Новости Hardware → нанотехнологии

Вакуумная электроника возвращается — в космос

Полупроводниковые материалы уже давно вытеснили вакуумные лампы из вычислительных систем – гаджетов, настольных компьютеров, кластеров и пр. Причин тому целое множество, в том числе меньшая стоимость, большая компактность и производительность. Однако есть область применения, где вакуумные лампы имеют превосходство перед традиционной твердотельной цифровой электроникой. Эта область – вычислительные системы, работающие в условиях космоса. Преимущество обусловлено тем, что вакуумные лампы гораздо более устойчивы к воздействию радиации и электромагнитных воздействий. Разумеется, что возвращаться к обычным вакуумным лампам никто не собирается, но ведутся разработки и рассматривается вопрос применения их более совершенных аналогов.

Сотрудники исследовательского центра NASA и Корейского национального центра наноисследований разработали миниатюрную версию вакуумных электронных ламп, которые хорошо выдерживали бы радиацию и жесткое электромагнитное излучение космоса. Прототип устройства назван вакуум-канальным транзистором, и что самое главное, его можно интегрировать в современные микросхемы. Изготовление устройств будет осуществляться на основе технологического процессора, схожего техпроцессом изготовления кремниевых микрочипов.

На данный момент исследователям удалось создать прибор длиной 150 нанометров и работающий от напряжения 10 Вольт. Инженеры также надеются, что уровень рабочего напряжения можно будет снизить до одного Вольта. Транзистор оказывается еще и высокоскоростным – он способен функционировать на частоте 0,46 терагерц, что значительно быстрее полупроводниковых устройств на основе кремния.

С одной стороны, это очень хорошая новость для NASA, которая в результате получит возможность резкого повышения надежности электронных комплексов и блоков, и как следствие, космических аппаратов/станций. Особенно это важно при длительных миссиях, в том числе пилотируемых, когда надежность всех систем должна быть на высочайшем уровне. С другой, пока никаких конкретных сроков, когда подобные устройства попадут в производство, никто назвать не может. Разумеется, в данном случае себестоимость изделий решающего значения не играет, однако серийное изготовление “вакуумных транзисторов” наладить все-таки необходимо. А вот с этим могут возникнуть серьезные проблемы.

Материалы по теме:

Источник:

РОСНАНО завершила успешный инвестиционный проект

RUSNANO

Совет директоров РОСНАНО одобрил первый выход компании из инвестиционного проекта. В пресс-релизе РОСНАНО сообщается, что участие в проекте позволило высокотехнологической компании ООО «НПП ЦПТ», возглавляемой профессором МГУ Игорем Яминским, выйти на новый уровень развития бизнеса и расширить линейку выпускаемых сканирующих зондовых микроскопов и программного обеспечения к ним.

Инвестиции РОСНАНО в ЗАО «Центр перспективных технологий» составили 50 млн руб. Первоначально планировалось инвестировать 140 млн руб, но, по словам управляющего директора РОСНАНО Георгия Колпачева, проект развивался с опережением графика, поэтому остальная сумма не понадобилась, так как появилась возможность использовать средства из операционного потока. В свою очередь, компания ООО «НПП ЦПТ» вложила в новый проект 30 млн руб денежными средствами, 18 млн руб — оборудованием и 86 млн руб — интеллектуальной собственностью.

Взамен предоставленных денежных средств РОСНАНО получила акции проектной компании ЗАО «Центр перспективных технологий», стоимость которых составляет 27,6% ее уставного фонда.

Решение о выходе из проекта и возврате инвестиций было принято в связи с его успешной реализацией. Яминский сообщил, что первоначально выкуп доли РОСНАНО в ЦПТ планировалось совершить в конце 2015 г. К этому моменту эта сумма составила бы около 200 млн руб. Но, в связи с появившимися новыми планами, компания предложила РОСНАНО выкупить ее долю досрочно. 

По данным РОСНАНО, предполагаемая доходность инвестиции (IRR) в проект по расширению производства сканирующих зондовых микроскопов и атомных весов ЗАО «Центр перспективных технологий» составляет 29,5%. Выкупает  27,6% акций проектной компании заявитель проекта — ООО «НПП ЦПТ».

Данная сделка, как отмечает РОСНАНО, удовлетворяет двум основным критериям успешного выхода компании из действующих инвестиционных проектов: доходность не ниже запланированной и способность проекта развиваться самостоятельно. Полученные средства позволили проектной компании запустить в декабре 2011 года производственную площадку, что предоставило ей возможность увеличить в 2012 году выпуск продукции в два раза и получить выручку в размере около 70 млн руб.

Материалы по теме:

Источник: 

Видео дня: весёлые эксперименты с российскими нанотехнологиями

Московская компания ЗАО «Препрег СКМ» занимается формированием композитных материалов в России, продвигая, в частности, так называемые препреги. Их получают путём равномерного нанесения на волокнистую основу полимерных связующих. В результате значительно улучшаются физико-механические свойства армируемого материала.

Насколько эффективным является применение нанотехнологичных препрегов, решил наглядно продемонстрировать Сергей Лурье совместно со своим отчаянным товарищем Германом Пономаренко. Проверке было подвергнуто утверждение, что препреги могут быть прочнее стали и легче алюминия.

Для этого вначале обычная деревянная доска была подвергнута нагрузке с поэтапным увеличением давления — она выдержала 155 кг, после чего разломилась.

Затем тот же эксперимент был проведён в отношении аналогичной доски, усиленной с одной стороны полимерным связующим. После того, как нагрузка достигла 150 кг и признаков особого напряжения на брус не ощущалось, весёлые естествоиспытатели решили водрузить на сооружённую конструкцию проходящую мимо сотрудницу Свету в качестве способа увеличить давление ещё на 55 кг — к счастью для последней, нанотехнологии доказали свою эффективность — доска выдержала общую массу в 210 кг, и всё закончилось без травм.

 

 

Но интерес возобладал над здравым смыслом, и довольно увесистый Герман Пономаренко взгромоздился на многострадальную доску. Однако российские нанотехнологии не уступили и этой тяжести — сломался верстак, доска же выдержала давление 250 кг, то есть показатели прочности после применения препрега возросли, по меньшей мере, на 60%. Несмотря на падение с метровой высоты вместе с тяжёлыми грузами господин Пономаренко отделался лёгким испугом, однако исследователи благоразумно предупреждают об опасности подобных экспериментов.

Проектная ЗАО «Препрег-СКМ» входит в структуру холдинговой компании «Композит», которой принадлежит контрольный пакет акций, ещё 48% уставного капитала приходится на инвестиции РОСНАНО. Компания планирует увеличить объём выпускаемой продукции с 300 тонн в 2011 году до 4500 тонн в 2018 году, на достижение этой цели и создание производственных мощностей в Москве запланированы расходы в сумме 3,46 млрд рублей.

В настоящее время «Препрег-СКМ» предлагает широкую номенклатуру материалов-препрегов для эффективного применения в самых различных отраслях: авиастроении, автомобилестроении, атомной промышленности, ветроэнергетике, железных дорогах, ракетостроении, судостроении и товарах народного потребления.

Материалы по теме:

Источник:

Поедающие железо бактерии могут стать компонентами биокомпьютера

Исследователи из Великобритании и Японии хотят сымитировать бактерии, поедающие железо, для создания био-компонентов компьютера.

Ученые продолжают искать новые способы для создания более мелких компонентов техники. Но это становится все труднее сделать при помощи традиционных методов и материалов. Команда ученых из университетов Лидса и Токио ищут ответ в бактериях, поглощающих железо. По словам исследователей, природа обеспечила людей идеальными инструментами для разработки "маленькой" техники.

Magnetospirilllum magneticum – так называются изучаемые бактерии. Чаще всего они встречаются в воде на большой глубине, где мало кислорода. Когда эти бактерии поглощают железо, они вырабатывают кристаллы из магнетита – самого мощного в мире магнитного материала. Исследователи потратили много времени на то, чтобы изучить этот процесс, ведь магниты являются важными компонентами компьютеров.

Ученым также удалось создать биологические "провода" с использованием мембран клеток. В будущем их можно будет использовать вместо традиционных металлических проводов для передачи информации. Не исключено, что применение им найдется и в хирургии.

Материалы по теме:

Источник:

Ученые разработали стекло, на котором никогда не остаются разводы

Команда исследователей из Массачусетского технологического института продемонстрировала свою последнюю разработку – стекло, лишенное многих обычных недостатков данного материала. Результат исследования, опубликованный на 34 листах, объясняет принципы создания стекла с беспрецедентной степенью гидрофобности, способного к самоочищению.

По словам Кьо-Чул Парка, студента, принимавшего участие в исследованиях, такого эффекта удалось достичь благодаря наблюдениям над живыми организмами под микроскопом. Микроскопические текстурированные поверхности, которые можно встретить на листьях лотоса, на теле пустынных жуков или на других организмах, обладают свойствами, которые до недавнего времени не удавалось воссоздать человеку.

Исследователи продемонстрировали стекло, на котором вода не собирается вообще. Капли просто собираются и скатываются с него, не оставляя никаких разводов. Поверхность стекла устроена таким образом, что между ней и каплями воды остаются микроскопические воздушные карманы, снижающие соприкосновение до минимума.

Материалы по теме:

Источник:

Пластиковые нанопроводники как альтернатива углеродным нанотрубкам

Французские исследователи в области материаловедения института CNRS и Университета Страсбурга сообщили об очень интересном открытии - создании высокопроводящих пластиковых нановолокон толщиной всего несколько нанометров. Свои успехи они описали в статье, размещенном на веб-сайте авторитетного журнала Nature Chemistry, а заодно запустили процедуру получения патента на свое изобретение.

Исследователям удалось разработать метод “самосборки” органических проводящих волокон между двумя металлическими электродами. Использовался при этом производное соединение от хорошо изученного триариламина. Необходимым условием для запуска реакции являлось наличие одновременно света и электрического поля.

Сам по себе процесс “самосборки” органических нановолокон был бы не столь интересен, если бы не их свойства. По электрической проводимости полученные структуры очень близки металлам. Более того, проявляют такие чисто “металлические” свойства, как резкое падение сопротивления при температурах, близких к абсолютному нулю (1,5 градуса по шкале Кельвина).

Таким образом, органические нанопроводники, проявляющие свойства металлических межсоединений, могут найти свое применение в целом спектре устройств мобильной электроники, вычислительной технике, при изготовлении солнечных батарей. С их помощью можно изготовлять гибкие дисплеи, солнечные батареи, транзисторы и печатные “наносхемы”. Они даже могут стать альтернативой многообещающим углеродным нанотрубкам. Последние хоть и получше выглядят в плане электрических свойств, но пока имеются сложности с их серийным изготовлением. Да и конструировать на их основе готовые приборы пока очень сложно.

Материалы по теме:

Источник:

В Италии изобрели магнитную бумагу

Не изменяя физических или функциональных свойств материала, ученые Итальянского технологического института разработали самую настоящую сверхбумагу, которая обладает водоотталкивающими, антибактериальными и даже магнитными свойствами. Появление такого материала на рынке в корне изменит не только детское творчество, но и то, как мы с домочадцами обмениваемся записками на холодильнике.

Бумага

Секрет состоит в особой смеси наночастиц, определенным образом нанесенных на бумажные волокна. Соединение представляет собой полимерную матрицу, состоящую из нескольких типов наночастиц, они наносятся на бумажные волокна и образуют защитный слой. Так, если использовать в смеси наночастицы железа, то бумага обретает магнитные свойства, а если применить серебряные наночастицы, бумага начинает отталкивать бактерии и другие микроскопические организмы.

Ученые уверены, что при правильном подборе материалов можно добиться очень широкого спектра новых свойств, например, заставить бумагу светиться или отталкивать воду. Это может оказаться полезным при изготовлении банкнот, которые станут более долговечными, да и подделывать их будет значительно сложнее.

Материалы по теме:

Источник:

Золотые наночастицы могут стать будущим оптических компьютеров

В последнее время физиков-оптиков привлекает такое малоисследованное направление, как управление светом в наномасштабе. Особенно это направление перспективно для создания оптических компьютеров.

В основе любого компьютера, будь то полупроводниковый или оптический, стоят нелинейные операции, с помощью которых и производятся вычисления. В оптике такие операции проще всего реализовываются изменением длины волны света. Ранее такие операции были возможны лишь при высокой мощности.

Международная группа исследователей из Франции, Испании и США пришла к выводу, что наночастицы золота помогут решить проблему изменения длины волны при низкой мощности излучения. Облучая микроскопические частицы металла красным лазером, они обнаружили, что если размер частицы меньше длины волны, то каждая из них может выступать в роли резонатора и изменять длину волны света при перемещении относительно его источника. Такое раньше считалось практически неосуществимым.

Существуют, однако, серьезные препятствия на пути создания оптических компьютеров по данной технологии.  Пока что используемые поля еще слишком мощные для практического применения. Необходимы дальнейшие исследования и разработки, прежде чем эффективные и конкурентоспособные оптические компьютеры станет возможным создавать на практике.

Материалы по теме:

Источник:

Видео дня: 3D-нанопечать со скоростью 5 м/с

С появлением так называемой технологии «двухфотонной литографии» стало возможным печатать объёмные объекты с нанометровой точностью. Исследователи из Венского технического университета заявляют о прорыве в данном направлении – им удалось существенно ускорить этот перспективный метод печати. Разработанный 3D-принтер сумел напечатать объёмную модель миниатюрного гоночного автомобиля длиной 285 мкм, состоящую из ста слоёв, каждый из которых включает около 200 линий, всего за четыре минуты. Впечатляющая демонстрация процесса печати в режиме реального времени запечатлена на видео.

Устройство использует жидкий полимер, который затвердевает в точках, в которых сфокусирован лазерный луч. Толщина затвердевшего полимерного следа составляет около нескольких сотен нанометров. Лазерный луч управляется с помощью системы подвижных зеркал. До последнего времени минусом данной технологии являлась слишком низкая скорость печати. Австрийским ученым удалось добиться скорости 5 метров линий в секунду, что стало мировым рекордом в двухфотонной литографии (ранее скорость исчислялась миллиметрами в секунду). Как отмечается, ключом к успеху стало усовершенствование механизма управления системой зеркал и полимерного материала.

Ученые уверены, что их разработка может найти практическое применение в медицине и других отраслях.

Материалы по теме:

Источник:

HP готовит чип из 256 микропроцессоров, связанных лазерными лучами

К 2017 году компания Hewlett-Packard планирует выпустить микрочип, который будет создан по революционной технологии. Уникальность устройства заключается в том, что микропроцессоры, входящие в состав чипа, будут связаны между собой лазерными лучами.

Производительность чипа, который получил рабочее название Corona, будет составлять 10 трлн операций с плавающей точкой в секунду. Таким образом, пять подобных чипов, связанных между собой, смогут обеспечить производительность, сравнимую с самыми мощными современными суперкомпьютерами. Устройство будет состоять из 256 процессоров.

Скорость обмена данными с памятью составит 10 Тбайт/с, а между собой процессоры смогут передавать и вовсе астрономические по сегодняшним меркам 20 Тбайт в секунду. Основное возможное применение подобных чипов – создание суперкомпьютеров, которые смогут выполнять более 1 квинтиллиона операций с плавающей точкой в секунду – примерно в 100 раз более производительных, чем самые мощные современные устройства. Ключевой особенностью данной технологии является значительно меньшее энергопотребление, чем у традиционных чипов.

Стоит сказать, что Corona является не единственной разработкой, целью которой является создание сверхбыстрых чипов. В качестве примеров можно привести Runnemede от Intel, Angstrom Массачусетского технологического института, Echelon от NVIDIA и X-calibur лаборатории Sandia.

Существует несколько препятствий, из-за которых невозможно постоянное наращивание вычислительной мощности существующими методами. Во-первых, постоянное увеличение числа ядер требует все более сложных систем координирования их работы. Во-вторых, по мере увеличения объемов вычислений потери энергии при общении с памятью становятся колоссальными. Исследователи из HP уверены, что разрабатываемый ими метод связи между элементами поможет решить обе существующие проблемы.

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥