Новости Hardware → нанотехнологии
Быстрый переход

Учёные из РФ предложили задействовать нанотехнологии при выпуске дензнаков и банковских карт

Поиском способов обеспечения максимального уровня безопасности банковских карт заняты, в том числе, и отечественные учёные-физики. В качестве надёжного средства защиты от подделок не только «пластика», но и бумажных денег, а также ценной документации российские специалисты предложили уникальную технологию с применением лазера и редкоземельных металлов.

Представленная методика заключается в следующем: участок банкноты или банковской карты обрабатывается водным раствором, в состав которого входят соединения меди, а также скандия, лантана и других редкоземельных элементов. Далее лазером большой мощности проделываются отверстия с диаметром 10 микрон и глубиной, не превышающей ½ от толщины использованной поверхности.

www.gazeta.ru

www.gazeta.ru

Несмотря на температуру лазера свыше 3500° по Цельсию, банкнота или пластиковая карта остаётся невредимой по завершении всех манипуляций из-за кратковременности процедуры, однако этого времени хватает, чтобы расплавленные соли металлов заполнили проделанные лазером отверстия. В результате чего полости покрываются изнутри мельчайшими кристаллами, характерным отличием которых является одинаковое для всех частиц направление позиционирования в пространстве. При помощи лазера представляется возможным проделать сотни таких отверстий и сложить из них рисунок, надпись, цифровой код, цвет которых будет меняться в зависимости от освещения и угла обзора.

Таким образом на микронном уровне можно нанести на денежный знак или пропуск идентификационный номер или логотип организации, на поделку которых у мошенников просто не найдётся необходимого оборудования. Столь сложные с технической точки зрения операции потребуют высокоточной и дорогостоящей аппаратуры, а попытки сымитировать надпись, выполнив её другими способами, будут изобличены в два счёта. Что касается общих временных затрат на выращивание кристаллов, то доведённые до автоматизации действия с лазерной установкой занимают всего несколько секунд как для купюры, так и для любого типа пластиковой карточки. 

atnews.org

atnews.org

Разработчики уверены, что предложенный способ необходимо взять на вооружение не только банковским структурам, но и всем организациям, которые хотят защитить конечного потребителя и не позволить приобрести ему контрафактный товар. Среди последних могут оказаться производители брендовой одежды, пищевой продукции и алкогольных напитков.  

Описанная технология является достижением сотрудников Физического института Российской академии наук имени П. Н. Лебедева, а сам процесс имеет название «нанокристаллизация в лазерной плазме».

Источник:

EUV-литография придет в массы с 7-нм техпроцессом

Компания ASML, ведущий мировой разработчик технологического оборудования для литографии, в частности, проекционных установок шагового мультиплицирования, поделилась своими взглядами на развитие техпроцесса изготовления интегральных микросхем в ближайшем будущем. По её словам, до сих подавляющее большинство чипмейкеров при изготовлении 10-нм схем предпочитают использовать традиционную иммерсионную фотолитографию. Технология литографии с применением крайнего ультрафиолетового излучения уже который год постоянно откладывает свой приход на рынок. И для этого есть причины.

Главным фактором, который позволяет до сих пор применять иммерсионную фотолитографию, является относительно невысокая стоимость технологического оборудования и всего процесса в целом. Так, например, ориентировочная стоимость EUV-степперов составляет от $100 до $120 млн, что вдвое выше ценников на “иммерсионные” установки мультиплицирования. Справедливости ради стоит отметить, что EUV-оборудования является модульным, то есть позволяет совершать его апгрейд по невысокой цене, а не приобретать полностью новые установки. Но этого явно недостаточно для того, чтобы всерьез заинтересовать чипмейкеров, которым пока техпроцесс с использованием иммерсионной литографии пока обходится дешевле “экстремального ультрафиолета”.

Принцип работы EUV-оборудования, источник Sandia National Laboratories

Принцип работы EUV-оборудования, источник Sandia National Laboratories

Ситуация должна измениться уже с приходом в массы 7-нм технологического процесса. Но сначала производители интегральных микросхем опробуют возможности EUV-оборудования на 10-нм технологии. Топологический размер в 10 нанометров для наиболее ответственных операций литографии потребует неоднократного проецирования изображения на пластину — три или даже четыре повторения. Следовательно, возрастают расходы на проведение технологического процесса, что ведёт к удорожанию конечной продукции. Вот именно в этом случае чипмейкерам придется внимательнее присматриваться к EUV-литографии. Снижение себестоимости технологического процесса станет более существенным фактором, нежели высокие цены на оборудование.

Кремниевая пластина после EUV-литографии, источник Sandia National Laboratories

Кремниевая пластина после EUV-литографии, источник Sandia National Laboratories

Когда же дело дойдёт до производства 7-нм интегральных схем, тогда иммерсионная литография полностью станет нерентабельной. Для отдельных слоев количество итераций возрастёт до тринадцати при использовании иммерсионных степперов. Технологическое оборудование с применением крайнего ультрафиолета станет единственно возможным вариантом, позволяя выпускать до 1000 кремниевых пластин в сутки. Конечно, на пути победного шествия EUV-технологии ещё есть ряд препятствий, начиная от отсутствия достаточно надёжных и мощных источников излучения, заканчивая необходимостью радикального снижения дефектности фотошаблонов и необходимостью поиска новых резистов. Но в конечном итоге, технологические и технические трудности наверняка будут преодолены, и EUV-литография займет доминирующее положение на рынке. И точкой отсчета станет переход на 7-нм техпроцесс.

Источник:

Создана самая маленькая копия картины Клода Моне

Создать копию известной картины — достаточно сложное и трудоёмкое занятие. А создать копию, которая бы являлась самой миниатюрной версией признанного шедевра — это испытание, которое под силу единицам. Но теперь картина «Впечатление. Восходящее солнце», автором которой значится французский живописец и родоначальник импрессионизма Клод Моне (Claude Monet), обзавелась своим уменьшенным до рекордного размера аналогом. Достоверная копия была изготовлена группой учёных из Сингапура, а размер картины составил всего 300 мкм.

Чтобы понимать всю сложность проделанной при копировании работы, достаточно осознать, что 1 мкм равняется 0,001 мм. Но самое главное, что даже на таком нанофрагменте инженеры смогли точно передать оттенки и цвета оригинальной картины, применив для этого новый подход в использовании плазменных красок. Тем более, что написать в данном случае картинку с помощью классических масляных красок физически не представляется возможным.

Добиться разнообразности палитры, которая в итоге составила почти 300 цветов, помогли наностолбики из кремния с нанесённым сверху алюминиевым слоем. В зависимости от расположения этих столбиков менялся и конечный оттенок, что позволило комбинировать последовательности из четырёх кремниевых элементов для получения одного пикселя картины нужного цвета. Ниже для сравнения представлено оригинальное изображение работы Моне:

nottvnews.blogspot.com

nottvnews.blogspot.com

Стоит отметить, что прежде плазменные картины в сравнении с работой сингапурских мастеров выглядели куда проще и могли похвастаться всего 15 оттенками. Описанный же способ для миниатюризации «Впечатление. Восходящее солнце», о котором рассказал представитель Сингапурского университета технологии и дизайна и по совместительству один из разработчиков нанокартины Джоэль Ян (Joel Yang), даст возможность с максимальной точностью копировать работы и других мастеров живописи. Крошечные пиксели миниатюрных шедевров впоследствии можно будет использовать даже для хранения данных и наносить специальные охранные метки против кражи. 

Источник:

В Стэнфорде создали модель гибкого материала, способного быть как проводником, так и диэлектриком

Учёные Стэнфордского университета опубликовали сведения об одной из своих последних работ — созданного при помощи программного моделирования материала, обладающего прочностью, гибкостью и толщиной, близкой к графену. Однако, в отличие от монослоя графита, новая кристаллическая структура способна быть или проводником, или же выступать в качестве диэлектрика. Переключать текущее состояние материала можно будет самостоятельно или в автоматическом режиме, приложив для этого минимальные усилия. 

Основной «проблемой» сверхпрочного и предельно тонкого графена — его способность проводить электрический ток. Это, с одной стороны, преимущество вполне логично было бы использовать при создании компактных носимых гаджетов и самой миниатюрной электроники. Однако всё большее число перспективных разработок с повышением уровня технического развития должно соответствовать и новым требованиям, в числе которых значится поочерёдная работа в двух режимах электропроводимости. С этой задачей успешно справится так называемая «структура-переключатель», которую и представили инженеры из Стэнфорда. 

Что касается смоделированного учёными материала, то он представляет собой гибкую кристаллическую структуру, толщина которой не превышает три атома. Два из них относятся к атомам химического элемента теллура, между которыми находятся атомы молибдена.

Принцип функционирования в режиме «переключателя» с таким кристаллическим строением достаточно прост. Переход из состояния проводника в состояние диэлектрика возможен при механическом воздействии на структуру материала. В момент, когда кристаллическая решётка подвержена деформации, можно наблюдать описанные выше изменения физических свойств. Проще говоря, чтобы перейти из одного состояния в другое, потребуется просто согнуть или надавить на условный материал с определённой силой. 

Пока что учёные из Стэнфорда записали на свой счёт лишь теоретические исследования, смоделировав «поведение» решётки атомов в рамках компьютерной программы. До создания реального тестового образца дело пока не дошло, однако специалисты уверены, что их наработки подтолкнут многих других учёных и дальше развивать данное направление. В конечном итоге это может привести к созданию универсальной гибкой структуры, способной иметь все преимущества графена и одновременно выполнять роль «переключателя», легко превращающегося из проводника в диэлектрик.  

news.discovery.com

news.discovery.com

Источник:

Немецкие учёные создали материал, способный блокировать осязание человека

Учёными из Технологического института Карлсруэ в Германии был создан материал, который способен делать накрытые им предметы нечувствительными для осязания человека. Изобретение уже успело получить название «плащ-невидимка», хотя невидимым оно никого не делает. Разработанное изделие благодаря своей особой структуре просто распределяет механическую нагрузку при касании рукой таким образом, что понять, находится ли какой-то предмет под «плащом», будет практически невозможно.

www.extremetech.com

www.extremetech.com

В основу изобретения легла созданная физическая структура полимерного материала, представляющая собой множество соприкасающихся друг с другом иглообразных элементов, которые напоминают по своей форме конус. Сам материал представляет собой идеально выверенную кристаллическую структуру, точность которой находится на субмикронном уровне.

www.extremetech.com

www.extremetech.com

«Мы работали над такой структурой, которая накрывала бы собой и обволакивала объект таким образом, чтобы при механическом воздействии на него приложенная сила грамотно перераспределялась и перенаправлялась. А спрятанный предмет в конечном итоге оказывался просто неосязаемым, независимо от его размеров и характера. Реализовать задуманный эффект стало возможным не благодаря химическим свойствам нашего изделия, а при помощи идеально выверенных математических расчётов контактной поверхности игловидных конусов»,  — рассказал в интервью один из участников проекта Тиемо Бакмен (Tiemo Buckmann).

В качестве примера был продемонстрирован жёсткий цилиндр, который был «запрятан» под слой антиосязательного материала. Прикосновения пальцем не позволяли определить наличие цилиндра, как это стало бы возможным, если объект накрыть поролоном или обычной хлопковой тканью.

Областью применения разработки специалистов института Карлсруэ может стать использование материала в качестве сверхтонкой изоляции для кабелей и трубопроводов.  

Источник:

Учёные из Университета Райс представили гибкие тонкие аккумуляторы на основе фторида никеля

Джеймс Тур (James Tour) и его коллеги-учёные из Лаборатории Университета Райс разработали гибкий и сверхтонкий аккумулятор, состоящий из нанопористых никель-фторидовых электродов, которые слоями «окутывают» электролит. Представленная ими модель электрохимического конденсатора обладает толщиной, равной всего 0,025 см, однако в дальнейшем может быть легко отмасштабирована в зависимости от цели использования. Для этого будет необходимо или добавление новых слоёв или же увеличение их текущих размеров. 

Во время тестирования студентами Университета Райс была проверена на практике работа гибкой батареи-пластины. Небольшое по своим размерам устройство успешно справилось с циклом из 10 тыс. зарядов и разрядов, в конечном итоге потеряв 24 % своей заявленной перед испытанием ёмкости. Аккумулятор также прошёл проверку на 1000 циклов изгиба. Конечно, столь тонкие аккумуляторные батареи пытались разработать и ранее, однако их ёмкость на момент появления оставляла желать лучшего, демонстрируя значительно худшие результаты в сравнении с классическими литий-ионными батареями. 

«Использовавшиеся ранее материалы для создания батарей с большой ёмкостью были весьма хрупкими по своей природе, поэтому нам, как специалистам, оказалось по-настоящему трудно найти подходящую комбинацию элементов для создания именно гибкого аккумулятора с соответствующими всем современным стандартам характеристиками. В распоряжении Лаборатории имелись гибкие системы хранения заряда, выполненные на углеродных нанотрубках, однако нами был выбран именно фторид никеля как более перспективный материал с большим потенциалом. К тому же, если проводить аналогию с привычными литий-ионными батареями, то структура разработанного аккумулятора имеет достаточно простое строение и отвечает требованиям безопасной эксплуатации. Сама же система является как привычным для пользователей мобильных устройств аккумулятором, так одновременно и суперконденсатором. Всё это даёт возможность заряжать и разряжать гибкую тонкоплёночную батарею на основе фторида никеля с достаточно высокой скоростью и при большом токе, затрачивая на это максимально короткий промежуток времени. Но если необходимо использовать батарею в качестве стандартного аккумулятора для мобильной электроники, то система способна заряжаться и разряжаться гораздо медленнее», — рассказал в интервью один из участников проекта. 

Чтобы создать суперконденсатор, учёные нанесли на специальную подложку слой фторида никеля толщиной 900-нм со специальными 5-нм порами-отверстиями. После подложка была удалена, а применённый в конструкции в виде раствора гидроксида калия в поливиниловом спирту электролит был «зажат» в единую структуру пластинами-электродами с обеих сторон. В результате этого специалисты из Лаборатории сумели избежать появления потенциальных признаков деформации созданной гибкой структуры, а студенты на практике подтвердили предположение о надёжности разработки после завершённого этапа тестирования.

Всё описанное выше — это чрезвычайно надёжная, ёмкая система, которая в свою очередь является максимально простой, чтобы создать очень мощные аккумуляторные системы. Некоторые компании уже успели проявить интерес для дальнейшей коммерциализации проекта, приоритетным направлением которого может стать использование подобных нанобатарей в портативной электронике и набирающих популярность носимых гаджетах, вроде умных часов и медицинских браслетов. 

Источник:

Автомобили с самоочищающимся кузовом могут стать реальностью

Компания Nissan первой в мире приступила к тестированию на автомобилях инновационного покрытия, отталкивающего воду, масла и препятствующего налипанию грязи. Таким образом, эпоха транспортных средств с самоочищающимся кузовом может быть уже не за горами.

Nissan использует технологию Ultra-Ever Dry: между поверхностью кузова и окружающей средой создаётся особый нанослой, который не даёт жидкостям и грязи задерживаться на автомобиле. Nissan характеризует такое покрытие как супер-гидрофобное и олеофобное, что означает защиту от воды, смешанной с грязью, и жиров.

Технология Ultra-Ever Dry уже показала себя с хорошей стороны в различных условиях, включая дождь, заморозки, мокрый снег и пр.

Теперь Nissan намерена испытать покрытие в реальной дорожной обстановке: тесты будут проводиться в течение ближайших месяцев на новой версии субкомпактвэна Note для европейского рынка. Представленное ниже видео наглядно демонстрирует, что технология действительно жизнеспособна.

Пока Nissan не планирует использовать Ultra-Ever Dry на серийных автомобилях, однако в будущем данная технология может предлагаться в качестве дополнительной опции. Если нанопокрытие успешно пройдёт все испытания, владельцев автомоек может ожидать серьёзное сокращение доходов. 

Источник:

Энергия вибрации и колебаний сможет заряжать ваш смартфон

Команда инженеров из нескольких университетов совместными усилиями разработала устройство, которое сможет заряжать аккумулятор вашего смартфона на ходу и может стать одной из самых необходимых и востребованных опций всех мобильных устройств в будущем. Речь идет о технологическом решении, которое позволяет преобразовать в заряд аккумуляторной батареи смартфона энергию вибрации. Установленные прямо в корпусе или задней панели смартфона наногенераторы аккумулируют вибрацию, поступающую, к примеру, от пассажирского сиденья транспортного средства, во время интенсивной ходьбы или бега владельца устройства, и преобразовывают её в дополнительную энергию для автономной работы. 

energysafe.ru

energysafe.ru

Само устройство описывается как пьезоэлектрический (преобразовывающий механическое воздействие в электроэнергию) наногенератор, который использует преимущества полимерного материала под названием поливинилиденфторид. Разработанное профессором Висконсинского университета Ксюйдон Вангом (Xudong Wang) устройство содержит наночастицы оксида цинка в составе базового материала тонкой плёнки генератора, что приводит к возникновению пьезоэлектрического эффекта. Применяемый материал, похожий по своим свойствам на губку, является основой представленной ученым и его коллегами разработки. Ксюйдон Ванг отметил, что чем «мягче» основной компонент, тем более чувствителен и сам генератор к наименьшим по силе колебаниям.

nanoscience.engr.wisc.edu

nanoscience.engr.wisc.edu

«Так как мы имеем возможность реализовать данную разработку на практике, автономная подзарядка без необходимости подключения к источнику питания станет доступной для пользователей мобильных устройств», — подытожил профессор Ванг.

Конструкция наногенератора включает в себя тонкие электродные пластины спереди и сзади мезопористой полимерной плёнки. Мягкая и гибкая по своим свойствам плёнка может быть «подключена» как к  поверхности любого типа – плоской или неоднородной, так и к человеческой коже.  В случае со смартфоном дополнительно будет использоваться масса устройства, чтобы повысить смещение и усилить выдаваемую электрическую мощность. 

wisdarbhita.blogspot.com

wisdarbhita.blogspot.com

«Мы можем также регулировать и настраивать механические свойства самой плёнки. Всё это позволяет использовать наше изобретение как для использования в специальных "чехлах-зарядках", так и в качестве встроенной автономной системы подзарядки непосредственно в самом устройстве», — заявил в своём интервью  Ксюйдон Ванг.

Источник:

Карманные атомные часы Hoptroff No. 10: пять миллиардов лет без опозданий

Атомные или как их ещё называют «квантовые часы» — это устройство, которое измеряет время, используя для этого собственные колебания, связанные с процессами, происходящими на уровне атомов или молекул. Ричард Хоптроф (Richard Hoptroff) решил, что современным джентльменам, которые проявляют интерес к сверхтехнологичным устройствам, пора бы сменить свои карманные механические часы на нечто более экстравагантное и неординарное, а также отвечающее современным урбанистическим тенденциям. Так, публике были продемонстрированы элегантные по своему внешнему виду карманные атомные часы Hoptroff No. 10, которые могут удивить современное искушённое обилием гаджетов поколение не только своим ретро-стилем и фантастической точностью хода, но и сроком эксплуатации. По заявлению разработчиков, имея при себе эти часы, вы сможете оставаться самым пунктуальным человеком на протяжении не менее 5 млрд лет.

www.theprodigalguide.com

www.theprodigalguide.com

Для всех тех, кто никогда не интересовался подобными часами, стоит вкратце рассказать принцип их действия. Внутри «атомного устройства» нет ничего, что напоминало бы классические механические часы. В Hoptroff No. 10 отсутствуют механические детали как таковые. Вместо этого карманные атомные часы оснащаются герметичной камерой, заполненной радиоактивным газообразным веществом, температура которого находится под контролем специальной печи. Точный отсчёт времени происходит следующим образом: лазеры возбуждают атомы химического элемента, являющегося своего рода «наполнителем» часов, а резонатор фиксирует и измеряет каждый атомный переход. Сегодня базовым элементом подобных устройств является цезий. Если вспомнить систему единиц СИ, то в ней значение секунды связно с количеством периодов электромагнитного излучения при переходе атомов цезия-133 с одного на другой энергетический уровень. 

Если в смартфонах сердцем устройства считается процессорный чип, то в Hoptroff No. 10 данную роль берёт на себя модуль-генератор эталонного времени. Его поставкой занимается фирма Symmetricom, а сам чип изначально был ориентирован на использование в военной отрасли — в беспилотных летательных аппаратах. При таких исходных данных характеристики часов выглядят не менее солидно: карманные атомные часы Hoptroff No. 10 идут с погрешностью 1,5 с за каждые 1000 лет.

www.christopherwardforum.com

www.christopherwardforum.com

Функциональная сторона устройства также на грани фантастики. С его помощью можно узнать: время, дату, день недели, год, широту и долготу в разных величинах, давление, влажность, звездные часы и минуты, прогноз приливов и многие другие показатели. Часы поставляются в золотом исполнении, а для создания их корпуса из драгоценного металла планируется использовать трехмерную печать. 

www.theprodigalguide.com

www.theprodigalguide.com

Ричард Хоптроф искреннее полагает, что именно данный вариант производства своего детища является наиболее предпочтительным. Чтобы немного изменить дизайнерскую составляющую конструкции, вовсе не нужно будет перестраивать производственную линию, а использовать для этого функциональную гибкость печатающего 3D-устройства. Правда, стоит отметить, что показанный прототип часов был изготовлен классическим способом.

Время нынче стоит очень дорого, а карманные часы Hoptroff No. 10 — тому прямое подтверждение. По предварительной информации, первая партия атомных устройств составит 12 единиц, а что касается стоимости, то цена за 1 экземпляр будет составлять $78 000.   

Источник:

Samsung инвестировала средства в XG Sciences для разработки графеновых батарей

Компания XG Sciences, занимающаяся изучением графена, а также созданием на его основе инновационных технологий и различных компонентов, и Samsung Ventures Investment Corporation на днях заключили партнерское соглашение о сотрудничестве. Исполнительный директор XGS Филипп Роуз (Philip Rose) заявил, что инвестиции, полученные от южнокорейской компании, будут использованы для финансирования дополнительных исследований, а также для разработок в области применения передовых материалов. Более детально для каких именно целей и на что будут потрачены выделенные средства, уполномоченные сотрудники XGS не сообщили, обозначив лишь условные рамки и направление будущих разработок.  

tech.onliner.by

tech.onliner.by

Руководство XG Sciences с нетерпением ждет возможности применить на практике имеющиеся знания и достижения в этой сфере в совместной разработке с Samsung SDI. В рамках партнерской программы силы специалистов компаний направлены на разработку аккумуляторных батарей нового поколения. Объектами использования таких батарей станут потребительская электроника и другие устройства.

 
www.tomshardware.fr

www.tomshardware.fr

 

"Инвестиции от Samsung  это большая честь для XG Sciences. Данный шаг, который даст толчок к массовой коммерциализации крупномасштабных графеновых разработок, должен стать следующей ступенькой в прогрессе всей отрасли. Количество заявок на наши разработки в области усовершенствованных материалов и аккумуляторов на основе графена наглядно продемонстрировало потребность в подобных материалах всей современной электронной промышленности. Наш партнёр в лице южнокорейской компании Samsung поспособствует продвижению передовых разработок и продукции XG Sciences на современный рынок намного быстрее, если бы мы это делали самостоятельно и без сторонних инвестиций",  сообщил господин Роуз.

"XG Sciences  — это признанный технологический лидер в области графеновых материалов и способах эффективного хранения энергии. Компания уже смогла показать, как можно использовать графен в самых различных отраслях промышленности. Теперь же Samsung рассчитывает на выгодное взаимосотрудничество с XGS, чтобы внести свой личный вклад в развитие такого передового материала, как графен", — резюмировал Майкл Пачос  (Michael Pachos), старший менеджер Samsung Ventures . 

xgsciences.com

xgsciences.com

  

Данная новость наталкивает на мысль, что нынешнее состояние дел в области разработок аккумуляторных устройств наконец-то может сдвинуться с мёртвой точки. Ни для кого не является секретом, что современные компании-производители стараются сделать свои мобильные устройства как можно мощнее, оснащая их 8-ядерными процессорами и передовыми графическими ускорителями. Однако аккумулятор по-прежнему остается наиболее слабой и медленно эволюционирующей составляющей планшетов и смартфонов. По сути, кроме банального увеличение показателя ёмкости, что неминуемо приводит к увеличению габаритов батареи и устройства в целом, за последние несколько лет в данном направлении не произошло значительных качественных изменений, о чём рассказал в своём интервью технический директор компании Broadcom  Генри Самуэли (Henry Samueli).

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥