Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Исследователи из Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета и компании IRIS International разработали портативный анализатор крови, который будет выполнять точный анализ всего за 2 минуты
Учеными разработан нейроинтерфейс на основе кремниевых проводников, с помощью которого можно получать информацию о сигналах, передающихся вдоль аксонов и дендритов отдельных нейронов млекопитающих.
На вооружении США вскоре может появиться обмундирование нового типа, которое по своим защитным свойствам и эргономическим характеристикам превосходит современные кевларовые аналоги.
У углеродных нанотрубок появился серьезный конкурент в области наноэлектроники. Это развернутая в двухмерный лист углеродная нанотрубка или наноматериал графен, на основе которого уже созданы графеновые полевые транзисторы.
Ученые из университета Райса сконструировали первую автономную мобильную наносистему - молекулярную машину, которая ездит по атомам золотой подложки с помощью световой энергии. Правда, у молекулярного автомобиля пока что нет заднего хода и рулевого управления.
Ученые-нанотехнологи создали <руку робота> на основе молекулы ДНК и прикрепили ее к двумерной кристаллической ДНК-матрице. По мнению исследователей, это открытие - первый серьезный шаг к развитию наноробототехники.
В Северо-Западном университете США разработана установка, позволяющая производить в наномасштабе 55 тыс. структур на молекулярном уровне с одинаковым шаблоном одновременно.
Физики из университета Аризоны разработали модель транзистора, состоящего из одиночной молекулы.
Американским ученым удалось впервые в мире создать полнофункциональную интегральную микросхему на основе углеродной нанотрубки, способную работать на терагерцевых частотах.
Группе исследователей удалось создать флэш-память на основе нанотрубок. Устройство пока еще не является полноценным коммерческим продуктом, но ученые надеются, что их исследования приведут к разработке новых типов архитектуры молекулярной памяти и позволят наладить массовый выпуск таких электронных устройств.
Рост нейронов на нанотрубках
Ученым из Токийского университета удалось синтезировать новый тип наноактюатора, который приводится в движение светом.
Ученые из Принстонского университета заявили о создании нового класса полупроводниковых устройств, в которые можно интегрировать нано-магниты методом точного размещения атомов металла на материал, из которого формируется подложка чипа.
Ученые из Северо-Западного университета США создали прозрачный высокоэффективный транзистор путем объединения органических и неорганических материалов и тем самым заложили основы «прозрачной электроники» будущего.
Исследователями из Гарвардского университета создан самый лучший на сегодняшний день нанотранзистор на основе нанострун

Основные достижения нанотехнологии в 2006

Ключевые слова:  нанотрубки, периодика

Автор(ы): CNews

26 января 2007

Уходящий год ознаменовался несколькими достаточно серьезными прорывами в области наномашин и наномеханики, а также использования органических машин-энзимов для выполнения ими различных механических действий.

Нанотрубки и другие наноструктуры все чаще применяются в прототипах электроники будущего. Неудивительно, что производители электроники впервые в этом году проявили серьезные намерения в отношении использования нанотрубок в чипах памяти, транзисторах и прочих МЭМС и НЭМС. Это связано еще и с тем, что нанотрубки научились качественно очищать и производить в достаточных количествах по весьма умеренной стоимости, что позволяет использовать их в устройствах широкого потребления.

Нано-медицина также оформилась как наука и представила на суд общественности в этом году ряд быстродействующих экспресс-анализаторов, новые материалы для конструирования протезов и рабочие нейрочипы.

Молекулярный автомобиль обзавелся мотором


Особенно важным в области наномеханики можно считать создание нано-багги Джеймсом Туром из университета Райса. Эта молекулярная машина ездит по атомам золотой подложки с помощью световой энергии. Правда, у молекулярного автомобиля пока что нет заднего хода и рулевого управления и колеса из фуллеренов, но зато он состоит всего из 300 атомов золота и имеет собственный автономный мотор.

<Лопастной нанодвигатель>, правда, нереверсивен - он может вращаться только в одну сторону, поэтому машинка будет ехать только вперед. Наномашины настолько малы (как упоминалось выше, их размер составляет 3-4 нанометра), что 20 тыс. устройств можно поместить на торце человеческого волоса.

Руководил исследовательской группой профессор из Райса Джеймс Тур, которого признали <Исследователем Года> по версии авторитетного издания Small Times magazine. Научный мир высоко оценивает работы Джеймса, так как до сих пор никому не удавалось создать движущуюся наносистему такой сложности.

Двигатель внутреннего сгорания из двух молекул


Японскими же учеными удалось синтезировать новый тип наномотора, который приводится в движение светом. В работе двух молекул используется принцип работы кривошипно-шатунного механизма совместно с поршнем, только на атомарном уровне. Основа двигателя - молекула ферроцена Fe(C5H5)2, два кластера порфирина цинка и цепочки азобензена. Эти цепочки связывают ферроцены с порфириновыми кластерами, и в итоге молекула по внешнему виду больше напоминает механизм с педалями, чем <чистый> кривошип.

Решение проблемы передачи и превращения разных видов энергии одна в другую в наноразмерном диапазоне - один из открытых вопросов наномеханики, поэтому достижения японских ученых могут пригодиться при разработке наноробототехники.

ДНК-машины открывают путь нанороботам


Периодические структуры на основе молекул ДНК появились еще десять лет назад. Теперь же ученые перешли к конструированию наномеханических ДНК-машин. Недавно ученые-нанотехнологи под руководством известного ДНК-конструктора Нэда Симэна создали <руку робота> на основе молекулы ДНК и прикрепили ее к двумерной кристаллической ДНК-матрице. По мнению исследователей, это открытие - первый серьезный шаг к развитию наноробототехники.

Универсальность молекулы ДНК позволяет тиражировать это устройство с помощью генной инженерии, и тогда ученые смогут создавать сложные наномашины с множеством манипуляторов, способные выполнять сложные запрограммированные движения.

Первая рабочая микросхема на нанотрубке


Американским ученым из IBM удалось впервые в мире создать полнофункциональную интегральную микросхему на основе углеродной нанотрубки, способную работать на терагерцевых частотах.

Эта интегральная схема состоит из пяти инверторов, сделанных на основе полевых p- и n-транзисторов. Сам чип представляет собой 5-ступенчатый кольцевой осциллятор на одной длинной нанотрубке длиной 18 мкм. В чипе также присутствует дополнительный логический контур, измеряющий быстродействие осциллятора. Затвор p-транзисторов сделан из палладия, а транзисторов n-типа - из алюминия. Наноустройство работает на частоте 52 MHz, что в 100 тыс. раз быстрее предыдущих нанотрубочных чипов.

Графен - основной конкурент нанотрубок


У углеродных нанотрубок появился серьезный конкурент в области наноэлектроники. Это развернутая в двухмерный лист углеродная нанотрубка или наноматериал графен, на основе которого уже созданы графеновые полевые транзисторы. Благодаря уникальным свойствам углерода в пространственной решетке графена, последний характеризуется высокой мобильностью электронов, что делает графен очень перспективной основой наноэлектронных устройств.

Флэш-пямять на основе нанотрубок


Нанотрубочная электроника становится "теплой", и это позволит ей скорее выйти на потребительский рынок. Группе исследователей удалось создать флэш-память на основе нанотрубок. Устройство пока еще не является полноценным коммерческим продуктом, но ученые надеются, что их исследования приведут к разработке новых типов архитектуры молекулярной памяти и позволят наладить массовый выпуск таких электронных устройств.

Композит, содержащий углеродные нанотрубки, состоит из гафния, алюминия и кислорода (т.н. HfAlO-композит). Он используется как в качестве <управляющего ключа>, так и в качестве оксидной пленки, разделяющей части ячейки. Новая флэш-ячейка - это своеобразный <бутерброд>, состоящий из нанотрубок, композита и кремниевой подложки. Его толщина всего несколько нанометров. Естественно, память, изготовленная на основе <нанобутерброда> будет гораздо более миниатюрной, чем современные аналоги.

Создан самый быстрый полевой нанотранзистор


Это уникальное устройство, созданное учеными из Гарварда, состоит из германиево/кремниевого ядра и кремниевых нанострун. По мнению экспертов, это самый совершенный полевой транзистор, который когда-либо был создан. Ge/Si нанострунный FET (полевой транзистор) быстрее в 3-4 раза, чем любые современные кремниевые CMOS.

Структура <ядро-нити> в Ge/Si-наноструктуре с надежными омическими контактами и высокой мобильностью носителей зарядов обеспечивает столь высокое быстродействие.

Транзистор из одной молекулы


Работа наименьшего в мире нанотранзистора основана на эффекте квантовой интерференции, и поэтому он был назван QuIET (Quantum Interference Effect Transistor). Наименьший размер транзисторов, изготавливаемых современной микроэлектронной промышленностью, составляет 45 нанометров. Новый нанотранзистор QuIET имеет длину всего один нанометр. Нанотранзистор меньшего размера до сих пор изготовить не удавалось.

По словам ученых, переход на сверхмалые транзисторы будет проходить постепенно - после окончания естественной эволюции обычных кремниевых микрочипов.

Дисплеи-невидимки появятся уже в 2008 году


Исследования по созданию <невидимой> электроники ведутся давно, но до сих пор ученым не удавалось создать материал для транзисторов, который был бы <невидимым> и в то же время обеспечивал высокую скорость работы.

Теперь же учеными созданы прозрачные транзисторы, которые могут совмещаться с такими технологиями, как органические светодиоды, жидкокристаллические панели и электролюминесцентные дисплеи, которые широко используются для изготовления телевизоров, мониторов, ноутбуков и сотовых телефонов.

По словам исследователей, опытные образцы мониторов на прозрачных транзисторах появятся в течение ближайших 12-18 месяцев.

"Святой Грааль" от электроники


В 2006 появился новый класс полупроводниковых устройств, в которые можно интегрировать нано-магниты методом точного размещения атомов металла на материал, из которого формируется подложка чипа.

Таким образом ученые надеются получить контроль на атомном уровне за архитектурой чипа и произвести объединение нескольких ключевых компонентов компьютеров (процессор, память, жесткий диск) в одно устройство. Объединение этих устройств компьютеров в одно позволит уменьшить энергопотребление и увеличит скорость обработки информации.

В перспективе данная технология может привести к появлению на рынке мультимедийных устройств с одним чипом, в котором будет "вся" вычислительная электроника и память. Это и "одноразовые" электронные книги, и различные мобильные мультимедийные игры, и просто "умная пыль". О массовом производстве подобных чипов пока речи нет - ученые разместили несколько атомов с помощью зонда сканирующего туннельного микроскопа (СТМ), "вынув" предварительно атомы материала подложки.

"Жидкая броня" защитит лучше кевлара?


На вооружении США вскоре может появиться обмундирование нового типа, которое по своим защитным свойствам и эргономическим характеристикам превосходит современные кевларовые аналоги.

Эффект сверхзащиты достигается благодаря специальному пакету из кевлара, наполненному раствором сверхтвердых наночастиц в неиспаряющейся жидкости. Как только происходит механическое давление высокой энергии на кевларовую оболочку, наночастицы собираются в кластеры, изменяя при этом структуру раствора жидкости, который превращается в твердый композит. Этот фазовый переход происходит менее чем за миллисекунду, что и позволяет защитить солдат не только от ножевого удара, но и от пули или осколка.

И недавно американский холдинг-производитель солдатского обмундирования и бронежилетов U. S. Armor Holdings лицензировал технологию <жидкого бронежилета> и планирует начать его массовое производство в конце этого года.

Нейроинтерфейс: созданы искусственные синапсы


Учеными из Гарварда был разработан нейроинтерфейс на основе кремниевых проводников, с помощью которого можно получать информацию о сигналах, передающихся вдоль аксонов и дендритов отдельных нейронов млекопитающих.

В основе нейроинтерфейса - кремниевые нанопроводники, соединенные с нанотранзистором, который позволяет передавать сигналы от нейрона к компьютеру. Наноструны-электроды диаметром около десяти нанометров, а также транзисторы на их основе в тысячу раз меньше современных микроэлектродов, поэтому они обеспечивают <нежное> прикосновение к отдельным аксонам и дендритам. Кроме того, наноструны могут определять электрический сигнал в 50 точках на протяжении одного аксона, что до сих пор было невозможно.

Это первый искусственный синапс, так как это устройство может не только передавать сигналы, но и стимулировать их распространение. Кроме того, искусственные синапсы могут не только стимулировать, но и подавлять распространение сигналов вдоль аксона.

Лаборатория-на-чипе: экспресс-анализатор крови


Исследователи из Калифорнийского технологического института разработали портативный анализатор крови, который будет выполнять точный анализ всего за 2 минуты.

Они миниатюризировали счетную машину-анализатор, которая используется в обычных лабораториях, и получили устройство, не превышающее размерами мобильный телефон. В результате получилась настоящая портативная лаборатория, способная проводить анализ по капле крови.

Нанотрубки в регенерации тканей мозга и сердечной мышцы


Одним из наиболее интересных достижений ученых в области наномедицины оказалась технология восстановления поврежденной нервной такни с помощью углеродных нанотрубок.

Как показали эксперименты, после имплантирования в поврежденные участки мозга специальных матриц из нанотрубок в растворе стволовых клеток уже через восемь недель ученые обнаружили восстановление нервной ткани.

Однако при использовании нанотрубок либо стволовых клеток отдельно аналогичного результата не было. По мнению ученых, это открытие позволит помочь людям, страдающим болезнью Альцгеймера и Паркинсона.

Наноструктуры также могут помочь в восстановительной терапии после острых сердечных заболеваний. Так, наночастицы, введенные в кровеносные сосуды мышей, помогли восстановить сердечно-сосудистую деятельность после инфаркта миокарда. Принцип метода состоит в том, что самособирающиеся полимерные наночастицы помогают <запустить> естественные механизмы восстановления сосудов.

Нано-Гуттенберг: первый "печатный станок" для наноструктур


Фундамент для будущего массового применения наносистем заложили исследователи из Северо-Западного университета США, которые разработали установку, позволяющую производить в наноразмерном диапазоне одновременно до 55 тыс. наноструктур с атомарной точностью и одинаковым молекулярным шаблоном на поверхности.

Установка использует широко известную технологию нанолитографии глубокого пера (Dip-Pen Nanolithography - DPN), которая и позволяет делать <массовые> оттиски, как если бы наносистемы печатались на типографском станке.

Но для типографских технологий одного пера будет недостаточно, поэтому ученые скомбинировали около тысячи независимо управляемых перьев. Благодаря такому подходу, нанолитография глубокого пера стала универсальным инструментом для производства полупроводниковых компонентов со сложной структурой.


В статье использованы материалы: Наука и разработки - R&D.CNews


Средний балл: 8.0 (голосов 3)

 


Комментарии
Юнусов Иван Сергеевич, 17 апреля 2014 06:59 
я думаю следующие года были еще более плодотворные)

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Одностенные углеродные нанотрубки
Одностенные углеродные нанотрубки

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

РИА Новости: Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных батарей
РИА Новости: Джон Гуденаф, Стенли Уиттингхем и Акира Йошино стали лауреатами Нобелевской премии в области химии за 2019 год за разработку литий-ионных батарей.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.