Новости Hardware → нанотехнологии
Главная новость

Нанолитра крови достаточно для клинического анализа

В будущем для проведения сложного и относительно долгого клинического анализа крови будет вполне достаточно небольшого укола пальца вместо необходимости осуществлять забор относительного большого объёма крови из вены с помощью иглы. Исследователи под руководством доктора Карана Калера (Karan Kaler) из университета Калгари в Канаде разработали новый способ, позволяющий управлять жидкостями на микрочипе, в результате чего  может быть значительно увеличена эффективность и аккуратность лабораторного анализа.

Доктор Каран Калер отмечает, что его командой был разработан управляемый и эффективный метод создания структурных частиц, который позволяет управлять размером и разрядкой капель с точностью, значительно превышающей другие методики. Тестирование происходит на микроскопическом уровне.

Быстрый переход

Разработаны первые в истории нанолекарства, способные продлить жизнь

Как сообщают представители Массачусетского Технологического института, специалисты данного учреждения разработали первые в истории нанолекарства, способные продлить жизнь человека до 200 лет. Столь впечатляющих результатов ученым удалось добиться благодаря открытой ими возможности наноструктур бороться с агрессивными свободными радикалами, образующимися в организме человека, а также восстанавливать нервные клетки прямо на месте.

На данный момент новое изобретение проходит широкомасштабные клинические испытания. Если они увенчаются успехом, то многие фармацевтические и IT-компании готовы вложить в развитие разработки многомиллионные суммы.

 

По словам представителя исследовательской группы, испытания уже приносят ошеломляющие результаты. На данный момент ученым удалось вернуть молодость 104-летнему добровольцу из штата Айдахо, правда, облик мужчины претерпел некоторые изменения. В будущем планируется продолжить разработки, потенциал которых позволяет даже воскрешать вовремя замороженные тела.

Материалы по теме:

Источник:

Новый прибор позволит определить раковые клетки и ВИЧ прямо «на лету»

Гарвардские биоинженеры и авиационные инженеры из Массачусетского Технологического Института (MIT) создали прибор, который способен обнаружить отдельные раковые клетки в крови. Это позволит врачам быстро определить распространяется ли рак в теле пациента.

Микрофлюидные устройства размером примерно с 10-центовую монету могут обнаружить различные вирусы, такие как ВИЧ. Данная технология может быть применена врачами в развивающихся странах, где трудно найти деньги на дорогостоящее диагностическое оборудование, говорит Мехмет Тонер, профессор биомедицинской инженерии Гарвардской медицинской школы и член Отдела здравоохранения, науки и техники Гарварда-MIT.

Тонер соорудил прототип этого устройства 4 года назад. В этой версии через кровь, взятую у пациента, протекает более 10 тысяч крошечных кремниевых частиц, покрытых антителами, которые приклеиваются к опухолевым клеткам.

 

Тонер предположил, что если частицы будут пористыми, а не твердыми, то это позволит клеткам просачиваться через них. Для достижения данной цели профессор заручился поддержкой Брайана Уордла, доцента астронавтики и воздухоплавания из MIT и эксперта в области проектирования наноинженерии современных композитных материалов.

На пару они спроектировали новый микрофлюидный прибор, снабженный углеродными нанотрубками. Это позволяет собирать раковые клетки в 8 раз лучше, чем оригинал. Циркулирующие опухолевые клетки (раковые клетки, которые отломились от изначальной опухоли), как правило, очень трудно обнаружить. В 1 мл крови их содержится всего несколько штук, когда нормальных клеток порядка десяти миллиардов. Однако обнаружение этих клеток является важным этапом определения метастаз рака.

«Из всех смертей от рака, 90 процентов не являются результатом основной опухоли. Они от раковых клеток, распространяющихся из этой самой опухоли», — сообщает Уордл.

При проектировании современных материалов часто используются углеродные нанотрубки - крошечные, полые цилиндры, стенки которых являются решетками из атомов углерода. Частицы содержат от 10 до 100 миллиардов нанотрубок на квадратный сантиметр. То есть порядка 1 процента углерода и 99 процентов воздуха, что спокойно позволяет протекать жидкости сквозь них. Как и в ранней версии, поверхность каждой трубки может быть покрыта антителами. В частице размещаются различные геометрические узоры из трубок, что позволяет увеличить вероятность попадания целевой клетки. Исследователи могут варьировать размеры трубчатых узоров, чтобы захватить различные объекты — от опухолевых клеток, размером до 1 микрона, до вирусов, размер которых всего лишь 40 нанометров.

Исследователи в настоящее время начинают работу по адаптации устройства для диагностики ВИЧ-инфекции. Устройство Тонера уже проходит испытание в нескольких больницах и уже через несколько лет станет возможным его коммерческое распространение.

Рашид Башир, директор Микро и Нанотехнологической лаборатории в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, говорит, что возможность фильтрации определенных частиц, клеток или вирусов из крови, для их анализа является важным шагом на пути создания портативных диагностических приборов.

Материалы по теме:

Источник:

В Кремниевой долине открылось представительство Сколково, Роснано и РВК

В рамках форума Global Technology Symposium, посвященного технологическому сотрудничеству с Россией, фонд Сколково, Роснано и Российская венчурная компания (РВК) объявили об открытии совместного представительства в сердце калифорнийской  Кремниевой долины городе Менло-Парк. Основным направлением деятельности трехстороннего офиса станет координация действий между представителями венчурного бизнеса, научно-исследовательскими организациями и производителями высокотехнологического оборудования. Кроме того, организации будут оказывать друг другу содействие в отборе проектов, заниматься проведением презентаций российских проектов в Калифорнии и готовить американские проекты для показа в России.

 


Инновационный центр Сколково уже имеет в своем активе договоренности о сотрудничестве с такими гигантами, как Cisco, Microsoft, Массачусетский технологический институт и Стэнфордский университет. Кроме того, профессор Стэнфордского университета, лауреат Нобелевской премии Роджер Корнберг (Roger Kornberg) является сопредседателем Ученого совета Сколково, а бывший председатель совета директоров корпорации Intel Крейг Барретт (Craig Barrett) — сопредседателем совета фонда Сколково.

В числе компаний, изъявивших желание инвестировать средства в развитие Сколково, присутствуют такие крупные корпорации, как Nokia, Philips, EADS, Siemens, Tata и другие.

Материалы по теме:

Источник:

Германские ученые разработали дешевую технологию производства нанопроводов

Германские ученые из Института сложных систем Макса Планка разработали технологию, позволяющую производить нанопровода в промышленных масштабах. Главным достоинством разработки является стоимость конечного продукта, которая оказывается значительно ниже, чем при любых современных методах.

Столь впечатляющих успехов ученым удалось достичь благодаря снижению температур, при которых происходят производственные процессы. Если до этого полупроводниковые нанопровода производились при температуре от 600 до 900 градусов, то исследователям удалось снизить этот показатель до 150 градусов. Кроме того, вместо дорогого золотого катализатора ученые применяли значительно менее ценные металлы, в частности, алюминий.


 

Разработанный метод позволяет помещать наноструктурированные полуповодники прямо в теплочувствительный пластик. Полученные подобным образом могут применяться в производстве солнечных элементов питания и батарей со значительно более высокой емкостью.

Кроме того, ученые могут варьировать размер алюминиевых гранул для получения нанопроводов различных размеров и характеристик. После производства катализатор может быть легко удален травлением.

Материалы по теме:

Источник:

Нанолазеры теперь выращивают прямо на кремнии

Исследователи из Университета Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley) разработали технологию выращивания нанолазеров непосредственно на поверхности кремния. Это достижение может привести к созданию нового класса чипов в области микропроцессоров, оптоэлектроники и биохимии. В поисках замены традиционных проводников для схем на  чипах разработчики все чаще  обращают свой взгляд на оптическую электронику. Более высокая скорость передачи данных и отсутствие электрического сопротивления делают оптические межсоединения оптимальным решением для преодоления узких мест связи как внутри самого чипа, так и между чипами.

 С другой стороны, вся электронная промышленность жестко завязана на кремний и соответствующие технологические процессы. Но сам кремний мало приспособлен для работы в качестве источника света. Традиционно светоизлучающие приборы и лазеры изготавливают из полупроводников группы III-V. Вырастить источник света непосредственно на кремнии сложно из-за того, что соответствующая технология осаждения полупроводников III-V включает горячую фазу с температурой более 700°С. При таких условиях нарушается целостность кристалла и создание чипа на нем становится невозможным.

Инженеры из Беркли, используя метод металл-органического химического осаждения, нашли способ вырастить нанолазер из арсенида галлия и индия на кремнии при температуре около 400°С. Аналогичный метод применяется при производстве солнечных батарей и считается относительно недорогим и технологичным.

Представленный разработчиками образец инфракрасного лазера с длиной волны 950 нм работает при комнатной температуре. Гексагональную форму кристаллу придают для усиления эффекта резонанса и соответствующей генерации когерентного излучения.

Материалы по теме:

Источник:

Листы графена могут эффективно отталкивать или притягивать воду

Ученые продолжают открывать новые свойства графена. Исследователи из Университета Вандербильта (Vanderbilt University) уверены, что этот перспективный материал можно использовать не только в качестве заменителя кремния при производстве электроники. Подтверждением этому являются результаты экспериментов, в ходе которых выяснилось, что слой графена можно наделить как гидрофильными, так и гидрофобными свойствами, в зависимости от структуры поверхности материала.

Чтобы получить графен, ученые использовали технику электрофоретического осаждения – для создания пленки из наночастиц применяют электрическое поле в жидкой среде. Исследователи выяснили, что, варьируя водородный показатель (pH) и напряжение в процессе изготовления, можно заставить частицы оксида графена располагаться тем или иным образом. Очень ровная на атомарном уровне поверхность, названная «ковром», заставляет попадающую на нее воду располагаться тонкой ровной пленкой. Другая пара характеристик «напряжение-водородный показатель» приводит к тому, что частицы собираются в «кирпичи», формируя неровную и «ухабистую» поверхность. Когда на нее попадает вода, она собирается в шарики и сбегает.

 

 

Практические перспективы открытия ученых весьма широки. Поскольку лист графена прозрачен, его можно нанести на ветровое стекло автомобиля, и тогда отпадет надобность в использовании стеклоочистителей. В программе также самоочищающиеся стекла очков, водоотталкивающая одежда и корпуса кораблей, крайне эффективно скользящих по воде. Впрочем, данными о  стоимости производства графена таким способом ученые не делятся. Надеемся, это не станет крупным препятствием на пути к реализации вышеперечисленных технологий.  

Материалы по теме:

Источник:

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:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥