Швейцарские ученые разработали метод, позволяющий «печатать» детализированные изображения с помощью наночастиц, которые в данном случае играют роль чернил. При этом полностью сохраняются характерные свойства наночастиц, такие как каталитическая активность, оптические и магнитные свойства.
Первая нанокартина, созданная в Цюрихском исследовательском центре IBM под руководством Тобиаса Крауса (Tobias Kraus), представляет собой алхимический символ золота в виде Солнца. На создание изображения по новой технологии ушло около 20 тысяч наночастиц золота (каждая размером 60 нм) и 12 минут времени. Конечно, это лишь демонстрация возможностей метода.
Технология нанопечати напоминает обычный метод печати гравюр. Вначале на подложке создаются углубления, соответствующие будущему рисунку, а затем они заполняются наночастицами, – это и есть печатная форма (или матрица). Далее к форме «прикладывается» полимерный лист, на который переносится изображение. Потом форма снова заполняется нанокраской, и процесс повторяется. По заверению авторов, новый метод позволяет добиться в тысячи раз лучшей детализации, чем та, на которую способны современные технологии печати.
Технология IBM в первую очередь может пригодиться для быстрого и дешевого «распечатывания» микроэлектронных устройств, если нанокраска будет обладать свойствами проводника или полупроводника. Прогоняя «лист» над разными печатными формами, можно создавать многослойные электронные структуры.
В настоящее время уже есть ряд технологий печати, использующих проводящие чернила. Однако они годятся лишь для создания относительно грубых изображений или структур. Получению же нанокартинок подобными способами препятствует трудность контроля формы изображения (из-за проявления капиллярных эффектов, неоднородностей вязкости чернил и пр.). В разработке швейцарцев «чернила» – это почти исключительно наночастицы, которые в принципе могут самопроизвольно располагаться упорядоченно, образуя некое подобие решетки. Возможность жесткого контроля формы изображения позволяет создавать более мелкие элементы. Таким образом, полезным свойством новой «краски» может быть не только проводимость.
Вполне вероятно, что метод Крауса найдет применение и в технологии микропечати для архивирования ценных данных в "независящем от формата записи" виде, то есть напечатанных на специальном носителе текстов и изображений наноразмерного масштаба. Сходные по назначению методы предлагались уже не раз, однако именно разработка швейцарских ученых ближе всего подошла к давно отлаженным и знакомым технологиям печати. ЕГ
Наверное, многим знакомы истории о том, как в медицине будущего нанороботы странствуют по человеческому организму, уничтожая дефектные клетки и болезнетворных бактерий, латают прохудившиеся стенки сосудов и пробивают тромбы. Пока это, конечно, фантастика, однако корейские ученые уже сделали заметный шаг навстречу светлому будущему.
Исследовательская группа из Национального университета Чоннам создала микроробота, способного длительное время функционировать внутри человеческого организма. Хотя роботом это устройство можно назвать с большой натяжкой. Оно представляет собой параллелепипед с шестью «конечностями» (три коротких, по 400 мкм, и три длинных, по 1200 мкм). Вся конструкция сделана из эластичного кремнийорганического полимера – полидиметилсилоксана, который отличается хорошей биосовместимостью. Главной особенностью робота является его «двигатель», в качестве которого выступает группа клеток ткани сердца (кардиомиоцитов) крысы. Синхронно сокращаясь, эти клетки приводят в движение конечности робота, заставляя его плыть в выбранном направлении. Клетки "сердечного мотора" черпают энергию прямо из "окружающей среды", питаясь глюкозой. Никаких дополнительных систем управления робот не имеет. Средняя скорость его движения в организме, по замерам корейцев, составляет 100 мкм/с.
Такие роботы, говорят разработчики, могут использоваться для уничтожения тромбов в артериях. Аппарат способен нести полезную нагрузку в виде рассасывающего препарата, который он выпустит, добравшись до тромба. ЕГ
Новые важные результаты в области перспективных компьютерных технологий масштаба отдельных атомов и молекул недавно получены в исследовательских центрах корпорации IBM. И хотя эти достижения еще слишком далеки от практических приложений, возможно, именно они будут определять направления дальнейших исследований и разработок на годы вперед.
В Альмаденском центре в Калифорнии впервые удалось измерить ориентацию и силу магнитного поля атома железа или марганца, который помещали на тонкую подложку из нитрида меди. Этот результат демонстрирует, что один бит информации, по крайне мере в принципе, можно хранить с помощью одного-единственного атома магнитного вещества. Однако этот магнитный атом с ненулевым спином должен быть окружен определенным набором немагнитных атомов, а его намагниченность удается сохранять только благодаря взаимодействию атома с окружением. Тем не менее таким образом можно преодолеть суперпарамагнитный предел и достичь плотности записи информации на три порядка большей, чем у современных винчестеров. Дело в том, что в обычном слое магнитного вещества соседние магнитные атомы взаимодействуют друг с другом, что приводит к образованию магнитных доменов, в которых спины всех атомов ориентированы одинаково. И эти магнитные домены не могут быть слишком маленькими, иначе они становятся неустойчивыми и их намагниченность разрушается тепловыми флуктуациями. Теперь ясно, что один магнитный атом или кластер атомов в немагнитном окружении способен обойти эту трудность.
Первые измерения проводились при температуре лишь на полградуса выше абсолютного нуля. Сейчас ученые экспериментируют с различными магнитными атомами и немагнитными подложками, надеясь отработать технологию записи и считывания информации с атома с помощью иголки сканирующего туннельного микроскопа. Если это удастся, рабочую температуру атомной памяти попытаются повысить до комнатной.
Другой результат был получен в Цюрихской исследовательской лаборатории IBM. Там изучали вибрации молекул и случайно обнаружили, что молекула нафталоцианина прекрасно подходит на роль молекулярного переключателя, поскольку способна изменять свое состояние и проводимость, не меняя формы (при ее «переключении» изменяется только положение пары атомов водорода в центре структуры).
Разнообразные молекулы-переключатели ученые изучали и раньше, но все они при переходе между устойчивыми состояниями существенно изменяли свою сложную трехмерную структуру. Это делало их практическое использование почти невозможным, поскольку было непонятно, как и на что их можно закрепить в молекулярном компьютере.
Нафталоцианин переключают током с иголки сканирующего туннельного микроскопа. А две расположенные рядом молекулы при переключении могут влиять на состояния друг друга, образуя основу логического ключа. Сейчас в Цюрихе активно работают над различными комбинациями таких молекул, надеясь получить логические элементы для молекулярных компьютеров. ГА
Хотя из знаменитого телескопа имени Хаббла уже чуть ли не песок сыплется, а сам проект не раз и не два пытались свернуть, достичь таких же успехов в фотографировании небесных тел никому пока не удается. Космический телескоп оказывается просто-напросто выше (в обоих смыслах) всех попыток ученых избежать дорогостоящего выноса телескопической оптики за пределы атмосферы.
Именно атмосфера своей турбулентностью не позволяет крупнейшим телескопам на Земле сделать снимки, близкие по разрешающей способности к хаббловским. Скромный по современным меркам диаметр объектива орбитального телескопа все равно переигрывает десятиметровых монстров из высокогорных обсерваторий в четкости снимков. Но кажется, астрономам, наконец, улыбнулась удача.
Группа ученых Кембриджского и Калифорнийского университетов под идейным началом доктора Крейга Маккея (Craig Mackay) из Кембриджа разработала аппаратно-программную систему, которая позволила с помощью Паломарского пятиметрового телескопа получить изображения, вдвое превосходящие по разрешению снимки телескопа имени Хаббла.
Технология получила название Lucky Imaging, а камеру, используемую для фиксирования изображений, нарекли соответственно Lucky Camera. Нужно сказать, что инструменты "удачной съемки" работают в паре с уже давно взятой на вооружение системой адаптивной оптики, автоматически подстраивающейся под атмосферные искажения и частично их компенсирующей. Каков же рецепт удачного снимка?
Традиционно на телескопе для получения изображений объектов с низкой светимостью делают длительную выдержку, позволяющую накопить достаточно света. Выдержка может составлять и многие десятки минут, если в этом есть необходимость. Однако по технологии Lucky Imaging вовсе не нужно использовать всю информацию, которую получает телескоп за время экспозиции. Специальная программа, следящая за атмосферной турбулентностью, отбирает лишь те моменты съемки, которые соответствуют почти нулевым искажениям. Чтобы вычленить эти мгновенья, хаотически разбросанные по времени экспозиции, Lucky Camera делает не один снимок, а множество кадров с малой выдержкой, успевая за секунду двадцать раз виртуально щелкнуть затвором. Иными словами, ведется видеосъемка неба. После сортировки кадров, полученных с помощью малошумящей быстрой камеры компании E2V Technologies, отобранные изображения сливаются в одно.
Если верить заявлениям ученых, то получить снимки, равнозначные по четкости фотографиям орбитального телескопа, теперь можно и с Земли, причем в пятьдесят тысяч раз дешевле. Однако минусы есть и у этой разработки. Обратная сторона процесса отбора кадров состоит в том, что большая часть световой информации выбрасывается. Для того чтобы получить снимки, аналогичные по яркости традиционным, выдержку приходится увеличивать во много раз. Это означает, что орбитальный телескоп все равно оказывается расторопнее земных собратьев. В то же время деньги решают все, и при выборе между временными затратами и материальными очень часто на заклание отправляют именно время. Если технология Lucky Imaging и дальше будет доказывать свою эффективность, то планы вывода в космос новых оптических телескопов наверняка подвергнутся пересмотру. АБ
Удивительно простой и дешевый способ изготовления периодических нано– и микрорешеток предложили ученые из Принстонского университета. Как и почему он работает, пока не очень понятно, но уже ясно, что эта технология будет востребована во многих областях – от электроники и оптики до биологии и химии.
Каждый, кто хоть раз ронял что-нибудь стеклянное, знает на какие причудливые осколки порою разбиваются хрупкие предметы. Несмотря на обилие теорий, механизм роста трещин, который определяет форму осколков, до сих пор не очень понятен. И тем более удивительно, что в Принстоне научились использовать этот загадочный процесс.
Новая технология получения нанорешеток предельно проста. Между двумя кремниевыми пластинами толщиной примерно в полмиллиметра и размером до нескольких сантиметров запекают тонкий слой полистирола или другого стеклообразного полимера. Затем для инициации роста трещины с одной стороны в середину слоя пластика вставляют лезвие бритвы и разрывают пластины. Слой полимера колется так, что получается пара дополняющих друг друга поверхностей с одинаковыми бороздками. Ширина бороздок оказывается примерно вчетверо больше толщины полимера и кроме этого практически ни от чего не зависит. Таким простым способом уже удалось получить решетку с периодом всего-навсего 60 нм.
Эксперименты показали, что решетки получаются из полимеров почти любого состава и плотности. Важно лишь, чтобы полимер был аморфным и достаточно хрупким, поскольку нагретое выше температуры стеклования вещество при разрыве деформируется и трещина в нем не возникает. И, наконец, полимер должен прочно приклеиться к кремнию, чтобы потом не оторваться.
Разумеется, для получения подобных нанорешеток уже имеется множество различных технологий, от фотолитографии и нанопечати до использования электромагнитных неустойчивостей. Однако ни одна из них не может сравниться с новым способом по простоте и дешевизне. Сейчас принстонские ученые, не забыв запатентовать новый способ, пытаются разработать детальную теорию образования таких нанорешеток. Без теории трудно будет найти оптимальные условия формирования решеток и определить их минимально возможный период. ГА
Первый кремниевый полевой транзистор для спин-поляризованных электронов разработали специалисты из Делавэрского университета в Ньюарке при поддержке коллег из Кембриджа. Это еще один важный шаг на пути к практическому внедрению спинтроники.
В новом устройстве, как и в обычном полевом транзисторе, приложенное к затвору напряжение управляет величиной тока. Только электроны в нем имеют одинаково ориентированный спин, а это значит, что они могут нести дополнительную информацию по сравнению с электронами в обычном транзисторе. Это не первое устройство такого типа. Два года тому назад подобный прибор был изготовлен в Базельском университете на основе углеродных нанотрубок. Но кремний пока еще остается основой электроники, а новый транзистор полностью совместим с обычным технологическим процессом и гораздо ближе к коммерческой реализации.
Основу транзистора составляет вертикальный канал из чистого кремния длиной 10 мкм, над которым расположен управляющий электрод. Спин-поляризованные электроны впрыскиваются в канал сверху и движутся вниз сравнительно долго. За это время их спин поворачивается благодаря магнитному полю, порождаемому тонким слоем ферромагнетика. Но если к электроду приложить напряжение, то электроны пролетают канал быстрее и их спин поворачивается гораздо меньше. На выходе из прибора стоит фильтр, выделяющий электроны с нужной ориентацией спина. В некоторых экспериментах ток увеличивался в семь раз при повышении напряжения с нуля до трех вольт.
К сожалению, новый транзистор пока работает лишь при низкой температуре – около 85 градусов выше абсолютного нуля – и способен управлять только очень слабым током – десятки пикоампер. И если, считают авторы, с увеличением рабочей температуры до комнатной проблем не будет, то над увеличением тока придется еще поработать. ГА
Знаменательный повод обратиться друг к другу с этой фразой настал для более чем 72 тысяч человек, причастных к созданию русской Википедии (ru.wikipedia.org): в ее копилку легла двухсоттысячная статья. За год с небольшим, прошедший после покорения «стотысячника» (см. «КТ» #650), отечественная Вики успела сделать многое. Заткнув за пояс по числу статей 120-тысячный Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, она стала крупнейшей русскоязычной энциклопедией, попутно стяжав целый букет разнообразных призов, среди которых – престижнейшая "Премия Рунета" в номинации "Наука и образование".
Очередной Рубикон был перейден утром 4 сентября, когда «википедист» Ekamaloff (в миру – Эльдар Камалов из Караганды) выложил начальный вариант статьи, посвященной французскому микробиологу, нобелевскому лауреату Андре Мишелю Львову. Словно в капле воды, в ней отразился кипучий характер Википедии: первое поздравление автору пришло всего через двадцать минут с момента появления на свет статьи-юбилярши, а за первые двенадцать часов в нее было внесено около двадцати правок, принадлежащих перу десятка соавторов из четырех стран.
Некоторые старожилы русской Википедии сетуют на то, что она утратила присущее ей некогда экспоненциальное увеличение числа статей, и отображаемый в нынешних "окнах роста" график все больше походит на прямую линию. Впрочем, несмотря на это, русская Вики сохранила за собой одиннадцатое место в мире по количеству статей среди языковых разделов (всего на данный момент их больше 250). А по их качеству, как уверяют администраторы, она вполне "бьет в десятку", поскольку растет не только вширь, но и вглубь: полным ходом идет работа по повышению качества содержимого. Ныне более полутысячи Вики-статей признаны «хорошими», и почти двести, пройдя через горнило голосования, удостоены "высшей пробы" – статуса избранных.
Если предыдущие «рубежные» статьи в русской Вики, как правило, отмечались вывешиванием цветастых баннеров на ее заглавной странице, то нынешний юбилей проходит куда сдержаннее: администрация подготовила лишь скромный пресс-релиз. Что ж, праздновать особо некогда: как заметил один из участников «юбилейного» обсуждения, "впереди возможность отличиться на 300К – дружно приближаем эту цифру". Тем более что есть на кого равняться: старшая сестра отечественной Википедии, говорящая на языке Шекспира, уже вплотную подошла к двухмиллионному рубежу. ДК
Далеко не все читатели «КТ» знают, что в континууме великого жанрового разнообразия текстов, написанных для нашего журнала признанным мэтром Евгением Козловским, зияет досадная брешь – ни одной опубликованной новости (написанная, но неопубликованная – была). Исправляя это досадное упущение, мы решили сохранить в неприкосновенности нетрадиционный для новостной рубрики стиль изложения. ВБ
Около трех месяцев назад в «Огороде» "По дороге в Дамаск" ("КТ" #691) я рассказал о фантастической фотосессии, которую российское отделение Epson устроило полутора десяткам журналистов (в том числе и мне) на предмет съемки местных древностей и современностей (включая пейзажи). И вот прошло должное время, архивы разобраны, лучшее – осмыслено и обработано, но, что самое главное, – напечатано в формате А2 на эпсоновском флагмане Stylus Pro 3800, который я недавно представлял в «Огороде» "Концерт по заявкам, или Двое внуков Эпа" ("КТ" #698). Более того, сочинен, сверстан и отпечатан даже каталог выставки, – пришло время состояться ей самой.
И она должна состояться. C 19 по 30 сентября в галерее М’АРС (www.epson.ru/Jordan). Если кто не в курсе – это в Пушкаревом переулке, в районе Сретенки.
На выставке – по результатам той, весенней иорданской поездки, – будут представлены работы Марии Альдубаевой из журнала "Лучшие цифровые камеры", Алексея Ерохина ("Digital Photo"), Александра Жилина ("Digital Photographer", Украина), Андрея Кокоурова ("Chip"), Игоря Нарижного ("Digital Camera"), Владимира Нескоромного ("Foto&Video"), Александра Повшенко ("Фотодело") и, наконец, вашего покорного слуги, представлявшего в Иордании Издательский дом "Компьютерра".
Приходите! Надеюсь – не разочаруетесь! ЕК
Новый способ очистки древних фресок, картин и скульптур предложили химики из Флорентийского университета. Их магнитная наногубка-гель оказалась удивительно проста в использовании и эффективна.
Большинство способов очистки поверхности стары как мир. Разумеется, благодаря успехам химии сами моющие средства быстро совершенствуются, но для их нанесения и последующего удаления вместе с грязью используются все те же тампоны, губки, тряпки, щетки и кисточки. И, несмотря на их огромное разнообразие, принципиально тут мало что изменилось.
На переднем крае трудной и повседневной борьбы с грязью находятся реставраторы, возвращающие первозданный вид уникальным произведениям, чья утрата была бы невосполнима. Глубоко въевшаяся грязь, как правило, имеет многовековую историю и зачастую более прочна, чем нежные полуистлевшие шедевры.
В последние годы у реставраторов стали популярны гелеобразные очистители. По сравнению с жидкими растворителями или моющими средствами желе не может просочиться слишком глубоко в материал основы и повредить его. Однако гель потом зачастую трудно полностью удалить с неровных поверхностей, и его остатки могут наделать немало бед.
Чтобы решить эту проблему, ученые использовали магнитные наночастицы из оксида железа и кобальта CoFe2O4 диаметром около 5 нм. Частицы соединили между собой длинными полимерными цепочками так, чтобы получилась гель-губка с размерами пор около 50 нм. Эти поры заполнили чистящей микроэмульсией – взвесью капелек поверхностно активных веществ в воде. Впрочем, эмульсию можно заменить любым другим подходящим по составу чистящим средством или растворителем, а губку-гель легко нарезать ножницами.
Чистить магнитной губкой очень просто. Слоем материала толщиной несколько миллиметров покрывают нужные участки шедевра и ждут от нескольких минут до часа, пока не впитается грязь. Затем губку удаляют, притягивая обычным постоянным магнитом. Губку можно «отжать», заполнить свежим чистящим средством и вновь использовать по назначению.
Авторы планируют в ближайшее время задействовать свою технологию для реставрации соборов на севере Италии. А нам остается надеяться, что в недалеком будущем преимущества этой разработки сможет по достоинству оценить любая хозяйка. ГА
Галактион Андреев
Олег Буйлов
Александр Бумагин
Евгений Гордеев
Артем Захаров
Евгений Золотов
Сергей Кириенко
Денис Коновальчик
Игорь Куксов
Алексей Левин
Алексей Носов
Иван Прохоров
Дмитрий Пустовалов
Дмитрий Шабанов
Микрофишки
ў Первое масштабное обновление Windows Vista – Service Pack 1 – должно появиться в начале следующего года. В сентябре Microsoft разошлет бета-версию пакета нескольким тысячам тестеров, а всем остальным придется набраться терпения (впрочем, самые любопытные могут обратиться к пиринговым сетям).
Ждать принципиальных нововведений не стоит: похоже, что главная цель кумулятивного апдейта, судачить о котором начали едва ли не с момента релиза самой ОС, – подтянуть функциональность системы до первоначально задуманного уровня. В число исправляемых огрехов входит расширение спектра поддерживаемого железа и софта. Кроме того, патч залатает некоторые дыры и повысит общую производительность системы. Проще говоря, в центре внимания будут те недочеты, которые принято устранять еще на стадии бета-версии. Из действительно новых фич стоит отметить возможность шифрования нескольких разделов диска, а также поддержку EFI (Extensible Firmware Interface) – продвинутой альтернативы BIOS.
Конечно, некоторым пользователям выход SP1 даст, наконец, зеленый свет для миграции на Vista. Хотя так же очевидно, что, обнажив существующие проблемы, он может лишь насторожить медлящих с апгрейдом корпоративных заказчиков. Учитывая запланированный на следующий год выход долгожданного Service Pack 3 для испытанной временем Windows XP, эта категория пользователей скорее всего предпочтет и дальше занимать выжидательную позицию. АЗ
Группа iPhoneSimFree (www.iphonesimfree.com), разработавшая чисто программный способ снятия привязки Apple iPhone к официальному сотовому оператору, пересмотрела свои планы. Вместо того чтобы работать с конечными пользователями, хакеры теперь намерены действовать через посредников-реселлеров. Чтобы претендовать на этот статус, необходимо купить не меньше пятидесяти "лицензий на разлочку" по 36 долларов каждая (при увеличении партии цена снижается). Таким образом, любой, кто располагает 1800 долларами, может поучаствовать в новом бизнесе. Правда, велик риск эти деньги потерять, если Apple выпустит новую прошивку, закрывающую использованную брешь (iPhoneSimFree не дает никаких гарантий на будущее). Американские граждане вдобавок могут нарваться на неприятности с законом DMCA – не очень понятно, насколько легальна деятельность подобных «реселлеров». ВБ
Пыльная буря, на несколько недель заставившая остановиться американские марсоходы, к счастью, утихла, а оба аппарата сумели ее пережить. Opportunity, которому незадолго до ненастья был намечен небезопасный путь в кратер Виктория, уже начал движение. Во время бури аппараты не могли улавливать свет солнца, а потому пребывали в «анабиозе» – в режиме экономии электроэнергии, которая почти целиком тратилась лишь на поддержание минимально допустимой температуры оборудования. Пока не сообщалось о том, чтобы какие-либо приборы вышли из строя за время вынужденного простоя. АБ
Подготовка проекта «Марс-500» продолжается, хотя по официальному сайту судить об этом трудно. По последней информации, сроки начала основного эксперимента, рассчитанного на 520 суток, остались неизменными: конец 2008 года. К концу текущего года планируется завершить формирование группы участников предварительного 105-суточного тестового эксперимента, а это, скорее всего, означает, что участники самого первого, двухнедельного теста уже определены. Сроки проведения двух тестовых экспериментов не указываются, однако временной промежуток для них ограничен первой половиной следующего года. Опровергнута также информация о том, что женщин в проект брать не будут. По сведениям РИА Новости, среди членов экипажа, отобранных по медицинским критериям, представительницы прекрасного пола все же есть. АБ