6 изобретений, которые могли бы спасти вашу жизнь

6 изобретений, которые могли бы спасти вашу жизнь

Издание Inhabitat обычно рассказывает о технологиях, которые, как им кажется, могут спасти мир. Однако многие ученые, инженеры, компьютерные гении и конструкторы по всему миру занимаются не только глобальными вопросами спасения планеты, но и более приземленными, то есть, иначе говоря, стараются сделать нас здоровее, а нашу жизнь проще. Вот шесть разработок, у которых по мнению Inhabitat есть шансы когда-нибудь спасти нам жизнь.

1. Шприц, останавливающий кровотечение

Если кто-то получает пулевое ранение, быстрое и эффективное оказание медицинской помощи становится вопросом жизни и смерти. Шприц XStat способен остановить кровотечение из артерии за каких-нибудь 15 секунд. Губки, которые вводятся в рану, быстро расширяются и останавливают кровь.

Этот шприц разработала компания Revmedx совместно с медиками Сил специального назначения США. Применение технологии планируют расширить и на другие виды ран.

Начиналась разработка шприца для военных целей. На поле боя сложности вызывали ранения в области, в которых рану нельзя пережать, например, крестца и подмышек. Для остановки кровотечения в этих областях не было специальных средств, и Revmedxвзялись за решение проблемы. Технология основана на использовании маленьких губок, которые вводятся в рану при помощи аппликатора диаметром 30 или 120 мм, похожего на шприц. Эти губки при контакте с кровью расширяются, останавливают кровотечение в течение 20 секунд и прижимают раны. На каждой губке есть метка, различимая при рентгеновских лучах. Эту же технологию планируют использовать для применения при других видах ран.

Действия XStat хватает примерно на 4 часа, что дает достаточно времени для перевозки пострадавшего и подготовки к операции. УXStat есть свои недостатки: его нельзя применять в области грудной клетки, брюшной полости, ключиц и др.


Источник

Диабет — заболевание, которым страдает каждый девятнадцатый человек на планете. Поэтому разработчики разного рода новшеств не могут обойти стороной эту проблему. Больным приходится постоянно следить за уровнем сахара в крови, что подразумевает малоприятные процедуры, которые приходится регулярно проводить. Вот парочка многообещающих разработок, направленных на то, чтобы облегчить этот процесс.

2. Линзы от Google следят за здоровьем

Google разрабатывает контактные линзы, которые отслеживают уровень глюкозы в крови. В будущем планируется научить их предупреждать своего обладателя, когда уровень сахара поднимается или опускается за допустимый предел.

В линзу встроен миниатюрный сенсор и крошечный беспроводной чип, которые реагируют на изменение уровня сахара в крови.
Уровень сахара можно определять по слезам, на что и обратили внимание в Google. Встроенные сенсоры и чипы располагаются между двумя слоями самой линзы. Светодиодные индикаторы, также встроенные в линзу, будут мигать, когда уровень сахара достигнет опасной отметки. Прототип линзы, об активной разработке которого сообщалось еще в январе 2014 года, должен был фиксировать уровень сахара в крови раз в секунду.

Помимо самой линзы была запланирована разработка приложения, которое будет одновременно сообщать уровень сахара и диабетику, носящему линзы, и его врачу.


Источник

3. Татуировки с наночастицами

Людям с диабетом приходится регулярно прокалывать себе пальцы, что неудобно, неприятно, да и метод не очень точный. В MITнашли альтернативу: за уровнем глюкозы может следить татуировка. Специально разработанными чернилами можно нанести татуировку, а браслет сообщит о неприятностях.

MIT занимается разработкой устройства, которое можно было бы просто носить на себе. Его действие основано на использовании углеродных нанотрубок, которые не разрушаются под действием дневного света, обернутых в полимер, чувствительный к колебаниям сахара. При взаимодействии с глюкозой сенсор будет светиться, что можно зафиксировать при излучении волн ближнего инфракрасного диапазона. Нанотрубки должны входить в состав чернил, а инфракрасное излучение, направленное на татуировку, обеспечит браслет, похожий на наручные часы. Татуировка потребует обновления примерно раз в полгода. И, конечно, требуются тщательные проверки правильности работы этого устройства, так что разработка может занять долгие годы.
Источник

4. Дроны скорой помощи

Медицинский дрон может прилететь на помощь за одну минуту и тем самым спасти чью-то жизнь. С собой он может переносить аптечку, дефибрилятор или приспособление для сердечно-легочной реанимации, а также оборудован камерой, которая позволяет медицинским сотрудникам руководить действиями очевидцев.

Дрон избавлен от неприятностей, которые могут подстерегать по дороге к пострадавшему машину скорой помощи. Радиус его перемещений составляет 12 км². Автор проекта, Алек Момонт, надеется значительно уменьшить количество смертей, наступающих из-за того, что скорая помощь не успевает к пациенту. Грузоподъемность дрона составляет около четырех килограммов, что позволяет доставить на место происшествия необходимый медицинский аппарат. Люди смогут как обычно звонить в скорую, а через минуту к ним прилетит дрон не только с аптечкой, но и с камерой, которая позволяет оператору наблюдать за ситуацией и говорить оказавшимся по близости людям, как помочь пострадавшему в ожидании скорой.

Источник

5. Кардиостимулятор нового поколения

Нынешние кардиостимуляторы далеки от совершенства, но новая технология, разработанная Urbana-Champaign в Иллинойсе может изменить будущее устройств, спасающих жизни. Команда разработчиков создала тонкую мембрану, пронизанную сенсорами и электродами. Этот кардиостимулятор будет подходить по размеру каждому конкретному сердцу и поддерживать его работу.

После этапов, на которых использовалась визуализация с высоким разрешением и компьютерное моделирование, на 3D-принтере была создана модель сердца, на которой мембрана была впервые испробована. Затем были проведены тесты на сердце кролика.
По словам разработчиков, кардиостимулятор похож на околосердечную сумку и плотно облегает сердце. Он сможет постоянно следить за электрической активностью сердца, а при необходимости, применяя электрический импульс к нужному участку сердца, останавливать аритмию и предотвращать сердечные приступы.

Разработчики говорят, что работа над кардиостимулятором может быть закончена через 10 — 15 лет.


Источник

6. Organovo и 3D-органы

Ежедневно 79 людям пересаживают какой-нибудь орган, и ежедневно же 18 человек умирают, так и не дождавшись своего донора. Компания Organovo, базирующаяся в Сан Диего, чтобы улучшить эту ситуацию, старается разрабатывать технологию 3D-печати, создавая человеческие органы. На нынешний момент компании удалось распечатать маленькую почку, которая как минимум может послужить гуманистическим идеалам и прекратить исследование лекарств на животных.

Печатаемые Organovo ткани стали широко доступны и получили признание ученых и исследователей. Целью компании является ускорение и удешевление процесса исследований медикаментов. Отпечатанные на 3D-принтере ткани позволяют непосредственно наблюдать, как и насколько эффективно и безопасно проходит лечение тем или иным препаратом, и, конечно же, эти ткани позволяют избежать обсуждения вопроса о том, насколько этичны опыты в этой области над животными. 

Почка, созданная компанией, “прожила” 40 дней. Несложно догадаться, что компания надеется в дальнейшем в том числе создавать органы для пересадки.



Источник    

17.01.2015 в 12:09

http://geektimes.ru/company/vertdider/blog/244396/

http://geektimes.ru/

6 изобретений, которые могли бы спасти вашу жизнь

Издание Inhabitat обычно рассказывает о технологиях, которые, как им кажется, могут спасти мир. Однако многие ученые, инженеры, компьютерные гении и конструкторы по всему миру занимаются не только глобальными вопросами спасения планеты, но и более приземленными, то есть, иначе говоря, стараются сделать нас здоровее, а нашу жизнь проще. Вот шесть разработок, у которых по мнению Inhabitat есть шансы когда-нибудь спасти нам жизнь.

1. Шприц, останавливающий кровотечение

Если кто-то получает пулевое ранение, быстрое и эффективное оказание медицинской помощи становится вопросом жизни и смерти. Шприц XStat способен остановить кровотечение из артерии за каких-нибудь 15 секунд. Губки, которые вводятся в рану, быстро расширяются и останавливают кровь.

Этот шприц разработала компания Revmedx совместно с медиками Сил специального назначения США. Применение технологии планируют расширить и на другие виды ран.

Начиналась разработка шприца для военных целей. На поле боя сложности вызывали ранения в области, в которых рану нельзя пережать, например, крестца и подмышек. Для остановки кровотечения в этих областях не было специальных средств, и Revmedxвзялись за решение проблемы. Технология основана на использовании маленьких губок, которые вводятся в рану при помощи аппликатора диаметром 30 или 120 мм, похожего на шприц. Эти губки при контакте с кровью расширяются, останавливают кровотечение в течение 20 секунд и прижимают раны. На каждой губке есть метка, различимая при рентгеновских лучах. Эту же технологию планируют использовать для применения при других видах ран.

Действия XStat хватает примерно на 4 часа, что дает достаточно времени для перевозки пострадавшего и подготовки к операции. УXStat есть свои недостатки: его нельзя применять в области грудной клетки, брюшной полости, ключиц и др.


Источник

Диабет — заболевание, которым страдает каждый девятнадцатый человек на планете. Поэтому разработчики разного рода новшеств не могут обойти стороной эту проблему. Больным приходится постоянно следить за уровнем сахара в крови, что подразумевает малоприятные процедуры, которые приходится регулярно проводить. Вот парочка многообещающих разработок, направленных на то, чтобы облегчить этот процесс.

2. Линзы от Google следят за здоровьем

Google разрабатывает контактные линзы, которые отслеживают уровень глюкозы в крови. В будущем планируется научить их предупреждать своего обладателя, когда уровень сахара поднимается или опускается за допустимый предел.

В линзу встроен миниатюрный сенсор и крошечный беспроводной чип, которые реагируют на изменение уровня сахара в крови.
Уровень сахара можно определять по слезам, на что и обратили внимание в Google. Встроенные сенсоры и чипы располагаются между двумя слоями самой линзы. Светодиодные индикаторы, также встроенные в линзу, будут мигать, когда уровень сахара достигнет опасной отметки. Прототип линзы, об активной разработке которого сообщалось еще в январе 2014 года, должен был фиксировать уровень сахара в крови раз в секунду.

Помимо самой линзы была запланирована разработка приложения, которое будет одновременно сообщать уровень сахара и диабетику, носящему линзы, и его врачу.


Источник

3. Татуировки с наночастицами

Людям с диабетом приходится регулярно прокалывать себе пальцы, что неудобно, неприятно, да и метод не очень точный. В MITнашли альтернативу: за уровнем глюкозы может следить татуировка. Специально разработанными чернилами можно нанести татуировку, а браслет сообщит о неприятностях.

MIT занимается разработкой устройства, которое можно было бы просто носить на себе. Его действие основано на использовании углеродных нанотрубок, которые не разрушаются под действием дневного света, обернутых в полимер, чувствительный к колебаниям сахара. При взаимодействии с глюкозой сенсор будет светиться, что можно зафиксировать при излучении волн ближнего инфракрасного диапазона. Нанотрубки должны входить в состав чернил, а инфракрасное излучение, направленное на татуировку, обеспечит браслет, похожий на наручные часы. Татуировка потребует обновления примерно раз в полгода. И, конечно, требуются тщательные проверки правильности работы этого устройства, так что разработка может занять долгие годы.
Источник

4. Дроны скорой помощи

Медицинский дрон может прилететь на помощь за одну минуту и тем самым спасти чью-то жизнь. С собой он может переносить аптечку, дефибрилятор или приспособление для сердечно-легочной реанимации, а также оборудован камерой, которая позволяет медицинским сотрудникам руководить действиями очевидцев.

Дрон избавлен от неприятностей, которые могут подстерегать по дороге к пострадавшему машину скорой помощи. Радиус его перемещений составляет 12 км². Автор проекта, Алек Момонт, надеется значительно уменьшить количество смертей, наступающих из-за того, что скорая помощь не успевает к пациенту. Грузоподъемность дрона составляет около четырех килограммов, что позволяет доставить на место происшествия необходимый медицинский аппарат. Люди смогут как обычно звонить в скорую, а через минуту к ним прилетит дрон не только с аптечкой, но и с камерой, которая позволяет оператору наблюдать за ситуацией и говорить оказавшимся по близости людям, как помочь пострадавшему в ожидании скорой.

Источник

5. Кардиостимулятор нового поколения

Нынешние кардиостимуляторы далеки от совершенства, но новая технология, разработанная Urbana-Champaign в Иллинойсе может изменить будущее устройств, спасающих жизни. Команда разработчиков создала тонкую мембрану, пронизанную сенсорами и электродами. Этот кардиостимулятор будет подходить по размеру каждому конкретному сердцу и поддерживать его работу.

После этапов, на которых использовалась визуализация с высоким разрешением и компьютерное моделирование, на 3D-принтере была создана модель сердца, на которой мембрана была впервые испробована. Затем были проведены тесты на сердце кролика.
По словам разработчиков, кардиостимулятор похож на околосердечную сумку и плотно облегает сердце. Он сможет постоянно следить за электрической активностью сердца, а при необходимости, применяя электрический импульс к нужному участку сердца, останавливать аритмию и предотвращать сердечные приступы.

Разработчики говорят, что работа над кардиостимулятором может быть закончена через 10 — 15 лет.


Источник

6. Organovo и 3D-органы

Ежедневно 79 людям пересаживают какой-нибудь орган, и ежедневно же 18 человек умирают, так и не дождавшись своего донора. Компания Organovo, базирующаяся в Сан Диего, чтобы улучшить эту ситуацию, старается разрабатывать технологию 3D-печати, создавая человеческие органы. На нынешний момент компании удалось распечатать маленькую почку, которая как минимум может послужить гуманистическим идеалам и прекратить исследование лекарств на животных.

Печатаемые Organovo ткани стали широко доступны и получили признание ученых и исследователей. Целью компании является ускорение и удешевление процесса исследований медикаментов. Отпечатанные на 3D-принтере ткани позволяют непосредственно наблюдать, как и насколько эффективно и безопасно проходит лечение тем или иным препаратом, и, конечно же, эти ткани позволяют избежать обсуждения вопроса о том, насколько этичны опыты в этой области над животными. 

Почка, созданная компанией, “прожила” 40 дней. Несложно догадаться, что компания надеется в дальнейшем в том числе создавать органы для пересадки.



Источник    

17.01.2015 в 12:09

http://geektimes.ru/company/vertdider/blog/244396/

http://geektimes.ru/

Читать далее »

В Томске создали суперпрочные пластины для бронежилетов и машин.

Сибирские учёные разработали и запатентовали технологию получения пластин из наноструктурной керамики для бронетранспорта и бронежилетов, в том числе для автомобиля повышенной прочности «Тайфун», передаёт РИА Новости со ссылкой на сообщение директора наноцентра Томского политехнического университета Олега Хасанова.

По его словам, «ученые ТПУ разработали и запатентовали инновационную технологию получения композиционной нанокерамики, на основе которой организовано промышленное производство керамических бронепластин на Новосибирском электровакуумном заводе (ОАО "НЭВЗ-Союз")».

«Продукция предназначена для армии и силовиков. Бронеплитки для техники – из оксида алюминия. Такие плитки относительно тяжелые. Для бронежилетов применяются плитки из карбида бора, они в два раза легче. В конечные изделия плитки упаковывает партнёр проекта – московский НИИ Стали», – рассказал директор. Он добавил, что серия «Тайфунов», укреплённых новой плиткой пойдёт с 2015 г.

Хасанов отметил, что производимая по томской технологии бронеплитка обладает в сравнении с аналогами более высокой стойкостью к ударам с близкого расстояния. «Бронежилеты выдерживают удар пуль с близкого расстояния, "Тайфуны" – бронебойные пули», – сказал руководитель центра.

Учёный сообщил также, что изделие прошло успешные испытания «в составе нового бронеавтомобиля повышенной прочности "Тайфун"». Тестирование подтвердило все требования к стойкости в соответствии с международными и российскими стандартами. «То есть мы повысили качество таких изделий до уровня международных стандартов», – пояснил он.

По словам Хасанова, «в проект было вложено 129 миллионов рублей по линии Минобрнауки РФ, и столько же средств инвестировал холдинг "НЭВЗ-Союз"». Предполагается, что проект окупится к 2018 г.

• 19.09.2014, 18:55

http://topwar.ru/

Сибирские учёные разработали и запатентовали технологию получения пластин из наноструктурной керамики для бронетранспорта и бронежилетов, в том числе для автомобиля повышенной прочности «Тайфун», передаёт РИА Новости со ссылкой на сообщение директора наноцентра Томского политехнического университета Олега Хасанова.

По его словам, «ученые ТПУ разработали и запатентовали инновационную технологию получения композиционной нанокерамики, на основе которой организовано промышленное производство керамических бронепластин на Новосибирском электровакуумном заводе (ОАО "НЭВЗ-Союз")».

«Продукция предназначена для армии и силовиков. Бронеплитки для техники – из оксида алюминия. Такие плитки относительно тяжелые. Для бронежилетов применяются плитки из карбида бора, они в два раза легче. В конечные изделия плитки упаковывает партнёр проекта – московский НИИ Стали», – рассказал директор. Он добавил, что серия «Тайфунов», укреплённых новой плиткой пойдёт с 2015 г.

Хасанов отметил, что производимая по томской технологии бронеплитка обладает в сравнении с аналогами более высокой стойкостью к ударам с близкого расстояния. «Бронежилеты выдерживают удар пуль с близкого расстояния, "Тайфуны" – бронебойные пули», – сказал руководитель центра.

Учёный сообщил также, что изделие прошло успешные испытания «в составе нового бронеавтомобиля повышенной прочности "Тайфун"». Тестирование подтвердило все требования к стойкости в соответствии с международными и российскими стандартами. «То есть мы повысили качество таких изделий до уровня международных стандартов», – пояснил он.

По словам Хасанова, «в проект было вложено 129 миллионов рублей по линии Минобрнауки РФ, и столько же средств инвестировал холдинг "НЭВЗ-Союз"». Предполагается, что проект окупится к 2018 г.

• 19.09.2014, 18:55

http://topwar.ru/

Читать далее »

Испанские учёные совместно с Corning разработали стекло с антибликовыми и гидрофобными свойствами

Учёные из института фотоники в Испании, при участии компании Corning — производителя сверхпрочного стекла для экранов смартфонов Gorilla Glass — разработали технологию, которая способна значительно уменьшить блики и отражения, а так же придать стеклу супергидрофобные свойства.

Принцип создания такого покрытия был позаимствован у природы — учёные давно обратили внимание, что глаз обычной моли обладает выраженными антибликовыми свойствами. Оказалось, что внешняя поверхность глаза насекомого покрыта сетью крошечных выпуклостей размером порядка 200-300 нанометров. Так как длина волны видимого света больше размеров этих неровностей, свет проходит через поверхность глаза так, как будто её показатель преломления меняется плавно — это значительно уменьшает отражения, так как граница сред оказывается как бы размытой.


На графике — профиль неровностей на поверхности стекла, полученный с помощью атомного силового микроскопа. На фото — капля воды на поверхности такого стекла, и трёхмерное изображение нанотекстуры поверхности.

Хотя этот принцип уже используется в некоторых видах антибликовых покрытий (в их названиях обычно встречается словосочетание «moth eye»), испанские исследователи внесли в технологию существенные улучшения. Текстура на поверхности стекла создаётся на двух уровнях — сначала создаются неровности относительно больших линейных размеров — от 1 до 100 микрометров в ширину и 10-500 нанометров в высоту, а затем на поверхности этих довольно пологих «холмов» создаётся «лес» из выпуклостей 10-300 нанометров в ширину и высоту.

«Холмы» создаются путём напыления на стекло капелек полимера с последующим протравливанием, в результате которого между капельками возникают углубления. Для создания «леса» используется более хитрый процесс. Сначала на стекло наносится тончайшее напыление из меди толщиной всего в 4-8 нанометров. Под воздействием высокой (порядка 750 градусов) температуры медь собирается в мельчайшие комочки диаметром в десятки нанометров, равномерно распределённые по стеклу, которое затем снова протравливают. После этого остатки меди удаляют. Такая технология хорошо масштабируется и недорога в производстве.


Схема процесса создания нанорельефа с помощью медного напыления и фотографии комочков меди на поверхности стекла после прогревания до 750 градусов (слева — при толщине слоя меди в 4 нм, справа — 8 нм).

Все наноструктуры делаются непосредственно из стекла, без наложения каких-либо полимерных плёнок, а значит это стекло может быть подвергнуто химической обработке, значительно увеличивающей его прочность. Играет важную роль и геометрическая структура — вершины «холмов» надёжно защищают от механических воздействий «лес» находящийся в «низинах». Двухуровневый рельеф стекла увеличивает и его способность отталкивать воду. Как и в природных супергидрофобных поверхностях, примером которых могут служить листья некоторых растений, микроскопические текстуры создают между каплями воды и поверхностью тонкий слой воздуха, который не даёт воде смачивать поверхность.

Кроме очевидного применения в экранах смартфонов и планшетов такое стекло может оказаться полезным и для производства солнечных панелей. Его гидрофобные свойства позволят фотоэлементам всегда оставаться чистыми — капли дождя, стекающие по ним, будут собирать всю пыль и грязь и при этом скатываться с поверхности, не оставляя никаких следов и разводов.

18.07.2014

http://habrahabr.ru/

Учёные из института фотоники в Испании, при участии компании Corning — производителя сверхпрочного стекла для экранов смартфонов Gorilla Glass — разработали технологию, которая способна значительно уменьшить блики и отражения, а так же придать стеклу супергидрофобные свойства.

Принцип создания такого покрытия был позаимствован у природы — учёные давно обратили внимание, что глаз обычной моли обладает выраженными антибликовыми свойствами. Оказалось, что внешняя поверхность глаза насекомого покрыта сетью крошечных выпуклостей размером порядка 200-300 нанометров. Так как длина волны видимого света больше размеров этих неровностей, свет проходит через поверхность глаза так, как будто её показатель преломления меняется плавно — это значительно уменьшает отражения, так как граница сред оказывается как бы размытой.


На графике — профиль неровностей на поверхности стекла, полученный с помощью атомного силового микроскопа. На фото — капля воды на поверхности такого стекла, и трёхмерное изображение нанотекстуры поверхности.

Хотя этот принцип уже используется в некоторых видах антибликовых покрытий (в их названиях обычно встречается словосочетание «moth eye»), испанские исследователи внесли в технологию существенные улучшения. Текстура на поверхности стекла создаётся на двух уровнях — сначала создаются неровности относительно больших линейных размеров — от 1 до 100 микрометров в ширину и 10-500 нанометров в высоту, а затем на поверхности этих довольно пологих «холмов» создаётся «лес» из выпуклостей 10-300 нанометров в ширину и высоту.

«Холмы» создаются путём напыления на стекло капелек полимера с последующим протравливанием, в результате которого между капельками возникают углубления. Для создания «леса» используется более хитрый процесс. Сначала на стекло наносится тончайшее напыление из меди толщиной всего в 4-8 нанометров. Под воздействием высокой (порядка 750 градусов) температуры медь собирается в мельчайшие комочки диаметром в десятки нанометров, равномерно распределённые по стеклу, которое затем снова протравливают. После этого остатки меди удаляют. Такая технология хорошо масштабируется и недорога в производстве.


Схема процесса создания нанорельефа с помощью медного напыления и фотографии комочков меди на поверхности стекла после прогревания до 750 градусов (слева — при толщине слоя меди в 4 нм, справа — 8 нм).

Все наноструктуры делаются непосредственно из стекла, без наложения каких-либо полимерных плёнок, а значит это стекло может быть подвергнуто химической обработке, значительно увеличивающей его прочность. Играет важную роль и геометрическая структура — вершины «холмов» надёжно защищают от механических воздействий «лес» находящийся в «низинах». Двухуровневый рельеф стекла увеличивает и его способность отталкивать воду. Как и в природных супергидрофобных поверхностях, примером которых могут служить листья некоторых растений, микроскопические текстуры создают между каплями воды и поверхностью тонкий слой воздуха, который не даёт воде смачивать поверхность.

Кроме очевидного применения в экранах смартфонов и планшетов такое стекло может оказаться полезным и для производства солнечных панелей. Его гидрофобные свойства позволят фотоэлементам всегда оставаться чистыми — капли дождя, стекающие по ним, будут собирать всю пыль и грязь и при этом скатываться с поверхности, не оставляя никаких следов и разводов.

18.07.2014

http://habrahabr.ru/

Читать далее »

Новый наноматериал: вода отскакивает от него, как попрыгунчик

Группа ученых из Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке выпустила видео, в котором они демонстрируют свое последнее изобретение - сверх-водоотталкивающий материал.
Новый материал имеет поверхность, сделанную из особых наномерных структур.
Ученые уже давно работают над воотталкивающими материалами для создания каркасов для кораблей, автомобильных деталей и медицинских инструментов.
Подобные покрытия, которые специалисты называют сверх-гидрофобными, защищают технику ото льда, водорослей и других нежелательных вещей.

Нано покрытие

В данном случае, трое ученых изобрели и протестировали две разные структуры наномерных покрытий шириной в 20 нанометров: покрытие из цилиндрических колонн, и слой, содержащий тонкие, остроконечные конусы.


Он обнаружили, что вода все же немного остается на верхушках цилиндров, а конусы заставляли капли воды "подпрыгивать" и скатываться с поверхности, даже при сильном напоре.
Теперь ученые собираются создать подобную наноструктуру на поверхности пластика и стекла.
С помощью лабораторного синхротрона (тип резонансных циклических ускорителей), они также будут изучать то, как разные поверхности взаимодействуют с водой.
Работа ученыхбыла описана в журнале Advanced Materials.

Другие интересные нано технологии

Нано телефон

За последние несколько лет компания Nokia успела проделать огромную работу, чтобы улучшить свои продукты, а также разработать нано телефон под названием "Morph".
Аппарат представляет собой концепт, разработанный Nokia Research Center и учеными из Кембриджского Университета (University of Cambridge). Впервый телефон был продемонстрирован в 2008 году на выставке "Design and the Elastic Mind", которая прошла в музее современного искусства (The Museum of Modern Art) в Нью-Йорке.


Своим творением компания решила показать, что в будущем пользователи смогут сами выбирать размер своего смартфона, изгибать его и т.д. Также, новые технологии позволять массово создавать телефоны с прозрачным экраном и самоочищающимся покрытием - все это уже есть в телефоне Morph.

Нано компьютеры

В сфере компьютеров никто не стоит на месте, более того компьютерные технологии развиваются с невероятной скоростью. До 2010 года многие даже не знали об iPad, а сегодня каждый второй владеет им.
Команда ученых и инженеров из Мичиганского универститета (США) во главе с Прабалом Датта (Prabal Dutta) в данный момент разрабатывают микро компьютер, который будет иметь размер снежинки, а точнее 1 кубический миллиметр.


По словам создателей компьютера нового поколения, который, кстати, будет называться Michigan Micro Motes (Мичиганские микро пылинки), аппарат может в будущем быть использован для встраивания в стены домов.
Это позволит, например, проверять состояние окружающей среды, включая температуру, уровень солнечного света и содержание диоксида углерода в воздухе.
Вдобавок, такие нано компьютеры могут использовать датчики движения и сенсоры, способные отслеживать уровень вибраций больших строений, например мостов или небоскребов.
Чтобы черпать энергию из окружающей среды, компьютеры будут иметь мини солнечные батареи или термоэлектрогенераторы, которые могут трансформировать тепло в электроэнергию.
http://www.infoniac.ru/news/Novyi-nanomaterial-voda-otskakiv...

igor m

http://science.mirtesen.ru/ 

Группа ученых из Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке выпустила видео, в котором они демонстрируют свое последнее изобретение - сверх-водоотталкивающий материал.
Новый материал имеет поверхность, сделанную из особых наномерных структур.
Ученые уже давно работают над воотталкивающими материалами для создания каркасов для кораблей, автомобильных деталей и медицинских инструментов.
Подобные покрытия, которые специалисты называют сверх-гидрофобными, защищают технику ото льда, водорослей и других нежелательных вещей.

Нано покрытие

В данном случае, трое ученых изобрели и протестировали две разные структуры наномерных покрытий шириной в 20 нанометров: покрытие из цилиндрических колонн, и слой, содержащий тонкие, остроконечные конусы.


Он обнаружили, что вода все же немного остается на верхушках цилиндров, а конусы заставляли капли воды "подпрыгивать" и скатываться с поверхности, даже при сильном напоре.
Теперь ученые собираются создать подобную наноструктуру на поверхности пластика и стекла.
С помощью лабораторного синхротрона (тип резонансных циклических ускорителей), они также будут изучать то, как разные поверхности взаимодействуют с водой.
Работа ученыхбыла описана в журнале Advanced Materials.

Другие интересные нано технологии

Нано телефон

За последние несколько лет компания Nokia успела проделать огромную работу, чтобы улучшить свои продукты, а также разработать нано телефон под названием "Morph".
Аппарат представляет собой концепт, разработанный Nokia Research Center и учеными из Кембриджского Университета (University of Cambridge). Впервый телефон был продемонстрирован в 2008 году на выставке "Design and the Elastic Mind", которая прошла в музее современного искусства (The Museum of Modern Art) в Нью-Йорке.


Своим творением компания решила показать, что в будущем пользователи смогут сами выбирать размер своего смартфона, изгибать его и т.д. Также, новые технологии позволять массово создавать телефоны с прозрачным экраном и самоочищающимся покрытием - все это уже есть в телефоне Morph.

Нано компьютеры

В сфере компьютеров никто не стоит на месте, более того компьютерные технологии развиваются с невероятной скоростью. До 2010 года многие даже не знали об iPad, а сегодня каждый второй владеет им.
Команда ученых и инженеров из Мичиганского универститета (США) во главе с Прабалом Датта (Prabal Dutta) в данный момент разрабатывают микро компьютер, который будет иметь размер снежинки, а точнее 1 кубический миллиметр.


По словам создателей компьютера нового поколения, который, кстати, будет называться Michigan Micro Motes (Мичиганские микро пылинки), аппарат может в будущем быть использован для встраивания в стены домов.
Это позволит, например, проверять состояние окружающей среды, включая температуру, уровень солнечного света и содержание диоксида углерода в воздухе.
Вдобавок, такие нано компьютеры могут использовать датчики движения и сенсоры, способные отслеживать уровень вибраций больших строений, например мостов или небоскребов.
Чтобы черпать энергию из окружающей среды, компьютеры будут иметь мини солнечные батареи или термоэлектрогенераторы, которые могут трансформировать тепло в электроэнергию.
http://www.infoniac.ru/news/Novyi-nanomaterial-voda-otskakiv...

igor m

http://science.mirtesen.ru/ 

Читать далее »

10 материалов, которые поменяют мир

Путь в будущее устлан нанотрубками и аэрогелем 

Чтобы совершить революцию, мало знать ответ на вопрос «как?», есть еще и вопрос «из чего?». К технологическим революциям это относится в первую очередь. Без появления принципиально новых материалов не было бы ни компьютеров, ни мобильной связи, ни солнечных батарей. Мы выбрали десять материалов, которые должны обеспечить радикальные перемены в ближайшие десятилетия

Алексей Тимошенко 

1 Углеродные нанотрубки: разорвать невозможно

Что это Трубка, собранная из атомов углерода. Длина трубки теоретически ничем не ограничена, хотя на практике вырастить их длиннее 20 сантиметров пока никому не удалось. Но и это очень много по сравнению с масштабом атома (10^-10 м).
Что из них можно делать Если верить футурологам, нанотрубки — это наше все. К примеру, они очень-очень-очень прочные. Вся трубка, по сути, является одной молекулой, и разорвать ее крайне сложно. Расчеты показывают, что нить из многослойных нанотрубок толщиной в миллиметр могла бы удержать груз до 15 тонн. Обещают, что когда-нибудь они позволят построить лифт в космос (этот образ уже увековечен в «Смешариках»), а уж про банальные тросы для земных нужд и говорить нечего.
Прочность — это еще не все. Например, теплопроводность нанотрубок вдоль оси почти в десять раз выше, чем у меди. Но при этом в поперечном направлении они задерживают тепло примерно так же, как кирпич или бетон. Еще из этих трубок можно делать аккумуляторы, фильтры для воды, иглы для внутриклеточных инъекций, емкости для хранения водорода и так далее. Если бы будущее имело герб, его стоило бы украсить венками из нанотрубок.
А что сейчас Пока нанотрубки проще найти в лабораториях, чем в коммерческих продуктах. Однако уже появились композитные материалы с их использованием, и, по заявлениям производителей, они прочнее обычных на несколько десятков процентов. Из таких материалов производят детали для спортивных велосипедов и корпуса яхт.

2 Графен: нобелевский углерод

Что это Самое главное, что мы знаем о графене: за его открытие дали Нобелевскую премию, дали ее русским ученым Гейму и Новоселову, эти русские ученые живут в Великобритании и не хотят переезжать в наше Сколково.
По сути, графен — это плоский лист из атомов углерода, первый из открытых двумерных кристаллов, возможность существования которых долгое время вызывала сомнения. Такие кристаллы не могут вырасти из расплава: их скрутит и разорвет тепловыми колебаниями. Но зато плоский лист графена вполне реально оторвать от графита. Причем обыкновенным скотчем, как это сделали нобелевские лауреаты, развлекавшиеся в лаборатории пятничным вечером.
Что можно делать С графеном связывают еще большие надежды, чем с нанотрубками. Великолепные электрические свойства делают его альтернативой кремниевым полупроводникам. Он исключительно прочен на разрыв: теоретически графеновая лента в двести раз прочней стали, так что конструкторам космического лифта будет из чего выбирать. Кроме того, графен обладает прекрасной теплопроводностью и практически прозрачен. Все это открывает путь к созданию гаджетов будущего — например, контактных линз, на которые можно передавать изображение.
Есть и совсем неожиданные разработки. В авторитетнейшем журнале Science был описан такой эксперимент: по одну сторону от графеновой мембраны помещали водку, а далее мембрана пропускала через себя только воду, оставляя с другой стороны крепчающий с каждым часом спирт.
А что сейчас Обещают, что вот-вот на рынке появятся изделия на основе графена. Но пока этот материал используется главным образом в лабораториях.

3 Аэрогель: облегченная материя

Что это Молекулярная губка из диоксида кремния, углерода или иного вещества, очень-очень пористая — микроскопические пустоты могут составлять до 99% ее объема. Плотность аэрогеля — всего несколько килограммов на кубометр, то есть он лишь в 1,5–2 раза тяжелее воздуха и в 300–500 раз легче воды. Несмотря на свою воздушность, аэрогель весьма прочен: небольшой, со спичечный коробок, кусочек выдерживает на себе кирпич.
Что можно делать Это едва ли не лучший материал для теплоизоляции в мире: легкий, достаточно прочный, не поддающийся коррозии и гниению, не горящий в огне и, само собой, не тонущий в воде.
Аэрогель может радикально сократить потери тепла зданиями или, напротив, снизить расходы на кондиционирование воздуха и работу морозильных установок. Легкая и теплая одежда, прозрачные плитки для утепления окон — лишь самые очевидные способы применения подобных материалов.
На основе углеродного аэрогеля можно создавать суперконденсаторы, сочетающие высокую емкость с возможностью выдавать сильный ток при разрядке. А еще аэрогель собираются использовать для адресной доставки лекарств к клеткам и как материал для фильтров.
А что сейчас Аэрогель стоит безумно дорого и потому пока применяется в основном для космических нужд. Речь идет не только о теплоизоляции марсоходов или скафандров — этот материал использовался как ловушка для рассеянных в космическом пространстве пылинок: панели из аэрогеля были установлены на американском аппарате Stardust.
Впрочем, если плитки из аэрогеля не должны быть аккуратными, его стоимость резко падает. Сегодня уже делают куртки с его использованием, причем по вполне доступным ценам (порядка 300 долларов).

4 Сплавы с эффектом памяти: вернуть былую форму

Что это Некоторые металлы демонстрируют странное свойство: их можно изогнуть, и они сохранят эту форму, как и полагается пластичному веществу, но только если их не нагревать. Стоит это сделать, как деталь сама восстанавливает первоначальную конфигурацию. Эффект памяти был обнаружен еще до Второй мировой войны, с тех пор его научились много где применять.
Что можно делать Практически любые предметы, которые должны менять свою форму без вмешательства человека: от втулок до бюстгальтеров, от протезов до автомобилей.
А что сейчас Эти материалы используются во множестве разных изделий, включая самые оригинальные: еще в 1990-х годах был построен первый робот, ноги которого передвигаются именно благодаря эффекту памяти. Сегодня речь идет о том, чтобы сделать эту технологию еще лучше и дешевле.

5 Высокотемпературные сверхпроводники: не терять электричество

Что это При температурах близких к абсолютному нулю некоторые металлы становятся сверхпроводниками, то есть электричество проходит через них безо всякого сопротивления. В последние десятилетия ученым удалось создать материалы, которые становятся сверхпроводниками при высоких температурах. «Высокие» — понятие относительное и означает в данном случае «выше температуры жидкого азота –186 ºС». Но и это уже прогресс.
Что можно делать «…Разработки с применением эффекта сверхпроводимости, особо актуального для наших протяженных территорий. Мы продолжаем терять гигантские объемы энергии при передаче ее по территории страны, гигантские объемы» — так сказал Дмитрий Медведев, обращаясь к Федеральному Собранию в 2009 году. Более прагматичные ученые тут же начали писать заявки на дополнительное финансирование, менее прагматичные — просто ерничать, представляя, как линии электропередачи заливаются жидким азотом для достижения эффекта сверхпроводимости.
Но чисто теоретически такое вполне осуществимо (только должно пройти немало президентских сроков). Можно представить себе сверхпроводящие ЛЭП, которые доставляют потребителю электроэнергию без потерь на обогрев атмосферы. При этом вместо нагромождения проводов можно использовать тонюсенькую сверхпроводящую проволоку, погруженную в охлаждающее вещество. Для этого хватит небольшой трубы и не нужна будет полоса отчуждения в сотню метров шириной.
Это далеко не единственная и, возможно, даже не главная область применения сверхпроводников. Они позволяют строить мощные электромагниты, которые нужны в томографах и для манипуляций с плазмой в термоядерных реакторах. Если сверхпроводники окажутся еще и не слишком дорогими, их можно будет использовать в экспрессах на магнитной подвеске.
А что сейчас Рекорд пока составляет –163 ºС, исследования продвигаются медленно, полноценной теории нет до сих пор. Это одна из особенностей физики: наука знает, что происходило через секунду после Большого взрыва, но при этом не способна предсказать все свойства обычного материала. Более того, никто не знает и того, возможны ли в принципе сверхпроводники, работающие при комнатной температуре.

6 Стекло с добавками: лазер для всех

Что это Добавление редкоземельных элементов (например, европия) позволяет превратить обычное стекло в активную среду лазера — материал, в котором свет не затухает, а, напротив, усиливается.
Что можно делать Мощные и доступные лазеры, которые можно будет использовать где угодно: хоть при передаче информации, хоть при сварке металла, хоть для термоядерной реакции. Сейчас ученые подбирают все новые добавки, усиливающие нужный эффект.
А что сейчас Стекла с добавками используют при передаче сигналов по оптоволокну. Каждый бит текста с новостного сайта, каждое перемещение героя в онлайн-игре и каждая нота в музыкальном клипе на ютубе — все это преодолело сотни и тысячи километров стеклянных волокон благодаря атомам редкоземельных элементов.
Кстати, в 2010 году одним из лауреатов Государственной премии РФ стал Валентин Гапонцев — физик и самый богатый завкафедрой в России. В начале 1990-х годов Гапонцев разработал и довел до производства лазеры, главный элемент которых представляет оптоволокно с особыми добавками.

7 ДНК-листы: коробочка с белковым замком

Что это ДНК известна прежде всего как носитель наследственной информации. Но нити ДНК можно слеплять друг с другом в плоский лист. И тогда получится новый материал с уникальными свойствами.
Что можно делать Например, из ДНК можно собрать микроскопическую коробочку для доставки лекарств в нужный орган или для охоты за вирусами и раковыми клетками. У этой коробочки будет крышка с замком из молекулы белка, который отпирается, получив нужный химический сигнал.
А что сейчас Уже сформировалось целое направление на стыке материаловедения, нанотехнологий и биологии — ДНК-оригами. Самый свежий пример — разработка Массачусетского технологического института, сотрудники которого собрали «коробку», в которую положили другую знаменитую молекулу, РНК. В такой упаковке она может быть перенесена кровотоком в нужное место без риска быть разрушенной по дороге.

8 Метаматериалы: скроить шапку-невидимку

Что это Есть материалы, для которых не очень важно, из чего они сделаны. Их свойства определяет не химический состав, а структура. Метаматериалы — это двух- или трехмерные решетки сложной формы. Они могут обладать отрицательным коэффициентом преломления, этот эффект предсказал еще в 60-х годах советский физик Виктор Веселаго.
Что можно делать Именно из метаматериалов уже не первый год предлагают делать шапки-невидимки, скрывающие от глаз любой объект: световые волны, подчиняясь внутренней структуре метаматериала, будут огибать его со всех сторон. Британский физик сэр Джон Пендри обещал, что вот-вот появится материал, способный сделать невидимым целый танк.
А что сейчас Прогнозы сбываются чуть медленнее, чем хотелось бы. Полноценная шапка-невидимка пока не сшита, достигнута лишь невидимость в микроволновом диапазоне излучения. Но борьба за невидимость дает свои результаты, иногда самые неожиданные. Например, по аналогии с системой отрицательного преломления света создается комплекс защиты от сейсмических волн. Только вместо отдельных атомов — вкопанные в землю резиновые блоки.

9 Гидрофобные поверхности: украсть идею у лотоса

Что это Заседание президиума Российской академии наук. Серьезные академики, официальная обстановка... И тут трогательное название доклада: «Эффект лотоса». Речь шла о материалах, способных отталкивать воду. «Этот эффект проявляется в том, что при контакте с таким материалом капля воды принимает форму, близкую к шарообразной, и при небольшом наклоне материала по отношению к горизонту капля с поверхности скатывается, захватывая при движении все загрязнения поверхности… Лист лотоса является лишь наиболее изученным и широко упоминаемым объектом. Хотя эффект лотоса в природе наблюдался давно, систематическое исследование этого явления учеными началось не более десяти лет назад, а получать самые разные материалы, обладающие супергидрофобностью, стало возможным лишь в связи с получением наноматериалов и развитием нано- и микротехнологий», — говорилось в докладе члена-корреспондента РАН Людмилы Бойнович.
Что можно делать Очки, бинокли, ветровые стекла, лабораторную посуду, корпуса мобильных телефонов или даже одежду — хорошо иметь ткань, которая и не мокнет, и не пачкается. Более того, на гидрофобных ступеньках не накапливается влага и, следовательно, не образуется наледь. Дворникам и врачам-травматологам зимой работы может поубавиться.
Кстати, российские ученые в деле спасения линий электропередачи больше надеются именно на эффект лотоса, а не на сверхпроводимость: «Очень важное направление применения супергидрофобности в электроэнергетике — борьба с налипанием снега и льда на электрические провода. Хорошо известно из средств массовой информации, что каждые три-четыре года на значительной территории России обледенение проводов вызывает их обрыв, и света и тепла иногда на многие часы лишаются десятки тысяч человек».
А что сейчас В марте 2012 года компания General Electric объявила о том, что создала прототип покрытия, текстура которого на микроуровне повторяет фактуру лепестков лотоса. Такие материалы предназначены для авиации, где борьба с наледью более чем актуальна. О сроках выхода на рынок, впрочем, не сообщается: сначала надо решить ряд проблем, связанных с долговечностью материала.

10 Саморазлагающиеся материалы: как сделать жизнь короткой

Что это Материалы, которые под действием солнечного света или микроорганизмов быстро разлагаются на безвредные компоненты.
Что можно делать Все, что не требует долговечности: пакеты, упаковочную пленку, рекламные плакаты, мешки для мусора, бутылки, то есть все, что годами лежит на наших газонах и плавает в водоемах.
Есть все основания полагать, что лет через десять обычные пакеты в супермаркетах продавать перестанут, на кассе покупателю предложат только пакет, который через несколько недель расползется на мелкие клочья.
А что сейчас Биодеградируемый пластик уже вышел на рынок. Вопрос только в том, как добиться сочетания низкой стоимости, чистоты производства и удобства для потребителя.
  на статью: http://rusrep.ru/article/2012/07/04/materyali

Путь в будущее устлан нанотрубками и аэрогелем 

Чтобы совершить революцию, мало знать ответ на вопрос «как?», есть еще и вопрос «из чего?». К технологическим революциям это относится в первую очередь. Без появления принципиально новых материалов не было бы ни компьютеров, ни мобильной связи, ни солнечных батарей. Мы выбрали десять материалов, которые должны обеспечить радикальные перемены в ближайшие десятилетия

Алексей Тимошенко 

1 Углеродные нанотрубки: разорвать невозможно

Что это Трубка, собранная из атомов углерода. Длина трубки теоретически ничем не ограничена, хотя на практике вырастить их длиннее 20 сантиметров пока никому не удалось. Но и это очень много по сравнению с масштабом атома (10^-10 м).
Что из них можно делать Если верить футурологам, нанотрубки — это наше все. К примеру, они очень-очень-очень прочные. Вся трубка, по сути, является одной молекулой, и разорвать ее крайне сложно. Расчеты показывают, что нить из многослойных нанотрубок толщиной в миллиметр могла бы удержать груз до 15 тонн. Обещают, что когда-нибудь они позволят построить лифт в космос (этот образ уже увековечен в «Смешариках»), а уж про банальные тросы для земных нужд и говорить нечего.
Прочность — это еще не все. Например, теплопроводность нанотрубок вдоль оси почти в десять раз выше, чем у меди. Но при этом в поперечном направлении они задерживают тепло примерно так же, как кирпич или бетон. Еще из этих трубок можно делать аккумуляторы, фильтры для воды, иглы для внутриклеточных инъекций, емкости для хранения водорода и так далее. Если бы будущее имело герб, его стоило бы украсить венками из нанотрубок.
А что сейчас Пока нанотрубки проще найти в лабораториях, чем в коммерческих продуктах. Однако уже появились композитные материалы с их использованием, и, по заявлениям производителей, они прочнее обычных на несколько десятков процентов. Из таких материалов производят детали для спортивных велосипедов и корпуса яхт.

2 Графен: нобелевский углерод

Что это Самое главное, что мы знаем о графене: за его открытие дали Нобелевскую премию, дали ее русским ученым Гейму и Новоселову, эти русские ученые живут в Великобритании и не хотят переезжать в наше Сколково.
По сути, графен — это плоский лист из атомов углерода, первый из открытых двумерных кристаллов, возможность существования которых долгое время вызывала сомнения. Такие кристаллы не могут вырасти из расплава: их скрутит и разорвет тепловыми колебаниями. Но зато плоский лист графена вполне реально оторвать от графита. Причем обыкновенным скотчем, как это сделали нобелевские лауреаты, развлекавшиеся в лаборатории пятничным вечером.
Что можно делать С графеном связывают еще большие надежды, чем с нанотрубками. Великолепные электрические свойства делают его альтернативой кремниевым полупроводникам. Он исключительно прочен на разрыв: теоретически графеновая лента в двести раз прочней стали, так что конструкторам космического лифта будет из чего выбирать. Кроме того, графен обладает прекрасной теплопроводностью и практически прозрачен. Все это открывает путь к созданию гаджетов будущего — например, контактных линз, на которые можно передавать изображение.
Есть и совсем неожиданные разработки. В авторитетнейшем журнале Science был описан такой эксперимент: по одну сторону от графеновой мембраны помещали водку, а далее мембрана пропускала через себя только воду, оставляя с другой стороны крепчающий с каждым часом спирт.
А что сейчас Обещают, что вот-вот на рынке появятся изделия на основе графена. Но пока этот материал используется главным образом в лабораториях.

3 Аэрогель: облегченная материя

Что это Молекулярная губка из диоксида кремния, углерода или иного вещества, очень-очень пористая — микроскопические пустоты могут составлять до 99% ее объема. Плотность аэрогеля — всего несколько килограммов на кубометр, то есть он лишь в 1,5–2 раза тяжелее воздуха и в 300–500 раз легче воды. Несмотря на свою воздушность, аэрогель весьма прочен: небольшой, со спичечный коробок, кусочек выдерживает на себе кирпич.
Что можно делать Это едва ли не лучший материал для теплоизоляции в мире: легкий, достаточно прочный, не поддающийся коррозии и гниению, не горящий в огне и, само собой, не тонущий в воде.
Аэрогель может радикально сократить потери тепла зданиями или, напротив, снизить расходы на кондиционирование воздуха и работу морозильных установок. Легкая и теплая одежда, прозрачные плитки для утепления окон — лишь самые очевидные способы применения подобных материалов.
На основе углеродного аэрогеля можно создавать суперконденсаторы, сочетающие высокую емкость с возможностью выдавать сильный ток при разрядке. А еще аэрогель собираются использовать для адресной доставки лекарств к клеткам и как материал для фильтров.
А что сейчас Аэрогель стоит безумно дорого и потому пока применяется в основном для космических нужд. Речь идет не только о теплоизоляции марсоходов или скафандров — этот материал использовался как ловушка для рассеянных в космическом пространстве пылинок: панели из аэрогеля были установлены на американском аппарате Stardust.
Впрочем, если плитки из аэрогеля не должны быть аккуратными, его стоимость резко падает. Сегодня уже делают куртки с его использованием, причем по вполне доступным ценам (порядка 300 долларов).

4 Сплавы с эффектом памяти: вернуть былую форму

Что это Некоторые металлы демонстрируют странное свойство: их можно изогнуть, и они сохранят эту форму, как и полагается пластичному веществу, но только если их не нагревать. Стоит это сделать, как деталь сама восстанавливает первоначальную конфигурацию. Эффект памяти был обнаружен еще до Второй мировой войны, с тех пор его научились много где применять.
Что можно делать Практически любые предметы, которые должны менять свою форму без вмешательства человека: от втулок до бюстгальтеров, от протезов до автомобилей.
А что сейчас Эти материалы используются во множестве разных изделий, включая самые оригинальные: еще в 1990-х годах был построен первый робот, ноги которого передвигаются именно благодаря эффекту памяти. Сегодня речь идет о том, чтобы сделать эту технологию еще лучше и дешевле.

5 Высокотемпературные сверхпроводники: не терять электричество

Что это При температурах близких к абсолютному нулю некоторые металлы становятся сверхпроводниками, то есть электричество проходит через них безо всякого сопротивления. В последние десятилетия ученым удалось создать материалы, которые становятся сверхпроводниками при высоких температурах. «Высокие» — понятие относительное и означает в данном случае «выше температуры жидкого азота –186 ºС». Но и это уже прогресс.
Что можно делать «…Разработки с применением эффекта сверхпроводимости, особо актуального для наших протяженных территорий. Мы продолжаем терять гигантские объемы энергии при передаче ее по территории страны, гигантские объемы» — так сказал Дмитрий Медведев, обращаясь к Федеральному Собранию в 2009 году. Более прагматичные ученые тут же начали писать заявки на дополнительное финансирование, менее прагматичные — просто ерничать, представляя, как линии электропередачи заливаются жидким азотом для достижения эффекта сверхпроводимости.
Но чисто теоретически такое вполне осуществимо (только должно пройти немало президентских сроков). Можно представить себе сверхпроводящие ЛЭП, которые доставляют потребителю электроэнергию без потерь на обогрев атмосферы. При этом вместо нагромождения проводов можно использовать тонюсенькую сверхпроводящую проволоку, погруженную в охлаждающее вещество. Для этого хватит небольшой трубы и не нужна будет полоса отчуждения в сотню метров шириной.
Это далеко не единственная и, возможно, даже не главная область применения сверхпроводников. Они позволяют строить мощные электромагниты, которые нужны в томографах и для манипуляций с плазмой в термоядерных реакторах. Если сверхпроводники окажутся еще и не слишком дорогими, их можно будет использовать в экспрессах на магнитной подвеске.
А что сейчас Рекорд пока составляет –163 ºС, исследования продвигаются медленно, полноценной теории нет до сих пор. Это одна из особенностей физики: наука знает, что происходило через секунду после Большого взрыва, но при этом не способна предсказать все свойства обычного материала. Более того, никто не знает и того, возможны ли в принципе сверхпроводники, работающие при комнатной температуре.

6 Стекло с добавками: лазер для всех

Что это Добавление редкоземельных элементов (например, европия) позволяет превратить обычное стекло в активную среду лазера — материал, в котором свет не затухает, а, напротив, усиливается.
Что можно делать Мощные и доступные лазеры, которые можно будет использовать где угодно: хоть при передаче информации, хоть при сварке металла, хоть для термоядерной реакции. Сейчас ученые подбирают все новые добавки, усиливающие нужный эффект.
А что сейчас Стекла с добавками используют при передаче сигналов по оптоволокну. Каждый бит текста с новостного сайта, каждое перемещение героя в онлайн-игре и каждая нота в музыкальном клипе на ютубе — все это преодолело сотни и тысячи километров стеклянных волокон благодаря атомам редкоземельных элементов.
Кстати, в 2010 году одним из лауреатов Государственной премии РФ стал Валентин Гапонцев — физик и самый богатый завкафедрой в России. В начале 1990-х годов Гапонцев разработал и довел до производства лазеры, главный элемент которых представляет оптоволокно с особыми добавками.

7 ДНК-листы: коробочка с белковым замком

Что это ДНК известна прежде всего как носитель наследственной информации. Но нити ДНК можно слеплять друг с другом в плоский лист. И тогда получится новый материал с уникальными свойствами.
Что можно делать Например, из ДНК можно собрать микроскопическую коробочку для доставки лекарств в нужный орган или для охоты за вирусами и раковыми клетками. У этой коробочки будет крышка с замком из молекулы белка, который отпирается, получив нужный химический сигнал.
А что сейчас Уже сформировалось целое направление на стыке материаловедения, нанотехнологий и биологии — ДНК-оригами. Самый свежий пример — разработка Массачусетского технологического института, сотрудники которого собрали «коробку», в которую положили другую знаменитую молекулу, РНК. В такой упаковке она может быть перенесена кровотоком в нужное место без риска быть разрушенной по дороге.

8 Метаматериалы: скроить шапку-невидимку

Что это Есть материалы, для которых не очень важно, из чего они сделаны. Их свойства определяет не химический состав, а структура. Метаматериалы — это двух- или трехмерные решетки сложной формы. Они могут обладать отрицательным коэффициентом преломления, этот эффект предсказал еще в 60-х годах советский физик Виктор Веселаго.
Что можно делать Именно из метаматериалов уже не первый год предлагают делать шапки-невидимки, скрывающие от глаз любой объект: световые волны, подчиняясь внутренней структуре метаматериала, будут огибать его со всех сторон. Британский физик сэр Джон Пендри обещал, что вот-вот появится материал, способный сделать невидимым целый танк.
А что сейчас Прогнозы сбываются чуть медленнее, чем хотелось бы. Полноценная шапка-невидимка пока не сшита, достигнута лишь невидимость в микроволновом диапазоне излучения. Но борьба за невидимость дает свои результаты, иногда самые неожиданные. Например, по аналогии с системой отрицательного преломления света создается комплекс защиты от сейсмических волн. Только вместо отдельных атомов — вкопанные в землю резиновые блоки.

9 Гидрофобные поверхности: украсть идею у лотоса

Что это Заседание президиума Российской академии наук. Серьезные академики, официальная обстановка... И тут трогательное название доклада: «Эффект лотоса». Речь шла о материалах, способных отталкивать воду. «Этот эффект проявляется в том, что при контакте с таким материалом капля воды принимает форму, близкую к шарообразной, и при небольшом наклоне материала по отношению к горизонту капля с поверхности скатывается, захватывая при движении все загрязнения поверхности… Лист лотоса является лишь наиболее изученным и широко упоминаемым объектом. Хотя эффект лотоса в природе наблюдался давно, систематическое исследование этого явления учеными началось не более десяти лет назад, а получать самые разные материалы, обладающие супергидрофобностью, стало возможным лишь в связи с получением наноматериалов и развитием нано- и микротехнологий», — говорилось в докладе члена-корреспондента РАН Людмилы Бойнович.
Что можно делать Очки, бинокли, ветровые стекла, лабораторную посуду, корпуса мобильных телефонов или даже одежду — хорошо иметь ткань, которая и не мокнет, и не пачкается. Более того, на гидрофобных ступеньках не накапливается влага и, следовательно, не образуется наледь. Дворникам и врачам-травматологам зимой работы может поубавиться.
Кстати, российские ученые в деле спасения линий электропередачи больше надеются именно на эффект лотоса, а не на сверхпроводимость: «Очень важное направление применения супергидрофобности в электроэнергетике — борьба с налипанием снега и льда на электрические провода. Хорошо известно из средств массовой информации, что каждые три-четыре года на значительной территории России обледенение проводов вызывает их обрыв, и света и тепла иногда на многие часы лишаются десятки тысяч человек».
А что сейчас В марте 2012 года компания General Electric объявила о том, что создала прототип покрытия, текстура которого на микроуровне повторяет фактуру лепестков лотоса. Такие материалы предназначены для авиации, где борьба с наледью более чем актуальна. О сроках выхода на рынок, впрочем, не сообщается: сначала надо решить ряд проблем, связанных с долговечностью материала.

10 Саморазлагающиеся материалы: как сделать жизнь короткой

Что это Материалы, которые под действием солнечного света или микроорганизмов быстро разлагаются на безвредные компоненты.
Что можно делать Все, что не требует долговечности: пакеты, упаковочную пленку, рекламные плакаты, мешки для мусора, бутылки, то есть все, что годами лежит на наших газонах и плавает в водоемах.
Есть все основания полагать, что лет через десять обычные пакеты в супермаркетах продавать перестанут, на кассе покупателю предложат только пакет, который через несколько недель расползется на мелкие клочья.
А что сейчас Биодеградируемый пластик уже вышел на рынок. Вопрос только в том, как добиться сочетания низкой стоимости, чистоты производства и удобства для потребителя.
  на статью: http://rusrep.ru/article/2012/07/04/materyali

Читать далее »

Нанороботы построят новый мир

Страницы: 123

В перспективе у человечества — создание принципиально новых материалов с уникальными свойствами (и они уже создаются!), а также принципиально новой техники с применением наноустройств. И вот тут-то уже сегодня впору подумать, а к чему, собственно говоря, идет дело и что с этого, кроме них, этих материалов, мы будем иметь? Ведь плюсов без минусов не бывает…

Первые предположения будто бы в будущем людям удастся создать технологии, работающие на субмолекулярном и даже атомных уровнях, появились еще в 1968 году. Со временем идеи ученых начали, что называется, обрастать "плотью". И в итоге на сегодняшний день мы получили уже текст Конституции США, написанный на срезе человеческого волоса, причем сделал эту работу студент! А фирма IBM сумела написать свое название атомами одного вещества на атомах другого…

На первый взгляд все просто замечательно, в особенности когда речь идет о здоровье человечества, однако и тут, как и в любом случае, успехи нанотехнологий — всего лишь палка о двух концах!

Ученые стремятся создать так называемый "сборщик" — наноприбор, способный из атомов и молекул окружающей среды создавать свою точную копию. Попросту говоря, это должен быть невидимый человеческому глазу "токарный станок", который, как известно, делает детали для точно такого же токарного станка. Подсчитано, что один такой сборщик сделает другой за 30 минут. Два сборщика сделают третий уже за 15 минут, а дальше срок изготовления все новых сборщиков станет настолько минимальным, что их появление займет буквально уже доли секунды.

Читайте также: Микророботы остались на бобах

Опять же подсчитано, что если этот процесс не будет остановлен, то уже через сутки вся поверхность суши будет покрыта слоем сборщиков толщиной 30 сантиметров, а все созданные человечеством машины и металлические изделия превратятся вот в эти самые сборщики, что будет катастрофой почище атомной войны. Поэтому для того, чтобы такого не произошло, все сборщики должны будут иметь специальные блокираторы, ну, а работать, разумеется, только по приказу. Понятно также, что сборщики, управляемые через компьютер, смогут создавать для нас практически любые изделия: начиная с бесшовного ракетного двигателя и вплоть до обыкновенного бутерброда с черной икрой!

Однако… подобные невидимые нашему глазу производители убьют абсолютно всякий производительный труд, потому что кто же тогда захочет работать? Наноприборы посредством обычной инъекции можно будет имплантировать в человеческий организм, и вот тут-то и начнется самое интересное. Прежде всего, после этого исчезнут все болезни, потому что нанороботы, передвигаясь по кровеносным сосудам, всем нашим органам и даже внутри отдельных клеток, смогут уничтожить абсолютно все болезнетворные микробы и вирусы, а может быть, даже и "починить" наш генофонд.

Группы наночипов можно будет разместить на концах нервов, идущих в мозг от глаз, и вот нам уже не нужны телевизоры. Транслировать изображения можно будет непосредственно человеку в мозг, и точно так же будет обстоять дело и со слухом. Человек станет ходячим мобильным телефоном, телевизором и суперкомпьютером в одном лице, однако и это всего лишь начало!

Поскольку здоровье человека станет абсолютным, то он сможет пить сулему и этиловый спирт, а может быть, есть цианистый калий, не подвергаясь ровным счетом никакой опасности. А очень скоро еда ему и совсем не понадобится, потому что нет ничего проще, чем насытить его кожу наносолнечными батареями, чтобы он, как и растения, питался бы солнечным светом. Таким людям будет и одежда не нужна, ведь тепло они смогли бы получать как от солнца, так и посредством микроволнового излучения.

Читайте также: Из вирусов сделают… краску

Но в то же время, транслируя в мозг других людей свой образ, они будут представляться одетыми как угодно, более того, создавать совершенно другой собственный облик. Последнее оказалось бы возможно и путем воздействия на железы внутренней секреции, так что любая женщина, при желании, смогла бы быть похожей на Джину Лоллобриджиду и Машу Распутину, а вот мужчины смогли бы трансформироваться под любого из Терминаторов.

Впрочем, теперь уже и люди стали бы немного не совсем людьми, а чем-то наподобие робота-человека из жидкого металла, с которым в фильме "Терминатор-2" сражается непобедимый Арнольд, неподражаемо произносящий: "I'LL BE BACK". Вы-то думаете, что все это чистой воды вымысел? Но нет, именно к этому-то все и идет. И рано или поздно, но так будет!

Страницы: 123
 Pravda.ru

Страницы: 123

В перспективе у человечества — создание принципиально новых материалов с уникальными свойствами (и они уже создаются!), а также принципиально новой техники с применением наноустройств. И вот тут-то уже сегодня впору подумать, а к чему, собственно говоря, идет дело и что с этого, кроме них, этих материалов, мы будем иметь? Ведь плюсов без минусов не бывает…

Первые предположения будто бы в будущем людям удастся создать технологии, работающие на субмолекулярном и даже атомных уровнях, появились еще в 1968 году. Со временем идеи ученых начали, что называется, обрастать "плотью". И в итоге на сегодняшний день мы получили уже текст Конституции США, написанный на срезе человеческого волоса, причем сделал эту работу студент! А фирма IBM сумела написать свое название атомами одного вещества на атомах другого…

На первый взгляд все просто замечательно, в особенности когда речь идет о здоровье человечества, однако и тут, как и в любом случае, успехи нанотехнологий — всего лишь палка о двух концах!

Ученые стремятся создать так называемый "сборщик" — наноприбор, способный из атомов и молекул окружающей среды создавать свою точную копию. Попросту говоря, это должен быть невидимый человеческому глазу "токарный станок", который, как известно, делает детали для точно такого же токарного станка. Подсчитано, что один такой сборщик сделает другой за 30 минут. Два сборщика сделают третий уже за 15 минут, а дальше срок изготовления все новых сборщиков станет настолько минимальным, что их появление займет буквально уже доли секунды.

Читайте также: Микророботы остались на бобах

Опять же подсчитано, что если этот процесс не будет остановлен, то уже через сутки вся поверхность суши будет покрыта слоем сборщиков толщиной 30 сантиметров, а все созданные человечеством машины и металлические изделия превратятся вот в эти самые сборщики, что будет катастрофой почище атомной войны. Поэтому для того, чтобы такого не произошло, все сборщики должны будут иметь специальные блокираторы, ну, а работать, разумеется, только по приказу. Понятно также, что сборщики, управляемые через компьютер, смогут создавать для нас практически любые изделия: начиная с бесшовного ракетного двигателя и вплоть до обыкновенного бутерброда с черной икрой!

Однако… подобные невидимые нашему глазу производители убьют абсолютно всякий производительный труд, потому что кто же тогда захочет работать? Наноприборы посредством обычной инъекции можно будет имплантировать в человеческий организм, и вот тут-то и начнется самое интересное. Прежде всего, после этого исчезнут все болезни, потому что нанороботы, передвигаясь по кровеносным сосудам, всем нашим органам и даже внутри отдельных клеток, смогут уничтожить абсолютно все болезнетворные микробы и вирусы, а может быть, даже и "починить" наш генофонд.

Группы наночипов можно будет разместить на концах нервов, идущих в мозг от глаз, и вот нам уже не нужны телевизоры. Транслировать изображения можно будет непосредственно человеку в мозг, и точно так же будет обстоять дело и со слухом. Человек станет ходячим мобильным телефоном, телевизором и суперкомпьютером в одном лице, однако и это всего лишь начало!

Поскольку здоровье человека станет абсолютным, то он сможет пить сулему и этиловый спирт, а может быть, есть цианистый калий, не подвергаясь ровным счетом никакой опасности. А очень скоро еда ему и совсем не понадобится, потому что нет ничего проще, чем насытить его кожу наносолнечными батареями, чтобы он, как и растения, питался бы солнечным светом. Таким людям будет и одежда не нужна, ведь тепло они смогли бы получать как от солнца, так и посредством микроволнового излучения.

Читайте также: Из вирусов сделают… краску

Но в то же время, транслируя в мозг других людей свой образ, они будут представляться одетыми как угодно, более того, создавать совершенно другой собственный облик. Последнее оказалось бы возможно и путем воздействия на железы внутренней секреции, так что любая женщина, при желании, смогла бы быть похожей на Джину Лоллобриджиду и Машу Распутину, а вот мужчины смогли бы трансформироваться под любого из Терминаторов.

Впрочем, теперь уже и люди стали бы немного не совсем людьми, а чем-то наподобие робота-человека из жидкого металла, с которым в фильме "Терминатор-2" сражается непобедимый Арнольд, неподражаемо произносящий: "I'LL BE BACK". Вы-то думаете, что все это чистой воды вымысел? Но нет, именно к этому-то все и идет. И рано или поздно, но так будет!

Страницы: 123
 Pravda.ru

Читать далее »

Нанокомпозитный пломбировочный материал убивает бактерии и восстанавливает зубы

В Университете Мэриленда (США) разработана технология, которая, без сомнения, заинтересует дантистов и — особенно — их несчастных жертв (с убитыми энергетиками зубами). Речь идёт о нанокомпозите, который не только может использоваться в качестве пломбы для зубной полости, но и способен уничтожать любые оставшиеся в зубе бактерии, а также восстанавливать (!) его структуру, потерянную в результате распада.
Для большей наглядности по этой ссылке доступен PDF-файл с постерной презентацией новой технологии.

Замена старого пломбировочного материала... А новый обещает восстановить потерянную структуру зуба так, что эта изуверская процедура может больше не понадобиться. (Фото eHow Health.)

Основой нанокомпозита стали наночастицы фосфата кальция, которые и производят восстановительные работы в зубном материале. А ингредиентом, убивающим спрятавшиеся в зубной полости бактерии, являются наночастицы серебра и четвертичный аммонийный азот в паре со щелочным рН, который ограничивает способности бактерий к созданию вокруг себя кислотной среды. Словом, если брать по частям, то ничего нового, кажется, и нет: полезность для зубов кальциевых солей и антибактерицидные свойства серебра известны давно. Да только вот никто ещё не предлагал использовать их в виде наночастиц в зубоврачебном деле. И никто не пытался объединить всё это в одном материале пломбы. Так что всё гениальное, как всегда, элементарно, а главное — лежит на поверхности.
Правда, можно задаться вопросом, а почему бы просто не создать жидкость для промывки рта с теми же компонентами, чтобы в пломбах вообще отпала всякая нужда. Ответ, однако, тоже на поверхности. Даже наночастицы угля подозревают в способности вызывать самые неприятные недуги, что уж говорить о наночастицах серебра, явно склонного к проявлению цитотоксичных свойств (а иначе как бы бактерии погибали?). Чтобы в будущем надеяться на получение разрешения на использование этих наночастиц хотя бы в качестве компонента пломбировочного материала, учёным пришлось начать испытания на животных. И если этот этап пройдёт без осложнений, дальше будут долгие тесты на людях, и лет через 5–10, возможно, материал доберётся до зубоврачебных кабинетов...
Подготовлено по материалам журнала IEEE Spectrum.

В Университете Мэриленда (США) разработана технология, которая, без сомнения, заинтересует дантистов и — особенно — их несчастных жертв (с убитыми энергетиками зубами). Речь идёт о нанокомпозите, который не только может использоваться в качестве пломбы для зубной полости, но и способен уничтожать любые оставшиеся в зубе бактерии, а также восстанавливать (!) его структуру, потерянную в результате распада.
Для большей наглядности по этой ссылке доступен PDF-файл с постерной презентацией новой технологии.

Замена старого пломбировочного материала... А новый обещает восстановить потерянную структуру зуба так, что эта изуверская процедура может больше не понадобиться. (Фото eHow Health.)

Основой нанокомпозита стали наночастицы фосфата кальция, которые и производят восстановительные работы в зубном материале. А ингредиентом, убивающим спрятавшиеся в зубной полости бактерии, являются наночастицы серебра и четвертичный аммонийный азот в паре со щелочным рН, который ограничивает способности бактерий к созданию вокруг себя кислотной среды. Словом, если брать по частям, то ничего нового, кажется, и нет: полезность для зубов кальциевых солей и антибактерицидные свойства серебра известны давно. Да только вот никто ещё не предлагал использовать их в виде наночастиц в зубоврачебном деле. И никто не пытался объединить всё это в одном материале пломбы. Так что всё гениальное, как всегда, элементарно, а главное — лежит на поверхности.
Правда, можно задаться вопросом, а почему бы просто не создать жидкость для промывки рта с теми же компонентами, чтобы в пломбах вообще отпала всякая нужда. Ответ, однако, тоже на поверхности. Даже наночастицы угля подозревают в способности вызывать самые неприятные недуги, что уж говорить о наночастицах серебра, явно склонного к проявлению цитотоксичных свойств (а иначе как бы бактерии погибали?). Чтобы в будущем надеяться на получение разрешения на использование этих наночастиц хотя бы в качестве компонента пломбировочного материала, учёным пришлось начать испытания на животных. И если этот этап пройдёт без осложнений, дальше будут долгие тесты на людях, и лет через 5–10, возможно, материал доберётся до зубоврачебных кабинетов...
Подготовлено по материалам журнала IEEE Spectrum.

Читать далее »

Взгляд изнутри: мир вокруг нас.

Посвящается одному прекрасному человеку…

Уже со второй публикации из серии «Взгляд изнутри» появилась идея посмотреть под микроскопом простые, окружающие нас каждый день объекты и это нашло отклик у Хабра-жителей. К тому же, Антон Войцеховский поддержал эту идею, и под дулом электронного микроскопа побывали уже самые разные предметы: от цветов до теней. Поэтому эта публикация будет далека от IT-тематики, но, во-первых, думаю, она полезна с целью расширения кругозора, а, во-вторых, капля IT в ней всё-таки содержится – всего этого не было бы без столь бурного развития компьютерной техники и применения её в электронной микросокпии.

Под катом будет много картинок и совсем немного текста для прояснения происходящего.


Данная статья опубликована в блоге «Интернет» с целью доступности для всего Интернета…

Предисловие

Там внизу много места…
Ричард Фейнман, 1959 год.

Все фотографии получены с помощью сканирующего (ещё его называют растровым) электронного микроскопа с образцов без какой-либо пробоподготовки, то есть без напыления проводящего покрытия на образцы. Поэтому на микрофотографиях могу присутствовать некоторые артефакты. Например, зарядка провоцирует искажение прямолинейных участков на изображении и не позволяет снимать на больших увеличениях, заряженные области обычно более светлые и т.д. Однако, на мой взгляд, такая съёмка намного более интересна с точки зрения практики. Так для розы можно было наблюдать за «сдуванием» клеток, повреждённых электронным пучком, тогда как это было бы не возможно, если бы образец был «запылён» золотом.

«Бытовуха»

Начнём с простого и, как мне кажется, чуть менее интересного. Они бывают разного качества, разного цвета и исполнения, но мы пользуемся ими практически каждый день. Встречайте обычную салфетку:



На микрофотографии видны отдельные волокна, которые переплетены между собой и образуют, таким образом, единую массу.

Чем-то на салфетку похожа вата, правда, последняя состоит из «ниточек»:


Сети…

Теперь чуть сложнее – бритва известного производителя (чтобы это не выглядело явной рекламой, бренд могу раскрыть в комментариях):


Лезвие бритвы и кусочки кожи на ней…

Так как нового лезвия на тот момент времени не нашлось, то фото делались с изрядно попользованного станка. На фотографиях отчётливо видны частицы кожи. Да-да, глубокоуважаемые дамы и господа, именно это накапливается в виде лёгкого, едва заметного белого налёта на Вашей бритве (может быть, после этого все перестанут бриться?!). Кстати, на изображениях кромки одного из лезвий, как мне кажется, есть покрытие. Говорят, что само лезвие покрывают тонким слоем гидрофобного вещества, что снижает коэффициент трения и, соответственно, раздражение.

Конечно, когда ещё научно-технический прогресс не добрался до наших кухонь, то многие из нас, имея дело с газовыми плитами, пользовались спичками. Кто-то применял их не совсем по назначению, например, сжигал спичку и съедал солоноватый остаток спичечной головки. Но не многие представляли, что таким образом лакомятся фактически «нанотехнологиями» (наночастицами, которые образуются после сгорания).


Микрофотографии спичечной головки до (слева) и после (справа) розжига

Надеюсь, что среди всех нас есть много представителей прекрасной половины человечества, которые частенько пользуются тенями, зачастую, конечно, в корыстных целях привлечения внимания сильной половины. Однако не думаю, что милые девушки задумывались, как на микроуровне выглядит то, что они так любят наносить на своё лицо:


Такие «блины» девушки каждое утро наносят на своё лицо, чтобы вечером смыть

А между тем, тени состоят из отдельных чешуек, толщиной от 100 нм, в чём легко убедиться:



На этом пока всё с бытовой частью, а теперь давайте перейдём из мира «неживых» предметов, в мир наших любимых цветов и животных.

Растения

Кто-то их проглатывает вместе с виноградинками, кто-то их старательно «вылавливает» и отделяет от мякоти, но, пожалуй, никто не видел их с такого ракурса – виноградные косточки:


Зародыш внутри виноградной косточки

Внутри царство семени: огромные шарообразные клетки, ждущие своего часа, чтобы начать делиться, размножаться и, в конечном счёте, превратиться в виноградную лозу с новой гроздью винограда. Но для этого им нужна надёжная защита в виде своеобразной оболочки, «скорлупы»:



Заметьте, клетки оболочки более грубые: они вытянуты перпендикулярно поверхности оболочки и выпирают своими острыми углами из косточки, словно стражники, готовые при благоприятном стечении обстоятельств открыть путь воде внутрь для рождения новой жизни:


Стража семени, заключённого внутри виноградной косточки

Кто-нибудь помнит, как выглядит фиалка?! Это такие синенькие цветы, слегка мохнатые и от того очень-очень мягкие. А всё потому, что на поверхности некоторые клетки пустили отросты:


Семейная пара на поверхности цветка фиалки выясняет отношения…

А вся остальная поверхность – бесчисленное множество обычных клеток:



Вообще условия для органических объектов внутри электронного микроскопа не самые лучшие: высокий вакуум, высушивающий всё без остатка, сильное электрическое поле и локальный разогрев под электронным пучком. Последнее, кстати, хорошо демонстрирует правый нижний рисунок. Пока я «наводился» (подгонял фокус, астигматизм), то есть электронный пучок много раз пробегал по одному и тому же довольно маленькому участку поверхности, он сделал клетке больно…
Хотя и без этого, по совокупности факторов, биологические объекты внутри электронного микроскопа долго не живут:


Вполне здоровые, живые (слева) и повреждённые, умирающие (справа) клетки

Пожалуй, стоило поместить эти микрофотографии где-то в начале, ибо именно с них, а точнее с шутки: «А давайте поснимаем розу!» — начались все представленные здесь работы:


Лепесток розы: ищешь ответы снаружи, а ответы внутри…

Роза просто прекрасна. Она – редкий пример сочетания внутренней и внешней красоты. Посмотрите, как разительно отличается поверхность фиалки и розы. У фиалки – гладкие клетки, а у розы – шершавые. С этим связано одно интересно свойство листа розы. Если у фиалки (думаю, из-за приспособленности к высокогорному и умеренному климату) поверхность цветка «собирает» воду, то роза – её отталкивает, очищая поверхность. И эти шероховатости играют ключевую роль в таком поведении цветка розы. Воздух задерживается в складках, создавая дополнительные границы раздела вода-воздух, делая поверхность более гидрофобной, чем она есть на самом деле. Такое явление получило называние эффект Лотоса, который сегодня находит всё более и более широкое применение (например, самоочищающиеся краски, автомобильные не запотевающие стёкла и т.д.).

А вот гербера с красивыми большими и яркими цветками:


Скромная и непритязательная гербера

А внутри – сама скромность. Даже как-то и не интересно обсуждать, но давайте сравним…

Герберу с «зимней» астрой (так мне её представили, но, полагаю, более правильно называть её альпийской астрой). Вроде бы лепестки цветков похожи, да и строение цветков чем-то напоминает друг друга (всё-таки к одному семейству относятся), а на самом деле:


Астра похоже больше на розу, чем на своего ближайшего родственника — герберу

Единственное сходство – продолговатые клетки. Я бы даже сказал, что астра больше напоминает цветок розы, только клетки более вытянуты вдоль самого лепестка. К тому же, место крепления такого лепестка к самому соцветию выглядит интригующе:


А тут уже гладкие клетки. Согласитесь, забавно?!

И я думаю, что эти «крючки» – клетки, выступающие из стебельков – даны Природой этому растению не спроста, может кто-нибудь придумает для чего?

Следующее комнатное растение должна любить слабая половина аудитории – спатифиллум или в простонародье «Женское счастье».



Вроде бы ничего интересного. Но дыхательные поры в цветке совершенно удивительны (слабонервным и впечатлительным, а также детям этот момент лучше пропустить):


Дыхательные поры

Так как растение я застал врасплох: оно только-только хотело сбросить свой цветок вместе с семенами. Кстати, возможно мусор на предыдущих изображениях обусловлен именно умиранием цветка и начавшимся разложением, то есть пожиранием цветка различными микроорганизмами. Итак, семена, а точнее одно единственное «семечко»


Семя спатифиллума – кругом клетки

Даже не знаю, к чему отнести эти маленькие частицы, найденные в месте крепления семени к растению (может какие-то остатки пыльцы?!):


И напоследок немного о животных, а точнее об их внешнем покрове – волосах да перьях…

Животные

Начнём с некоторой банальщины – волосяного покрова человека (пришлось пожертвовать из бороды):


Волос полностью не помещался в отведённое ему место, пришлось подрезать…

Конечно, все мы, как минимум, в рекламе видели, что волос имеет чешуйчатую структуру (на верхнем фото это хорошо видно), но абсолютно немногие видели волос в разрезе… Так или почти так выглядят наши волосы после похода к парикмахеру. Если будет интересно, то о частях человеческого тела в цвете можно посмотреть тут – много красивых СЭМ-микрофтографий.

Одна моя знакомая решила завести волнистого попугайчика, и когда я пришёл к ней, чтобы показать фотографии розочки, мне немедленно было вручено перо, только что выброшенное из своего организма самим попугаем то ли из крыла, то ли из хвоста. Но это и понятно, обратите внимание на количество микроорганизмов и прочей гадости в пухе:


Микрофотографии пуха волнистого попугайчика ближе к основанию пера

Хотя основная часть пера (остевая) сохранилась в прекрасном виде. Посмотрите, как идеально уложены «волоски» в пере – это всё ради того, чтобы птицы могли летать и маневрировать в воздухе, чтобы их крылья не были решетом для воздуха, ну и, конечно же, в этом есть и своя эстетическая функция:


Остевая часть пера волнистого попугайчика

Ну а когда об этих фотографиях узнала одна из научных сотрудников нашей лаборатории в МГУ, то мне на растерзание отдали небольшое перо павлина. Видимо, оно когда-то принадлежало молодой особи, так как в длину было не более 10-15 см.

Начнём, как и в случае с попугайчиком, с «подшёрстка», в котором так же живут микроорганизмы. К сожалению, в тот момент рядом не было Войцеховского, жаждавшего увидеть бегающих «зелёных человечков» по поверхности биологических образцов. Вот они, правда, не бегают, а просто присосались к волоскам пуха:


И ещё немножко микрофотографий пуха, точнее той части волосиков, которая удалена от остова пера:


Как будто «волоски» вставлены один в другой

Основная же часть пера выглядит так:



Здесь широкие уплощённые «волоски» уложены друг на друга внахлёст, что обеспечивает монолитность пера, меньшую проницаемость для воздуха и его красоту, как в битвах между самцами, так и во взаимоотношениях с представителями противоположного пола.

Но и это ещё не всё. Если сравнивать с волнистым попугайчиком, у которого волоски короткие (порядка 100 мкм в длину) и жёсткие и не имеют зацеплений друг с другом, то в пере павлина такие волоски более длинные (до 300-500 мкм в длину) и, соответственно, менее жёсткие. И чтобы они не спутывались при носке такого шикарного перьевого костюма, Природа придумала следующее:


Прародитель zip-lock, созданный Природой

Отдельные волоски сцеплены на окончаниях между собой и ещё с помощью таких приспособлений могут сцеплять с соседними перьями и т.д.

И последнее, волоски внутри пера имеют интересную структуру с уширениями и утоньшениями вдоль одного волоска. Это определяет переливчатую окраску, игру цвета и блеск на солнце пера павлина:


За игру света пера павлина ответственны именно такие утолщения отдельных волосков

Ещё про структуру перьев можно почитать тут.

Послесловие

На данный момент у меня всё. Если у Вас есть идеи, что можно было бы посмотреть в электронном микроскопе, распилить, о чём ещё написать на Хабре, то смело присылайте мне свои пожелания любым доступным образом (все контакты есть в профиле) или на e-mail smirnovea_(at)_gmail.com (без знаков «_», а (at) – ну Вы сами знаете…).

P.S.: К ролику от OSRAM удалось прикрутить субтитры за новогодние каникулы, наслаждайтесь тут. И не забывайте подписываться на канал, надеюсь, скоро будет «доморощенный» ролик про плазму в установке для напыления токопроводящих покрытий, которую было плоховато видно в этом ролике…

P.P.S.: Если кто-то ещё не читал предыдущие статьи, то их можно посмотреть тут:
Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT, более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри
Взгляд изнутри: CD и HDD
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM

Посвящается одному прекрасному человеку…

Уже со второй публикации из серии «Взгляд изнутри» появилась идея посмотреть под микроскопом простые, окружающие нас каждый день объекты и это нашло отклик у Хабра-жителей. К тому же, Антон Войцеховский поддержал эту идею, и под дулом электронного микроскопа побывали уже самые разные предметы: от цветов до теней. Поэтому эта публикация будет далека от IT-тематики, но, во-первых, думаю, она полезна с целью расширения кругозора, а, во-вторых, капля IT в ней всё-таки содержится – всего этого не было бы без столь бурного развития компьютерной техники и применения её в электронной микросокпии.

Под катом будет много картинок и совсем немного текста для прояснения происходящего.


Данная статья опубликована в блоге «Интернет» с целью доступности для всего Интернета…

Предисловие

Там внизу много места…
Ричард Фейнман, 1959 год.

Все фотографии получены с помощью сканирующего (ещё его называют растровым) электронного микроскопа с образцов без какой-либо пробоподготовки, то есть без напыления проводящего покрытия на образцы. Поэтому на микрофотографиях могу присутствовать некоторые артефакты. Например, зарядка провоцирует искажение прямолинейных участков на изображении и не позволяет снимать на больших увеличениях, заряженные области обычно более светлые и т.д. Однако, на мой взгляд, такая съёмка намного более интересна с точки зрения практики. Так для розы можно было наблюдать за «сдуванием» клеток, повреждённых электронным пучком, тогда как это было бы не возможно, если бы образец был «запылён» золотом.

«Бытовуха»

Начнём с простого и, как мне кажется, чуть менее интересного. Они бывают разного качества, разного цвета и исполнения, но мы пользуемся ими практически каждый день. Встречайте обычную салфетку:



На микрофотографии видны отдельные волокна, которые переплетены между собой и образуют, таким образом, единую массу.

Чем-то на салфетку похожа вата, правда, последняя состоит из «ниточек»:


Сети…

Теперь чуть сложнее – бритва известного производителя (чтобы это не выглядело явной рекламой, бренд могу раскрыть в комментариях):


Лезвие бритвы и кусочки кожи на ней…

Так как нового лезвия на тот момент времени не нашлось, то фото делались с изрядно попользованного станка. На фотографиях отчётливо видны частицы кожи. Да-да, глубокоуважаемые дамы и господа, именно это накапливается в виде лёгкого, едва заметного белого налёта на Вашей бритве (может быть, после этого все перестанут бриться?!). Кстати, на изображениях кромки одного из лезвий, как мне кажется, есть покрытие. Говорят, что само лезвие покрывают тонким слоем гидрофобного вещества, что снижает коэффициент трения и, соответственно, раздражение.

Конечно, когда ещё научно-технический прогресс не добрался до наших кухонь, то многие из нас, имея дело с газовыми плитами, пользовались спичками. Кто-то применял их не совсем по назначению, например, сжигал спичку и съедал солоноватый остаток спичечной головки. Но не многие представляли, что таким образом лакомятся фактически «нанотехнологиями» (наночастицами, которые образуются после сгорания).


Микрофотографии спичечной головки до (слева) и после (справа) розжига

Надеюсь, что среди всех нас есть много представителей прекрасной половины человечества, которые частенько пользуются тенями, зачастую, конечно, в корыстных целях привлечения внимания сильной половины. Однако не думаю, что милые девушки задумывались, как на микроуровне выглядит то, что они так любят наносить на своё лицо:


Такие «блины» девушки каждое утро наносят на своё лицо, чтобы вечером смыть

А между тем, тени состоят из отдельных чешуек, толщиной от 100 нм, в чём легко убедиться:



На этом пока всё с бытовой частью, а теперь давайте перейдём из мира «неживых» предметов, в мир наших любимых цветов и животных.

Растения

Кто-то их проглатывает вместе с виноградинками, кто-то их старательно «вылавливает» и отделяет от мякоти, но, пожалуй, никто не видел их с такого ракурса – виноградные косточки:


Зародыш внутри виноградной косточки

Внутри царство семени: огромные шарообразные клетки, ждущие своего часа, чтобы начать делиться, размножаться и, в конечном счёте, превратиться в виноградную лозу с новой гроздью винограда. Но для этого им нужна надёжная защита в виде своеобразной оболочки, «скорлупы»:



Заметьте, клетки оболочки более грубые: они вытянуты перпендикулярно поверхности оболочки и выпирают своими острыми углами из косточки, словно стражники, готовые при благоприятном стечении обстоятельств открыть путь воде внутрь для рождения новой жизни:


Стража семени, заключённого внутри виноградной косточки

Кто-нибудь помнит, как выглядит фиалка?! Это такие синенькие цветы, слегка мохнатые и от того очень-очень мягкие. А всё потому, что на поверхности некоторые клетки пустили отросты:


Семейная пара на поверхности цветка фиалки выясняет отношения…

А вся остальная поверхность – бесчисленное множество обычных клеток:



Вообще условия для органических объектов внутри электронного микроскопа не самые лучшие: высокий вакуум, высушивающий всё без остатка, сильное электрическое поле и локальный разогрев под электронным пучком. Последнее, кстати, хорошо демонстрирует правый нижний рисунок. Пока я «наводился» (подгонял фокус, астигматизм), то есть электронный пучок много раз пробегал по одному и тому же довольно маленькому участку поверхности, он сделал клетке больно…
Хотя и без этого, по совокупности факторов, биологические объекты внутри электронного микроскопа долго не живут:


Вполне здоровые, живые (слева) и повреждённые, умирающие (справа) клетки

Пожалуй, стоило поместить эти микрофотографии где-то в начале, ибо именно с них, а точнее с шутки: «А давайте поснимаем розу!» — начались все представленные здесь работы:


Лепесток розы: ищешь ответы снаружи, а ответы внутри…

Роза просто прекрасна. Она – редкий пример сочетания внутренней и внешней красоты. Посмотрите, как разительно отличается поверхность фиалки и розы. У фиалки – гладкие клетки, а у розы – шершавые. С этим связано одно интересно свойство листа розы. Если у фиалки (думаю, из-за приспособленности к высокогорному и умеренному климату) поверхность цветка «собирает» воду, то роза – её отталкивает, очищая поверхность. И эти шероховатости играют ключевую роль в таком поведении цветка розы. Воздух задерживается в складках, создавая дополнительные границы раздела вода-воздух, делая поверхность более гидрофобной, чем она есть на самом деле. Такое явление получило называние эффект Лотоса, который сегодня находит всё более и более широкое применение (например, самоочищающиеся краски, автомобильные не запотевающие стёкла и т.д.).

А вот гербера с красивыми большими и яркими цветками:


Скромная и непритязательная гербера

А внутри – сама скромность. Даже как-то и не интересно обсуждать, но давайте сравним…

Герберу с «зимней» астрой (так мне её представили, но, полагаю, более правильно называть её альпийской астрой). Вроде бы лепестки цветков похожи, да и строение цветков чем-то напоминает друг друга (всё-таки к одному семейству относятся), а на самом деле:


Астра похоже больше на розу, чем на своего ближайшего родственника — герберу

Единственное сходство – продолговатые клетки. Я бы даже сказал, что астра больше напоминает цветок розы, только клетки более вытянуты вдоль самого лепестка. К тому же, место крепления такого лепестка к самому соцветию выглядит интригующе:


А тут уже гладкие клетки. Согласитесь, забавно?!

И я думаю, что эти «крючки» – клетки, выступающие из стебельков – даны Природой этому растению не спроста, может кто-нибудь придумает для чего?

Следующее комнатное растение должна любить слабая половина аудитории – спатифиллум или в простонародье «Женское счастье».



Вроде бы ничего интересного. Но дыхательные поры в цветке совершенно удивительны (слабонервным и впечатлительным, а также детям этот момент лучше пропустить):


Дыхательные поры

Так как растение я застал врасплох: оно только-только хотело сбросить свой цветок вместе с семенами. Кстати, возможно мусор на предыдущих изображениях обусловлен именно умиранием цветка и начавшимся разложением, то есть пожиранием цветка различными микроорганизмами. Итак, семена, а точнее одно единственное «семечко»


Семя спатифиллума – кругом клетки

Даже не знаю, к чему отнести эти маленькие частицы, найденные в месте крепления семени к растению (может какие-то остатки пыльцы?!):


И напоследок немного о животных, а точнее об их внешнем покрове – волосах да перьях…

Животные

Начнём с некоторой банальщины – волосяного покрова человека (пришлось пожертвовать из бороды):


Волос полностью не помещался в отведённое ему место, пришлось подрезать…

Конечно, все мы, как минимум, в рекламе видели, что волос имеет чешуйчатую структуру (на верхнем фото это хорошо видно), но абсолютно немногие видели волос в разрезе… Так или почти так выглядят наши волосы после похода к парикмахеру. Если будет интересно, то о частях человеческого тела в цвете можно посмотреть тут – много красивых СЭМ-микрофтографий.

Одна моя знакомая решила завести волнистого попугайчика, и когда я пришёл к ней, чтобы показать фотографии розочки, мне немедленно было вручено перо, только что выброшенное из своего организма самим попугаем то ли из крыла, то ли из хвоста. Но это и понятно, обратите внимание на количество микроорганизмов и прочей гадости в пухе:


Микрофотографии пуха волнистого попугайчика ближе к основанию пера

Хотя основная часть пера (остевая) сохранилась в прекрасном виде. Посмотрите, как идеально уложены «волоски» в пере – это всё ради того, чтобы птицы могли летать и маневрировать в воздухе, чтобы их крылья не были решетом для воздуха, ну и, конечно же, в этом есть и своя эстетическая функция:


Остевая часть пера волнистого попугайчика

Ну а когда об этих фотографиях узнала одна из научных сотрудников нашей лаборатории в МГУ, то мне на растерзание отдали небольшое перо павлина. Видимо, оно когда-то принадлежало молодой особи, так как в длину было не более 10-15 см.

Начнём, как и в случае с попугайчиком, с «подшёрстка», в котором так же живут микроорганизмы. К сожалению, в тот момент рядом не было Войцеховского, жаждавшего увидеть бегающих «зелёных человечков» по поверхности биологических образцов. Вот они, правда, не бегают, а просто присосались к волоскам пуха:


И ещё немножко микрофотографий пуха, точнее той части волосиков, которая удалена от остова пера:


Как будто «волоски» вставлены один в другой

Основная же часть пера выглядит так:



Здесь широкие уплощённые «волоски» уложены друг на друга внахлёст, что обеспечивает монолитность пера, меньшую проницаемость для воздуха и его красоту, как в битвах между самцами, так и во взаимоотношениях с представителями противоположного пола.

Но и это ещё не всё. Если сравнивать с волнистым попугайчиком, у которого волоски короткие (порядка 100 мкм в длину) и жёсткие и не имеют зацеплений друг с другом, то в пере павлина такие волоски более длинные (до 300-500 мкм в длину) и, соответственно, менее жёсткие. И чтобы они не спутывались при носке такого шикарного перьевого костюма, Природа придумала следующее:


Прародитель zip-lock, созданный Природой

Отдельные волоски сцеплены на окончаниях между собой и ещё с помощью таких приспособлений могут сцеплять с соседними перьями и т.д.

И последнее, волоски внутри пера имеют интересную структуру с уширениями и утоньшениями вдоль одного волоска. Это определяет переливчатую окраску, игру цвета и блеск на солнце пера павлина:


За игру света пера павлина ответственны именно такие утолщения отдельных волосков

Ещё про структуру перьев можно почитать тут.

Послесловие

На данный момент у меня всё. Если у Вас есть идеи, что можно было бы посмотреть в электронном микроскопе, распилить, о чём ещё написать на Хабре, то смело присылайте мне свои пожелания любым доступным образом (все контакты есть в профиле) или на e-mail smirnovea_(at)_gmail.com (без знаков «_», а (at) – ну Вы сами знаете…).

P.S.: К ролику от OSRAM удалось прикрутить субтитры за новогодние каникулы, наслаждайтесь тут. И не забывайте подписываться на канал, надеюсь, скоро будет «доморощенный» ролик про плазму в установке для напыления токопроводящих покрытий, которую было плоховато видно в этом ролике…

P.P.S.: Если кто-то ещё не читал предыдущие статьи, то их можно посмотреть тут:
Вскрытие чипа Nvidia 8600M GT, более обстоятельная статья дана тут: Современные чипы – взгляд изнутри
Взгляд изнутри: CD и HDD
Взгляд изнутри: светодиодные лампочки
Взгляд изнутри: Светодиодная промышленность в России
Взгляд изнутри: Flash-память и RAM

Читать далее »