Ученые удивили мир "волосатыми наночастицами"

09 июля, 11:41 | Юлия Зарицкая

Группа физиков разработала материал, позволяющий наносить надписи, исчезающие через заданное время. В основе нового материала лежит слой золотых наночастиц, покрытых "волосами" из молекул 4-(11-меркаптоундеканокси)азобензола. Под воздействием ультрафиолета эти молекулы меняют свое пространственное расположение. В результате наночатицы сближаются друг с другом. По мере сокращения расстояния их слой меняет цвет с красного на фиолетовый, а затем на синий. Когда наночатицы сходятся вплотную, окраска пропадает вовсе.

 

Для создания аналога бумаги, исследователи поместили слой "волосатых" наночастиц в гель, зажатый между двумя пластиковыми пластинами. Используя ультрафиолетовую "ручку" ученые могут создавать изображения, которые постепенно исчезают после того, как воздействие излучения прекращается. Время жизни надписей и рисунков контролируется плотностью молекул 4-(11-меркаптоундеканокси)азобензола, нанесенных на наночастицы.

 

По мере того, как все больше текстов публикуется в электронном виде, ученые интенсифицируют усилия по разработке различных аналогов бумаги, пишет Лента.ру. Стоимость разработки таких материалов зачастую составляет несколько миллионов долларов.

 

Напомним, что в прошлом году ученые смогли сделать из вируса нано-батарейку. В  Массачусетском институте технологий специалисты успешно использовали вирус в качестве одного из ключевых элементов батарейки микроскопических размеров. Создатели подобной концепции говорят, что такие нано-батарейки в ближайшем будущем найдут свое применение в новых медицинских препаратах, вживляемым пациентам.

 

В более отдаленной перспективе такая конструкция может быть использована для энергоснабжения исследовательских нано-зондов, используемых для анализа крови и исследования внутренних органов людей.

 

Для создания "вирусной нано-батарейки" ученые использовали генетически модифицированный вирус под кодовым названием M13, а также органический полимер - полидиметилсилоксан. Сам вирус был добавлен между слоями положительных и отрицательных электролитов.

 

Искусственно созданный вирус содержат в себе отрицательно заряженные аминокислоты, находившиеся на его поверхности. Данные аминокислоты вступали во взаимодействие с молекулами кобальта, присутствовавшими в электролите. Помимо этого, у каждого вируса М13 есть полутвердые волокна длиной до 1 микрометра. При помощи этих волокон осуществляется плотная посадка вируса между материалами.

 

В результате подобной конструкции, вирус выступает в качестве системы дифференциала между положительным и отрицательными зарядами. По словам Полы Хеммонд, одного из разработчиков концепции, соединения кобальта можно также заменить на платину, что поспособствует более продолжительной работе нано-батарейки.

 

Есть чем похвастаться и ученым из Пенсильванского университета (США). Они разработали нано-нити (nanowires), способные хранить информацию 100 тысяч лет. Извлекать данные из них можно в тысячу раз быстрее, чем из существующих сейчас портативных устройств памяти, таких как флэш-память и микро-диски. Эта технология требует меньше энергопитания и места, чем нынешние технологии компьютерной памяти, сообщает сайт университета.

 

Доцент Отделения материаловедения университета Ритеш Агарвал (Ritesh Agarwal) разработал вместе с коллегами само-собирающиеся нано-нити из теллурида сурьмы и германия (self-assembling nanowire of germanium antimony telluride). Интересное свойство этого материала - то, что он может менять свое фазовое состояние из аморфного в кристаллическое и обратно, - было использовано исследователями для создания полноценной, допускающей перезапись, компьютерной памяти.

 

Эти нано-изделия имеют размер только 100 атомов в диаметре. Для их производства не применялась - обычная для отрасли - литография, которая, по сути, является грубым процессом травления сильными химреактивами, и в ходе которой зачастую получаются изделия с существенными ограничениями по объему, размерам и эффективности.

 

Вместо этого исследователи применили процесс само-сборки, в ходе которого химический реагент кристаллизовался при низких температурах (в присутствии нано-размерного металлического катализатора) и спонтанно формировал нано-нити 30-50 нанометров в диаметре и 10 микрометров в длину. И этих нитей затем компоновалось устройство памяти на кремниевой подложке.

 

"Мы измерили величину тока, необходимую для перезаписи состояния, скорость переключения между аморфным и кристаллическим состоянием, долговечность созданной структуры и время хранения данных ", - говорит Ритеш Агарвал.

 

Испытания показали чрезвычайно низкое энергопотребление, необходимое для кодирования данных (0,7 миллиВатта на бит). Они также показали, что время записи, стирания и извлечения данных (50 наносекунд) в 1000 раз меньше, чем у обычной флэш-памяти, и что информация, записанная в устройстве, не потеряется даже после примерно 100 тысяч лет хранения. Все это - при возможности реализации терабитного объема памяти.

 

"Эта новая технология памяти может революционизировать то, как мы обмениваемся информацией и передаем данные, включая поставку развлечений потребителям, - считает Ритеш Агарвал. Мы получаем широкие возможности хранения и доступа к данным".


      



................

Новости партнеров
...
...
...
...
...
Горячие темы
Новости партнеров
 


Каркасные дома

  
×
Читаем также: