Нанотехнологиисегодня

Автор: Юрий Свидиненко
Опубликовано в журнале "Компьютерра" №25

Страница 3 из 3. Вернуться на первую страницу.

В обоих случаях берут два плоских электрода, один из которых покрывают слоем углеродных нанотрубок, ориентированных перпендикулярно ко второму. Если на электроды подается такое напряжение, что нанотрубка заряжается отрицательно, из нее на второй электрод излучается пучок электронов: ток в системе идет. При другой полярности нанотрубка заряжается положительно, электронная эмиссия из нее невозможна, и ток в системе отсутствует. Чтобы с помощью автоэлектронной эмиссии получить изображение, на аноде закрепляют люминофор. Электронный удар возбуждает молекулы люминофора, которые затем переходят в основное состояние, излучая фотоны. Например, при использовании в качестве люминофора сульфида цинка с добавками меди и алюминия наблюдается зеленое свечение, а при добавлении серебра - синее. Красный цвет получают с помощью легированного европием оксида иттрия.

В июне 2004 компании Agilent Technologies, Discera и Intel объявили о разработке производственных модулей, которые позволят выпускать чипы, названные one-chip integration. В таком "сложном" чипе уже будут находиться антенны, фильтры и логика, управляющая всеми этими устройствами. В первую очередь новые чипы появятся в мобильных телефонах и других средствах беспроводной коммуникации.

Компания Sharp, используя нанотехнологические подходы в создании новых интегрированных микросхем (кремниево-органических), изготовила солнечную батарею в виде пленки толщиной от 1 до 3 мкм. Это меньше современных аналогов примерно в сто раз. Компания собирается начать промышленное производство новинки уже в этом году. Слоями солнечных батарей планируется покрывать мобильные телефоны, автомобили и даже специальную одежду. Также возможна интеграция этих батарей с новыми FOLED-дисплеями. Пленка площадью в две визитные карточки весит всего 1 г и обладает мощностью 2,6 Вт. По словам разработчиков, этого уже достаточно, чтобы обеспечить электропитанием велосипедный фонарь.

Дэн Шлиц (Dan Schlitz) и его команда год назад выиграли первый приз на 16-м ежегодном соревновании Burton D. Morgan Entrepreneurship Competition с бизнес-планом, направленным на разработку устройства, которое будет охлаждать электронику ноутбуков. "Конечно, одними ноутбуками применение таких охладителей не ограничивается. Они могут применяться и в мобильных телефонах (попробуй засунуть в мобильный телефон механический вентилятор! - Ю.С.), и в карманных компьютерах, и в другой электронике, которой необходим отвод тепла", - говорит Дэн.

Такие кулеры могут быть встроены в металлический радиатор, размещающийся на микросхемах. Это и обеспечит быстрый отвод тепла. Исследователи первыми использовали воздухоохлаждающую технологию, у которой охлаждающая способность близка к водным охладителям - 40 Вт/кв. м.

Ученые из универститета Ньюкасла создали две уникальные кремниевые микроминиатюры (длиной около 400 мкм) знаменитых архитектурных достопримечательностей Великобритании: Золотой мост и скульптуру Голубой ангел. Они столь малы, что их не видно невооруженным глазом. Для их создания команда использовала последние достижения в области химии, физики и микромеханики.

Технология, использованная исследователями, может быть полезна при изготовлении антенн для мобильных телефонов. Будущие микроантенны значительно сократят энергопотребление и стоимость производства мобильных телефонов.

Компания Nantero, специализирующаяся на изготовлении молекулярной памяти на основе нанотехнологий, и компания LSI Logic, лидер в производстве специализированных микрочипов, в июне начали переоборудовать одну из производственных линий под производство новых чипов памяти по технологии Nantero. На ней будет выпускаться NRAM - нанопамять с высокой плотностью данных.

IBM создала прототип устройства памяти "многоножка" (Millipede), первое наноустройство хранения данных. Компания ожидает, что эта переломная технология завоюет рынок к 2006 или 2007 году. Новинка состоит из записывающей матрицы манипуляторов, включающей в себя 4096 кантилеверов, выполненных как устройства чтения-записи (подобные кантилеверы используются сейчас в электронных и атомно-силовых микроскопах). Правда, у прототипа пока вчетверо меньше кантилеверов, но это не мешает сделать вывод о благоприятных рыночных перспективах продукта.

IBM уже способна изготовлять "многоножки" серийно на базе кремниевых МЭМС. Однако "многоножка" - не простой жесткий диск, где головки не прикасаются к магнитной поверхности. Это устройство представляет собой "чистую" цифровую технологию. Принцип его работы сравним с работой проигрывателей грампластинок, в которых считывающая вибрирующая игла скользила по борозде, несущей информацию, только у "многоножки" есть ряд кантилеверов, которые скользят по поверхности хранения данных, на которой есть углубления, кодирующие 1 и 0. Таким образом, отклонения кантилеверов от равновесного положения переводятся в набор нулей и единиц.

Материаловедение

Компания NanoTex выпускает ряд самоочищающихся тканей, а также тканей, которые трудно испачкать и намочить. Фирма NanoSonic недавно представила одежду Metal Rubber, которая может менять форму в зависимости от желаний хозяина. Производители говорят, что она не содержит ни металлов, ни резины - лишь различные виды сложных полимеров, которые обеспечивают ей пластичность.

Не отстают и россияне. Так, концерн "Наноиндустрия" выпустил специальный восстанавливающий состав на основе адаптивных наночастиц, который может защитить от износа практически любые трущиеся металлические поверхности! Если залить такой состав в картер автомобиля, можно надолго забыть об износе двигателя. Дело в том, что при работе механические части нагреваются от трения, тем самым катализируя присоединение металлических наночастиц к поврежденным областям. А при сильном нагреве от избыточного наращивания наночастицами деталей они утрачивают свою способность к присоединению. Таким образом, в трущемся узле постоянно поддерживается тепловое равновесие, и детали практически не изнашиваются.
Для уменьшения расхода топлива группа GM Research использует нанокомпозиты, которые заменят традиционные автомобилестроительные материалы.

Новый Hummer H2 SUT будет легче, прочнее и экономичнее. Краска, состоящая из нескольких слоев наночастиц, будет более стойкой к царапинам и не потускнеет со временем. "Каждая часть машины может быть улучшена, так как вся машина состоит из молекул и атомов, а это и есть основной предмет нанотехнологии", - говорит г-н Тауб, глава исследователей GM Research.

Биотехнологии и медицина

Hummer H2 SUT - первая Последние успехи нанотехнологий, по словам ученых, могут оказаться весьма полезными в борьбе с раковыми заболеваниями. Новинка компании pSivida под названием BrachySil способна доставлять противораковое лекарство непосредственно к цели - в клетки, пораженные злокачественной опухолью. Одна из главных проблем в борьбе с раком заключается как раз в том, что очень трудно истреблять больные клетки, не задевая здоровые. Известно, что радио- и химиотерапия приносит много вреда человеческому организму своими побочными действиями.

Новая система, основанная на материале, известном как биосиликон, испытывается в данный момент на двух раковых пациентах в сингапурской больнице, к которым в ближайшее время присоединятся еще десять.

Наносиликон обладает пористой структурой (десять атомов в диаметре), в которую удобно внедрять лекарства, протеины и радионуклиды. Достигнув цели, биосиликон начинает распадаться, а доставленные им лекарства берутся за работу. Причем, по словам разработчиков, новая система позволяет регулировать дозировку лекарства.

Если испытания в Сингапуре пройдут успешно, BrachySil появится на рынке к 2006 году.

Уже сейчас компания QuantumDot выпускает квантовые точки, присоединенные к антителам. В дальнейшем она планирует создать систему картографирования квантовых точек для поиска внутри человеческого тела определенных молекул. Так, например, если сделать квантовую точку совместимой с маркерами раковых клеток, то можно будет картографировать метастазы и опухоли. К сожалению, разработка технологии QuantumDot пока не завершена, так что осязаемых результатов мы дождемся лишь через несколько лет.

И, конечно, всем известная косметическая фирма Л’Ореаль уже использует в своих продуктах наносомы (нанокапсулы с полезными веществами и витаминами) для лучшей доставки питательных веществ в клетки кожи.

Пока все размышляют о том, опасны ли фуллерены и другие наночастицы, Nucryst Pharmaceuticals делает деньги на производстве покрытий с серебряными наночастицами для лечения хронических воспалений и открытых ран. Сейчас проходит второй этап клинических испытаний нанокристаллического серебра в качестве противовоспалительного средства. Новое покрытие уже успешно лечит экзему.

Как известно, серебро убивает бактерии. Наночастицы, производимые компанией, убивают до 150 видов бактерий в течение 30 минут. Продолжительность антибактериального действия покрытия - несколько дней. Наночастицы также попадают в кровь и действуют как противовоспалительное средство. Частицы серебра имеют размеры от 10 до 30 нм в длину. Компания планирует ежегодно производить покрытие размерами 150 тысяч квадратных метров. Продукт будет общедоступен для всех желающих - нужно будет просто пойти в аптеку. Возможно, новое покрытие будет продаваться в виде бактерицидных пластырей.

А пока компания Nucryst прикидывает, российский Институт нанотехнологий МФК уже проводит испытания домашних антибактериальных фильтров на основе серебряных наночастиц отечественного производства, превосходящих по своим характеристикам частицы Nucryst.

На сегодняшний день не известно никаких физических законов, запрещающих манипулирование материей атом за атомом. Экспериментальные данные и прогресс в области нанотехнологий в последние годы полностью подтверждают это. 

<< стр. 2


<<Страшно, аж жуть…
Все материалы номера
Там внизу много места? Примечания редактора >>