Нанотехнологии

[grogi]

Природные нанотехнологии помогают выжить растениям
27.03.08, Чт, 19:26, Мск
Использование органических наночастиц объясняет способность плюща присоединяться практически к любой поверхности.

Чарльз Дарвин еще в 1876 г. описал выделение вещества слабо-желтого цвета корешками плюща при его росте и присоединении к разным поверхностям. Однако с тех пор о природе этого вещества никаких новых данных не появилось.

Профессор университета штата Теннеси (США) Цзянь Миньчжун (Mingjun Zhang) и его коллеги опубликовали в журнале Nano Letters статью, в которой описана первая попытка разобраться в уникальных способностях вьющихся растений, которые в своем стремлении вверх способны преодолевать самые разные препятствия и использовать для своего выживания любые поверхности.

Ученые попытались выяснить природу клейкого вещества плюща. Им удалось добиться роста на поверхности кремния и слюды. Затем с этих поверхностей были взяты пробы, которые были проанализированы с помощью атомного силового микроскопа, а также обычного оптического микроскопа. К удивлению исследователей, клейкое вещество состояло из почти одинаковых сферических частиц размером около 70 нм. Дальнейший анализ с помощью жидкостной хроматографии высокого разрешения установил, что частицы состоят только из органических веществ.

Состав этой смеси довольно сложен, и удалось установить формулы всего 19 отдельных компонентов. Их структура пока не установлена. Ясно лишь, что среди этих компонентов преобладают вещества гидрофильного типа, соответственно, у них есть полярные группы, а, значит, и способность к образованию водородной связи. Именно этот механизм исследователи считают наиболее вероятным вариантом, обеспечивающим высокую адгезию к поверхности.

Был исследован также и сам процесс прочного присоединения плюща к поверхности. Выделяемое его корешками желтоватое вещество имеет консистенцию геля и поначалу не слишком прочно присоединено к поверхности. Лишь затем вещество твердеет и уменьшается в объеме, скорее всего за счет потери воды. К этому моменту связь с поверхностью становится максимально прочной.

(С)_www.cnews.ru

[grogi]

IT-байки: Наночастицы золота против СПИДа 25.05.2008
Золото – оно как икра, хорошо в гомеопатических дозах. Сегодня мы расскажем о том, как наночастицы золота противостоят СПИДу и ядам, а в перспективе помогут бороться с преступниками и террористами

[grogi]

Нанотрубки токсичны для простейших
19.06.08, Чт, 16:56, Мск
Исследование канадских ученых выявило неожиданные аспекты влияния углеродных нанотрубок на простейшие организмы.

В статье сотрудников университета Ватерлоо в г. Онтарио (Канада), опубликованной в Nature Nanotechnology, описаны изменения, происходящие в микроорганизмах группы протисты (они же простейшие), при наличии в среде углеродных нанотрубок. Протисты - гетерогенная группа живых организмов, не относящаяся ни к растениям, ни к животным, они могут быть одноклеточными или многоклеточными. Протисты имеют размеры порядка нескольких микрометров, к ним относятся, например, амебы.

Канадские исследователи изучали протисты вида Tetrahymena thermophila, который играет важную роль в экологии водной среды, поскольку он питается бактериями и тем самым производит очистку воды путем регулирования содержания в ней бактериальных микроорганизмов.

Ученые приготовили растворы однослойных углеродных нанотрубок разных концентраций и добавили их в воду, содержащую простейшие. Результаты воздействия через три дня наблюдали с помощью оптической микроскопии. Оказалось, что нанотрубки, которые, как считалось раньше, вообще не должны растворяться в воде, способны проникать внутрь простейших и сильно влиять на их состояние. Это влияние, в зависимости от концентрации нанотрубок, может быть просто ограничением подвижности, но иногда наблюдается и гибель организмов. Однако чаще всего ученые наблюдали группирование (агрегацию) простейших.

Было отмечен и один положительный фактор воздействия нанотрубок. Протисты под действием нанотрубок начинали выделять повышенное количество жидкости, содержащей белки и фрагменты клеток. Эта жидкость "склеивает" микроскопические частицы и тем самым приводит к увеличению их размера и ускорению седиментации. Вода, таким образом, быстрее очищается от взвешенных частиц.

(C)_www.cnews.ru

[grogi]

IT-байки: наномир вторгается в микросхемы 29.06.2008
Микросхемы уже превратились в наносхемы, без "нано"-шумихи, эволюционным путём. Но приходит время, и без необычных свойств нановеществ уже не обойтись

[grogi]

Нанотехнологии позволят существенно увеличить плотность памяти
Accent @ 13:36
Применение нанотехнологий может придать новый импульс микроэлектронике. Специалисты университета Пенсильвании ведут исследования, направленные на существенное увеличение плотности памяти за счет применения наноструктур.

Плотность памяти и так стремительно растет с уменьшением норм техпроцесса, но пенсильванская разработка построена на принципиально новом подходе — хранении в ячейке памяти не одного из двух, а одного из трех возможных значений. Ячейка напоминает отрезок микроскопического коаксиального кабеля. Внутри оболочки из теллурида германия (GeTe) находится сердечник из более сложного компаунда — Ge2Sb2Te5 (на иллюстрации отмечен стрелкой).
_http://www.ixbt.com/short/images/sem_lmg.jpg
Оба указанных материала могут менять свое фазовое состояние под действием электрического поля, переходя из кристаллической формы в аморфную и обратно. Ключевым моментом, позволяющим хранить в одной ячейке три значения, является возможность независимого изменения фазового состояния оболочки и сердечника.

Привлекательным с точки зрения массового производства является тот факт, что структура ячейки относится к так называемым «самосборкам» — наноструктурам, формируемым самостоятельно, а дополнительным преимуществом кристаллических материалов является их тенденция к формированию образований, свободных от дефектов.

Источник: PhysOrg.com

(C)_www.ixbt.com

[grogi]

IT-байки: термоэлектрические нанотехнологии для автомобиля 27.07.2008
Гибридный или электрический автомобиль, увы, пока что недёшев, и с нами остаются наши бензиновые друзья. Сегодня - о том, как учёные пытаются улучшить двигатель обычного автомобиля с помощью необычных нанотехнологий

[grogi]

Готический нанотех работал не хуже современного

Создатели витражей готических соборов знали толк в нанотехнологиях.

Как сообщает пресс-служба технологического института Квинсленда (Австралия), профессор Чжу Хуай Юн (Zhu Huai Yong) показал, что золотая краска, применявшаяся создателями витражей средневековых соборов, способна очищать воздух в храме под действием лучей Солнца.

По мнению профессора Чжу, целебное воздействие краски объясняется присутствием в ней наночастиц золота.

"Нанокраска" действует как фотокаталитический очиститель воздуха и способна очищать воздух от вредных для здоровья компонент - таких, как как летучие органические химические вещества (volatile organic chemical, VOC).

Именно VOC придают характерный "новый" запах, например, мебели. Вместе с тем, выделяемые в атмосферу органические летучие вещества вредны для здоровья даже в небольших количествах.

Наночастицы золота под действием солнечных лучей становятся активным катализатором, превращающим вредные для здоровья летучие вещества в относительно безвредные.

Технология фотокатализа, разработанная еще на заре Средневековья, не требует использования внешнего источника энергии, экологически безвредна и к тому же эстетична.

(C)_www.cnews.ru

[grogi]

IBM: нанотрубка как источник света
27.08.2008 [17:10], Андрей Горьев
Исследователи IBM Corp. представили метод электронного контроля спектра, распределения и эффективности светоизлучающих нанотрубок (light-emitting nanotubes, LEN). Ранее были показаны кремниевые оптические волноводы и высокоэффективная электролюминесценция LEN, сравнимая с LED. Теперь LEN помещены внутрь оптического волновода для достижения направленной поверхностной эмиссии, избирательности длины волны и высокой эффективности.

Как и большинство излучающих свет источников, нанотрубки выделяют свет во всех направлениях. Изначально спектр был довольно широким, а эффективность мала, говорят исследователи. Для решения этой проблемы распределение света было сделано совместимым с оптическим фильтрами и передающими устройствами. Спектр контролируется оптической полостью, согласно предложенной учеными теории.
http://www.3dnews.ru/_imgdata/img/2008/08/26/93213.jpg
IBM достигла поверхностной эмиссии объединением полевого транзистора на нанотрубках с парой металлических зеркал, нанотрубка располагается между зеркалами и лежит на кремниевом чипе. Нижнее зеркало выполнено из серебра, верхнее полузеркало — из золота. Свет излучается нанотрубкой в полость, которая заполнена прозрачным диэлектриком. Эмиссия ограничена оптической полостью с двумя зеркалами так, что свет формирует стоячую волну между зеркалами. Для формирования полостей используется литография, что приводит к значительному улучшению — ограничение спектра до 10% дает повышение эффективности на 400%.

Нанотрубки имеют различные диаметры и, соответственно, ширину запрещенной зоны, что вызывает излучение света на разных частотах. Однако, интегрируя нанотрубку в полость, физическое помещение в структуру устраняет нежелательные частоты и решает проблему разности диаметров. IBM представила два метода световой эмиссии в нанотрубках. Первый вводит барьеры Шоттки в оба конца, тогда на одном из них скапливаются электроны, а на другом — дырки. По другому методу, вводят экситоны с одной стороны нанотрубки.

Компания также предложила теорию того, как тепло отводит энергию от процесса люминесценции, снижая эффективность LEN. Существуют два вида эмиссии объекта, излучающий и неизлучающий. Именно последний теряет энергию через тепло. Излучающая эмиссия всегда считалась постоянным свойством материала, но, как и проквантованный материал, фотоны также являются частью поля, которое имеет квантуемые состояния. Эмиссия происходит из-за взаимодействия этих двух полей. С помощью электрического поля возможно изменить электронную структуру нанотрубок таким образом, что теплота не будет выделяться, говорят ученые.

Кроме повышения эффективности будущих устройств путем устранения выделения теплоты исследователи планируют провести ряд опытов для выстраивания нанотрубок в сверхструктуру. Это позволит в будущем изготавливать LEN на кремниевых фотонных чипах.

(C)_3dnews.ru

[grogi]

IT-байки: 4D наномикроскоп - Виват, атомное кино!
23.11.2008
Есть ли хвост у наночастицы? На фото видно не всегда, но видеофильм в реальном времени с персонами отдельных атомов в главных ролях во весь экран покажет хвост со всех ракурсов. Лучше один раз увидеть…

[grogi]

IT-байки: Электроника будущего - бумажная, органическая, фотонная?
30.11.2008
Грузите петабайты бочками! Там, где не справятся классические кремниевые полупроводники, на помощь придёт всевозможная нано-экзотика из лабораторий учёных

[grogi]

IT-байки: Искусственные ДНК - кандидат на замену кремнию?
11.01.2009
Возможно, именно нанотрубки из ДНК станут основой наноэлектроники, нанофармацевтики и нанобиомедицины будущего. Дело за малым: научиться ими управлять

[grogi]

IT-Байки: Прозрачная и невидимая электроника
08.02.2009
Прозрачная гибкая электроника на базе углеродных нанотрубок совсем скоро обещает стать универсальной, недорогой и вездесущей

[grogi]

Память на основе нанотрубок оказалась быстрее флэш-памяти
Углеродные нанотрубки позволяли создавать очень миниатюрные ячейки памяти, теперь же удалось добиться и колоссального роста скоростных характеристик

[grogi]

NEC напечатала транзистор краской из нанотрубок[19.02.2009 13:48:00]
Год назад японская компания NEC рассказала о перспективной разработке — технологии печати транзисторов краской, состоящей из углеродных нанотрубок (carbon nanotube transistor, CNT).

Решение, реализуй его на практике, революционное. Производство микросхем стало бы экологически чистым без всех этих процессов с травлением, выпариванием и прочих химических «прелестей». Подбирая состав краски — размер и «густоту» нанотрубок — можно гибко варьировать свойствами транзисторов. Но главное, масштаб техпроцесса зависит исключительно от разрешения печатающего блока и свойства транзистора при этом не меняются, тогда как с уменьшением масштаба обычной литографии транзистор значительно изменяет свои электрические параметры.

На момент прошлогоднего анонса NEC умела печатать только канал перехода под затвором. Теперь же, сообщает японский интернет-ресурс Nikkei, компания печатает CN-транзистор целиком, включая электроды и слои изоляции. Компания сумела разработать краску для нанесения металлов и изолирующих плёнок с высокими антикоррозийными свойствами.

Демонстрация разработки проходит на открывшейся в Токио в эти дни выставке International Nanotechnology Exhibition & Conference (nano tech 2009). Опытный CN-транзистор — p-типа, с приличным соотношением тока в закрытом и открытом состоянии — порядка 1000. Также важность данной технологии в том, что техпроцесс проходит при температуре менее 200 градусов по Цельсию. Это даёт возможность наносить транзисторы на полимеры со всеми вытекающими «вкусностями» — гибкие и дешёвые подложки, простые техпроцессы.
Автор: GreenCo

(C)_www.fcenter.ru

[grogi]

Нанотрубки научились видеть свет
Сенсоры на основе нанотрубок смогут работать во всем диапазоне оптического излучения. На их основе изготовят уникальные сенсоры, фотодетекторы, солнечные батареи и даже искусственную сетчатку

[grogi]

Искусственные мышцы на основе нанотрубок
Уникальные свойства углеродных нанотрубок позволяют создавать на их основе искусственные мышцы, во много раз превосходящие по своим параметрам мышцы человека и животных

[grogi]

IT-байки: Нано-камуфляж для практикующих хамелеонов
19.04.2009
Мечтать о персональной невидимости невредно, но пока не очень практично. Возможно, проекты мимикрии на уровне хамелеона чуть реалистичнее?
"Некоторым исследованиям и открытиям безусловно, уделяется гораздо больше внимания со стороны научно-популярных изданий и в целом широкой публики, чем основной массе других работ даже в той же сфере науки. Хотя, порой случается так, что даже из самого заумного и ничем, казалось бы, не привлекательного с точки зрения массового интереса исследования можно создать настоящую сенсацию.

Вопрос в том, как подать. К примеру, многие рано или поздно начнут зевать, попытайтесь вы сухо пересказать им суть открытия новых сегнетоэлектриков, но моментально оживятся если намекнуть, что такие сегнетоэлектрики со временем можно встроить в штаны для генерации электричества при движении. Или те же эксперименты с вычислением магнитной анизотропии железа на атомарном уровне: логические элементы на базе молекул нафталоцианида – действительно немного скучновато, но если упомянуть, что в перспективе технология позволит хранить сотни терабайт в объёме спичечной головки…

Иными словами, из тысяч научных исследований, порой прорывных и переворачивающих с ног на голову само представление об исследуемой дисциплине науки, подавляющее большинство тем остаётся интересным лишь для узкого круга специалистов. До тех пор пока не найдётся "светлая" популяризаторская голова, которая подыщет проводимому исследованию какое-нибудь необычное практическое применение, пусть даже в очень далёком будущем. Чем необычнее ракурс – бессмертие, левитация, телепортация и иже с ними, тем громче сенсация.

Всё это справедливо и в отношении практического достижения невидимости, вопрос которого поднимается в сегодняшней заметке. Казалось бы, что интересного можно рассказать широкой публике о физических свойствах метаматериалов? Оказывается, можно, если аккуратно подвести явление отрицательного индекса рефракции под хотя бы призрачную идею достижение невидимости.

Два с половиной года назад в статье IT-байки: О невидимости, мнимой и настоящей уже разбирался этот эффект и в сумме делалась попытка собрать на страницах 3DNews воедино различные – шарлатанские и не очень, способы достижения невидимости различной степени достоверности. Однако тогда речь шла преимущественно о физических свойствах различных веществ, в то время как сегодняшний рассказ имеет большее отношение к химии. Хотя, с точки зрения коммерциализации – какая в сущности разница, каким образом будет достигнут финальный массовый продукт? Лишь бы все эти промежуточные достижения учёных, красочно "подогретые" перспективами прикладного использования, так и не остались бы на бумаге да в стенах лабораторий."

[grogi]

IT-байки: Наноструны – ключ к искусственному обонянию?
26.04.2009
Практические эксперименты с наноэлектромеханическими системами (NEMS) на базе диэлектрических нанострун стремительно приближают учёных к созданию "искусственного носа"

[grogi]

IT-Байки: луч нанокристалла в царстве оптоэлектроники
17.05.2009
Коллоидные нанокристаллы, лишённые основного недостатка - мерцания, в будущем могут основательно повлиять на развитие фотоники, оптоэлектроники и лазерной техники

[Brainiacs]

Память из кремния превратила дефект в полезное свойство

[IMG]http://img696.***************img696/7529/1283350985.jpg[/IMG]
Новое исследование относится к
молекулярной электронике, которая изучает
возможность применения деталей
молекулярного размера в качестве
составляющих логических схем

В поиске быстрой и высокоплотной компьютерной памяти учёные всё усложняют и усложняют схемы. Между тем, оказывается, есть решение более простое. Нужно было только пристально посмотреть на эффект, на который раньше внимания не обращали. Именно так недавно в США создали прототип "памятного" чипа, обладающий сразу несколькими достоинствами.

Энергонезависимость, хорошая выносливость, скоростное переключение состояния (быстрее 100 наносекунд), высокая стойкость к радиации и готовность перейти на техпроцесс "меньше 10 нанометров" — лишь некоторые из преимуществ новой памяти. Кажется, для создания такого шедевра физикам, химикам и электронщикам пришлось задействовать кучу оригинальных технологий и самые редкие химические элементы.

На деле всё было иначе: и техника несложная (она совместима с серийной технологией производства микросхем), и материал самый распространённый — кремний и его оксид. И больше тут не нужно практически ничего.

Своего рода предыстория к этому удивительному открытию произошла год назад. Тогда в лаборатории профессора Джеймса Тура (James Tour) из университета Райса в Техасе (Rice University) была создана ячейка компьютерной памяти из графита. Её основой служил углеродный лист 10-нанометровой ширины и толщиной в 10 атомов, который под действием тока мог многократно разрываться и обратно срастаться, отражая тем самым запись единички или нуля.

В 2009 году учёные так и не выяснили, каков механизм такой перестройки практически атомарного уровня, лишь выдвигали предположения. Теперь же аспирант Тура Цзюнь Яо (Jun Yao) серьёзно продвинул вперёд понимание процесса, распространив саму идею на другие материалы.

Там, где окружающие успокоились, Яо начал упорно копать. Он решил заменить графит в такой памяти на какой-нибудь иной материал и посмотреть — что получится. Ни одно наугад взятое вещество по описанной выше схеме не работало. После долгого перебора Цзюнь зажал тонкий слой оксида кремния (изолятора) между полупроводниковыми листами из поликристаллического кремния, который послужил верхним и нижним электродами ячейки.

К удивлению экспериментатора, приложение напряжения к электродам вызвало преобразование оксида. В самой его толще поле "освободило" несколько атомов кислорода, а получившийся чистый кремний сформировал проводящий столбик из наноразмерного кристалла.

К работе над проектом подключилось ещё несколько человек из лаборатории и разных факультетов университета Райса. Как они выяснили, меняя уровень напряжения, состояние такой ячейки (проводник или изолятор) можно или аккуратно считывать, или менять. Нужный уровень тока, в частности, вызывал эффект обращения: проводящий мостик разрушался, снова становясь оксидом.

Очень важно, что такое превращение новая ячейка готова претерпевать огромное число раз без видимой деградации.

[IMG]http://img80.***************img80/7529/1283350985.jpg[/IMG]
Схема формирования кремниевой нити между контактами и снимок такой структуры
под микроскопом. Зелёным показаны углеродные нанотрубки, которые в одной
из версий ячейки учёные применили для локализации места превращения кремния.

Диаметр кристаллической дорожки оказался равен 5 нанометрам. Поскольку подводящие контакты тут очень просты, это означает, что память такого типа можно будет выпускать с характерным размером элементов в 10 нанометров или даже меньше. Между тем эксперты считают, что традиционной флэш-памяти будет очень трудно взять барьер в 20 нм.

И в то время как в обычной флэш-памяти для манипуляций с отдельной ячейкой (запись, считывание, стирание бита) требуются три контакта (управляющий затвор, сток, исток), кремниевая память из Техаса обходится двумя, что должно упростить схему.

Дизайн ячейки также должен облегчить формирование из подобных "перекрёстков" многослойного пирога. А выход микросхем в 3D, как давно говорят специалисты, является одним из путей наращивания производительности и ёмкости чипов, плотности размещения их элементов.

Американская компания PrivaTran, специализирующаяся на микроэлектронике, в сотрудничестве с учёными из университета Райса построила по новой технологии опытный килобитный чип памяти и успешно испытала его.

Ранее от ряда заказчиков, в частности военных, компания получила средства на создание высокоплотной памяти, так что изобретение Яо и его коллег пришлось как нельзя кстати. Теперь PrivaTran намерена распространить эту технологию и на другие виды схем.

Кремниевый чип на переключаемых резистивных элементах стал одним из впечатляющих опытов молекулярной электроники, стремящейся вывести вычислительную технику буквально на новые масштабы.

[IMG]http://img543.***************img543/5453/12833509852.jpg[/IMG]
В новом чипе сетка 32 на 32 пересекающихся кремниевых провода формирует 1024
ячейки памяти. Сердце каждой – наноразмерный мостик из кремния, который по мере
необходимости образуется или разрушается, тем самым записывая и стирая двоичные
единички и нули.

Любопытно, однако, что на пути создания этой оригинальной схемы могло стать недоверие самих райсовцев. По словам Тура, когда Яо описал открытый эффект коллегам по лаборатории, они просто не поверили ему. Яо пришлось убеждать соратников, что за переменой проводимости ячейки стоит более замысловатый процесс, нежели кажется на первый взгляд.

Джеймс говорит: "Другие люди, увидев такое, сказали бы разочаровано — ой, у нас тут произошёл пробой оксида кремния. И просто выкинули бы чип. И только Цзюнь догадался, что речь идёт не о пробое, а о превращении микроскопической толики оксида внутри пластины в чистый кремний. Таким образом, эффект сидел и ждал, чтобы его использовали", — заключает исследователь.

Источник

With Best Regards
Brainiacs