Создана прозрачная наноткань с прочностью стали
Я, если честно, не совсем понимаю как из такой ткани шить например одежду :/ Она ведь прочнее ножниц! Но всёравно круто %)
Нанотрубки, похоже, становятся открытием ЂЂЂ1 в области нанотехнологий. Две различные команды исследователей из США и Австралии создали прозрачную ткань, состоящую из нанотрубок длиной 1 (!) метр и шириной 5 сантиметров. Ранее ученым удавалось получить нанотрубки длиной только несколько сантиметров.
Как и ожидалось, лента обладает высокой прочностью. Соотношение прочность/вес материала ленты выше, чем у стали высокой закалки. При этом ткань возможно оборудовать органическими светодиодами, превратив ее в гибкий сверхтвердый OLED-экран.
Похоже не на "рядовое" открытие, а на научную фантастику. Тем не менее, это так. Давно известно, что нанотрубки по прочности превосходят сталь, проводя при этом электричество. Вся загвоздка состояла в том, что до сих пор их не могли производить длиннее 2 сантиметров и тем более не могли прясть из них ткань.
"Наноткань ожидает масса применений: строительные материалы, снаряжение, бронежилеты, OLED-дисплеи; всего и не перечислить... ЂЂЂ говорит Рэй Бохман из Техасского университета. ЂЂЂ То, что это очень ценный и востребуемый продукт, ускорит его коммерциализацию, и, я уверен, мы увидим уже скоро в различных продуктах использование нанотекстиля".
Наноткань ЂЂЂ это, конечно, не массив "цельных" нанотрубок, а композит, состоящий из переплетенного "леса" многослойных нанотрубок длиной 245 мкм и диаметром 10 нм. Образец таких спутанных нанотрубок длиной всего 1 сантиметр может "развернуться" в трехметровую ленту 18-микронной толщины. Если же использовать пластиковый цилиндр в качестве валка, по которому протягивается лента, до исходный материал можно раскатать до 10-ти метровой длины. Оборудование ученых обеспечивало "разворачивание" леса до 1 метра в минуту.
В результате первого цикла производства у ученых получился анизотропный аэрогель на основе нанотрубок с плотностью 0.0015 г/см3. Этот лист выдерживал миллиметровые капли, которые были в 50000 раз тяжелее места контакта с аэрогелем.
Рис. 1. Наноткань из нанотрубок. Эмблема снизу показывает прозрачность ткани
Но ученые решили сделать наноткань более прочной.
Магнитный нанораствор заменит жидкие кристаллы
Так ведёт себя чудесная жидкость при усилении магнитного поля. Смотреть слева направо сверху вниз (фото Yadong Yin).
Химики создали жидкость, цвет которой можно изменять, прикладывая внешнее магнитное поле. Авторство этой полезной разработки принадлежит учёным из университета Калифорнии в Риверсайде (University of California, Riverside) из коллектива под руководством профессора Ядуна Иня (Yadong Yin). Вы уже поняли, как может пригодиться это изобретение?
Новый «геккел-клей»
Американские учёные разработали новый клей, взяв пример с приспособлений, используемых гекконами и мидиями.
Геккон, приклеившийся к раковине мидии.
Гекконы обладают способностью ходить по поверхностям вниз головой, благодаря волоскам на лапах толщиной от 200 до 500 нм. При таком размере ван-дер-Ваальсовы и капиллярные силы создают притяжение до 10-7 Н. А поскольку волос много, итоговая адгезивная сила достигает примерно 10 Н/см2.
Дистанционно управляемые наномашины.
Физики из Университета Калифорнии в Беркли получили изображения того, как свет может использоваться для управления самыми миниатюрными механизмами.
Освещая ультрафиолетовым светом поверхности азобензола, расположенные на золотой подложке, исследователи смогли заставить молекулы изменять свою форму. В будущем такие молекулы могут быть использованы в наномашинах в качестве удалённо управляемых переключателей, поршней или других движущихся частей.
Присоединение n-бутиловых «ножек» к молекулам азобензола на поверхности золота позволяет им изменять форму при освещении ультрафиолетовым лазером.
Учёные давно экспериментируют со способностью молекул азобензола изменять форму. Однако, ранее этого эффекта удавалось добиться только в жидкой среде или при инкорпорации молекул в пластик; такое окружение вряд ли подходит для создания сложных наномеханизмов.
Преодолеть это препятствие и получить возможность наблюдать эффект на подложке исследователям удалось с помощью добавления к молекулам «ножек» ЂЂЂ n-бутиловых радикалов (см. рисунок). Они обеспечили устройству «дорожный просвет» всего в доли нанометра, чего оказалось достаточно, чтобы позволить молекулам двигаться под действием ультрафиолетового света. С помощью сканирующей туннельной микроскопии учёные смогли буквально сфотографировать, как молекула переходит из одной конфигурации в другую по их сигналу.
Продемонстрирован p-n переход на листе графена.
Физики из США впервые смогли создать на листе графена p-n переход с локальным затвором. Плотность носителей заряда в устройстве контролируется прикреплёнными к поверхности листа электродами.
Физики давно обсуждали возможность создания p-n переходов на основе графена, уникального материала, который может вести себя и как полупроводник, и как материал с металлической проводимостью. Присоединив к листу графена два электрода с положительным и отрицательным потенциалом, соответственно, можно создать две области, обогащённые отрицательными и положительными носителями заряда ЂЂЂ p-n переход, являющийся основой транзисторов.
Однако, до сих пор создание таких устройств было затруднительно. Дело в том, что нанесение металлического электрода на графеновый лист может вызвать повреждения или изменить электронные свойства графена. Логичным решением было бы сначала покрыть лист слоем изолятора, а наносить электрод уже на него, однако найти изолятор, способный формировать тонкие и упорядоченные слои на поверхности графена, ЂЂЂ задача чрезвычайно сложная. Именно её и удалось решить исследователям из Гарвардского университета.
В новом методе используется послойное атомное напыление. Изолирующий слой создвавлся путём последовательного нанесения оксида азота, триметилалюминия и оксида алюминия. После этого на слой напылялся электрод из золота и титана. Изначально идея метода была предложена химиками для покрытия углеродных нанотрубок.
Большим достоинством метода является возможность создания покрытий с очень большой диэлектрической постоянной. Эта величина определяет, при какой разности потенциалов происходит пробой изолятора, что очень важно именно в подобных случаях, когда толщина изолирующего слоя может составлять всего несколько нанометров. Традиционные методы, использующие диоксид кремния или полиметил-метакрилат (ПММА), в этом уступают новому методу.
Надо сказать, что в данной конфигурации транзистор не является устройством, пригодным для реального переключения электрических токов в наноэлектронных устройствах. Дело в том, что графеновый лист обладает нулевой шириной запрещённой зоны. Однако известно, что тонкие графеновые полоски обладают запрещённой зоной. Над созданием транзисторов из графеновых полосок и работают исследователи в настоящее время.
P.s.: ну вот и разрешислся спор между кремнием и графеном! Я и не сомневался в его исходе :)
Нанотехнологии в России
На прошедшем в Петербурге очередном экономическом форуме были представлены последние достижения российских нанотехнологов.
Тема нанотехнологий была ключевой для многих экспозиций выставки Инновационных достижений, однако наиболее веско она звучала там, где методики сканирующей зондовой микроскопии соединились с технологиями выращивания эпитаксиальных слоев, формирования ионных пучков и рентгеновской литографией.
Идея объединения столь разнообразных возможностей в рамках единого процесса родилась совсем недавно и пока даже точно не известно, на базе какого синхротрона она будет реализована. Кандидатов два: первый ныне действующий ускоритель, находящийся на территории российского научного центра «Курчатовский институт», второй ЂЂЂ аналогичный (но бездействующий) зеленоградский ускоритель. Эти прецизионные приборы (размером более 100 м) используются как источники мощного рентгеновского синхротронного излучения.
С помощью атомносиловых и туннельных микроскопов можно создавать и исследовать структуры нанометрового размера, однако для массового производства микросхем игла такого микроскопа мало пригодна. Трудности с распараллеливанием зондовых технологий создают почти непреодолимый барьер на пути их использования для массового производства изделий наноэлектроники и микромеханики.
Совсем другое дело исследование физики наноявлений и контроль параметров планарных и пучковых нанотехнологий. Для решения именно таких задач, а так же штучного производства готовых изделий, предназначена нанотехнологическая установка NanoFab 100, разработанная в Зеленограде.
На стенде компании НТ-МДТ демонстрировался макет СуперНаноФаба, а также образцы, позволяющие оценить возможности установки. Фраза «Инновационная России ЂЂЂ открытая миру», к примеру, была написана на участке площадью в одну десятую квадратного микрона. Причем в отличие от знаменитой аббревиатуры IBM, выложенной атомами ксенона, инновационная Россия, изображенная на титановой пленке буквами толщиной всего 5 нм, не боится комнатных температур и вполне устойчива к воздействию агрессивных сред.
ФГУ РНЦ «Курчатовский институт» представил на выставке проект «СуперФаб». На этот раз в центре внимания было объединение возможностей российских ядерщиков с достижениями сканирующих микроскопистов для прорыва в мир наноэлектроники. Проект «СуперФаб» ЂЂЂ это кластерная нанотехнологическая фабрика, соединенная со станцией синхротронного излучения. Она представляет собой комплекс высоковакуумных технологических модулей, работающих на наноуровне и связанных общей транспортной системой.
«СуперФаб» предназначен для создания изделий наноэлектроники, спинтроники, нанофотоники, нанофлюидики, а также наносенсоров, МЭМС и НЭМС. При этом мощное синхротронное излучение можно использовать не только как инструмент для исследования и контроля возникающих структур, но и как средство их воспроизводства.
Сегодня трудно сказать, насколько технологичен будет это симбиоз в плане создания серийных наноизделий, но почти наверняка он позволит узнать много нового о жизни атомов и об их способности объединятся в нужные людям структуры.
IBM и BASF будут совместно разрабатывать 32 нм тех
Компании IBM и BASF заключили соглашение о совместной работе над созданием 32 нм техпроцесса, с тем, чтобы в 2010 г. начать его практическое применение для выпуска чипов нового поколения. Основное направление сотрудничества ЂЂЂ совершенствование химических процессов, применяемых в литографии ЂЂЂ основном методе при производстве микросхем. Германская корпорация BASF уже является крупным поставщиком химических реактивов для чипмейкеров, однако планы взаимодействия с IBM являются более обширными, включая обмен сотрудниками и проведение совместных экспертиз. Каждая из компаний займется той частью работы, в которой имеет наибольший опыт: BASF возьмет на себя отработку операций синтеза и тестирование, тогда как на долю IBM достанется создание прототипов и прикладная работа. Финансовые условия соглашения не разглашаются.
IBM планирует применять новый техпроцесс для выпуска всей линейки своих чипов, включая недавно объявленные процессоры Power6, Cell Broadband Engine и телекоммуникационные платформы на базе ASIC. Сотрудничество со сторонними компаниями при работе над новыми проектами для IBM не ново ЂЂЂ подобным образом, с участием Sony и Toshiba, разрабатывался процессор Cell. В конце мая компания заявила о сотрудничестве с группой чипмейкеров, работающих над продвижением 32 нм техпроцесса, в которую входят Chartered Semiconductor Manufacturing, Freescale Semiconductor, Infineon Technologies и Samsung Electronics.
Несомненно, IBM рассматривает новое соглашение также как средство для укрепления своих позиций в конкуренции за технологическое первенство с Intel, которая намерена выпустить на рынок свои 32 нм чипы в 2009 г. На сегодняшний день Intel лидирует по части «самого тонкого» техпроцесса: выход 45 нм процессоров Penryn ожидается уже в четвертом квартале текущего года, тогда как IBM и ее партнер, компания AMD, не планируют начать продажи 45 нм чипов ранее середины 2008 г. В соревнование технологий вступила и Texas Instruments, недавно заявившая о намерении приступить к выпуску 45 нм high-k продукции в середине следующего года.
Киборги уже реальность?
ОЖИВЛЁННЫЙ ЧИП ОТДАЁТ ПРИКАЗЫ НЕРВНЫМ КЛЕТКАМ
Рост нейронов улитки на поверхности микросхемы Infineon, содержащей решётку 128 х 128 транзисторов. Транзисторы записывают активность нейронов (фото с сайта biochem.mpg.de).
Учёные давно научились снимать электрические импульсы с нервных клеток. Уже придумана масса таких устройств. Но, кажется, никто до сих пор не попробовал пойти в обратном направлении: к электронике, способной произвольно влиять на внутриклеточные биологические процессы.
Биологи из Германии, Италии и Швейцарии, совместно со знаменитым изготовителем чипов ЂЂЂ компанией Infineon Technologies построили микросхему, способную, потенциально, взаимодействовать сразу более чем с 16 тысячами нейронов, что намного больше, чем во всех прежних сходных экспериментах.
Не кремниевые транзисторы.
В коментах к предыдущей публикации многие пророчили гибель американским солдатам в их супер-пупер костюмах, напичканых электроникой, от простой EMP бомбы. Забывая, что кроме стандартных (уже существующих и вполне эффективных) методов защиты от электромагнитного излучения можно ведь собрать компьютерную логику на совершенно экзотических транзисторах, не подверженных влиянию ЭМИ! Нанотехнологии открывают в этой области широкие горизонты! Начиная от примитивных углеродных нанотрубок, которые были открыты в СССР ещё в далёком 1958 году, и до сверхпроизводительных квантовых суперкомпьютеров будущего...
Вообще, наивно считать, что снаряжение стоимостью миллионы долларов будет выведено из строя обыкновенным EMP оружием...
В общем, как и обещал ЂЂЂ Обзор нестандартных транзисторов и логики на их основе.
---
Биологи создали нанотранзистор на основе ДНК
21 ноября 2003
Израильские учёные из института Технион (Technion) использовали особенности структуры ДНК и электронных свойств углеродных нанотрубок, чтобы создать неорганическое устройство ЂЂЂ самособирающийся нанотранзистор.
Процесс разработки состоял из двух шагов. Сначала исследователи покрыли частицы молекулы ДНК белками бактерии E. coli. Затем они связали с ДНК покрытые антителами нанотрубки. В создании также участвовали ионы золота и серебра. Получившееся устройство работает, как транзистор.
Научное сообщество уже успело назвать работу израильтян «выдающимся достижением» и «первым шагом к молекулярному вычислению».
Создана ГЭС шириной 50 микрон
30.05.07, Ср, 19:16, Мск
Разработана микроскопическая гидроэлектростанция размером всего 50 микрон в поперечнике, позволяющая вырабатывать электрический ток для питания микро- и наноустройств.
Мельчайшие каналы, создаваемые на субстрате, всегда ассоциировались с «лабораториями на чипе». Однако наноразмерная геометрия может использоваться и иначе ЂЂЂ для выработки электричества.
Наноодежда.
Одежда с металлическими наночастицами предотвращает простуду и грипп
Модельеры и ученые-текстильщики подняли «функциональную одежду» на новый уровень. Они создали одежду, которая может предотвращать простуду и грипп и не нуждается в стирке. Другой материал разрушает вредные газы, защищая владельца от смога и грязного воздуха.
Студент-дизайнер Оливия Онг (Olivia Ong) обнимает манекены, одетые в одежду из материала с металлическими наночастицами, полученного в сотрудничестве с учеными Джуан Хинестроза (Juan Hinestroza) и Хонг Донг (Hong Dong)
Двуцветное золотое платье и куртка из хлопчатобумажной ткани с металлическим отливом, показанные при демонстрации мод Лиги Дизайна Корнелла 21 апреля, содержат хлопковые ткани, покрытые наночастицами, которые придают им функциональные качества, которые никогда прежде не появлялись в мире моды. Созданная Оливией Онг (Olivia Ong) одежда частично состоит из материалов, разработанных учеными Джуаном Хинестрозой (Juan Hinestroza) и Хонгом Донг (Hong Dong).
«Мы думаем, что это один из первых случаев, когда нанотехнология вошла в мир моды,» ЂЂЂ сказал Хинестроза. Он отметил, что у одежды есть один существенный недостаток ЂЂЂ цена: один квадратный ярд хлопка с наночастицами стоил бы приблизительно $10 000.
Платье и куртка, часть оригинальной модной линии под именем «Избранные» («Glitterati»), выглядят невинно. Но более близкий осмотр ЂЂЂ с микроскопом ЂЂЂ показывает, что армия электростатически заряженных наночастиц создает защитный щит вокруг хлопковых волокон в верхней части платья, и рукавов, капюшона и карманов куртки.
«Это действительно движение к будущему и реально современно, ЂЂЂ сказала Онг, которая заканчивает колледж в декабре и хочет поступать в школу дизайна. ЂЂЂ Я думаю, мода потенциально может стремиться к этому.»
Донг объяснил, что ткани были опущены в раствор, содержащий наночастицы, синтезируемые в лаборатории Хинестрозы. Получающиеся цвета ЂЂЂ не результат окрашивания, а скорее, результат изменения размеров частиц или их структуры.
Верхняя часть платья содержит хлопок, покрытый серебряными наночастицами. Донг сначала создал положительно заряженные хлопковые волокна, используя аммоний и эпоксидную смолу. Серебряные частицы размером приблизительно 10ЂЂЂ20 нанометров синтезировались в лимонной кислоте, которая предотвратила слипание наночастиц. Погружение положительно заряженного хлопка в раствор отрицательно заряженных наночастиц серебра привело к осаждению последних на хлопковые волокна.
Серебро обладает естественными антибактериальными свойствами, которые усилены в наночастицах, таким образом, у платья появляется способность обезвреживать множество вредных бактерий и вирусов. Серебро также уменьшает потребность в стирке одежды, так как разрушает бактерии, и небольшой размер частиц предотвращает пачкание и появление пятен.
Куртка из хлопчатобумажной ткани включает капюшон, рукава и карманы с мягким серым твидовым хлопком, содержащим наночастицы палладия, приблизительно 5ЂЂЂ10 нанометров в длину. Чтобы создать материал, Донг также осадил отрицательно заряженные частицы палладия на положительно заряженные хлопковые волокна. Онг включила в куртку хлопковую ткань, разрушающую вредные вещества смога. Такие свойства были бы полезными для страдающих аллергией, или просто для того, чтобы защитить владельца от вредных газов, которых достаточно в переполненных или загрязненных городах.
Автор перевода ЂЂЂ Дмитрий Лещев
Источник: PhysOrg: Garments treated with metallic nanoparticles prevent colds and flu
Нанотехнологии в системах вооружения, часть II: се
Не секрет, что применение высоких технологий в современной военной технике является залогом успешного ведения боевых действий. Благодаря этому повышается автономность используемой боевой техники, а также ее эффективность. Уже существуют автономные разведывательные роботы-самолеты и роботы, помогающие вести наземные боевые действия. Использование нанотехнологий в боевой технике и системах вооружения позволит создать радикально новые военные устройства. Некоторые из достижений в области нанотехнологий уже используются в военном обмундировании и вооружении. И, конечно, существуют проекты «оружия будущего», на разработку которого военные агентства выделяют немалые инвестиции. В этой статье будет описано, что реально реализовано сегодня.
Лаборатория-на-чипе - реальность, а не фантастика
Биосенсоры нового поколения благодаря нанонитям
Благодаря открытию ученых в недалеком будущем появится новый класс биосенсоров и экспресс-анализаторов.
До сегодняшнего времени готовые наноструны-датчики и нанопроводники-сенсоры, покрытые антителами, было достаточно тяжело интегрировать в микро- и наноэлектронику из-за технологических трудностей.
Как сообщает EurekAlert, ученые разработали метод прямого производства нанострун-сенсоров в готовых наноэлектронных чипах.
Разрабатывается нанокевлар
Кевлар, разработанный американской компанией DuPont в 1965 году, обладает высокой прочностью, благодаря которой его используют в производстве пуленепробиваемых жилетов и для армирования оптоволоконных кабелей. Прочность кевлара обеспечивается межмолекулярными водородными связями.
Ученые из университета штата Пенсильвания и университета Райса (США) сделали новый важный шаг в создании сверхпрочных полимеров. В отличие от кевлара, новый материал является композиционным, в нем использованы обычный нейлон и углеродные нанотрубки.
Композит получают методом межфазной полимеризации, с помощью которого нанотрубки равномерно распределяются по длине макромолекулы. Кроме того, исследователи научились модифицировать свойства полимера путем введения алкильных сегментов, или углеродных спейсеров.
Спейсеры играют роль связующих сегментов, обеспечивающих ковалентную связь между нанотрубками и макромолекулами. Эта связь определяет прочностные и упругие свойства композиционного материала. Попытки создать композицию нейлона с нанотрубками без спейсеров были неудачными ЂЂЂ материалы оказались слишком хрупкими.
Новый нанокомпозиционный материал оказался почти вдвое прочнее исходного полимера. Не менее важным результатом исследования является возможность получать материалы с заданными свойствами ЂЂЂ регулировать можно не только механические, но и электрические и термические свойства, сообщает PhysOrg.
Солдат будущего, часть I: во что одеться
Нанотехнологии заинтересовали в первую очередь военных. Пока нет нанороботов, приходится воевать людям. И для того, чтобы повысить боевую мощь солдата, в США основали Институт Солдатских Нанотехнологий, который разрабатывает униформу солдата будущего. В этой статье описаны прогнозы и реальные разработки в области будущего обмундирования.
Молекулярный автомобиль обзавелся мотором
Ученые из университета Райса сконструировали первую автономную мобильную наносистему ЂЂЂ молекулярную машину, передвигающуюся с помощью световой энергии. Ученые прикрепили к ранее созданному молекулярному наноавтомобилю мотор-лопасти из молекулы р-карборана.
Наномашина с мотором
Движущийся молекулярный автомобиль.
Ученые из университета Райса создали наименьшую в мире движущуюся наносистему ЂЂЂ наномашину, которая ездит как настоящие легковые машины. До этого ученым не удавалось сделать что-то сложнее простого актюатора или сенсора.
Наноавтомобиль
НаноУГРОЗА безопасности России!
ЧИТАТЬ ВСЕМ!!!
Перефразирую немного слова Наполеона:
Народ, который не хочет кормить свою науку, будет кормить чужую армию.
А вот реальные подтверждения этому.
В данной статье везде вместо "террористы" следует читать "США". "Террористы" здесь употреблены исключительно из политкоректных соображений :) Террористам такие технологии не по зубам...
---
Значение развития нанотехнологий в России для борьбы с международным терроризмом
«Все возможное оружие уже изобретено» римский император Веспасиан, 69 год н.э. .
наноножницы
Устройство, которым можно резать молекулы, создано группой исследователей под руководством Такуцо Аида (Takuzo Aida), профессора университета Токио (University of Tokyo). Об этом учёный рассказал на своём выступлении на ежегодном собрании Американского химического общества (American Chemical Society).
Слева показана модель, приблизительно соответствующая форме наноножниц: вверху ЂЂЂ под действием ультрафиолета, внизу ЂЂЂ под действием обычного света. Справа ЂЂЂ сами наноножницы (иллюстрация Takuzo Aida).
Длина ножниц составляет примерно три нанометра. Как и их настоящий аналог, эти наноножницы состоят из ручек, оси, вокруг которой должны поворачиваться лезвия, и, собственно, самих лезвий.
Лезвия представляют собой кольца из углерода и водорода ЂЂЂ так называемые фенильные группы.
Осевой стержень ЂЂЂ молекула хирального ферроцена. Она состоит из атома железа, зажатого между парой других плоских частей этой же молекулы, которые могут легко вокруг него поворачиваться.
Рукоятками же являются фениленовые группы, связанные между собой азобензолом ЂЂЂ молекулой, способной реагировать на свет.
Когда на последнюю падает ультрафиолетовое излучение, молекула сокращается. Из-за этого рукоятки сдвигаются, а лезвия, соответственно, сжимаются. Чтобы снова раскрыть ножницы, азобензол нужно опять подвергнуть облучению ЂЂЂ но на этот раз видимым светом.
В будущем это устройство может пригодиться для работы с генами, белками и другими биологическими молекулами.
Пока что эти ножницы не острые и могут использоваться, скорее, в качестве нанопинцета для перемещения нанообъектов. Но это, очевидно, вопрос дальнейшей доработки.