Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
20 февраля 2017, понедельник, 16:18
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

14 июня 2012, 13:06

После графена

Источник: freedomsphoenix
Источник: freedomsphoenix

Прыжок в будущее

Врученная в 2010 году Андрею Гейму и Константину Новоселову Нобелевская премия за эксперименты над графеном — одним из самых популярных сейчас «чудо-материалов» — ещё больше подогрела интерес научного сообщества к поискам решений в области новых материалов.

Например, трое выпускников из университетов Токио, Цукубы и Карнеги-Меллон предлагают использовать в качестве проекционного экрана мыльную плёнку, а точнее, пленку коллоидного раствора. Они обнаружили, что под воздействием ультразвуковых волн можно менять оптические свойства плёнки. Направляя на коллоидную плёнку ультразвук той или иной частоты, возможно сделать плёнку более или менее прозрачной или изменить её отражающие свойства. В качестве примера исследователи показали линейный 3D-экран: проектор светит через две поставленных последовательно рамки с мыльной плёнкой, которые быстро поочередно меняют свою прозрачность, тем самым создавая эффект объёмности изображения. Разумеется, это пока лишь прототип, и вряд ли использование мыльной плёнки как таковой найдёт себе применение, однако полупрозрачный материал с контролируемыми оптическими свойствами, который может быть разработан на основе этого проекта, был бы весьма востребован.

Инженеры из Массачусетского технологического института пошли по обратному пути:

они разработали «идеальное стекло», которое не только абсолютно прозрачно, но и отталкивает воду.

Новое стекло практически не создает бликов, даже его освещают под большим углом, не запотевает и не пачкается. Такие свойства стеклу придают нано-конусы, которыми усеяна его поверхность.

Они составляют 200 нанометров в основании и 1000 нанометров в высоту и наносятся на стекло с помощью довольно сложной технологии, позаимствованной из области полупроводников. На стекло наносится несколько слоев нано-материалов, включая слой фоторезиста, который подсвечивается сеткой и удаляется с помощью травления. Инженеры уже подали заявку на патент. Однако основная ценность как раз не в методе изготовления, а в самой идее. Например, если в будущем получится упростить процесс, то можно будет наносить эту нано-текстуру на полимеры или пластик с помощью пресса, который будет «продавливать» нано-конусы прямо на поверхности материала.

Пока неясно, насколько устойчивыми к внешним воздействиям будут такие нано-конусы на поверхности стекла. Ученые утверждают, что они точно выдерживают падение капель дождя и попадание несомых ветров частиц пыльцы, а также прикосновение пальца. Судя по таким лаконичным заявлениям, вряд ли в ближайшее время супер-стекло можно будет поставить на автомобиль или мобильный телефон, однако его выдающиеся оптические свойства и «самоочищаемость» делают его идеальным вариантом для использования в солнечных батареях.

По утрам и вечерам, когда солнечные лучи падают на Землю под большим углом, почти 50% солнечной энергии, поступающей на солнечные батареи отражается от стекла. Использование нано-стекла может значительно повысить их эффективность.

Разработка водоотталкивающих материалов сейчас идёт весьма активно. Другая группа исследователей из того же Массачусетского технологического института исследовала возможные решения для проблемы засорения топливных линий, а в результат разработала материал под название LiquiGlide, который, как считают создатели, идеально подходит для покрытия внутренних поверхностей пищевых контейнеров, например бутылок для соусов. Они считают, что это позволит существенно снизить количество пищевых отходов, ежедневно выбрасываемых на помойку и просто облегчить «вытряхивание» соусов из бутылок. Фирма NeverWet утверждает, что разработала покрытие, которое защищает любые материалы от влаги, обледенения и корозии, благодаря беспрецедентно большому углу контакта капель воды с обработанной поверхностью: 165 градусов, против 116 градусов у самого известного водооталкивающего средства Scotchguard. К сожалению, такого рода проекты в основном коммерческие, поэтому их создатели неохотно раскрывают научную составляющую — как именно работают эти средства и работают ли вообще, пока неизвестно.

В поисках новых материалов учёные часто обращаются к природе.

Собственно, идея с нано-конусами на стекле вдохновлена листами лотоса, которые отталкивают воду по такому же принципу. Один из наиболее перспективных природных материалов — шёлк. Тысячи лет нити из коконов шелковичных червей используются для производства ткани. Исследователи активно пытаются придумать, как использовать шёлк для производства твердых материалов, например, пластика. Шелковый пластик был бы абсолютно безвреден для окружающей среды, легок и прочен. Однако отдельные шелковые нити недостаточно прочны для такой задачи. С другой стороны, известно, что паутина по прочности превосходит сталь такого же сечения. Но в отличие от шелковичных червей, пауки не способны производить паутину в промышленных количествах, к тому же они агрессивны. Ученые из университета Вайоминга пытаются решить эту проблему с помощью генетики.

Используя генетическую технологию PiggyBac, они вывели шелковичных червей, обладающих химерным белком с элементами белка паука. Благодаря этому

коконы генно-модифицированного шелковичного червя по прочности не уступают паутине.

Если такой червь покажет отсутствие генетических заболеваний на протяжении поколений, и если учёным удастся уверить общественность, что генно-модифицированные насекомые не нанесут непоправимого ущерба экосистеме, то такой «паучий» шёлк позволит создавать очень лёгкие и прочные ткани, которыми в первую очередь заинтересуется оборонная промышленность.

Однако по-настоящему учёных взбудоражило только получение силицина.

Силицен — это кремниевый аналог графена.

Так же, как и графен, силицен представляет из себя сетку из шестиугольных ячеек толщиной в один атом, только вместо атомов углерода — атомы кремния. Теоретически существование силицена было предсказано давно, однако только весной 2012 года физики смогли получить настоящий силицен, распылив кремнивый пар на серебрянный субстрат. Впрочем, его пока невозможно использовать, это послужило лишь доказательством того, что его можно получить. Как минимум четыре группы ученых сейчас изучают возможности «вырастить» силицен на непроводящей поверхности.

Силицен может стать альтернативой графену для создания электроники. Он обладает похожими свойствами по проводимости, однако, в отличие от графена, у него достаточно широкая для использования в полупроводниках запрещённая зона. К тому же современные платы основаны на кремнии — это обеспечит лучшую совместимость. Если удастся наладить производство силицена, то, возможно, откроются немало уникальных свойств этого материала, как сейчас происходит с графеном.

В то время как основанные на кремнии полупроводники постепенно подходят к пределам своих возможностей, разработки нано-материалов могут стать ключевым звеном в следующей технической революции. Вычислительные и производственные технологии развиваются быстрее, чем появляются новые материалы с новыми свойствами, которые могли бы воплотить текущий потенциал науки. Сейчас наблюдается тенденция концентрации на долговременных инновациях, которые обеспечивают не экстенсивное, а интенсивное развитие технологий — но понадобится еще как минимум пять-десять лет, прежде чем действительно новые материалы — будь то нано-материалы или природные структуры.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

15:57 Юрист Трампа опроверг получение украинского плана по отмене санкций против РФ
15:51 В Сирии при подрыве фугаса погибли четверо российских военных
15:24 Минюст разъяснил закон об изъятии единственного жилья должников
15:04 В «Единой России» отказались считать ДНР государством
14:51 Россия на месяц заняла первое место в мире по нефтедобыче
14:35 Путин отказался встречаться с Лукашенко в Сочи
14:25 «Прожекторперисхилтон» вернется на «Первый» после пятилетнего перерыва
14:15 Лавров напомнил о прослушке российского посла спецслужбами США
14:10 Кремль отказался считать признание паспортов ЛНР и ДНР нарушением международного права
13:55 В Кремле назвали попытку госпереворота «внутренним событием Черногории»
13:35 Песков назвал абсурдной идею об аренде Крыма
13:34 Неядерные силы РФ к 2021 году станут приоритетными в вопросах сдерживания
13:21 МИД прокомментировал обвинения России в попытке переворота в Черногории
13:05 В «Единой России» изучат получение Кобзоном паспорта ДНР
13:04 Билл Гейтс призвал обложить роботов налогами и затормозить автоматизацию
12:41 Актер Борис Романов попал в больницу в Москве
12:34 Трамп разрешит въезд в страну обладателям грин-карт
12:30 «Пересвет» вновь отключили от платежной системы ЦБ
12:11 Посольство КНДР в Малайзии отреклось от убитого брата Ким Чен Ына
11:56 Глава Пентагона открестился от претензий Трампа на иракскую нефть
11:39 Управление МВД по охране режимных объектов проверят по делу «Шалтая-Болтая»
11:38 Банк Ковальчука помог в возврате денег Первого и ВГТРК из «БФГ-Кредита»
11:28 Рисунок собаки признан работой Рембрандта
11:18 Резиденты «Сколково» покажут свои разработки на Всемирном мобильном конгрессе
11:11 В Кремле прокомментировали план по аренде Крыма и снятию санкций
11:08 Блогер Соколовский подал в ЕСПЧ жалобу на незаконный арест
10:52 В Таиланде россиянку задержали за кормление рыб
10:48 Прокуратура Черногории обвинила власти РФ в причастности к попытке госпереворота
10:35 США и Россия остались крупнейшими экспортерами оружия
10:18 Более половины опрошенных россиян высказались за призыв в армию
10:05 Русская тля образует гибриды с американскими сородичами
10:05 Украинский депутат раскрыл детали плана по снятию санкций с РФ
09:54 В «Гражданских самолетах Сухого» может смениться руководство
09:40 Дмитрий Киселев раскритиковал НОД и Милонова
09:37 В Госдуме разработали закон о черных списках авиадебоширов
09:24 Донбасс стал крупнейшим рынком сбыта российского мяса и пива
09:18 Связанная с Кобзоном фирма построит музинститут в Москве
08:42 Представители КНДР решили встретиться с бывшими чиновниками США
08:20 СМИ сообщили об отставке замглавы МЭР Ведева
08:08 СМИ сообщили о передаче экс-советнику Трампа плана снятия санкций с РФ
19.02 20:54 Белый дом опроверг связь предвыборного штаба Трампа с разведкой РФ
19.02 20:31 Появилось видео испытаний военной техники РФ в Арктике
19.02 20:12 В Саудовской Аравии провели Comic Con
19.02 19:42 Мэр Лондона предложил отказать Трампу в визите
19.02 19:17 Иран заявил о желании создать с РФ союз на Ближнем Востоке
19.02 18:44 Рогозин пригрозил разорвать оборону США новыми ракетами РФ
19.02 18:20 SpaceX отправила корабль Dragon к МКС
19.02 18:01 Американский сенатор предрек РФ удар «по заднице» от конгресса США
19.02 17:47 СМИ сообщили об аресте крупнейшей в мире яхты Мельниченко
19.02 17:34 Турция заявила о разногласиях с РФ по вопросу Крыма
Apple Boeing Facebook Google IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов Бразилия ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение права человека правительство Право правозащитное движение «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство УЕФА Украина Условия труда ФАС Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие хоккей хулиганство Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.