Нанотехнологии идут на службу автомобилистов. Манипулированию атомами и молекулами оказалось подвластно дорожное покрытие. Наноасфальт менее подвержен перепадам температур, на нем не образуются трещины и ямы, а тормозной путь автомобилей сокращается. Хотя стоимость одного километра такой дороги вырастает, специалисты утверждают, что качество нанопокрытия позволит реже его ремонтировать

На одном из участков Кутузовского проспекта уложили наноасфальт. От обычного он отличается даже цветом – оттенок более насыщенный, он выдает происхождение полотна: в состав этой дороги входит резина старых автопокрышек.

Каучуковой добавки в этом асфальте всего полпроцента, но свойства дорожного покрытия она заметно меняет. Прежде модификатор использовали лишь для пробы, теперь же его полезность констатировала экспертиза. Замеры показали, что на магистралях, построенных с добавлением резины, становится тише, а тормозной путь там на 15 процентов короче. Свои свойства материал сохраняет даже спустя пять лет после укладки.

Внедрение светодиодов – полупроводниковых приборов, способных излучать искусственный свет при прохождении электрического тока – могло бы сократить потребление электроэнергии и выбросы парниковых газов. Однако для того, чтобы эта технология, помимо использования в светофорах, лазерных указках и цветовых индикаторах, могла применяться для освещения, необходимы устройства, способные излучать яркий белый свет.

Органические светодиоды (OLED), в основу которых положены органические и/или полимерные полупроводники – наиболее многообещающие кандидаты на замену традиционным светильникам. И все же основная проблема связана именно с попытками создать материал, излучающий сразу белый свет. Можно использовать три материала, излучающие свет трех цветов – красного, зеленого и синего; при смешении они дадут белый цвет. Тем не менее из-за возникающих связей между светоизлучающими молекулами разных типов система постепенно начинает сбоить и перестает давать чистый белый свет.

Ученым из Технологического института Джорджии удалось создать первые в мире автономные нанодатчики, питаемые от собственных пьезоэлектрических наногенераторов.

Новые устройства могут измерять кислотность жидкостей или детектировать присутствие ультрафиолетового света, используя в качестве источника энергии механическую энергию окружающей среды – вибрации, вызванные движением макрообъектов, звуковые волны и т. п.

Каждый наногенератор состоит из 20 тыс. нанопроволок из оксида цинка и способен вырабатывать ток напряжением до 1.2 вольт при сгибе нанопроволок менее чем на 2 %. Создаются такие генераторы очень дешево – выращиванием на гибкой подложке. Испытания, проведенные на тысяче наногенераторов, показали, что они не теряют производительности с течением времени – поскольку не имеют движущихся частей. В основе работы таких генераторов лежит пьезоэлектрический эффект – нанопроволоки из оксида цинка вырабатывают электричество при механическом напряжении, например сгибании. Подобные устройства уже изготавливались раньше, но сейчас ученым удалось создать максимально простую и воспроизводимую технологию их производства и интегрировать генераторы в автономные устройства.

Журнал "Российские нанотехнологии" № 5-6 2010 год.

Исследователи из США сообщают, что сенсоры, изготовленные на основе одностенных углеродных нанотрубок, [single-walled carbon nanotube (SWNT)] могут быть «перезагружены» за счет простого нажатия переключателя электротока.

Исследователи обнаружили, что при прохождении электрического тока через углеродную нанотрубку позволяет удалить органические молекулы, связавшиеся с ее поверхностью, тем самым перезагружая сенсор для его дальнейшего применения.

В области дефекта нанотрубки электроны ускоряются, сталкиваются с молекулами, адсорбировавшимися на поверхности способствуя ее очистке. (Рисунок из Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1194210)

Одностенные углеродные нанотрубки могут применяться в качестве малоразмерных высокочувствительных химических сенсоров для различных газов и других химических соединений. Связанные с подложкой из кремния, одностенные углеродные нанотрубки могут адсорбировать своей поверхностью различные химические вещества, однако большинство определяемых соединений адсорбируются на поверхности нанотрубок необратимо, что приводит к необходимости длительной химической обработки сенсоров перед повторным их применением.

Желание ученых научиться заполнять внутренние пустоты нанотрубок продиктовано не только банальным любопытством, но и возможностью применять подобные нанотрубки в практических целях.

В частности, уже достаточно давно известно о так называемых пиподах, представляющих собой молекулы фуллерена, включенные внутрь УНТ. Однако до настоящего момента механизм встраивания одиночных молекул фуллерена в УНТ был мало изучен. В тоже время, было предсказано, что фуллерен способен сочетаться с внешними стенками нанотрубки благодаря трансформациям Стоуна-Уэлса, и в дальнейшем способен проникнуть сквозь стенку УНТ. Эта гипотеза была полностью подтверждена международным коллективом исследователей.

Впервые стало возможным наблюдать за конденсацией молекул воды на поверхности при обычных условиях. Исследователи из США, которые смогли провести этот эксперимент, заявляют, что лед образуют два первых мономолекулярных слоя молекул воды, в то время как последующие слои формируются в капли жидкости.

Слой графена удерживает молекулы воды на поверхности слюды, такой подход позволяет следить за ними с помощью атомно-силового микроскопа. (Рисунок из Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1192907)

Поскольку вода может присутствовать на многих поверхностях, результаты исследования могут найти применение во многих областях – от более детального понимания механизмов, лежащих в основе эрозии до разработки полупроводников или наноустройств нового типа.

Физики из Университета Женевы (Швейцария) реализовали «хранение» квантового состояния одного фотона из запутанной пары частиц с помощью примесных ионов неодима в кристалле.

Величина задержки для разных значений времени хранения, которые указаны справа (иллюстрация авторов работы).

Пары запутанных фотонов были получены по известной и многократно описанной методике спонтанного параметрического рассеяния. Источником излучения служил лазер, работавший на длине волны в 532 нм. «Сцепленные» фотоны имели длину волны в 883 и 1338 нм; последнее значение, отметим, практически идеально подходит для передачи по оптоволокну.

Одна из самых больших нерешенных проблем в объяснении происхождения жизни на Земле – парадокс курицы и яйца: как могли основные биохимические вещества – такие как аминокислоты и нуклеотиды – появиться до появления биологических катализаторов (белков и рибозимов), необходимых для их образования?

Цитрат железа – структура, образованная из переходного железа и цитрата, соединения, синтезируемого растениями, водорослями и многими бактериями. Мировитц и его коллеги предполагают, что подобные структуры могли катализировать образование молекулярных строительных блоков, ведущих в конечном итоге к образованию сложных молекул, необходимых для зарождения жизни. (Credit: Harold Morowitz, George Mason University)

В статье в журнале The Biological Bulletin ученые выдвигают предположение, что к возникновению метаболизма и самой жизни мог привести третий тип катализатора, образовавшийся в глубине гидротермальных океанических источников.

При изготовлении нового варианта графенового транзистора учёным из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе удалось довести граничную частоту, на которой коэффициент усиления по току снижается до единицы, до 300 ГГц.

Схема транзистора. С — сток, З — затвор, И — исток.

Такие характеристики демонстрирует устройство с длиной канала (расстоянием от стока до истока) в 140 нм. Транзисторы на основе дорогих полупроводниковых материалов — фосфида индия или арсенида галлия — имеют аналогичные характеристики, а лучшие образцы кремниевых полевых МОП-транзисторов сравнимых размеров по граничной частоте уступают графеновому конкуренту примерно в два раза.

В Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) в сотрудничестве с Московским инженерно-физическим институтом (МИФИ) созданы новые наноструктуры, которые позволяют реализовать энергонезависимую магниторезистивную память. Об этом сообщает «ФИАН-информ».

Стремительный процесс миниатюризации полупроводниковых приборов требует новых материалов. В обычной полупроводниковой электронике в качестве носителя информации используется электрический заряд электрона. В так называемой спинтронике в качестве носителя информации предполагается использовать спиновое состояние электрона. Управлять этим состоянием можно с помощью магнитного поля. Представляем только что завершенную работу, в которой получены и исследованы наноструктуры ферромагнетик-изолятор-ферромагнетик на основе FeSix и FeOy. ФИАН и МИФИ давно и плодотворно сотрудничают по ряду направлений. Несколько десятков лет работает Высшая школа физиков ФИАН-МИФИ. Подобная интеграция ведущих исследовательских институтов и вузов является одним из наиболее эффективных путей достижения научных результатов, в ходе которых осуществляется подготовка научных кадров высшей квалификации. Целью работы, выполненной молодым ученым Александром Юрьевичем Гойхманом под руководством кандидата физ.-мат. наук Андрея Владимировича Зенкевича и доктора физ.-мат. наук, профессора, заместителя директора Физического института им. П. Н. Лебедева РАН Владимира Николаевича Неволина, была разработка оптимальных условий формирования и функционирования таких наноструктур.