Новости Hardware → нанотехнологии
Главная новость

Хранение данных с помощью бактерий: 900 Тбайт в грамме биоматериала

Хранение данных с помощью бактерий: 900 Тбайт в грамме биоматериала

Возможность хранения данных с помощью ДНК давно будоражит умы многих учёных. Недавно исследователи Китайского университета Гонконга обнародовали результаты своей работы в рамках проекта Bioencryption. Они утверждают, что с помощью их способа хранения и считывания данных в одном грамме бактерий можно уместить до 900 Тбайт информации.

Технология была создана в рамках международного конкурса iGEM-2010 (International Genetically Engineered Machine) и позволяет кодировать информацию с помощью смешивания ДНК (DNA shuffling), а проверку точности чтения осуществлять с помощью контрольных сумм.

Быстрый переход

Самая миниатюрная батарея использует анод из одного нанопровода

Американским ученым удалось создать самую миниатюрную на сегодняшний день батарею, анод которой представляет собой нанопроволоку диаметром в семь тысячных толщины человеческого волоса. Эта крошечная перезаряжаемая основанная на литии батарея была создана в просвечивающем электронном микроскопе (Transmission electron microscope, TEM) в центре Center for Integrated Nanotechnologies (CINT) совместными усилиями работников исследовательского центра министерства энергетики США с учеными Национальной лаборатории корпорации Sandia (Sandia National Laboratories) и Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) в Нью-Мексико.

«Методология, которую мы разработали, станет стимулом для исследований прохождения микроскопических процессов в батарее в реальном времени, что приведет к более полному пониманию механизма регулирования производительности батареи и повышения ее надежности»,— заявил руководитель проекта Жианью Хуанг  (Jianyu Huang).

В батарее, созданной командой ученых под руководством Хуанга, анод толщиной 100 нм и длиной 10 мкм состоит из двуокиси олова, 3-миллиметровый катод — из кобальтита лития. Оба они погружены в жидкий электролит. Ученые отметили интересный факт: в ходе процесса зарядки анод примерно два раза увеличивает длину, хотя ранее предполагалось, что значительно изменится толщина провода.

Из-за высокого уровня шума, генерируемого измерительными приборами, измерить силу тока не удалось. По оценкам ученых, она составила 1 пикоампер. Хуанг утверждает, что потенциал нанопровода достиг 3,5 вольт. В дальнейшем ученые планируют использовать для анода и другие материалы.

Материалы по теме:

Источник:

IBM: очередной шаг к системам с оптическими соединениями

Исследователи компании IBM представили новую технологию создания чипов, позволяющую интегрировать электрические и оптические устройства на одной подложке, в рамках единого производственного процесса типа CMOS. Специалисты надеются, что запатентованная технология Silicon Nanophotonics позволит кардинально ускорить скорость и производительность обмена между чипами, и станет существенной частью амбициозной программы экзамасштабных вычислений, имеющей целью создание суперкомпьютера, способного производить миллион триллионов вычислений в секунду – или экзафлоп. По данным компании, благодаря новой разработке ей удалось увеличить плотность интеграции разнородных компонентов на чипе вдесятеро относительно предыдущих методов реализации подобных конструкций.

«Разработка технологии Silicon Nanophotonics переносит видение встроенных в чип оптических интерконнектов гораздо ближе к реальности» – сказал доктор Т.С. Чен (T.C. Chen), вице-президент IBM Research по науке и технологиям. «С оптическими коммуникациями, встроенными в чипы процессоров, перспектива строительства энергоэффективных компьютерных систем с производительностью на уровне экзафлопа стала на один шаг ближе к реальности».

В дополнение к сочетанию электрических и оптических блоков в одном чипе, новая технология IBM может быть реализована на стандартных производственных линиях техпроцесса CMOS, без необходимости применения новых или специальных инструментов. Этот подход позволяет формировать на одних и тех же уровнях подложки кремниевые транзисторы и кремниевые нанофотонные устройства. Чтобы сделать это возможным, исследователи из IBM разработали набор интегрируемых ультракомпактных активных и пассивных кремниевых нанофотонных устройств, уменьшенных до дифракционных пределов – наименьших размеров, которые могут иметь диэлектрические оптические компоненты.

«Наш прорыв интеграции CMOS и нанофотоники обещает беспрецедентное увеличение функций и производительности в чипах через повсеместное использование оптических соединений с низкой мощностью – между стойками, модулями, чипами, или даже внутри самих чипов» – сказал доктор Юрий Власов, управляющий подразделением Silicon Nanophotonics в IBM Research. С добавлением всего нескольких производственных модулей в цикл стандартного CMOS-производства представленная технология позволяет получать множество нанофотонных компонентов, таких как модуляторы, германиевые фотодетекторы и ультракомпактные мультиплексоры с разделением по длине волны, пригодных для интеграции с аналоговыми и цифровыми цепями CMOS.

Материалы по теме:

Источник:

Корица заменит химикаты при производстве наночастиц?

Технологии, предусматривающие использование наночастиц, требуют применения в ходе их производства экстремально опасных и токсичных химических веществ. Поскольку прикладные нанотехнологии развиваются сейчас ускоренными темпами, проблема связанного с ними загрязнения окружающей среды становится достаточно актуальной. Ученые из Университета Миссури уделили решению этого вопроса место в своем исследовании, и разработали метод, позволяющий получать наночастицы золота при помощи вполне безобидной корицы вместо почти всех химикатов.

Специалисты обнаружили, что для получения наночастиц золота можно добавить в соли золота размолотую в пыль корицу, и размешать эту микстуру в обычной воде. «Из наших работ по экологичным нанотехнологиям стало ясно, что корица, а также другие специи, получаемые из трав, листьев и семян, могут служить резервуаром фотохимикатов, и могут превращать металлы в наночастицы» – разъяснил Каттеш Катти, профессор радиологии и физики. Он отметил, что эти процессы являются действительно экологически чистыми, поскольку не используют процессов электролиза или токсичных химикатов.

Согласно выводам ученых, активные химические вещества в корице высвобождаются при образовании наночастиц. Если эти реагенты, называемые фотохимикатами, соединяются с золотыми наночастицами, они даже могут использоваться при лечении раковых заболеваний, на чем и делался акцент исследований. Господин Катти выразил уверенность в том, что экологически чистые технологии с применением золотых наночастиц имеют большой потенциал для использования в медицине, агрономии и естественных науках. Он отметил также, что наряду с созданием все новых нанотехнологий, ученые должны разрабатывать пути для их связи с экологичными решениями.

Материалы по теме:

Источник:

Rusnanotech 2010: финал конкурса HPC и зарисовки со стенда Intel

В первых числах ноября в Москве стартовал традиционный Форум по нанотехнологиям Rusnanotech 2010. В этом году Форум проводится третий раз. Постоянные его участники смогли оценить разительные перемены: за столь непродолжительный период мероприятие превратилось во влиятельный международный Форум, с подписываемыми на нём миллиардными контрактами.

 

 

В этом году государственная корпорация «Роснано» и компания Intel пригласили российских IT-журналистов на пресс-конференцию по поводу подведения итогов и награждения финалистов третьего всероссийского ежегодного конкурса проектов в сфере высокопроизводительных вычислений (High Performance Computing, HPC).

 

 

В этом году конкурс был поддержан Суперкомпьютерной программой Союзного государства Беларуси и России «СКИФ-ГРИД» и Суперкомпьютерным консорциумом университетов России, так что призов было ещё больше. Целью конкурса являлось выявление лучших работ по использованию возможностей суперкомпьютеров, популяризация HPC и демонстрация практического применения HPC для нужд различных отраслей науки и промышленности.

На конкурс, прошедший под девизом «Невозможное стало возможным: реальные приложения для HPC», было подано рекордное количество работ из разных регионов России - 82 работы, что вдвое больше по сравнению с прошлогодним конкурсом. Из Москвы поступила 31 заявка, из Нижнего Новгорода 11 заявок, из Новосибирска поступило 9 заявок и из Казани поступило 5 заявок. Участники представили проекты по использованию HPC в биологии, биоинформатике, геологии, трехмерной газо- и гидродинамике   т.д.

 

 

Суммарный призовой фонд конкурса 2010 года составил 950 тысяч рублей, из которых 500 тысяч рублей выделила компания Intel, 250 тысяч рублей выделила корпорация «РОСНАНО»,  и ещё две специальные премии по 100 тысяч рублей были предоставлены программой «СКИФ-ГРИД». В дополнение, суперкомпьютерный консорциум университетов России предоставил три специальных приза: первое место - 1 миллион процессоро-часов работы на суперкомпьютерах консорциума, второе место – два приза по 250 тысяч процессоро-часов работы на суперкомпьютерах консорциума. Кроме того, победителю в специальной номинации «Лучшая студенческая работа» достался ноутбук на базе процессора Intel Core i7, а пять финалистов получили лицензии на программное обеспечение для высокопроизводительных вычислений Intel Cluster Toolkit Compiler Edition 3.2.

 

 

Первое место по версии Intel заняла работа «Численное моделирование взаимодействия сейсмических волн с кавернозно-трещиноватыми коллекторами в трёхмерно-неоднородных средах реалистичного строения» (Решетова Г. В., к.ф.-м.н., Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН). Второе место заняла работа «Разработка эффективных по запреградной энергии бронежилетов с использованием градиентных структур», третье место поделили проекты «UGENE — унифицированная HPC среда для молекулярных биологов» и «Высокопроизводительные вычисления в биоинженерных технологиях повышения термостабильности ферментов».

 

Специальная номинация «Лучшая студенческая работа» была вручена работе «Виртуальное проектирование оптического хемосенсора на основе красителя, адсорбированного на поверхности наночастицы силикагеля».

 

 

Победителем от «Роснано» в номинации «Лучшая работа в области нанотехнологий и наноиндустрии» стала работа «Суперкомпьютеры в задачах прогнозирования свойств цветных белков» от химического факультет Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова.

 

Специальные призы от Суперкомпьютерной программы «СКИФ-ГРИД» получили работы «Применение высокопроизводительных вычислений для моделирования мелкомасштабных структур в газовых подсистемах спиральных галактик» и  «Инструментальная система для сбора, анализа и визуализации данных о пропускной способности каналов связи в суперкомпьютерных установках».

 

Специальный приз от Суперкомпьютерного консорциума университетов России за I место получила работа «Исследование механизма реакции гидролиза фосфорорганических соединений модифицированной бутирилхолинэстеразой человека» от института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН. Второе место заняла работа «Суперкомпьютеры в задачах прогнозирования свойств цветных белков», третье место досталось работе «Высокопроизводительные вычисления в задачах белковой инженерии и биофармацевтики».

 

 

Нельзя посетить Форум и ничего не сказать о грандиозной выставке современных технологий, проводимой в рамках Rusnanotech 2010. В этом году в ней приняли участие компании, научные учреждения и исследовательские лаборатории изо всех уголков России и со всего мира.

 

 

Приятно подчеркнуть, что в отличие от первого памятного форума Rusnanotech 2008, в этом году количество инновационных и действительно масштабных отечественных разработок выросло в разы. Особенно порадовало появление русскоязычных справочников, словарей и учебников по нанотехнологиям, многочисленные примеры внедрения современных технологий в российской практике, а также просто несметное количество молодёжи на презентациях, лекциях и выставочных стендах Форума. Как бы там не скрипели скептики, но процесс внедрения современных инноваций в российскую действительность – хоть и медленно, со скрипом, но уже набирает обороты.   

 

 

Вниманию наших читателей предлагается ряд видеозарисовок, сделанных на выставочном стенде компании Intel. Приятный сюрприз: представленные ниже видеоролики записаны в формате 3D, так что те, у кого есть возможность просмотра (хотя бы анаглифические очки), могут насладиться объёмным видео.

 

 

На 3D-ролике ниже представлен забавный вибростенд с укреплённым на нём твердотельным (SSD) накопителем Intel.

 

В представленном ниже 3D-ролике представитель компании FlowVision, занимающейся разработкой программных пакетов для высокопроизводительных вычислений, рассказывает об успешных отечественных программных и аппаратных разработках.

В частности, в кадре появляются серверные модули с уникальной российской разработкой, высокоэффективным жидкостным охлаждением.

 

В представленном ниже 3D-видеоролике Кирилл Соколов, директор по связям с общественностью рассказывает об уникальных разработках компании Aquarius в области медицины.

 

 

Особенно впечатлил портативный автономный кардиомодуль, позволяющий сотрудникам скорой помощи проводить экстремально быструю удалённую диагностику. Поскорее бы да побольше таких разработок в жизнь…

 

IBM и европейские университеты ищут преемника КМОП-технологии

Компании IBM и Infineon с несколькими европейскими университетами объединились для создания технологии производства чипов, позволяющих снизить энергопотребление бытовой электроники в 10 раз. По подсчетам экспертов Международного агентства по энергетике (IEA), бытовая электроника потребляет 15% от общего расхода энергии в домах и офисах. По прогнозам на 2022 год эта величина удвоится, а к 2030 году составит 1700 тераватт-час. Запускаемый проект под названием Steeper должен будет также решить проблему потребления энергии электроникой в режиме ожидания. По оценкам комиссии по энергетике Европейского союза, эта величина составляет не менее 10% от суммарного расхода энергии бытовыми приборами, и к 2014 году увеличится до 49 ТВтч.

По мнению участников проекта Steeper, это количество энергии можно снизить практически до нуля за счет перехода с традиционных металл-оксидных полупроводников (КМОП или CMOS) на полевые транзисторы с туннельным эффектом (tunneling field-effect transistor, T-FET). Транзисторы с туннельным эффектом были разработаны еще в 1994 году, и текущая задача исследователей заключается в поднятии производительности T-FET-чипов для замены в современных процессорах и наборах логики. Как сообщает доктор Хайке Риель (Heike Riel)из IBM, ключевым моментом станет использование нанопроводников в канале транзистора для снижения тока утечки.

Рабочее напряжение T-FET-чипов будет всего 0,5 В. На трехлетний проект выделяется $5,5 млн, а в результате должна появиться технология производства T-FET-чипов на существующих производственных линиях.

Материалы по теме:

Источник:

Нанопродукция в России не пользуется спросом?

Не вызывает сомнений, что производству наноматериалов в России сейчас уделяют большое внимание. Есть и первые достижения. В Татарстане уже появилась дорога с наномодификаторами асфальтобетонного покрытия и композитной арматурой, увеличивающими срок службы автомобильной дороги в 4-5 раз, а РЖД переходит на светодиоды, позволяющие снизить затраты на электроэнергию в 8-10 раз.

Согласно планам правительства, рынок нанопродукции России, составляющий сейчас 81 млрд рублей, вырастет к 2016 году до 900 млрд, то есть более чем в 10 раз. Есть президентская программа развития наноиндустрии до 2015 года и федеральная целевая программа (ФЦП) «Развитие нанотехнологичной инфраструктуры», но, как выясняется, нет внутреннего спроса. Такое мнение прозвучало в докладе Минобрнауки о ходе президентской программы. Нет и программы стимулирования спроса — она все еще в процессе подготовки. В интервью ресурсу «Ведомости» представители «Роснано» выразили надежду, что к концу года эта программа появится.

«Надеемся и на появление в программе поручений министерствам создать нормативно-правовую базу для внедрения нанотехнологий в курируемой ими отрасли и госкомпаниям использовать нанотехнологии», — заявил директор департамента программ стимулирования спроса «Роснано» Александр Морозов.

Еще одним препятствием может стать неопределенность с классификацией. Чиновник Минобрнауки утверждает, что необходимые критерии уже подготовлены и согласованы с другими ведомствами, есть проект распоряжения правительства, но в правительство он не внесен. Как долго он будет утверждаться, пока не ясно. С другой стороны, по мнению представителя «Роснано», имеющегося в некоторых правительственных документах определения нанотехнологий вполне достаточно для реализации программы.

В любом случае, до декабря ведомствам предстоит подготовить программу стимулирования внутреннего спроса на нанотехнологичную продукцию — таково поручение премьер-министра Владимира Путина, данное чиновникам после сентябрьского совещания в «Роснано». Главным исполнителем назначен Минпромторг.

Материалы по теме:

Источник:

Перспективные разработки: батареи размером с песчинку

Исследователи из Калифорнийского университета (University of California, Los Angeles, UCLA) намерены расширить спектр применения и без того ставших повсеместными литий-ионных аккумуляторов. Целью разработок, финансируемых управлением перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA), является создание сверхминиатюрных перезаряжаемых батарей, размером с песчинку, которые могли бы использоваться для питания электрических и электромеханических систем в устройствах нано- и микромасштабов.

Создание аккумуляторов столь малого размера требует пересмотра подходов к созданию его составляющих частей, поскольку технологии, применяемые для изготовления элементов питания привычных размеров, в данном случае не подходят. Джейн Ченг (Jane Chang), инженер из UCLA, занимается разработкой одного из компонентов микробатарей – твердого электролита, обеспечивающего протекание тока между электродами. Она представила результаты своей работы на 57-м международном симпозиуме и выставке AVS. Стремясь выполнить поставленную задачу, Ченг с коллегами пришли к необходимости разработки объемных наноконструкций.

Чтобы добиться наибольшей эффективной поверхности электрода при минимальной занимаемой площади, исследователи выполнили его в виде упорядоченной структуры нанотрубок. Для нанесения на них слоя твердого электролита в виде алюмосиликата лития Ченг применила медленный, но точный метод осаждения атомных слоев, позволяющий получать покрытия толщиной в единственный атом.

Несмотря на успехи в создании отдельных компонентов сверхминиатюрных аккумуляторов с объемной конструкцией, исследователи пока что относят состояние своих изысканий к начальному этапу, и отмечают, что предстоит еще немалая работа для того, чтобы получить действующую батарею в сборе.

Материалы по теме:

Источник:

Для нанотехнологий АФК «Система» и «Роснано» нашли применение

Похоже, для АФК «Система» и «Роснано» нашли отрасль, где их микроэлектроника будет востребована.  Фонд содействия реформированию ЖКХ предложил программу внедрения беспроводных энергосберегающих систем учета, в соответствии с которой необходимо будет наладить производство средств беспроводного контроля за расходом электричества, газа, воды.

Согласно данным ресурса «Ведомости», первый заместитель гендиректора фонда Владимир Талалыкин направил письмо в аппарат правительства, в котором ссылается на предложения АФК «Система» и «Роснано», рассматривавшиеся 10-го сентября на совещании по поддержке российской микроэлектроники. На этом совещании, проходившем под председательством премьер-министра Владимира Путина, поднимался вопрос об использовании российской микроэлектроники в системах учета электроэнергии. В пояснительной записке к мероприятию, подготовленной аппаратом правительства, было указано, что только замена устаревших счетчиков по всей стране обойдется в 1,8 млрд рублей.

В свою очередь, Фонд содействия реформированию ЖКХ предложил расширить предполагаемую область применения отечественной микроэлектроники на все сегменты ЖКХ.

По подсчетам президента Leta Group Александр Чачава, если оснащать российские домохозяйства, а их в стране около 40 млн, самым примитивным набором «умных» счетчиков (электричества и воды), общая стоимость самих устройств составит, как минимум, $1,5-1,7 млрд.  Если учесть, что мониторинговая система в целом, с установкой и настройкой, обойдется, примерно, в $100 на домохозяйство, то суммарная стоимость предлагаемого проекта может составить $5,5-5,7 млрд.

Материалы по теме:

Источник:

Государство разрешит закупать отечественную микроэлектронику, если та дороже импортной

Согласно данным ресурса «Ведомости», журналисты которого ознакомились с протоколом недавнего совещания у премьера Путина, правительство сейчас готовит меры, направленные на поддержку российской микроэлектроники. Пресс-секретарь премьера Дмитрий Песков подтвердил «Ведомостям»: «Решение о поддержке принято. Поручения ведомствам выданы, но они еще могут поменяться».

Согласно протоколу, Минпромторгу, Минобороны, Роскосмосу и «Росатому» даны поручения разработать механизм, который позволить повысить долю российских микрочипов в госзакупках. Кроме того, Минэкономразвития, Минфину и Минпромторгу поручено разработать меры налогового стимулирования российских производителей микроэлектроники для обеспечения предпочтения при госзаказах. Предполагается, что при надлежащем качестве отечественные микрочипы будут приобретаться в первую очередь, несмотря на более высокую цену, чем у зарубежных аналогов (но не дороже, чем на 15%).

Через месяц Минкомсвязи, МВД и Минпромторг совместно с «Роснано», Сбербанком и АФК «Система» должны представить предложения, которые позволят в 2012 году внедрить отечественные микрочипы в идентификационных документах (паспорта (гражданские и заграничные), водительские права, миграционные карты, универсальные электронные карты). Отечественного производства будут и чипы для документов, содержащих персональные данные россиян, и радиочастотные метки (RFID) — с 2013 года.

Следует отметить, что идея стимулирования развития отечественного бизнеса путем предоставления каких либо привилегий не у всех экспертов находит поддержку. «Ни один из нынешних лидеров рынка микроэлектроники никогда не пользовался преференциями в своих странах»,— утверждает глава российского офиса Intel Дмитрий Конаш. США, Япония, Южная Корея или Тайвань, по его словам, не вводили заградительные меры для иностранцев. С его мнением не согласен руководитель подразделения «Микроэлектронные решения» «Ситроникса» Геннадий Красников, считающий, что «все государства защищают своих производителей, особенно высокотехнологичных, т. е. тех, кто, потребляя минимум ресурсов, создает максимум добавленной стоимости».

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥