Автор рассылки: Александр Тимофеевич Кынин
Периодичность: 2 раза в месяц
Архив рассылок и управление подпиской: http://metodolog.ru | http://trizland.ru

Кремний на изоляторе - российский вариант

Уже через несколько лет партию заготовок для интегральных микросхем, способных работать в экстремальных условиях, планируют выпустить российские специалисты. Технологию, позволяющую сделать в лаборатории полуфабрикаты таких микросхем - так называемые структуры кремний на изоляторе, ученые уже придумали и опробовали. Полученные ими первые экземпляры структур, которые до сих пор в России можно было только купить, но никак не сделать, убеждают - по качеству такие структуры не уступают импортным аналогам, зато стоить могут вдвое, а то и втрое дешевле.

http://www.informnauka.ru/techno/2005/INT050216o.html

Люминофор, вышедший из геля

В Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева нашли, как получить современный люминофор высочайшего качества новым способом - через золь-гель процесс. Это дает несомненные преимущества в производстве люминофоров: они получаются настолько дисперсными, что не нужно их размалывать

http://www.informnauka.ru/techno/2005/INT050216o.html

Ядерный синтез удалось осуществить практически "на коленке"

Уникальный эксперимент выполнили физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Им удалось осуществить реакцию ядерного синтеза не при сверхвысоких температурах, а буквально на лабораторном столе. Правда, как отмечает сегодняшняя печать, полученное ими количество энергии пока слишком мало, чтобы решить мировую энергетическую проблему. В частности, чтобы осуществить реакцию, ученые использовали созданное ими миниатюрное устройство на базе кристалла, который давал мощное электрическое поле. Кристалл поместили в вакуумную камеру, заполненную газообразным дейтерием. После нагрева кристалл начал генерировать электрическое поле. Оно создало пучок из заряженных атомов дейтерия, которые, врезаясь в расположенную недалеко мишень из таких же атомов, начали в результате ядерного синтеза создавать изотоп гелия и давать поток нейтронов. Именно появление потока нейтронов является верным признаком реакции ядерного синтеза, которая может стать неисчерпаемым и чистым источником энергии. В данном случае, как отмечают специалисты, наличие ядерного синтеза не вызывает сомнения, и условия его получения принципиально отличаются от нашумевших работ о холодном ядерном синтезе в 1989 году. Нынешний эксперимент, подчеркивают ученые, не нарушает никаких законов физики и полностью понятен с точки зрения протекающих процессов. Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.

http://news.izvestia.ru/tech/news95085

Левитация стала безопасней

Разработанная британскими учеными технология не только делает "левитацию" даже сверхплотных веществ возможной, но и открывает перспективу промышленного ее использования при обогащении, например, золотоносных руд. В основе нового метода - использование магнитных свойств веществ. По этому параметру их можно разделить на три класса - ферромагнетики, пара- и диамагнетики. Ферромагнетики обладают магнитными свойствами, пара- и диамагнетики - нет. При этом парамагнетики слабо притягиваются магнитным полем, диамагнетики - наоборот, слабо отталкиваются им.

Благодаря этому свойству диамагнетиков они могут "летать" в воздухе (точнее, в магнитном поле). Существуют лабораторные установки, в которых легкие вещества поднимаются в воздух и парят над магнитным контуром. Заставить левитировать более плотные вещества можно, наполнив камеру установки ферромагнитной или парамагнитной жидкостью, которая притягивается к магниту, в то время как диамагнитные материалы плавают на ее поверхности. Ученые предлагают использовать это явление для разделения полезных ископаемых и других пород. Как сообщает New Scientist, ученые из Ноттингемского университета в Великобритании предложили использовать смесь жидкого азота и кислорода при температуре минус 180 градусов Цельсия. Такая смесь способна сделать плавучим материалом осмий, у которого наибольшая плотность. При этом, в отличие от токсичных ферромагнетиков, эта смесь испаряется без вреда окружающей среде, превращаясь фактически в обычный воздух. В настоящий момент г-н Ивз и его коллеги используют для экспериментов суперпроводящий магнит шириной в 5 см. Они добились того, что поднимают в воздух золотую монету. В ближайшем будущем станет возможным пятикратно увеличить размер установки и усовершенствовать метод, используя для фильтрации, помимо левитации еще и вибрацию. Раздробленная на мелкие фракции руда, содержащая ценные минералы, будет подбрасываться в воздух над магнитом, после чего, в зависимости от их плотности и магнитных свойств, минералы будут раздельно опускаться на вибрирующую поверхность, которая осуществляет окончательную сортировку.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/05/20/178337

Получена керамика с "невозможными" свойствами

Научить керамику не бояться перепадов температуры смогли ученые из Обнинска. Информация о новой технологии размещена в базе данных Международного научно-технического центра. Теплопроводность и термопластичность этой керамики в несколько раз выше, чем у традиционной. Это означает, что изделия из нее - от обыкновенной кружки до топливных таблеток реакторов для АЭС - будут служить дольше и надежнее. Пластичность и высокая теплопроводность - для массивных изделий из керамики свойства почти нереальные. Вот, например, каучук - стукнешь по нему, а отдельные молекулы как бы подвинутся, изменят свою форму немного, и вещь остается целой. Или нагреешь металл - избыток тепла быстро распространится от поверхности до центра, и останется слиток, совершенно целый, только теплый. А керамика - материал хрупкий: ударишь - разобьется, резко нагреешь - потрескается.

- В структуре нашей керамики три вида составляющих: крупные зерна оксидного материала (50-100 мкм), мелкие (1-10 мкм) и поры, расположенные особым образом, - продолжает объяснение Ирина Курина. - Такие поры создают идеальные условия для пластической деформации. А мелкие зерна смягчают механический и тепловой удар. В массе мелких крупные зерна при ударе вязнут, как булыжники в песке. В структуре такой керамики возможно туннелирование электронов. Отсюда и повышенная теплопроводность.

Чрезвычайно важно и то, что принципиальная основа новой технологии проста и универсальна. Начинается все с осаждения: берут растворы исходных веществ, добавляют необходимые реагенты, и выпадает осадок - частички нужного размера. Затем эти частицы оксидов - алюминия, магния, циркония, тория, урана - прокаливают, прессуют и спекают. Понятно, что технологические параметры этих процессов авторы не разглашают. Впрочем, вся эта работа - лишнее подтверждение тому, что химия - это не только строгий расчет. Это еще и искусство, талант и интуиция ученых.

http://www.inauka.ru/technology/article54005.html

Огонь превращает мягкий полимер в твердейшую керамику

Уникальные полимерные волокна появились на свете благодаря усилиям российских ученых и не без финансовой помощи РФФИ и Фонда содействия МП НТС. Главное в том, что сплетенное из них полотно надо сжечь, и тогда оно станет прочным и жаростойким керамическим материалом. Большого успеха в деле укрощения таких соединений достигли ученые из НИИ химии и технологии элементоорганических соединений: они синтезировали первые несколько килограммов так называемых предкерамических нанометаллополимеров. После отжига эти удивительные соединения превращаются в керамику с уникальными свойствами - высокопрочную и высокотемпературную. Из композиционных материалов на ее основе можно сделать то, что не должно трескаться и изнашиваться под нагрузкой, рассыпаться от удара и сгорать при температуре более 1000 градусов. А еще - придать этим изделиям любую, самую сложную форму.

Соединения, которые удалось синтезировать московским химикам, в некотором смысле гибриды. Это полимеры, цепи которых образованы атомами обоих этих элементов. А еще в полимерную цепь ученые умудрились встроить атомы металла - циркония. И обошлись при этом без хлора и кислорода - впервые в мире.

Все дело в так называемом модификаторе - веществе, которое ученые сначала спрогнозировали, а затем и научились синтезировать, причем достаточно просто с технологической точки зрения. Это соединение циркония, способное реагировать с небольшими полимерными фрагментами. Полученные москвичами полимеры легко поддаются формовке: если пропустить их раствор через фильеры, то можно сделать волокна, а из них, в свою очередь, сплести хоть жгуты, хоть ткань. Но ткань из таких полимеров - это не самоцель. Потому что самое существенное их свойство - после сжигания становиться керамикой, причем исключительно прочной и жаростойкой. Особую прочность новому материалу обеспечивают мельчайшие кластеры циркония, равномерно распределенные в керамической матрице. Эта структура - результат "полимерного прошлого": ведь и в полимере атомы металла тоже были расположены упорядоченно. Эта же упорядоченность сохраняется и в уже готовом изделии.

Использовать удивительные предкерамические полимеры можно двояко. С одной стороны, из них легко сделать прочный каркас для композиционного материала, причем практически любой, хоть самой замысловатой формы. А можно, наоборот, пропитать раствором полимера матрицу - например, какое-нибудь пористое изделие наподобие деталей бурового оборудования. Обычно их делают из графита, но от ударов тот трескается, да и изнашивается довольно быстро. А заполнившая поры керамика придаст изделию невиданную прочность.

http://www.inauka.ru/chemestry/article40150.html

Российские химики открыли необычайное вещество

Невозможное с точки зрения классической кристаллографии вещество синтезировали российские ученые. Это так называемые квазикристаллы, в которых атомы железа, меди и алюминия расположены в строгом, но запрещенном для обычных кристаллов порядке. Исследовав свойства этих веществ, химики нашли для них область применения. Композиты на основе резин и полимеров с добавками этих соединений будут обладать, по мнению авторов, уникальными свойствами.

Перехитрить природу с пользой для человека вновь удалось российским ученым. Сотрудники Московского государственного института стали и сплавов (МИСиС) не только синтезировали вещество, которое по всем законам и существовать-то не имеет права, но и придумали, как его употребить с пользой для дела. Это так называемые квазикристаллы на основе алюминия, железа и меди, атомы которых в периодичную кристаллическую решетку в рамках классической науки объединить невозможно. Чтобы сделать это "чудо природы", авторам пришлось применить экстремальные условия - долго и упорно колотить исходные металлы тяжелыми шарами в специальных мельницах. А понадобиться такие "как бы кристаллы" могут при создании композиционных материалов с уникальными свойствами - например, особо устойчивых к трению резин.

В конце концов оказалось, что в необычном соединении атомы действительно расположены в строгом порядке. Только порядок этот особенный. Обычный кристалл весь состоит из одинаковых, так называемых элементарных ячеек. Из них, как из строительных блоков, можно построить всю структуру - для этого достаточно перемещать их на определенное расстояние. А в квазикристалле нет такого понятия, как "элементарная ячейка": хотя в нем атомы тоже расположены в строгом порядке, мысленно перемещая группу атомов на одно и то же расстояние, никогда не попадешь на точно такую же группу. Простейший пример такого порядка - геометрическая прогрессия. Вроде порядок в расположении точек на прямой есть, а вот повторяемости нет - расстояние между точками все время растет.

Позднее выяснилось, что получать квазикристаллы можно из разных элементов, но это всегда очень сложно - например, нужно распылять расплав потоком инертного газа или разливать расплав на быстро вращающийся диск. Ведь это всегда, образно говоря, игра против правил, и приемы приходится использовать неминуемо экстремальные - иначе встать "неправильно" атомы не заставишь.

Однако эта игра стоит свеч. Потому что у новых соединений и свойства необычные. Похожие одновременно и на металлы, и на керамику, с одной стороны, они исключительно твердые - тверже самых твердых легированных сталей, почти как алмаз. А с другой - у них очень низкий коэффициент трения, чуть больше, чем у сверхскользкого фторопласта, и гораздо меньше, чем у любого металла. И химическая стойкость у них тоже очень высока - почти как у керамики.

Свои квазикристаллические сплавы авторы предлагают получать методом так называемого механо-химического синтеза. Проще говоря - в специальных мельницах, в которых порошки исходных металлов дробят с такой силой и до тех пор, пока металлы не перемешаются на атомарном уровне и не получится сплав. А чтобы закрепить успех, полученный порошок нужно еще отжечь - прогреть некоторое время при высокой температуре. Так и получается сплав, обладающий структурой и свойствами квазикристалла. Пока ученые разработали методики, с помощью которых можно получать два вида квазикристаллических сплавов, исследовали их состав и свойства. В состав обоих входят медь и алюминий, но в одном есть еще железо, а в другом - хром.

Разумеется, получают эти уникальные соединения химики не только из любви к науке. Ведь такие порошки - это исключительно перспективные наполнители для различных резиновых и пластиковых уплотнителей. А чтобы композиционные материалы на основе эластичной матрицы и твердых и скользких частиц наполнителей не расслаивались под нагрузкой, авторы предлагают увеличить их сцепление с матрицей. Для этого авторы совместно с коллегами из НПП "РЕАМ-РТИ" тоже разработали методику и тоже оригинальную. В результате такой обработки на поверхности частиц появляются микродефекты, и их сцепление с матрицей улучшается. А значит, и весь материал будет служить дольше и сможет выдержать более серьезные нагрузки. Износостойкость при этом может увеличиться в десятки раз.

http://www.inauka.ru/discovery/article39995.html

От звуков, охлаждающих мороженое, будут вспыхивать волосы

Два американских инженера из Пенсильвании разработали необычный холодильник, в котором охлаждение достигается за счет очень сильных звуков, сообщает BBC News. Они надеются таким образом решить целый ряд экологических проблем: разрушение озонового слоя от фреона из обычных холодильников, угроза глобального потепление от других газов, использующихся в качестве хладагентов. При создании своего революционного холодильника они решили использовать известный эффект: звуковые колебания, сжимающие и расширяющие газ, способны охлаждать и нагревать его в полном соответствии с законами термодинамики.

Еще в 80-х годах прошлого века Скотт Бакхос (Scott Backhaus) и Грэг Свифт (Greg Swift), сотрудники Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, создали установку, где под действием звукового сжатия/расширения охлаждались и нагревались металлические пластины, помещенные на пути звуковой волны. Перепад температур может быть получен, если поместить набор пластинок в определенном месте в трубе, по которой движется звуковая волна. Некоторые пластины в этой последовательности станут горячими, а другие - холодными.

Теперь Матт Поез (Matt Poese) и Стив Гарратт (Steve Garratt) из Прикладной научно-исследовательской лаборатории Пенсильванского университета решили вернуться к этой идее. Исследование спонсируется фирмой-изготовителем мороженого, поэтому звуковой холодильник предполагается в первую очередь использовать для хранения этого самого мороженого.

Конечно, на пути прогресса встают кое-какие проблемы. Дело в том, что люди чувствуют боль уже тогда, когда они слышат звуки в 120 децибел - это уровень шума вблизи динамиков на каком-нибудь типичном рок-концерте. Звуки в 165 децибел заставили бы волосы человека вспыхнуть от фрикционного нагревания, вызываемого воздухом, испытывающим такое интенсивное сжатие и расширение. Звуки, используемые пенсильванскими инженерами, достигают 173 децибел, это в десятки тысяч раз интенсивнее, чем на любом рок-концерте.

По всей видимости, предполагается изолировать охлаждающий блок, производящий подобный шум, от окружающего пространства. Возможно, поможет прослойка из вакуума, который, как известно, звуков не передает, но тогда не очень ясно, как передавать холод и отводить тепло. Опытные образцы полностью функциональных акустических холодильников тем не менее уже построены, и один из них даже успел полетать в космосе на ''шаттле''. Так как термоакустический холодильник может в принципе не иметь движущихся частей, по идее он должен быть гораздо надежнее традиционных.

Источник: Grani.ru http://www.oops.zp.ua/events.php?act=1&eventID=445

Термоакустический холодильник охлаждает за счет действия звуковой нагрузки в 200 000 раз более мощной, чем при взлёте ракеты в космос. Большинство методов охлаждения внутри современных холодильников используют хладагент и химические реактивы. Наиболее известен CFC, который уничтожает озоновый слой и был запрещен в 1996. Так или иначе, замена газов не произвела достаточного изменения, ведь они тоже негативно влияют на нашу среду обитания. Но есть вариант, который был предложен на годовом собрании Acoustical Society of America (ASA) в городе Cancun, расположенном в Мексике. Предполагается, что в течении короткого срока есть возможность применять для охлаждения холодильника и продуктов в нем волны звукового диапазона.

Термоакустический холодильник, который разработал Мэт Поуз и Стив Гаррет в Исследовательской Лаборатории Пенсильванском Государственном Университета (США), использует для охлаждения своих внутренностей высокоамплитудные колебания звуковой энергии. Холодильник использует огромную энергию в эквиваленте 173 Децибел, что в 200 000 раз чем звуковая энергия, которая высвобождается при взлёте ракеты (120 Децибел (* Примечание: Децибел - это логарифмическая величина)). Сама идея появилась еще 20 лет назад, но проблема в том, что было сложно создать подобный холодильник малого размера и команде университета Пенсильвании удалось с помощью финансирования компании Ben & Jerrys занимающийся мороженым укомплектовать холодильник специальными громкоговорителями для генерации волны на одинаковой частоте.

"Наиболее низкая температура, которой нам удалось достичь - это 8 градусов ниже нуля" - рассказал Гаррет. Сейчас только начинается фундаментальная часть исследования об использовании звуковых волн при поддержке Naval Research. По словам Стива Гаррета становится ждать не так долго пока ученые выдадут производителям стандартный агрегат, который будет можно использовать в обычном холодильнике.

http://qol.ru/news/61/

Горячий термояд в холодной колбе

Американский журнал "Сайенс" опубликовал сенсационное сообщение: ученые из США и России провели термоядерную реакцию в колбе с холодным ацетоном. Научное сообщество встретило сообщение неоднозначно. Сам главный редактор журнала написал к статье обширный комментарий, объясняя, почему он счел возможным принять статью в печать. Чтобы разобраться, в чем суть открытия, наш корреспондент Сергей КОМАРОВ встретился с одним из авторов работы - председателем Уфимского научного центра РАН, академиком Робертом НИГМАТУЛИНЫМ.

Есть такое явление - сонолюминесценция, открытое в 1934 году: если через воду с микропузырьками газа пропускать ультразвук, она излучает свет. Однако лишь в 1993 году американец Ларри Крам обнаружил, что свет излучается сверхкороткими вспышками длительностью в десятки пикосекунд (пикосекунда в миллион миллионов раз меньше секунды). Теоретики быстро поняли, что жизнь пузырька в волне звука состоит из четырех стадий. Сначала он относительно медленно расширяется. Потом быстрее, но все равно медленно сжимается. Затем стенки пузырька развивают огромную, до нескольких километров в секунду, скорость. И вот возникает ударная волна, которая собирается в центре, а затем от него отражается. Если представить, что весь цикл занимает неделю (а реально он длится пятьдесят миллионных долей секунды), то первая стадия продолжается 6 дней, вторая - 1 день, третья - 10 минут и четвертая - доли секунды. За четвертый - ничтожно короткий - срок в очень малой окрестности центра микропузырька концентрируется огромная энергия. Температура там достигает миллион градусов, а плотность вещества в несколько раз превышает плотность воды! Когда ход событий стал ясен, Роберт Нигматулин со своим американским другом Диком Лэхи предложил коллегам: давайте попробуем сделать так, чтобы температура при схлопывании ударной волны достигла нескольких десятков миллионов градусов. Тогда в центре микропузырька возникнут условия для термоядерной реакции. В частности, эта идея прозвучала в докладе на Международной конференции по ядерным реакторам в 1995 году. Хотя доклад нашего ученого был встречен с энтузиазмом, большинство коллег сомневались в том, что "пузырьковый термояд" можно реализовать, тем более что все помнили скандал с "холодным ядерным синтезом", когда публикация непроверенных результатов привела к дискредитации ученых. "Ученые имеют право предлагать обществу яркие и заманчивые поисковые проекты, основанные на научном анализе, даже когда нет гарантий их благополучной реализации", - убеждал Нигматулин своих коллег. И действительно убедил: Руси Талеархан из Национального ядерного центра в Оук-Ридже (США) предложил сотрудничество.

Академик Нигматулин, ставший теоретиком этой группы, хотел как можно быстрее разогнать стенку пузырька. Для этого была выбрана органическая жидкость: ацетон, в котором атомы водорода были замещены его изотопом - дейтерием. При температуре в десятки миллионов градусов ядра дейтерия сливаются, порождая с равной вероятностью либо ядро радиоактивного тяжелого водорода - трития и протон, либо ядро гелия-3 и быстрый нейтрон с энергией 2,5 МэВ. Именно эти два фактора - увеличение содержания трития и поток нейтронов с указанной энергией - и должны были свидетельствовать о ядерной реакции в пузырьке.

Теоретический анализ Роберта Нигматулина и его уфимских коллег - Искандера Ахатова, Наили Вахитовой, Раисы Болотновой и Андрея Топольникова выявил парадоксальный эффект: для реализации термоядерного синтеза нужен холодный ацетон, хотя бы при температуре около 0 градусов Цельсия. Многие выражали сомнение в том, что волна способна сохранить сферическую форму при его многократном сжатии (в противном случае не получается концентрации энергии), но работы члена-корреспондента РАН Марата Ильгамова и Александра Аганина опровергли сомнения скептиков. Много экспериментов, проведенных в Оук-Ридже, показали, что в полном соответствии с теорией только кавитация в холодном дейтерированном ацетоне дает вспышки нейтронов, причем они возникают вместе со вспышками света. Одновременно образуется и тритий. Нейтроны и ядра трития получались в количестве порядка 10-100 тысяч штук в секунду. Принципиальный результат: в пузырьках идет ядерная реакция.

Статью с подробным описанием эксперимента отправили в авторитетный журнал "Сайенс". Несколько месяцев авторы через редакцию журнала переписывались с пятью анонимными рецензентами, совершенствовали изложение материала и развеяли их сомнения. Статью опубликовали. Но за две недели до объявленной публикации коллеги Р. Талеархана в Оук-Ридже, которых за 8 месяцев до этого руководство попросило отрецензировать проект статьи, предложили задержать публикацию, провести совместные измерения и потом опубликовать статью с расширенным (за счет оппонентов из Оук-Риджа) коллективом авторов. Дело в том, что по их измерениям получалось: поток быстрых нейтронов в 10 раз меньше. Пришлось провести дискуссию. Она длилась целый день, и в конце совещания академик Нигматулин спросил оппонентов: согласны ли они с тем, что производится тритий? Согласны ли они, что образуются быстрые нейтроны с энергией 2,5 МэВ? Согласны ли они, что эти два потока образуются за счет термоядерной реакции между ядрами дейтерия? На все три вопроса оппоненты ответили: да! После этого авторы отказались отозвать статью: ведь она прошла тщательное рецензирование в соответствии с жесткими правилами журнала "Сайенс", и авторы имеют право зафиксировать свой приоритет. Научный руководитель ядерного центра Ли Редингер, который вел совещание, в конце признал огромное значение статьи и сказал, что она должна быть опубликована с небольшими уточнениями. Тем не менее оппоненты в последующие дни попытались "давить" на редакцию, о чем написал в преамбуле к статье главный редактор журнала Дан Кеннеди. Но редакция не поддалась давлению.

Для досконального изучения явления необходимы время и средства. Хотя эти потоки нейтронов и трития невелики, но и не малы, тем более что установка занимает всего лишь письменный стол и работает много часов. Высвобождаемая энергия пока ничтожна, но лиха беда начало. Я представляю, как повысить производительность и эффективность процесса. Помимо практических перспектив, представленные измерения позволят определять свойства вещества при десятках миллионах градусах и плотностях в десятки раз больших, чем встречаются в природе. Теперь мы крайне заинтересованы в том, чтобы другие лаборатории проверили наши результаты", - считает академик Нигматулин.

http://www.inauka.ru/science/article32890.html

Мобильники "начинят" нанотехнологиями

Прогресс в области нанотехнологий обещает в корне изменить наши представления о мобильном телефоне, обещают разработчики компании Bell Labs. Радиопередатчики размером с человеческий волос, новые системы регистрации звука, жидкие линзы для экранов смартфонов, нанодатчики для определения химического состава воздуха - вот лишь малая часть "начинки" мобильников будущего.

Вице-президент по исследованиям компании Bell Labs Дэвид Бишоп (David Bishop) сообщил, что в его компании по заказу Агентства перспективных оборонных исследований США DARPA ведутся работы по созданию телефона на базе нанотехнологий с радиопередатчиками размером с человеческий волос. Как сообщает Space Daily, их можно будет использовать, в частности, для мониторинга процессов внутри живых клеток - измерения химических потенциалов, электрических полей и давления.

"Это также дает нам возможность довести технологию до ее предельных возможностей, - заявил г-н Бишоп. - Благодаря нанотехнологиям станет возможным снизить стоимость, расширить технологические возможности телефонов и уменьшить энергопотребление". К разряду наиболее дорогостоящих и энергоемких относятся компоненты мобильных телефонов, отвечающие за получение и передачу данных. Радиочастотные усилители, используемые в сотовых телефонах, представляют собой горячие вольфрамовые нити с к.п.д. порядка 10%. Они буквально "пожирают" энергию батарей. В отличие от них, массив углеродных нанотрубок на кремниевых пластинах может выполнять ту же роль, но потребляя при этом лишь малую долю энергии.

В Bell Labs ведутся также разработки более эффективных пьезоэлектрических нанофильтров для селекции паразитных сигналов, а также катушек индуктивности с использованием технологий самосборки. Ведутся разработки новых систем регистрации звука, в которых будет использоваться не один микрофон, а несколько.

"У нас есть два уха, что позволяет определять направление на источник звука, а также концентрировать восприятие на определенном разговоре в шумном помещении, - поясняет г-н Бишоп. - Наличие нескольких микрофонов позволит обеспечить максимальную чувствительность для требуемого источника и минимальную - для всех остальных. Тем самым станет возможным снизить шумы при разговоре". По его словам, микрофоны, которые станут в прямом смысле слова "микрофонами", также будут создаваться из различных композитных материалов с использованием методов нанотехнологий и самосборки, обеспечивающих низкую стоимость и простоту сборки.

Не забыты камерофоны - в лаборатории создаются жидкие линзы, воспроизводящие особенности строения человеческого глаза. "Жесткие линзы, устанавливаемые в сотовых телефонах сегодня, чувствительны к многочисленным дрожаниям, из-за которых качество изображения ухудшается - в то же время человеческий глаз продолжает держать наблюдаемый объект в центре внимания. Оптика камерофонов также нуждается в подавлении дрожаний. Мы хотим сделать нашу оптику такой же функциональной, как и человеческий глаз", - говорит г-н Бишоп. Жидкая линза позволяет менять ее фокусное расстояние. При этом сама капелька жидкости, играющая роль линзы, "зажата" между прозрачными пластинками, покрытыми нанопленками, снижающими вязкость и тем самым позволяющая капельке жидкости быстро менять свое положение, удерживая объект в фокусе. "Они малы, потребляют мало энергии и дешевы", - подчеркивает достоинства жидких линз г-н Бишоп.

Особое внимание уделяется аккумуляторам. Их разработку с использованием нанотехнологий ведет в сотрудничестве с Bell Labs компания mPhase Technologies. Ее специалисты ведут разработку батареи, которая будет создаваться с помощью производственных процессов, используемых при производстве полупроводниковых устройств. Прототип такой батареи уже работает, однако пока что батарея не допускает перезарядки. Специалисты компании ведут работу над созданием многократно перезаряжаемой батареи - причем на саму ее перезарядку будет уходить значительно меньше времени, чем сегодня.

Телефоны пополнятся также микромагнитометрами, которые будут играть роль компаса, и GPS-приемниками. Станет возможным не просто определять точные координаты мобильника, но и его положение в пространстве. Это сделает возможным появление сервисов, позволяющих запрашивать и отображать на экране телефона требуемое направление.

Дальнейшие планы ученых из Bell Labs все больше напоминают даже не фантастику, а чистое прожектерство. Тем не менее, в лаборатории уже ведутся работы над созданием устройства размером с мяч, которое позволит обрабатывать петабитные - миллиарды гигабит - объемы данных. "Если все мобильные абоненты в мире позвонят друг другу одновременно, объем данных составит как раз примерно петабит, - говорит г-н Бишоп. - Для обработки подобных потоков информации потребуется целый город из одной электроники, и атомная электростанция впридачу". В представлении специалистов Bell Labs в петабитном коммутаторе будут использоваться микрозеркала, создаваемые на кремниевой подложке методами самосборки, а также нанотехнологическими методами. Они позволят обрабатывать и оптические, и электрические сигналы, причем с намного большей эффективностью и скоростью, нежели это возможно сегодня.

Но и это не все. В будущем мобильники оснастят нанодатчиками, определяющими химический состав окружающей среды. "Электронный нос", улавливающий наличие в воздухе тех или иных химикатов, станет повседневной реальностью. В целом можно констатировать, что в представлениях американских разработчиков телефон будущего - это предельно многофункциональное устройство, а не "просто телефон". "Наша цель - не ограничивать телефон только лишь аудио и видео функциями, но оснастить его датчиками запахов, вибрации, а также всем тем наборов детекторов, которые ныне используются в биологии", - резюмирует г-н Бишоп.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/06/02/178771

Нанотрубки рушат цены на плоские экраны телевизоров

Специалистам компании Motorola удалось разработать нанотехнологию, уже сейчас позволяющую производить плоские экраны с беспрецедентно высоким качеством изображения по цене, не превышающей $400 за экран с диагональю 1 м.

Исследовательское подразделение компании Motorola представило в минувший понедельник, 10 мая, действующий прототип цветного дисплея на основе эффекта наноэмиссии (NED, Nano Emissive Display) с диагональю 5 дюймов на базе нанотрубок с использованием технологии CNT (Carbon Nanotube Technology). Новая разработка явилась прорывом в мир, где широкоформатные, плоские и при этом весьма недорогие и долговечные экраны телевизоров и компьютеров из фантастики станут обыденной реальностью. Новый экран оптимизирован для создания на его основе в ближайшей перспективе широкоформатного телевизионного экрана стандарта HDTV, который будет иметь менее 1 дюйма (2,5 см) в толщину.

Как сообщает SpaceDaily, технология, разработанная учеными компании, открывает возможность регулируемого выращивания нанотрубок непосредственно на стеклянной подложке. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить низкое энергопотребление устройств на их основе и возможность массового и малозатратного их производства. Новые дисплеи на основе нанотрубок станут ярче, они будут более долговечными, будут лучше передавать цвета и к тому же обеспечат лучшую, чем возможна сегодня, однородность характеристик различных участков экрана.

"Основываясь на нашем 15-летнем опыте и 160 патентах в области углеродных нанотрубок и плоских экранов, мы разработали технологию, открывающую перспективу создания нового поколения плоских крупноразмерных экранов, обеспечивающих непревзойденное качество изображения, и при этом со значительно меньшей стоимостью, чем сегодняшние модели, - заявил Джим О'Коннор (Jim O'Connor), вице-президент компании Motorola по вопросам развития технологий и их коммерциализации. - В настоящее время мы ведем совместно с производителями дисплеев работу по дальнейшему продвижению технологии и созданию на ее основе коммерческих продуктов".

"Технология NED компании Motorola наглядно демонстрирует возможность отображения полноцветного видео с хорошим временем отклика, - отмечает Барри Янг (Barry Young), вице-президент и руководитель финансового департамента компании DisplaySearch, ведущей компании в области исследования рынка плоских дисплеев и консалтинга. - Результаты подробного стоимостного анализа свидетельствуют, что себестоимость производства панели дисплея на основе технологии NED с диагональю 40 дюймов (около 1 метра) составит менее $400".

Особенность технологического процесса CNT, запатентованного Motorola, - в том, что он обеспечивает чрезвычайно высокую точность конструирования материалов на молекулярном уровне и управление их свойствами, что позволяет существенно улучшить их характеристики. Например, при использовании в производстве плоскопанельных дисплеев удается достичь высочайшего качества изображения. Характеристики электронной эмиссии, полученные разработчиками компании, превосходят лучшие на сегодняшний день показатели, достигнутые другими разработчиками. В настоящее время они используют катодные трубки, контакт которых с катодом обеспечивается при помощи органического композита.

"Motorola доказала, что ее технология NED полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к устройствам для полноценного воспроизведения видео, - считает Кимберли Аллен (Kimberly Allen), директор по стратегии и технологиям дисплеев аналитической компании iSupply. - Непосредственное выращивание углеродных нанотрубок на стеклянной подложке предпочтительней, чем метод с использованием пасты и печатных технологий, и позволяет создать на его основе более крупные и более сложные дисплеи".

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/05/12/177946

Samsung скрестил флэш-память с жестким диском

Samsung объявил об использовании OneNAND Flash памяти в разработке прототипа первого полностью функционального дисковода Hybrid Hard Drive (HHD) компанией Microsoft. Гибридный привод, разработанный под новую версию операционной системы Windows, получившей кодовое название Longhorn, впервые будет представлен на конференции Windows Hardware Engineering Conference (WinHEC) в Сиэтле в Washington State Convention Center с 25 по 27 апреля.

Архитектура гибридного привода содержит небольшое устройство OneNAND от Samsung, которое функционирует внутри жесткого диска. Гибридное устройство позволяет сохранять информацию на магнитных и жестких носителях, не удорожая при этом оснащенный им компьютер. Сохранена возможность сверхвысокой плотности магнитной технологии хранения, а сверхвысокая скорость записи/чтения пробной технологии OneNAND увеличивает преимущества использования гибридного привода.

С конца 2003 г. Microsoft работет в тесном сотрудничестве с Samsung в целях разработки приводов нового поколения с низким энергопотреблением для ноутбуков. Гибридный привод призван устранить неэффективные энергозатраты, связанные с вращением жесткого диска при включении компьютера. Более того, гибридная конструкция привода способствует более быстрой загрузке компьютера под управлением ОС Longhorn. По словам Тома Филипса (Tom Phillips), главного менеджера группы Windows Hardware Experience Group for Microsoft, гибридная архитектура является важным решением для будущих разработок мобильных компьютеров. Она призвана улучшить производительность и надежность любого компьютера под управлением ОС Longhorn.

Прототип гибридного привода использует гигабитную память Flash OneNAND? как для буфера записи, так и для буфера загрузки. В гибридном режиме записи механическая часть привода большее время простаивает, пока данные передаются в буфер записи Flash. Когда буфер записи заполнен, привод раскручивается и данные из буфера записываются на жесткий диск. Гибридный привод потребляет мало энергии благодаря простаиванию механической части, в то время как операционная система ведет запись в буфер OneNAND. Более того, использование Flash OneNAND совместно с технологией привода жесткого диска приводит к тому, что производительность дисковода не уступает обычным приводам. Это большей частью обеспечивается высокой скоростью чтения OneNAND. Вдобавок, поскольку гибридный привод работает при более низкой температуре, чем обычные, он в меньшей степени подвержен повреждениям, что повышает общую надежность дисковой подсистемы. Стоимость гибридных приводов из-за комбинации с OneNAND может увеличиться, однако данное обстоятельство компенсируется такими факторами как более низкие расходы на техническое обслуживание, пониженное энергопотребление, более быстрое время загрузки и значительное повышение надежности.

Прототип гибридного привода HHD будет использоваться в продукции, разрабатываемой и продвигаемой на рынок подразделением HDD компании Samsung, а также другими производителями OEM HDD. Взаимодействие OneNAND с HHD SOC будет осуществляться через интерфейс NOR как самостоятельного устройства памяти или как набора из нескольких микросхем. Samsung и Microsoft вели совместную разработку устойчивого набора команд ATA (advanced technology attachment), которые будут использоваться для высокоточной настройки производительности и управления компьютером на основе Longhorn. Samsung ожидает появления ноутбуков с поддержкой гибридного HDD в конце 2006 г.

http://www.cnews.ru/newsline/index.shtml?2005/04/27/177708

Вода скрывала множество чудес

Открыто новое состояние воды, в котором она не замерзает даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, а также обладает иными необычными свойствами.

Группа американских ученых из аргонской национальной лаборатории под руководством Александра Колесникова открыла новое состояние воды, получившее название "нанотрубочная вода" (nanotube water). Несмотря на то, что в новом состоянии молекула воды также состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, она не замерзает даже при температуре 8 градусов Кельвина.

Поведение воды в сверхмалых объемах, стенки которых не смачиваются водой, очень интересует специалистов в различных областях - от геологов до разработчиков новых материалов. Американские ученые решили исследовать свойства воды, помещенной в "сосуд" из углеродной нанотрубки. "Я с удивлением узнал, - рассказал он, - что никто до сих пор не пытался исследовать поведение воды в нанотрубках. Имеется большое количество расчетов, однако они усложняются еще и тем фактом, что вода крайне сложна для моделирования - в отличие от экспериментального исследования". "Несмотря на то, что моделирование свойств воды ведется уже не один десяток лет, - подчеркивает Кристиан Дж. Барнхэм (Christian J. Burnham) из Хьюстонского университета, - мы лишь сейчас начинаем осознавать важность корректного описания движения ядер водорода на квантовом уровне. Мы продолжаем работать над созданием более точного математического описания пространственного заряда, окружающего каждую молекулу воды". Для изучения поведения воды в таких "экстремальных" условиях ученые наполнили водой углеродные нанотрубки размером 1,4 нм в поперечнике и длиной 10 тыс. нм. Для этого они подвергали их воздействию водяного пара на протяжении нескольких часов, после чего изучили структуру атомов внутри нанотрубок с помощью потока нейтронов. "В столь тесном одноразмерном сосуде мы ожидали увидеть что-то необычное, но не настолько, - сказал г-н Колесников. - Обнаружилось нечто поистине странное".

Выяснилось, что вода в нанотрубках находится в новом состоянии, не похожем ни на жидкое, ни на газообразное агрегатные состояния. Выяснилось, в частности, что среднее количество водородных связей, связывающих молекулу воды с соседними (так называемое координатное число) сократилось с 3,8 до 1,86. Вследствие этого повысилась подвижность молекул. "Новая вода" не замерзала даже при температуре, всего на восемь градусов отличающейся от абсолютного нуля.

Ученые продолжают оказавшиеся столь плодотворными исследования. На очереди разработка более корректной математической модели воды с использованием методов параллельных вычислений, изучение свойств воды в нанотрубках меньшего диаметра - например, сравнимого с размером протеинов клеточной мембраны, а также изучение термодинамических свойств нанотрубочной воды.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/06/08/179365

Суперлинза: дифракционный предел преодолен

Ученым удалось создать линзу с разрешением, превосходящим дифракционный предел. Новый инструмент, разрешение которого достигает одной шести длины волны, позволяет получать изображения объектов микронных размеров и сможет найти применение, в частности, в области нанотехнологий.

Традиционный метод увеличения изображений основан на искривлении и последующем фокусировании отраженных от предмета световых лучей каким-либо материалом с положительным коэффициентом преломления. Еще недавно считалось, что предел возможному в оптике ставит фундаментальный рэлеевский критерий разрешения оптических приборов. Он заключается в том, что минимальный размер различимого объекта принципиально ограничен дифракцией излучения. Критерий Рэлея является одной из иллюстраций принципа неопределенности Гейзенберга, согласно которому любая попытка повысить степень локализации положения источника света приводит к возрастанию неопределенности импульса фотонов. При рассеянии фотонов в максимальном диапазоне углов точность определения положения не может быть больше, чем половина длины волны отраженного света.

Тем не менее, фундаментальное ограничение удалось преодолеть. Как сообщает PhysicsWeb, американским ученым удалось создать линзу с отрицательным коэффициентом преломления, которая имеет разрешение, равное одной шестой длины волны. Это стало возможным, поскольку законы обычной оптики применимы только для дальней зоны взаимодействия света с объектом - той, которая превышает длину волны падающего излучения. Однако эти ограничения не относятся к так называемому "ближнему световому полю". Оно локализовано на расстояниях много меньших, чем длина оптических волн и ассоциируется с областью, в которой существует излучение нерадиационной природы, амплитуда которого экспоненциально уменьшается по мере увеличения расстояния от границы раздела сред. Нанометровая оптика основана на регистрации в дальней зоне чрезвычайно слабых следов взаимодействия света с микрообъектом, находящимся в именно ближнем световом поле. Для этого используются экзотические материалы с отрицательным показателем преломления.

Потенциальная возможность изготовления искусственно структурированных на нанометровом уровне материалов, обладающих такими необычными свойствами, была предсказана российским физиком Виктором Веселаго еще в 1968 г, почти за сорок лет до реализации на практике. В апрельском выпуске журнала Science физик из университета штата Калифорния Сян Чжан (Xiang Zhang) описал изготовленную его группой "суперлинзу", представляющую собой серебряную пленку толщиной всего 35 нм, которая, как маска, накладывается на исследуемый объект. Слабые электромагнитные волны от ближнего поля объекта, достигающие поверхности пленки, возбуждают электрические осцилляции на субволновом уровне, известные специалистам как "поверхностные плазмоны", которые затем усиливаются и регистрируются. Такая линза впервые оказалась способной "разглядеть" объекты размером 40 нм, в то время как самые мощные оптические микроскопы имеют разрешающую способность около 400 нм (одна десятая размера красных кровяных телец).

Принцип формирования изображений при помощи серебряной суперлинзы

"Наше изобретение имеет громадный потенциал, оно способно оказать революционное воздействие многие прикладные области как, например, биомедицину или оптическую литографию", - полагает г-н Чжан. Джон Пендри (John Pendry) из Имперского колледжа Лондона и Дэвид Смит (David Smith) из Графского университета в США, ведущие специалисты в этой области, согласны со своим коллегой и считают, что это поистине выдающее достижение современной прикладной науки.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/04/25/177630

Trizland.ru

См. здесь: http://www.trizland.ru/updates.php

Вестник МАТРИЗ
Информационный Вестник Международной ассоциации ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач), рассказывающий о новостях ТРИЗ-движения в мире. На русском и английском языке.
Автор рассылки: Виктор Тимохов
Периодичность: 1 раз в 2 месяца

Что такое интеллектуальная собственность?
О том, как превратить знания и опыт в свой интеллектуальный капитал, как правильно оформлять, использовать и защищать интеллектуальную собственность.
Автор рассылки: Валентина Березина
Периодичность: 1 раз в неделю

Англоязычный ТРИЗ по-русски
О том, как развивается Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) за рубежом. В рассылке приводятся краткие анонсы статей, опубликованных на английском языке в интернет, в т.ч. на одном из крупнейших англоязычных сайтов Журнал ТРИЗ (The TRIZ Journal).
Автор рассылки: Николай Шпаковский
Периодичность: 1 раз в месяц

Изобретаем Неваляшку
О типовых приёмах устранения противоречий (один из инструментов Теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), созданной Г.С. Альтшуллером), и о том, как они используются при изобретении игрушек Неваляшка.
Автор рассылки: Нелли Козырева
Периодичность: 1-2 раза в месяц