалось изменение пропорций составляющих материалов, а также применение температурной обработки. Вероятно, теперь осталось только снизить себестоимость 3D-принтеров.

[sychbird]

Мономолекулярные магниты с искаженной структурой[/size]

Исследователи из Великобритании получили новый класс мономолекулярных магнитов [single molecule magnets (SMM)], магнитные свойства которых могут меняться при искажении молекулы.
Магнитные свойства синтезированного на основе трехгранного комплекса марганца(III) можно подстроить. Предполагается, что мономолекулярные магниты могут стать основой жестких дисков будущего, хранящих информацию с высокой плотностью, также они могут найти применение в разработке квантовых компьютеров и магнитных систем охлаждения. Эуан Бречин (Euan Brechin) из Университета Эдинбурга отмечает, что изучение SMM ограничивается необходимостью разработки особенного магнитного поведения новых молекул. Бречин Построил свой молекулярный магнит на основе трехгранной полиэдрической системы на основе трехвалентного марганца ([MnIII3O]7+), проявляющего магнитные свойства благодаря наличию неспаренных электронов в своем основном, наиболее низкого по энергии состоянии. Бречин обнаружил, что входящие в состав ядра связанного оксимным мостиком кластера ([MnIII3O]7+) атомы марганца могут быть «переключены» из антиферромагнитного состояния в ферромагнитное при искажении остова молекулы вдоль оси N-O оксима. Такое искажение может быть достигнуто за счет изменения лигандного окружения атомов марганца в составе кластера. Бречин отмечает, что новый подход позволяет добиться синтеза наиболее производительных молекулярных магнитов из известных к настоящему времени, добавляя, что результаты его работы – существенный шаг вперед к контролю молекулярного строения и физических свойств таких систем. Кейт Мюррей (Keith Murray), эксперт по молекулярным магнитным материалам из Университета Монаш высоко оценивает работу коллеги из Эдинбурга, отмечая, что умелый молекулярный дизайн наряду с искусством синтетика-неорганика позволила добиться существенных успехов в понимании соотношения магнитных свойств материала и его строения.
 Источник: Dalton Trans., 2009, DOI: 10.1039/b911820a

[sychbird]

Может заинтересовать спецов по СЖО для длительных полностью автономных полетов.

Ткань с бактериями[/size]

Исследователи из США получили ткани с «запакованными» в их волокна бактериями, способными извлекать из воды загрязняющие агенты. Полученные «живые ткани» могут оказаться полезными при удалении таких тяжелых металлов как уран или ртуть из сточных вод, их также можно рассматривать как шаг вперед к разработке самоочищающейся одежды.

Мириам Рафаилович (Miriam Rafailovich) из Университета Стони Брук (Нью-Йорк), возглавлявшая работу над проектом, уверяет, что благодаря генной инженерии сейчас можно получить микроорганизмы, способные питаться чем угодно, что очень важно для создания систем эффективной очистки воды, однако, поскольку пропускание больших объемов воды сквозь гель, содержащий специально выведенные микроорганизмы, занимает много времени, исследователи из ее группы попытались найти другой способ использования бактерий в водоочистке.
Для того чтобы пропускать через систему водоочистки мощный поток воды, исследователи получили кусочки «ткани», сотканной из полимерных волокон, внутри которых были иммобилизованы бактерии. Прежние попытки использовать такой метод оказались неудачными, поскольку условия получения «бактериальной пряжи» должны быть весьма деликатными, чтобы не повредить бактериям.
Исследователи из Стони Брукс использовали электропрядение для выращивания полиэтиленоксидных волокон микрометрового размера из воды, содержащей бактерии. В ходе электропрядения электрическое поле заряжает капли вязкой жидкости, заставляя их вытягиваться в тонкие струйки. Хотя в ходе электропрядения бактерия испытывает незначительный электрический удар, 97% микроорганизмов, внедренных в волокна, выживает, они сохраняют жизнеспособность в течение недель.
Исследователи также разработали безопасный для бактерий метод объединения волокон, в ходе которого не происходит растворение волокон в воде и высвобождения бактерий. Кросс-сочетания волокон удалось добиться, действуя на них смесью персульфата аммония, аскорбиновой кислоты и сульфата железа(II) в глицерине.

Источник: PNAS, 2009. DOI: 10.1073_pnas.0903238106

[sychbird]

Для разработчиков и производителей ТРТ.
Кислород вместо хлора[/size]

Пропиленоксид представляет собой продукт крупнотоннажного химического производства, который применяется в производстве полиуретановых пластмасс. В настоящее время пропиленоксид получают из пропена, окисляя его на одной из стадий хлором. Такая методика приводит к образованию нежелательных побочных продуктов и токсичных хлорорганических соединений.
Существующие альтернативные методы получения пропиленоксида отличаются сложностью и низкой экономической эффективностью, что обуславливает актуальность разработки экологически безопасных методов синтеза пропиленоксида с использованием кислорода в качестве окислителя. Исследователи из Японии разработали новый катализатор, который может способствовать достижению этой цели. Как сообщают представители группы Масатаке Харуты (Masatake Haruta), катализатор состоит из кластеров золота и титансодержащей подложки. Опираясь на результаты прежних исследований, исследователи из группы Харуты разработали катализатор, представляющий собой кластеры золота, диаметр которых составляет менее 2 нм, нанесенных на специальную титансодержащую силикалитовую подложку. Харута подчеркивает то, что золото организовано в наночастицы, но не кластеры. Хотя в литературе термины «кластер» и «наночастица» часто упортебляются взаимозаменяемо, между ними существует значительное различие. Кластеры золота являются однородными нанообъектами с точно определенной кристаллической структурой, а наночастицы золота, хотя также обладают наноразмерами, не отличаются однородностью ни формы, ни структуры. Харута поясняет, что полученные в его группе наночастицы золота могут превратить кислород и воду в гидропероксидные фрагменты, которые могут быть перенесены на соседствующие атомы титана. Образующиеся в результате такого переноса фрагменты Ti–OOH реагируют с пропиленом, приводя к образованию пропиленоксида.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 7862; doi: 10.1002/anie.200903011

[sychbird]

Может много где пригодиться на МКС, например. Допустим для визуальной индикации параметров сближения при ручном управлении.Вообще для сигнализации при ВКД.

Цвет полимера меняется по требованию[/size]

Разработан новый полимерный материал, переход которого из окрашенного в различные цвета состояния в непрозрачное черное можно осуществить одним щелчком выключателя. Новый электрохромный материал может оказаться полезен для создания многоцветных информационных экранов или электронных книг нового поколения.
Электрохромные соединения могут менять окраску, реагируя на электрические сигналы; полученные до настоящего времени электрохромные материалы отличались высокой стоимостью их получения и недостаточным для практического применения набором доступных цветов. Джон Рейнольдс (John Reynolds) из Университета Флориды разработали дешевый электрохромный полимер, способный пробегать весь спектр переходящих пурпурных или зеленых оттенков до черного цвета.
Подобный электрохромный материал удалось получить, напылив два тонких слоя полимеров на стеклянные подложки, которые затем были размещены друг над другом. Каждый слой представлен электрохромным полимером различного строения – производным поли-3,4-пропилендиокситиофена [poly(3,4-propylenedioxythiophene)]. В нейтральном состоянии один из полимеров темно-зеленый, другой – темно-пурпурный, при наложении этих цветов получается черный цвет.
Электрический ток, проходящий через полученное устройство, может приводить к обратимому окислению или восстановлению полимеров, мгновенно «переключая» их состояние из окрашенного прозрачного в непрозрачное черное. Изменение приложенного заряда позволяет получить широкий набор оттенков от ярко-зеленого до темно-синего.
На следующем этапе исследователи интегрировали в устройство третий полимер, который может переключаться между непрозрачным белым и прозрачным бесцветным состояниями. Такая модификация позволила устройству «переключаться» между черным и белым цветом – возможность реализации такого перехода важна для разработки тонких и гибких дисплеев, способных отображать информацию без подсветки сзади (электронная бумага).

Источник: Chem. Mater., DOI: 10.1021/cm902069k

[Alex_II]

Полимерные e-ink, да еще цветные? Здорово... А то у меня читалка электронная с экраном на e-ink, так мало что черно-белая, так еще и экран вечно боишся стукнуть - подложки пока только стеклянные...

[sychbird]

До практики далеко, конечно. Но обнадеживает и может подвигнуть молодой энтузиазм на .....  

Литий и переход водорода в металлическое состояние[/size]

Результаты теоретических исследований позволяют группе Евы Зурек (Eva Zurek) заявлять, что при повышенных давлениях литий может способствовать переходу водорода в металлическое состояние и образованию систем, проявляющих сверхпроводимость при комнатной температуре.
При сжатии характер образующихся структур зависит от стехиометрического соотношения лития и водорода, соответственно могут реализоваться различные способы перехода водорода в металлическое состояние. (Li – зеленый; H – лиловый или белый).

Попытки лабораторного получения чистого металлического водорода до настоящего времени не увенчались успехом, поскольку необходимое для этого давление (около 400 гигапаскалей) невозможно создать с помощью приложенных стационарных сил. Зурек с соавторами использовала компьютерное моделирование для определения энтальпий ряда комплексов типа LiHn, которые, в соответствии с результатами расчетов, могут представлять собой устойчивые металлические материалы уже при давлении 100–165 ГПа.
Было обнаружено, что LiH2 и LiH3 образуют структуру, в которой молекулы H2 играют роль гостей в «хозяине» – ионной кристаллической решетке Li+H–. Перекрывание волновых функций H– и H2 приводит к появлению у LiH2 и LiH3 металлических свойств.
В системах LiH4, LiH6 и LiH8 в молекулах водорода происходит существенное удлинение связи Н–Н, в результате чего металлические свойства обуславливаются переносом электронов на водород с атомов лития. Исследователи заявляют, что полученные ими результаты могут быть использованы для разработки экспериментального подхода к получению металлического водорода.

Источник: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, DOI: 10.1073/pnas.0908262106

[Saul]

Соединение лития и водорода для термоядерного синтеза предложил О.А. Лаврентьев "солдат с дальнего востока", 60 лет назад. Его редкая книга (с личной подписью студенту практиканту) у меня в руках! Человек легенда! УДК 623.454.81 (09). Одесса 2008.

[sychbird]

Мембраны для топливных элементов из проводимых MOF

Канадские исследователи заявляют, что кристаллические соединения нового типа могут увеличить производительность топливных элементов. Полученные ими токопроводящие металлоорганические каркасные структуры [metal organic frameworks (MOF)] могут быть использованы для получения мембран, разделяющих газы в протонообменных топливных элементах мембранного типа.
Молекулярные губки MOF чаще всего рассматриваются как потенциальные материалы для хранения газов, в том числе и водорода, а также для улавливания диоксида углерода. Однако Джордж Симудзу (George Shimizu) из Университета Калгари решили использовать MOF для решения более сложной задачи – высокотемпературной проводимости протонов.

Протонобменная мембран представляет собой изолирующий материал, расположенный между двумя электродами топливного элемента, разделяющего водород и воздух и позволяющих проходить через него протонам, но не электронам. Самая сложная задача в технологии топливных элементов – создание проводящих протоны мембран, функционирующих при оптимальной рабочей температуре топливного элемента – около 100°C. Разработанная ирландскими исследователями MOF – органилсульфонат PCMOF2, строение которой похоже на строение пчелиных сот, может справиться с этой непростой задачей.
Сульфонатные атомы кислорода нового материала могут способствовать переносу протонов за счет системы водородных связей. По словам Симудзу высокотемпературная протонная проводимость нового материала заключается в особенности строения его пор.
Симудзу отмечает, что при загрузке внутреннего объема PCMOF2 водой наблюдается низкотемпературная протонная проводимость, а замена воды на триазол обеспечивает высокую проводимость нового материала, в этом случае протонная проводимость наблюдается при 150°C. Триазол, как и вода отличается амфотерными свойствами и может служить «проводником» протонов, однако меньшая летучесть обеспечивает возможность его работы при температурах более 100°С, размеры триазола способствуют тому, что это соединение блокирует поры MOF и не дает газам в приэлектродных пространствах смешиваться между собой.

Источник: Nature Chem., 2009, DOI: 10.1038/NCHEM.402 [/size]

[sychbird]

Для наземной инфраструктуры систем космической связи может оказаться  интересным.

Основанная около двух лет назад компания Tilera представила новое семейство процессоров TILE-Gx, которые могут насчитывать до 100 вычислительных ядер, сообщает Компоюлента.

В компании утверждают, что их чипы в реальных вычислениях ничем не будут уступать последним Intel Nehalem EX, а по соотношению мощность на ватт энергии даже в 10 раз превосходить их.
TILE-Gx позиционируются в качестве микрочипов общего назначения для серверов, выполняющих индексирование большого количества данных, поддерживающих работу систем интернет-поиска и т. п. Процессоры будут изготавливаться по 40-нанометровой технологии и работать на тактовой частоте до 1,5 ГГц.

Tilera намерена предложить производителям устройств четыре версии TILE-Gx с 16, 36, 64 и 100 ядрами. Разработчики отмечают, что по сравнению с современными чипами общего назначения решения серии TILE-Gx характеризуются улучшенной энергетической эффективностью: так, заявленное значение потребляемой энергии составляет 55 Вт для 100-ядерного процессора и всего около 5 Вт для модификации с 16 ядрами.
Чипы поддерживают работу с операционными системами Linux и 64-битными программами. Поставки процессоров начнутся в следующем году, а массовое производство 100-ядерной версии запланировано на 2011-й. Стоимость чипов составит от 400 до тысячи долларов при заказе оптовыми партиями.
"Нам не интересно быть нишевым игроком, мы позиционируем себя как производитель чипов широкого спектра применения", - заявил Боб Дауд, директор по маркетингу Tilera.

Компания Tilera выросла из исследовательского подразделения Массачусетского технологического института (США).

Как утверждает Боб Дауд, компания уже успешно запускает на новых процессорах веб-акселераторы, в частности открытый проект Memcached, находящий широкое применение в современных интернет-проектах. Tilera перенесла данную программу на свои чипы всего за день.
"Мы инвестировали очень много денег в программное обеспечение, почти столько же, сколько и в сам процессор. Программное обеспечение должно стать одним из наших коньков. У нас уже есть работающие компилятор, профилировщик и набор оптимизаторов", - рассказал он.

[sychbird]

Helium-3 Shortage Could Put Freeze On Low-Temperature Research
Adrian Cho

In recent years, the supply of helium-3, the lighter isotope of the most inert element, has dwindled, while the demand has skyrocketed—especially since 2002, when the U.S. Department of Homeland Security and Department of Energy (DOE) began deploying thousands of helium-3–filled neutron detectors to help prevent the smuggling of plutonium and other radioactive materials into the country. In the short term, demand will likely top 65,000 liters per year, while supply will hover between 10,000 and 20,000 liters per year, according to a DOE study. The shortfall threatens several research fields, and DOE, the major supplier, is releasing the gas only to researchers with U.S. funding.

Full story at http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/326/5954/778?sa_campaign=Email/sntw/6-November-2009/10.1126/science.326_778

[sychbird]

Борнитридные нанотрубки – альтернатива углеродным[/size]

В мире нанотехнологий очень немного объектов привлекают такое же пристальное внимание, как нанотрубки. По словам экспертов, эти цилиндры нанометрового размера со временем могут найти применение в областях от разработки двигателей сверхзвуковых самолетов до препаратов, использующихся в терапии рака. Результаты новой работы позволяют предположить, что разработан новый способ крупномасштабного получения прежде ускользавших от исследователей нанотрубок, уникальные свойства которых могут обеспечить им еще более интересное применение.
Первое макроскопическое количество борнитридных нанотрубок, свитых в моток «пряжи» длиной 3 сантиметра и диаметром 1 миллиметр. (Рисунок из Nanotechnology, 2009, 20 505604) Исследователи уже достаточно давно умеют получать нанотрубки из углерода, однако они долгое время не могли получить нанотрубки из нитрида бора. Углеродные и борнитридные нанотрубки должны обладать одинаковыми механическими свойствами, однако борнитридные нанотрубки [boron nitride nanotubes (BNNT)] должны выдерживать температуры вдвое выше, чем углеродные (по оценкам специалистов – до 800°C и выше). До настоящего времени удавалось получить лишь борнитридные нанотрубки микроновой длины, получение больших по размеру объектов было затруднено из-за дефектов кристаллической структуры нитрида бора. Группа специалистов из НАСА и Национального института аэронавтики США сообщает о получении первых высококачественных равномерно кристаллических борнитридных нанотрубок в значительных количествах: каждый фрагмент волокна обладает достаточной длиной для того, чтобы его можно было спрясть в своеобразную пряжу. Такого результата удалось достичь, облучая лазером кусок бора, расположенный в камере, заполненной азотом (первоначально исследователи использовали инфракрасный лазер, однако модификация методики в дальнейшем позволила обойтись и обычным технологическим лазером для сварки). Луч лазера вызывает интенсивное испарение бора. Затем в газообразную смесь, содержащую бор и азот, ввели охлажденный металлический провод, способствующий охлаждению паров бора и образованию жидких капель бора, которые, взаимодействуя с азотом, самоорганизуются в борнитридные нанотрубки. Образование целевого материала протекает быстро, позволяя получать достаточно длинные трубки в течение миллисекунд. В результате новой реакции удается быстро получить большое количество высококачественных борнитридных нанотрубок, внешне напоминающих сахарную вату, эти нанотрубки представляют собой самые качественные борнитридные нанотрубки из когда-то полученных. Волокна проявляют все свойства, которые теоретически можно было ожидать от борнитридных нанотрубок – прочность, пьезоэлектрическую активность, проводимость и устойчивость при высоких температурах. Самое же замечательное, что новый способ позволяет получить борнитридные нанотрубки исходя из коммерчески доступных материалов и с помощью коммерчески доступного оборудования. Успех в получении большого количества недорогих борнитридных нанотрубок позволяет надеяться на создание облегченных конструкционных деталей автомобилей, летательных аппаратов и космических кораблей или ультралегковесной брони. Борнитридные нанотрубки также могут использоваться в фотодинамической терапии рака для точечных ударов по опухолевым клеткам и других приложениях. Инженер НАСА Деннис Бушнел (Dennis Bushnell), проявляющий интерес к работе из-за перспектив использования борнитридных нанотрубок в космонавтике, отмечает, что разработка метода синтеза борнитридных нанотрубок представляет собой революцию в материаловедении. Бытовало мнение, что высококачественные углеродные нанотрубки получить гораздо проще, чем высококачественные борнитридные нанотрубки, однако новый простой процесс получения может изменить это мнение и способствовать масштабному получению новых нанотрубок для практического использования.

 Источник: Nanotechnology, 2009, 20 505604; doi: 10.1088/0957-4484/20/50/505604

[sychbird]

Для разработчиков скафандров, интерьеров КА и ОС.

Гибкая органическая флеш-память[/size]

Исследователи преуспели в получении самого неуловимого компонента органической электроники: получен флеш-транзистор с памятью, который может быть внедрен в тонкий гибкий листок пластика.

Флеш-память (энергонезависимая память) может хранить информацию определенное время после отключения от источника питания. Во многих устройствах бытовой электроники (цифровые камеры, mp3-проигрыватели) применяются кремниевые компоненты флеш-памяти.
Создание гибких органических деталей для энергонезависимой памяти представляет собой непростую задачу. Физическая основа флеш-памяти – плавающий затвор, представляющий собой проводимый компонент транзистора, полностью внедренный в изолирующий материал. При небольшой толщине слоя изолятора приложение высокого значения электрического потенциала позволяет перенести к плавающему затвору электрический заряд (природа такого переноса до сих пор дискутируется – в его объяснении ряд исследователей оперируют концепцией квантового туннелирования, а ряд – явлением термической эмиссии).

Изолированные плавающие затворы могут сохранять заряд в течение длительного времени (для компонентов электроники на основе кремния это могут быть годы) пока заряд не будет «стерт» приложением противоположного по знаку электрического потенциала. Локализация заряда в плавающем затворе влияет на электронные свойства транзистора.
Сложность в создании органических систем такого рода заключается в том, что необходимо подобрать материал достаточно удачный для создания диэлектрического слоя (из такого материала необходимо сделать достаточно тонкий диэлектрический слой для возможности переноса заряда к плавающему затвору), но при этом необходимо иметь возможность его обработки при относительно низкой температуре для того, чтобы не расплавить полимерный субстрат-подложку для сборки органических транзисторов (температура плавления такого слоя обычно составляет около 1507deg;C).
Международная группа исследователей из Японии, Германии и Австрии разработали подходящий диэлектрик и создали схему из 676 органических флеш-транзисторов с памятью на листе тонкого гибкого пластического материала. Новый слой диэлектрика состоит из двух компонентов – самоорганизующийся монослой н-октадецилфосфористой кислоты толщиной 2 нм и слой оксида алюминия 4 нм, полученный окислением поверхности алюминия, собственно представляющего собой плавающий затвор. Таким образом, толщина слоя диэлектрика, изолирующего плавающий затвор, составляет 6 нм.
Такая толщина слоя диэлектрика позволяет программировать и удалять память с помощью потенциала всего в 6 В, что сравнимо с электронными устройствами, созданными на основе кремния. Прежде полученные элементы памяти из органических материалов требовали для эффективной работы гораздо большего напряжения (около 30 В).

Один из членов исследовательской группы Цуйоси Секитани (Tsuyoshi Sekitani) отмечает, что в то время как кремниевые транзисторы с плавающим затвором отлично справляются с хранением информации с высокой плотностью данных, гибкие органические транзисторы с плавающим затвором могут оказаться полезными для создания сенсоров и электромеханических преобразователей энергии, интегрированных с энергонезависимой памятью. Секитани отмечает, что ближайшие задачи исследователей – улучшение стабильности памяти (в настоящее время органическая память сохраняет информацию около суток) и уменьшить размер транзистора.

Источник: Science, 2009, DOI: 10.1126/science.1179963

[sychbird]

Может оказаться интересным для будущих Марсианских АМС, ориентированных на поиск жизни на Марсе и спутниках планет-гигантов.

Упрощенное получение трехмерной картины нанообъекта[/size]

Исследователи из США разработали простой и быстрый метод получения трехмерных изображений наноразмерных объектов, для получения такого изображения требуется лишь одно измерение.

Процесс построен следующим образом: на объект направляют луч рентгеновских лучей, он отражается от объекта, после чего волновую картину рассеянной волны собирают с помощью искривленного детектора. Так как новый процесс достаточно точен для того, чтобы различать индивидуальные атомы, есть надежда, что со временем он превратится в важный аналитический инструмент.
Возглавлявший исследование Янвей Мяо (Jianwei Miao) из Университета Калифорнии отмечает, что до настоящего времени не было способа получения трехмерных изображений нанообъектов с помощью лишь одного воздействия.
Обычно трехмерные изображения получают двумя способами. Один заключается во вращении образца и получении впоследствии комбинируемых двумерных изображений под различными углами (метод чем-то похож на рентгеновскую кристаллографию), а другой – в получении множественной картины плоских «ломтей» с последующим их комбинированием (подобно конфокальной микроскопии).

Мяо поясняет, что идея нового метода заключалась в сборе данных и получении трехмерной картины с помощью единичного луча, отражение которого фиксировалось бы искривленной поверхностью. Исследователи назвали новый метод «анкилография» (ankylography) – от греческого слова ankylos, означающего «искривленный».
В сущности, анкилография представляет собой разновидность дифракционной рентгеновской микроскопии. Первоначально изучаемый материал облучается когерентным рентгеновским излучением, которое претерпевает дифракцию по всем направлениям. Фиксирование картины рассеяния затем производится с помощью устройства с зарядовой связью [charge-coupled device(CCD)], измеряющего направление и интенсивность дифракции рентгеновских лучей.

Мяо отмечает, что идеальной формой для устройства с зарядовой связью, фиксирующего дифракционную картину, была бы форма сферы, однако такие устройства еще не разработаны. Вместо этого исследователям пришлось использовать плоское CCD, после чего математически обрабатывать сигналы, «превращая рисунок на плоскости в рисунок на сферической поверхности».
На последней стадии полученную дифракционную картину расшифровывают с помощью компьютерных алгоритмов, разработанных исследовательской группой специально для реконструкции изображения. С помощью нового метода исследователи смогли получить изображение трехмерной структуры поверхности кремния с точностью около 0,2 нм, а также определили особенности строения поверхности вируса полиомиелита, размеры которого составляют около 2 нм.
Алан Роземан (Alan Roseman) из Университета Манчестера восхищен элегантным подходом, реализованным в новом методе, однако считает, что для использования метода в анализе биологических образцов необходим еще ряд существенных модификаций. Он подчеркивает, что использование нового метода может оказаться невозможным для изучения радиационно-чувствительных биологических объектов, хотя и не отрицает возможность того, что правильное изображение будет получено до проявления эффектов радиационного воздействия на организм.

Источник: Nature, 2009, DOI: 10.1038/nature08705

[Nikola]

Красивый американский пузырь. У 20А лучей какая энергия . и не попортят они органический  образец? Либо журноламерская обработка либо ХНЯ