Выдающиеся достижения технологии

[Тать]

В мире где- то что- то постоянно изобретают и иметь информацию об этих достижениях необходимо по многим причинам, например: не изобретать снова, использовать идеи в своих разработках, знать где купить при необходимости и т.д.
 Предлагаю в этой теме выкладывать кто чего встретит об интересных технологических достижениях в области физики, нанотехнологий, исследования космоса и тому подобном.



Для желающих писать и обсуждать вопросы не о физике и аэрокосмических технологиях. О серьёзных достижениях в других областях знания, гораздо более бурно развивающихся: например, в биологии, физиологии, метамолекулярной химии, медицине и т. п. - рекомендуется писать сюда:
Текущие направления научных прорывов
О случаях просто забавных и курьёзных, вроде открытий "британских учёных", "шнобелевских лауреатов" (или о работах, внешне заявленных как серьёзные, но представляющихся очень сомнительными) - следует писать сюда:
Интересные исследования

[Тать]

Об одном таком достижении я выложил в теме DARPA но не все делается ими.
 Вот такая интересная новость  физики сумели получить серию из двух изображений объекта, разнесённых во времени всего на 50 фемтосекунд=50*10-15сек. За такое время свет проходит расстояние, сравнимое с толщиной человеческого волоса.
 В новой работе предлагается оригинальное голографическое решение этой проблемы. Для создания двух следующих друг за другом изображений учёные использовали импульсы установленного в Гамбурге рентгеновского лазера FLASH, которые разделяются надвое, после чего первая «половинка» задерживается относительно второй на нужное число фемтосекунд. Снимки, соответствующие двум подготовленным импульсам, с помощью специальной маски кодируются в одной голограмме, а отдельные изображения затем восстанавливаются математическими методами.

Совершенно уникальное сочетание свойств  нового материала на основе нанотрубок, видимо применений найдет в очень разных областях, в том числе в космической промышленности.
Плотность материала 4 мг/см³, (плотность воздуха  — 1,2 мг/см³).
 Благодаря иерархической структуре с пустотами поперечником порядка 50-150 микрометров площадь поверхности нового материала достигла солидных 580 квадратных метров на грамм.
 У нового материала оказалась хорошая электропроводность, а ещё очень высокие эластичность и упругость.

[Тать]

Созданы и кристаллы с не менее впечатляющим сочетанием свойств.
 Кристаллическая структура, названная COF-108, обладает плотностью всего в 0,17 грамма на кубический сантиметр. Кристалл составлен из таких элементов, как водород, бор, углерод и кислород.
 Площадь поверхности COF-102 и COF-103 составляет 3472 и 4210 квадратных метра на грамм, соответственно. А для COF-108 этот параметр превышает 4500 квадратных метра на грамм. Один грамм COF-108, будучи "распутанным", мог бы покрыть площадь приблизительно в 30 теннисных кортов.
 Поскольку эти материалы полностью построены из сильных ковалентных связей (C-C, C-O, C-B, и B-O), они имеют высокую тепловую стабильность 400-500 градусов по Цельсию.
 Новые кристаллы из-за своей чрезвычайной пористости идеально подходят для улавливания или хранения газов: водорода или метана в автомобиле, углекислого газа из выбросов электростанций.
 Этот класс веществ, как и специализированную химию для их синтеза (названную ретикулярной химией — reticular chemistry), развила команда учёных UCLA во главе с Яги, в сотрудничестве со специалистами из университета Мичигана (University of Michigan) Пресс-релиз университета.

[Тать]

Получены электронные аналоги оптических вихревых пучков, предназначенные для использования в просвечивающей электронной микроскопии
 Перейти к электронам оказалось непросто, поскольку длина соответствующей этим частицам волны крайне мала и измеряется не сотнями нанометров, а пикометрами.
Важность этого достижения поймут подготовленные читатели. Обратите внимание на выделенные числа.

 Отличить их от привычного излучения легко: если обычному лазерному пучку можно поставить в соответствие систему волновых фронтов (поверхностей, во всех точках которых световые колебания имеют одинаковую фазу), близких к плоскостям, то вихревой его разновидности соответствует единая поверхность волнового фронта винтовой структуры. Лазерные «вихри» часто используются в оптических пинцетах для перемещения микрометровых частиц.

[Тать]

Немного шутки юмора.
 Какую воду вы пьете? Из крана, фильтрованную, минералку? Оказывается любая из них состоит из изомеров. Появление изомеров воды обусловлено тем, что молекулы водорода могут принимать две разные формы: в ортоводороде спины двух протонов сонаправлены, а в параводороде — антипараллельны.  Соотношение изомеров и их физические свойства (несколько различающиеся) играют заметную роль в самых разных кулинарных исследованиях, однако доступный способ отделения ортоводы от параводы до сих пор не найден.
 Если вас это беспокоит, то теперь метод разделения есть и всего лишь надо заиметь вот такую установку

Установка для разделения изомеров (фото Science / AAAS).
Установка для разделения изомеров (фото Science / AAAS). Пишут и о важности такого разделения для методики ядерного магнитного резонанса.

У меня вопрос возник: вроде бы вода - это смесь различных H_2nO_n с различным n. Это не мешало разделению? Станно.
PS кулинарных - шутка

[bob]

Кажись, случилось достижение:
http://rnd.cnews.ru/tech/news/line/index_science.shtml?2011/01/24/424386
(Гибридная компьютерная память заменит оперативную.)

[Тать]

Раз пошла такая тема
Создан экспериментальный микрочип с тысячей «ядер»

[Тать]

У графена появился конкурент
Это двумерные листы молибденита. Если молибденит, минерал, который используется в качестве смазочного материала, нарезать пластами толщиной в один атом, то оказывается, что он обладает такими оптическими и электрическими свойствами, каких не удается добиться при более толстой, "трехмерной" форме материала.
 Ученые уже сделали из молибденита транзистор

Молибденитовые транзисторы за счет необычайно малой толщины решетки обладают пропускными свойствами, аналогичными графену, что позволяет сократить потери тока в сто тысяч раз по сравнению с обычными транзисторами. В 0,65-нанометровом листе молибденита электроны могут перемещаться так же легко, как и в 2-нанометровом листе кремния

[Тать]

 Принятая сейчас «стерическая» теория обоняния утверждает, что основным фактором, определяющим запах, служит форма молекулы. Переносимые воздухом молекулы «встраиваются» в некие участки рецепторов, причём каждый из последних настроен на свой тип веществ, что и помогает нам отличать запахи друг от друга. Эта теория имеет мощную экспериментальную поддержку, но нерешённые проблемы остаются; она, к примеру, не объясняет, почему небольшие и схожие по форме молекулы отвечают за совершенно разные и легко узнаваемые запахи.

 Но есть альтернативная идея, объясняющая дело совсем по другому. Конкурирующую «вибрационную» теорию развивает биофизик (альт, получается  ) Лука Турин (Luca Turin), сотрудник Массачусетского технологического института. По предположению учёного, рецепторные белки выполняют функции биологического спектроскопа, а физической основой запаха должны быть колебания молекул. Когда обонятельный рецептор свободен, электроны не могут через него туннелировать, но с приходом молекулы с нужной энергией колебаний, равной разности между заполненными и незаполненными энергетическими уровнями на рецепторе, появляется туннельный ток, сигнал передаётся дальше, и животное чувствует запах. Соответствующий молекуле аромат, таким образом, кодируется её колебательной частотой.

 Само достижение технологии эксперимента состоит в том, что для подтверждения своих догадок испытуемым предлагают «обычные» молекулы пахучего вещества и молекулы, в которых водород заменён дейтерием, стабильным тяжёлым изотопом водорода.
 Как они это умудрились сделать? Молекула пахучего вещества не такая простая, как на иллюстрации

 Дрозофил помещали в простейший лабиринт с двумя одинаковыми рукавами, в один из которых закачивался привлекающий мушек ацетофенон C₆H₅COCH₃, а в другой — дейтерированная версия того же соединения.
 Аналогичные результаты дали эксперименты с октанолом CH₃(CH₂)₇OH и бензойным альдегидом C₆H₅CHO.
 Кто нибудь в курсе, как можно поменять в сложной молекуле весь водород на дейтерий?
В конце новости читаем: "Разумеется, сторонники классической теории (ортодоксы  )не считают, что эти данные доказывают её несостоятельность." А на факты пока наплевать.

Новость и называется Спорная теория обоняния получила экспериментальное подтверждение

[Тать]

Инженеры из Южной Кореи создали гибкий метаматериал с рекордно высоким показателем преломления, который доходит до 38,6.
Обычно величина n в оптическом диапазоне не поднимается выше 3, но у некоторых материалов (к примеру, у кремния) она приближается к четырём.
 О сферах применения можно только гадать.

[bob]

У многих вызывает раздражение стоимость современных ускорителей частиц. В связи с этим...
Наши физики предложили новую схему ускорителя - "настольный" лазерный ускоритель.

"Ученые из Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) разработали метод ускорения ионов и электронов до высоких энергий с помощью сверхкоротких лазерных импульсов, что позволяет в некоторых случаях обойтись без гигантских электромагнитных ускорителей, сообщает пресс-служба института. "Заменили БАК на стол", - такая шутка пошла гулять сегодня по Физическому институту РАН /ФИАН/ после того, как здесь в условиях лабораторного эксперимента получили рекордный уровень энергий ускоряющихся электронов – 1,5 гигаэлектронвольт /ГэВ/.":
http://www.rian.ru/science/20110217/335394222.html
http://www.itar-tass.com/level2.html?NewsID=15965402
Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что путем варьирования параметров лазерного импульса можно добиться максимальной энергии частиц и наилучшего контраста пучков этих частиц при заданной энергии лазера:
http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/rossiiskie-fiziki-sozdali-nastolnyi-uskoritel-chastits

[Тать]

bob

У многих вызывает раздражение .....

Если взглянуть на bob-а с позиции нынешнего компьютерно просвещённого племени, то, кроме улыбки, этот ....
читать дальше ТУТ

Содержание вас удивит, совсем не то, что ожидали. Или ошибаюсь? 

[a.belor]

Уважаемый Боб,

можете пояснить, что означает загадочная фраза в релизе:

"...пучки ионов с энергией около 60 МэВ/нуклон"

До сих пор энергия измерялась просто в МэВ...   

[Dem]

Разгоняются тяжёлые ядра - в них нуклонов много. А при столкновении с мишенью внутриядерными силами скорей можно пренебречь...

[a.belor]

Разгоняются тяжёлые ядра - в них нуклонов много. А при столкновении с мишенью внутриядерными силами скорей можно пренебречь...

Нет уж, я человек простой, местами незамысловатый... 

Вы мне конкретно объясните. Вот ребята обещают на основе этой технологии людей лечить от рака. Для этого требуется получить стабильный пучок легких ионов (обычно ионов углерода) энергией около 300 МэВ. Без всяких делений на некий нуклон. Ребята обещают получить 60 МэВ/нуклон.
Если это очередная порция лапши на уши, я еще понимаю, каждый сегодня зарабатывает, как может.  И гранты получает, как может...   
Если нет - объяните, плз, на пальцах, без загадочных фраз про число нуклонов, что это такое - 60 МэВ/нуклон ?!   
Если число нуклонов будет миллион, энергия пучка будет в миллион раз больше или меньше, чем 60 ? 
И почему!   

[Тать]

Ученые предложили методику обработки поверхности при помощи вихревого лазера

Оригинал статьи со множеством подробностей

 Как показали исследования ученых из Японии, создавать тонкие микроиглы высотой более 10 мкм и диаметром менее 0,3 мкм на поверхности металла можно при помощи всего нескольких импульсов вихревого лазерного излучения.
 
 Созданные ими в рамках эксперимента матрицы таких микроигл могут применяться в роли электродов в самых разных практических областях.
(например для подключения приборов к нейронам мозга. Тать)
 Характерной особенностью таких лазеров является кольцеобразный профиль интенсивности излучения и орбитальный угловой момент, вызванный сингулярностью фазы. На основе этих особенностей группа ученых из Chiba University (Япония) предложила новую сферу применения вихревых лазеров – обработка поверхности металлов для создания специфической нанотекстуры.

 Вихревой лазер ранее использовался в основном при создании таких инструментов, как оптический пинцет. Продвинутые технологически НЛО- навты увеличенным экземпляром такого пинцета затаскивают зазевавшихся землян в свои тарелки. 


Поверхность обработанная вихревым лазером с  полным угловым моментом (а) J = 2 и (б) J = 0.

[Тать]

Как известно катастрофа шатла «Челленджер» произошла из за резинового кольца, потерявшего при низкой температуре эластичность. В ходе эффектного эксперимента, проведённого Ричардом Фейнманом при помощи кольца из модели космического челнока, пассатижей и стакана со льдом, было показано, что при низких температурах кольцо теряло свою эластичность.

 Исследователи и из Института передовой промышленной науки и технологии в Цукубе использовали химическое осаждение паров для создания сети случайных углеродных нанотрубок. Полученный материал был вязкоупругим – он имел плотную жидкую консистенцию, подобно меду, а также обладал способностью обратимо претерпевать растягивание.
 Силиконовая резина имеет диапазон рабочих температур от -50°C до 200°C, за пределами которого она выходит из строя или затвердевает, материал из углеродных нанотрубок является вязкоупругим при температурах от -196°C до 1000°C, сохраняя свои свойства в гораздо большем диапазоне температур.

 Ученые полагают, что диапазон рабочих температур может быть повышен от более низких до более высоких температур – таких, при которых углеродные нанотрубки вообще могут существовать (до 2000 - 3000°C).
Материал из нанотрубок сохраняет свои свойства при экстремальных температурах

[Тать]

Специалисты NASA придумали нанобатарейку из биоматериала
 По мнению специалистов NASA, один из многообещающих подходов открывает способность железосодержащего протеина ферритина (на иллюстрации – ферритиновый комплекс, присутствующий в крови человека и других позвоночных) нести положительный или отрицательный заряд.
 Ферритин ценен тем, что он сравнительно легко выстраивается в однородный нанослой. Таким образом, можно изготовить один слой ферритина и затем покрыть его другим слоем с противоположным зарядом. Результатом станет конденсатор толщиной всего лишь несколько нанометров, который в состоянии хранить электрический заряд – другими словами, батарея.

Добавляя больше попеременно заряженных слоев ферритина, можно увеличивать емкость этой «био-нанобатарейки». По мнению NASA, такой источник не только стабилен и надежен, но и прост в изготовлении.

 А набрел я на эту новость случайно желая узнать, что за фрукт ферритин.
5Fe₂O₃ 9H₂O в биологической молекуле ферритина (полая сфера).
Внутренний диаметр 7,5 нм, внешний 12,5 нм. В зависимости от концентрации железа может быть как в ферро-, так и в антиферромагнитном состоянии.  Тороид однако.

[Тать]

Немного за уши притянуто к технологиям но, учитывая вступление....вот оно:
Гироид – структуру, бесконечно соединяющуюся и повторяющуюся во всех трёх измерениях, обладающую минимально возможной поверхностью, – в 1970 году впервые описал американский физик Алан Шён (Alan Schoen). Он подыскивал ультралёгкий и ультрапрочный материал для космических аппаратов. Выделенное - технологии 
 Поверхность гироида описывается уравнением

а выглядит он так

 Удивительно, но и в этом случае природа опередила и создала эти непростые формы откуда то зная о еще одном свойстве гироидов: поглощать все цвета, кроме одного, который отражается.

 Учёные из Йельского университета, исследовав пять видов бабочек, открыли, что крылья бабочек обязаны своей пестротой не разнообразным пигментам, но особой форме организации клеток – гироидной.
 Двойные гироиды (double gyroids) часто встречаются в органическом и неорганическом мире, например, тела с гироидной структурой присутствуют в клетках растений, животных. Но одинарный гироид (single gyroid) был обнаружен впервые.
 Одинарные гироиды, присутствующие на крыльях бабочек, поглощают световые волны всех длин, кроме одной, отражаемой. Именно этот цвет мы воспринимаем как окраску крыла или его участка.

Винодкумар Саранатан (Vinodkumar Saranathan), руководитель лепидоптерологической (исследующей бабочек) лаборатории, утверждает, что это открытие не было сделано раньше, поскольку до настоящего момента при изучении бабочек наука полагалась лишь на двумерную модель, предоставляемую электронным микроскопом. Выводы Саранатана и его коллег базировались на результатах процедуры рентгеновского малоуглового рассеяния. Эти результаты и явились основой для построения трёхмерной модели.

Цвет, получаемый с помощью одинарных гироидов, очень стоек к внешним воздействиям, не тускнеет с течением времени и может быть использован в оптике или в технологиях солнечной энергии, а также во многих других областях.
 Уже от себя: отражаемый цвет видимо определяется размерами гироидов? форма то одна. В другом исследовании выяснено, что Зрение бабочек определило окрас их крыльев Способность бабочек из рода Heliconius видеть в ультрафиолете определяется особым пигментом, который находится в глазах насекомых. Пигмент кодируется геном, который в геноме некоторых бабочек присутствует в двух копиях, а у некоторых - только в одной. Вторая копия, по оценкам специалистов, появилась от 25 до 12 миллионов лет назад.
 На крыльях бабочек из рода Heliconius присутствуют желтые пятна. Авторы показали, что у бабочек, в геноме которых присутствует только одна копия гена пигмента, пигмент на крыльях не способен поглощать ультрафиолетовое излучение. Пятна у бабочек с двумя копиями гена поглощали ультрафиолет.
 Другой вариант гироидов? Где глаза а где крылья....Это же надо же......

Применение: Ученые из Кембриджского и Эксетерского университетов совместными усилиями разработали новый метод, позволяющий надежно защитить документы, банкноты и ценные бумаги от посягательств преступников. Они утверждают, что в кустарных условиях воссоздать разработанную ими методику невозможно.

Суть защиты заключается в том, что ученым удалось воссоздать искусственным способом уникальный переливающийся окрас крыльев насекомых.
Крылья бабочки могут вдохновить ученых на создание новых дисплеев
 Сплошной плагиат одним словом. Насколько дела с бабочками серьезны можно заключить из факта: Инновационный центр "Сколково" построят в виде крыльев бабочки
 Предполагается, что в одном из этих "крыльев" специалисты будут заниматься исследованиями в области ядерных, медицинских и энергоэффективных технологий, в другом – информационных и космических

PS Кому интересно, в природе есть еще один способ Структурная окраска использующий интерференцию.

[Тать]

Продемонстрирован элегантный метод упорядочивания нанопроводов
 Авторы нового исследования экспериментировали с кремниевыми и серебряными нанопроводами и эластичной основой из полидиметилсилоксана. Суть предложенной схемы заключается в том, что подложку перед нанесением на неё наноразмерных элементов сильно растягивают; когда она возвращается в свободное состояние, нанопровода стремятся выстроиться вдоль линий, перпендикулярных оси растяжения, а плотность их размещения увеличивается. Повторив эту процедуру всего два раза, учёные сумели повысить плотность на 60 и 75 процентов в случае проводов из Ag и Si.
 Достоинствами описанного метода американцы считают его простоту и возможность работы с нанопроводами, изготовленными по разным технологиям. Кроме того, подготовленный полидиметилсилоксановый образец с упорядоченными элементами можно использовать в качестве штампа для переноса проволок на другие подложки.