Теги → нанотехнологии
Быстрый переход

Intel нашла замену транзистору: предложен необычный логический элемент с памятью

Вопрос дальнейшего снижения масштабов техпроцесса волнует всех производителей полупроводников и компанию Intel в частности. Уменьшение размеров элементов на кристалле позволяет снижать как питание и потребление, так и увеличивать рабочие частоты. И хотя до теоретического предела работы традиционных КМОП-процессов ещё есть небольшой запас, проблемы с переходом на 10-нм технологические нормы показали, что каждый следующий нанометр надо вырывать у природы с неимоверными усилиями и затратами. При этом всем очень хочется, чтобы даже в эру после КМОП процессорные архитектуры продолжали соответствовать фон-неймановским. Это привычно и даёт возможность использовать опыт многих десятилетий. Реально ли это? В Intel считают, что реально.

Как сообщают в Intel, в журнале Nature опубликованы результаты совместной разработки специалистов компании и учёных из калифорнийского Университета в Беркли и Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory). В публикации сообщается о разработке логического элемента будущего. Элемент называется MESO: magneto-electric spin-orbit или, по-русски, магнитоэлектрический спин-орбитальный (МЭСО). По сравнению с транзисторами логика МЭСО может переключаться с напряжением в 5 раз меньшим, чем транзисторы в логике КМОП. В эксперименте элемент переключался с напряжением 500 мВ, но расчёты показывают, что переключение также будет происходить при напряжении 100 мВ.

Снижение напряжения для переключения элемента автоматически ведёт к снижению потребления и токов утечек. Разработчики считают, что МЭСО-логика уменьшит потребление чипов от 10 до 30 раз и обеспечит сверхнизкое потребление в ждущем режиме. Нетрудно представить, что разработка обещает толкнуть вычислительные архитектуры далеко вперёд, что в эру ИИ может оказать неоценимую услугу отрасли и людям. Мы же не хотим конкурировать со Скайнет за доступ к электростанциям? Шутка.

Но на этом вся прелесть в МЭСО не заканчивается. Этот элемент может также хранить информацию — как минимум один бит данных на один элемент. Тем самым информация может храниться там, где она обрабатывается. Мозги 2.0? Фишка в том, что в качестве материала для ячейки МЭСО используется мультиферроик в виде соединения висмута, железа и кислорода (BiFeO3). Мультиферроики (в советской литературе — сегнетомагнетики) отличаются тем, что в них существуют две и более упорядоченности. В противовес им, например, в ферромагнетике под воздействием внешнего электромагнитного поля проявляется намагниченность, а в сегнетоэлектриках — начинает течь ток.

В мультиферроиках в виде соединения BiFeO3 атомы кислорода и железа внутри решётки из висмута создают электрический диполь и связанный с ними магнитный (спиновый) момент. Меняя направление электрического диполя с помощью напряжения переключения, также изменяется направление намагниченности. Последнее можно записать и позже считать как данные (0 или 1). Вторая часть аббревиатуры МЭСО — спин-орбитальный — означает, что считывание и запись данных происходит с использованием эффекта переноса вращательного момента, используя для этого спин-орбитальный момент электронов. Логический элемент и память в одной элементарной структуре — это очень интересно!

IBM изучает медный магнетизм: первый шаг к памяти атомарного уровня

В свежем номере издания Nature Nanotechnology два исследователя из компании IBM — Кристофер Люц (Christopher Lutz) и Кай Ян (Kai Yang) рассказали об уникальном опыте изучения магнетизма атома меди. В традиционном понимании медь не является магнитным материалом, но при определённых условиях её атомы могут демонстрировать намагниченность. Главное из этих условий — это изоляция атома меди от других атомов меди. Провести подобный эксперимент учёным помог сканирующий туннельный микроскоп (СТМ), щуп которого позволяет не только «увидеть» элементарную частицу размером с один атом, но и переместить её из одного места в другое.

IBM

IBM

После изучения изолированного атома меди выяснилось, что магнитная ориентация ядра связана с магнитной ориентацией находящегося вне ядра электрона. Эта связь позволяет считать или записать данные, меняя ориентацию магнитного поля ядра атома меди с помощью поданного на щуп СТМ напряжения. На рисунке выше художник изобразил связь между магнитными полями ядра меди (слева), электрона (справа) и тока, текущего через щуп и электрон (справа). Медь для новой памяти, кстати, была выбрана по причине лучшей проводимости тока, чем железо.

Интересно отметить, что у предложенного метода записи данных в виде смены ориентации магнитного поля атома меди есть ещё одно преимущество перед, скажем, обычной магниторезистивной памятью. Так, если ячейка MRAM хранит данные в виде намагниченности в двух возможных направлениях, то атом меди имеет четыре устойчивых квантовых состояния направления магнитного поля. Проще говоря, ячейка памяти из атома меди может хранить четыре значения данных.

Учёные не скрывают, что они находятся на раннем этапе разработки нового вида памяти. Поэтому сегодня рано говорить о каких-либо сроках коммерциализации открытия. До появления карт памяти с записью данных в каждый атом меди наверняка пройдёт не одна пятилетка. Но с чего-то же надо начинать? Не так ли?

В России получены уникальные полупроводники для наноэлектроники

Исследователи Сибирского физико-технического института при Томском государственном университете (СФТИ ТГУ) отрапортовали о новых достижениях в разработке передовых материалов для электронных устройств будущего.

Фотографии ТГУ

Фотографии ТГУ

Российские учёные смогли вырастить супертонкие плёнки из органических молекул в газовой среде. Утверждается, что на сегодняшний день такой результат не смог показать ни один научный коллектив в мире.

Специалисты использовали уникальную установку молекулярно-послойной эпитаксии, не имеющую аналогов. «Метод послойной эпитаксии молекул органических соединений в газовой фазе обеспечивает их химическое связывание, что приводит к высокой эффективности транспорта зарядов и, как следствие, увеличению функциональности супертонких плёнок», — говорят исследователи.

Предполагается, что в перспективе новая технология ляжет в основу создания различных устройств органической наноэлектроники. Такие изделия будут отличаться пониженным энергопотреблением. Кроме того, говорится о большом сроке службы устройств.

«Первые образцы супертонких плёнок органических полупроводников, полученных на установке, показали, что энергопотребление светодиодов, созданных на их основе, в три раза меньше, чем у аналогичных устройств, полученных традиционными методами», — отмечается в сообщении ТГУ.

Планируется, что технология поможет в создании инжекционного лазера на основе органических соединений, возбуждаемого электрическим током. 

TSMC улучшила технологию упаковки чипов CoWoS

Тайваньская полупроводниковая кузница TSMC активно применяет метод 2,5D-упаковки чипов CoWoS (chip on wafer on substrate), с помощью которого, например, компания выпускает GPU NVIDIA Volta с памятью HBM на общей подложке. Как сообщает Digitimes, компания добилась успехов в совершенствовании CoWoS с прицелом на различные высокопроизводительные вычислительные решения (HPC).

Как сообщают источники, завод, использующий четвёртое поколение процесса CoWoS, приступит к массовому выпуску продукции в 2019 году. Также ожидается, что в 2020 году TSMC представит пятое поколение своего процесса CoWoS, которое будет поддерживать в три раза более крупные дизайны — это пригодится для высокопроизводительных решений для серверного рынка и растущего спроса на ускорители ИИ.

По данным источников, обновлённая упаковка CoWoS уже привлекла заказы от американских разработчиков графических ускорителей и программируемых чипов, а также крупных фирм, базирующихся в Китае. Сообщается, что TSMC также продвигает свою бизнес-модель, включающую не только производство чипов, но и их упаковку, чтобы заполучить больше заказов от крупнейших мировых производителей устройств (это удобно заказчикам и снижает их издержки).

NVIDIA Tesla P100 (пример упаковки TSMC CoWoS, GPU и HBM)

NVIDIA Tesla P100 (пример упаковки TSMC CoWoS, GPU и HBM)

Большая часть продуктов CoWoS, как сообщает TSMC, относится к 16-нм кристаллам, но в 2018 году компания также начала разработку процесса CoWoS для 7-нм норм. Усовершенствованная технология CoWoS, разработанная TSMC, является частью усилий предприятия по дальнейшему расширению возможностей в области передовой упаковки чипов. Помимо CoWoS, компания также развивает InFO (integrated fan-out), SoIC (system-on-integrated-chips) и WoW (wafer-on-wafer).

Самая скорострельная в мире камера может делать 10 трлн кадров/с

Замедленное видео всегда любопытно смотреть, а лучшие камеры для подобного рода задач обычно умеют снимать несколько тысяч кадров в секунду. Но теперь камера, разработанная исследователями из Caltech и INRS, оставляет самые лучшие решения далеко позади, имея возможность делать снимки с ошеломляющими 10 триллионами кадров в секунду — это достаточно быстро, чтобы исследовать взаимодействия между светом и веществом на наноуровне.

В прошлом году рекорд принадлежал шведской команде, которая добилась создания камеры с показателем в 5 трлн кадров/с, улучшив более раннее решение, способное делать 4,4 трлн кадров/с. Новая камера удваивает предыдущий рекорд, что может облегчить анализ происходящего в наномире с более высоким «временным» разрешением.

В новом методе съёмки команда начала со сжатой сверхбыстрой фотографии (CUP) — способа, которой способен осуществлять захват на частоте 100 млрд кадров/с. Это впечатляющий показатель, но его недостаточно, чтобы эффективно регистрировать то, что происходит со сверхбыстрыми лазерными импульсами в масштабе фемтосекунд. Фемтосекунда — это одна квадриллионная доля секунды.

Поэтому команда учёных объединила технологию CUP со статической камерой и технологией сбора данных, известной как преобразование Радона — усовершенствованная система была названа T-CUP.

«Мы знали, что при использовании одной фемтосекундной камеры качество изображения будет ограниченным, — отметил один из ведущих авторов исследования Лихонг Ван (Lihong Wang). — Чтобы улучшить этот показатель, мы добавили ещё одну камеру, которая регистрирует статическое изображение. В сочетании с изображением, полученным фемтосекундной камерой, мы можем использовать так называемое преобразование Радона для получения высококачественных изображений при записи десяти триллионов кадров в секунду».

TSMC собирается строить новый завод для 3D-упаковки чипов

За каких-то три года компания TSMC незаметно стала крупнейшим в мире упаковщиком чипов объёмной (3D) компоновки. Как сообщает тайваньский интернет-ресурс DigiTimes, в области 2.5D/3D-упаковки чипов TSMC обладает возможностями обрабатывать до 200 тыс. подложек в месяц. Для сравнения, лидирующие на рынке упаковки чипов компании Advanced Semiconductor Engineering (ASE) и Amkor Technology могут ежемесячно упаковывать в 2.5D/3D-упаковку кристаллы с 20–30 тыс. пластин каждая, а компания Siliconware Precision Industries (SPIL) — 100–120 тыс. пластин. Ради справедливости уточним, все перечисленные компании (кроме TSMC) имеют куда большие возможности для упаковки обычных планарных или одиночных кристаллов, куда TSMC вход заказан.

NVIDIA Tesla P100 (пример упаковки TSMC CoWoS, GPU и HBM)

NVIDIA Tesla P100 (пример упаковки TSMC CoWoS, GPU и HBM)

История самостоятельной 2.5D/3D-упаковки TSMC началась с покупки в 2014 году тайваньского завода компании Qualcomm по выпуску дисплеев Mirasol на MEMS-ячейках. Тайваньский производитель превратил завод Qualcomm в фабрику по передовой упаковке чипов. Внедрённый на предприятии метод упаковки InFO-WLP (integrated fan-out wafer-level packaging) помог TSMC выиграть заказы на выпуск часов Apple Watch и 10-нм SoC Apple. В настоящий момент на предприятии в основном применяется метод упаковки CoWoS (chip on wafer on substrate), с помощью которого, например, TSMC выпускает GPU NVIDIA Volta с памятью HBM на общей подложке. Но это всё упаковка 2.5D, которая использует тот или иной субстрат (мост, подложку).

2.5D упаковка TSMC:

2.5D упаковка TSMC: InFO и CoWoS

Настоящая 3D-упаковка начнётся с освоения технологии  WoW (wafer-on-wafer). Это прямая состыковка кристаллов либо со стороны контактной группы, либо с лицевой стороны (со стороны расположения элементов). Сообщатся даже о первом клиенте на эту технологию, которым якобы стала компания HiSilicon (подразделение Huawei).

Пример упаковки Wafer on Wafer (Cadence)

Пример упаковки Wafer on Wafer (Cadence)

Сообщается, что для упаковки WoW и более прогрессивных методов производства чипов компания TSMC собирается строить на севере Тайваня новый завод. В компании TSMC не подтвердили эту информацию, но знакомые с работой правительственного агентства по контролю за окружающей средой источники раскрыли, что Environmental Protection Administration (EPA) начала оценку влияния возможного завода на среду вблизи города Чунань в провинции Мяоли.

Apple S1 для «умных» часов Apple (упаковка типа SiP)

Apple S1 для «умных» часов Apple (упаковка типа SiP)

Объёмная упаковка чипов представляется ключевой технологией для продления действия закона Мура. Пусть в видоизменённой форме, но этот закон продолжит работать. Это означает дальнейший прогресс в деле выпуска более совершенных полупроводниковых решений, а для компании TSMC самостоятельное участие в процессе прогрессивной упаковки чипов станет гарантией успешного будущего.

Новая статья: Блестящая будущность квантовых наностержней

Данные берутся из публикации Блестящая будущность квантовых наностержней

В России появятся передовые материалы с наносвойствами

Холдинг «Швабе», входящий в госкорпорацию Ростех, заключил соглашение о сотрудничестве в сфере науки, производства и инноваций с Тамбовским государственным техническим университетом (ТГТУ). О подписании договора было объявлено в ходе форума «Армия-2018».

Речь идёт о разработке передовых материалов с наносвойствами. Специалисты, в частности, займутся исследованиями в области углеродных наноструктур и композиционных решений.

Предполагается, что материалы с наносвойствами найдут применение в фотоэлектронике, медицине, оборонном секторе, а также в гражданской сфере.

Уже в этом году партнёры приступят к реализации проектов в области приборостроения, займутся развитием научно-технического потенциала и внедрением инновационных технологий в серийное производство.

НПО «Орион»

НПО «Орион»

Нужно отметить, что холдинг «Швабе» на форуме «Армия-2018» продемонстрировал новейшую лазерную и тепловизионную технику. Это, в частности, квадрокоптер ORION-DRONE со SWIR-камерой и камерой, работающей в ультрафиолетовом диапазоне. SWIR-камера способна «видеть» в тумане и дыму, обнаруживать замаскированные объекты в условиях нулевой видимости. 

В России создан «умный» материал на основе полиэтилена

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова (МГУ) сообщает о том, что российским исследователям удалось создать «умный» материал из пористого полиэтилена и наночастиц.

В исследованиях, которые поддержаны грантом Российского научного фонда, приняли участие специалисты МИФИ. Учёные занимаются разработкой прежде всего жидкокристаллических полимеров и композитов.

Новый материал состоит из обычного промышленного пористого полиэтилена и квантовых точек на основе селенида кадмия, покрытых сульфидом цинка (CdSe/ZnS). Полученный материал обладает довольно высокой прочностью и прозрачностью (в видимой области спектра). Кроме того, он устойчив к высокой температуре и сохраняет оптические свойства при механических нагрузках.

«Полученный нами композитный материал обладает, с одной стороны, флуоресцентными свойствами квантовых точек, с другой стороны — механическими свойствами полиэтилена», — говорят исследователи.

Предполагается, что разработка найдёт применение в различных областях. На основе полученного материала учёные планируют создать композиты, излучающие свет с заданной поляризацией, а также разработать систему лазерной генерации света. Материал может быть использован для преобразования высокоэнергетического УФ-излучения в свет видимого диапазона, что важно для задач современной энергетики. Разработка, к примеру, может привести к появлению солнечных батарей новых типов.

Подробнее об исследовании можно узнать здесь

Для ускорения работы транзистора учёные встроили в него лазер

Учёные Университета Пердью в штате Индиана предложили улучшить структуру субмикронного полевого транзистора, встроив в него для этого полупроводниковый лазер. Ожидается, что такая гибридная структура обеспечит ошеломительный эффект в виде снижения потребления транзистора наноразмерного уровня и приведёт к повышению производительности за счёт увеличения скорости его переключения.

Структура обычного кремний-германиевого полевого транзистра (Purdue Office of Technology Commercialization)

Структура обычного кремний-германиевого полевого транзистора (Purdue Office of Technology Commercialization)

В качестве лазера предложено использовать квантово-каскадный лазер. Данный тип полупроводникового лазера работает на эффекте перехода электронов между слоями гетероструктуры полупроводника. Иначе говоря, транзистор является «естественной средой» для квантово-каскадного лазера. Кроме этого в транзистор встроена комплексная система переключающих механизмов, которая одновременно переключает транзистор из включенного состояния в выключенное и обратно. Увы, подробностями источник не располагает.

Лазер и «переключающие механизмы» призваны решить одну фундаментальную трудность для мельчающих транзисторов. Для снижения потребления и для повышения скорости переключения транзисторов по мере снижения масштаба норм технологических процессов необходимо снижать напряжение питания до пороговых значений и крайне желательно снизить сам порог переключения, который при обычных условиях уменьшить ниже строго определённого значения просто невозможно.

В схемотехнике полевых транзисторов за это отвечает величина или крутизна допорогового размаха (subthreshold swing). В свою очередь, чтобы допороговый размах был как можно меньше, а крутизна больше, необходимо повышать плотность тока открытия транзистора и понижать плотность тока его закрытия. Это крайне положительно скажется на уменьшении допорогового размаха напряжения, в чём главную роль обещает сыграть встроенный в структуру полевого транзистора лазер.

В России разрабатывается уникальная тепловизионная камера

Госкорпорация Ростех сообщает о том, что принадлежащий ей холдинг «Швабе» приступил к выращиванию двухмерных наноструктур, которые лягут в основу тепловизионной камеры, не имеющей аналогов в мире.

Технология предполагает создание наноструктур с применением передовых физических и химических методов. Устройство нового типа, по сути, сможет заменить несколько разных камер за счёт возможности работы в нескольких спектральных диапазонах.

Говорится, в частности, что прибор можно будет использовать в качестве традиционной камеры видимого диапазона, а также в роли тепловизора и ультрафиолетовой камеры. Таким образом, новинка позволит проводить наблюдения в самых разных условиях.

«Использование двухмерных наноструктур в тепловизионной технике позволит повысить её отказоустойчивость и уменьшить габариты за счёт того, что новые сенсоры не потребуют отдельных устройств для криогенного охлаждения», — отмечается в сообщении.

Предполагается, что новый «всевидящий» прибор будет использоваться на беспилотных летательных аппаратах. В этом случае уникальная камера позволит заменить сразу несколько сенсорных систем, что уменьшит массу бортового оборудования и увеличит дальность действия дронов.

Передовые камеры будут востребованы в сфере мониторинга энергетических объектов, где инфракрасный и ультрафиолетовый спектры позволят обнаружить повреждение изоляции и нарушение проводимости. Технология также найдёт применение в робототехнике и других областях. 

Сделан шаг к памяти будущего: воспроизведён магнитный вихрь (скирмион) размерами 13 нм

Скирмионы или мельчайшие магнитные вихревые структуры, направление магнитной оси индивидуальных атомов в которых меняется по мере удаления от центра вплоть до полной противоположности, интересуют учёных не первый год. Скирмион как устойчивая структура может служить единицей для записи данных на магнитном носителе. Главная особенность скирмиона заключается в возможности воспроизвести его в магнитном материале с меньшими энергетическими затратами, чем в случае изменения намагниченности обычного домена на магнитном носителе жёсткого диска. Происходит это благодаря тому, что векторы атомов в магнитном вихре уже частично и даже полностью развёрнуты в нужную сторону, тогда как в обычном случае приходится менять направление намагниченности на полностью противоположное.

Условное изображение магнитнго вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Очевидно, что подобные качества скирмионов заставляют задуматься об использовании мельчайших магнитных вихрей в качестве основы для памяти будущего. Остаётся решить вопросы масштабирования, подобрать материалы и создать условия для формирования устойчивых вихревых структур при комнатных температурах. Что-то из этого решено, пусть частично, что-то требуется решить. Так, учёные из Университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska–Lincoln) смогли закрутить магнитную спираль скирмиона диаметром всего 13 нм. До этого рекордом считался 50-нм скирмион, и дальше дело не шло. Материалом, на котором создан мельчайший магнитный вихрь, остаётся моносилицид марганца (MnSi). Температура, при котором скирмион оставался стабильным, составила −230 °C.

Трековая память в представлении IBM

Трековая память в представлении IBM

Интересным явлением также считается возможность перемещения скирмион с помощью электрических имульсов. Это открывает путь к так называемой трековой памяти, когда данные хранятся и считываются с наномасштабных нитей. В магнитной нити или треке электрический ток способен передавать вихревое состояние (скирмион) от одной группы атомов к другой. Это очевидным образом открывает возможность создания магнитных носителей без механически движущихся частей. Иначе говоря, с высочайшей и недоступной механическим конструкциям надёжностью. Перспективной, например, считается разработка треков шириной около 20 нм. Опыты группы учёных из Университета Небраски-Линкольна приближают создание подобных систем хранения данных.

Впервые удалось измерить электромеханические свойства тончайших нанотрубок

Исследователи из Университета ИТМО, МФТИ и Университета Авейру в Португалии совместно с коллегами из компании NT-MDT Spectrum Instruments предложили новый метод микроскопии нанообъектов. Сообщается, что учёным удалось впервые измерить электромеханические свойства нанотрубок диаметром в тысячу раз меньше человеческого волоса.

Изучение свойств нанотрубок необходимо для получения материалов с заданными характеристиками. Для этого применяют атомно-силовую микроскопию, основанную на сканировании поверхности образца с помощью специального зонда. Он представляет собой иглу с кончиком, размер которого составляет всего несколько тысячных долей микрона. При перемещении по образцу регистрируется силовое взаимодействие, что позволяет сформировать трёхмерную модель поверхности и определить электромеханические свойства объекта.

Однако в случае сканирования тончайших хрупких нанотрубок, не прикреплённых к подложке, контакт зонда с образцом может приводить к повреждению последнего. Учёным удалось решить проблему, предложив модифицированный метод атомно-силовой микроскопии: его суть заключается в том, что во время сканирования зонд перемещается к следующей точке измерения над образцом, не контактируя с ним.

Предложенный метод был опробован на нанотрубках из короткого пептида дифениаланина. Исследователи одновременно измерили упругость пептидных нанотрубок и описали, как они ведут себя в электрическом поле. Более того, специалисты впервые смогли напрямую измерить пьезоэлектрический отклик, то есть сигнал, характеризующий свойство объекта изменять размеры под действием электрического поля.

Ожидается, что предложенная технология поможет в создании новых биосовместимых материалов и миниатюрных устройств, в том числе для компьютерной отрасли. Подробнее об исследовании можно узнать здесь

Российские учёные синтезируют уникальную «скользкую» керамику

Исследователи лаборатории нанотехнологий металлургии Томского государственного университета (ТГУ) синтезируют уникальный материал на основе отечественных компонентов — так называемую «скользкую» керамику.

Речь идёт о соединении бора, алюминия и магния. Как оказалось, такой материал обладает аномально низким коэффициентом трения — около 0,02. Для сравнения: у тефлонового покрытия данный показатель равен 0,04.

Другой особенностью соединения является высокая твёрдость. По данному показателю материал лишь незначительно уступает алмазу.

Учёные ТГУ хотят первыми в России разработать технологию производства керамического материала с описанными свойствами на основе отечественных порошков. Исследователи уже получили первые образцы порошковых смесей для синтеза «скользкой» керамики. В настоящее время образцы проходят испытания.

«Нельзя просто пойти и купить порошок алюминий-магний-бор. Там сложная и нестабильная кристаллическая структура, постоянно появляются проблемы: магний испаряется, алюминий плавится, оксидные плёнки мешают образованию нужной фазы. Мы должны проверить, будет ли композит из отечественных порошков иметь необходимые свойства, подобрать оптимальное соотношение компонентов, разработать технологические подходы к производству. У нас есть пара оригинальных гипотез, которые мы сейчас отрабатываем и анализируем на работоспособность», — говорят учёные.

Предполагается, что в перспективе «скользкая» керамика найдёт широкое применение. В частности, материал сможет использоваться в составе насосов для различной техники. Холодильники, кондиционеры и другое оборудование станут не только бесшумными, но и энергоэффективными: потребление энергии может снизиться в несколько раз, при этом одновременно вырастет износостойкость частей конструкции. 

Углеродные нанотрубки могут оказаться сильным канцерогеном

Углеродные нанотрубки, как известно, обладают целым рядом уникальных свойств, начиная от высочайшей прочности, в разы выше прочности стали, заканчивая высокой электропроводностью. Это делает их поистине фантастическим материалом, который должен найти применение в самых различных областях, начиная от интегральных микросхем и топливных элементов, заканчивая созданием сверхпрочных нитей (в том числе изготовление троса для космического лифта) и искусственных мышц. Однако, как и многие новые для науки материалы, он таит в себе и определенные опасности, в частности, по воздействию на организм человека и животных. Последние данные, опубликованные британским агентством медицинский исследований Medical Research Council (MRC), предупреждают нас о том, что углеродные нанотрубки могут оказаться достаточно сильным канцерогеном, по свойствам близким к асбесту.

Схематическая структура углеродных нанотрубок

Схематическая структура углеродных нанотрубок

Исследования сотрудников MRC указывают на то, что биологически устойчивые волокна, имеющие большую протяженность, приводят к возникновению серьёзных болезней лёгких, например, мезотелиомы, злокачественного новообразования развившегося из ткани, выстилающей поверхность грудной, брюшной или сердечной полости. Медикам известно, что основным фактором риска возникновения мезотелиомы является контакт с асбестом. Теперь в группе риска находится и уникальный по своим свойствам материал. Дело в том, что организму достаточно тяжело избавиться от микроскопических, химически крайне нейтральных частиц, какими и являются углеродные нанотрубки.

На данный момент учёные пока с осторожностью дают какие-либо прогнозы. Углеродные нанотрубки пока только входят в нашу жизнь, и не существует ещё статистических данных в достаточном количестве, чтобы с уверенностью говорить об их канцерогенности. Однако по своим «биологическим» свойствам они очень близки к асбесту, широко известному канцерогенному материалу, от применения которого сегодня активно отказываются. Возрастающие объёмы производства углеродных нанотрубок заставляют медиков серьёзнее относиться к этой угрозе. Разумеется, речи об отказе от производства и использования новейшего материала пока не идёт, но надо с крайней осторожностью относиться к возможным последствиям длительного контакта человеческого организма с нанотрубками. По крайней мере, до тех пор, пока не будут получены надёжные данные об их безопасности.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥