№ 4 (4109)
январь 2004

Новости науки

Бактерии – сборщики компьютеров
Комплектующие для оптических компьютеров нового поколения можно создавать с помощью микробов. Исследователи университета Техаса провели первый успешный эксперимент по выращиванию полупроводниковых нанокристаллов таким способом.
Бактерии можно использовать для создания транзисторов и светодиодов диаметром всего в несколько нанометров. Такие светодиоды понадобятся для излучения света в ультрабыстрых микрочипах будущего. Оптические чипы для обработки данных используют световые сигналы вместо электрических. Создание светодиодов нужной формы, размера и структуры в наномасштабах не является возможным никакими другими способами, кроме биологического.
Брэнт Айверсон (Brent Iverson) и его коллеги из университета Техаса в городе Остин (Austin) предположили, что полупроводниковые кристаллы можно производить с помощью широко распространенной кишечной палочки – бактерии эшерихия коли (Escherichia coli). Необходимые химические элементы в виде отдельных ионов бактерия поглощает через свои ионные транспортные системы. Ученые поместили культуру эшерихия коли в раствор хлорида кадмия, а затем добавили сульфид натрия. Бактерия действительно поглотила кадмий и ионы сульфида, которые внутри нее прореагировали с образованием полупроводниковых нанокристаллов сульфида кадмия.
Средняя бактерия производит порядка 10 тысяч нанокристаллов диаметром 2 – 5 нанометров, что в 25 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Но осталась еще одна проблема – узнать, от чего зависит размер кристалла и почему не получается вырастить более крупные кристаллы. Решение данной проблемы позволит создавать условия для производства стандартных кристаллов, необходимых для оптических чипов.
Денис Виндж (Dennis Winge) из университета Юты в городе Солт-Лейк-Сити заявил, что у него и его коллег из Техаса пока не получается решить этот вопрос. Он проводил аналогичные эксперименты, выращивая кристаллы в растениях и клетках дрожжей, и даже после определения вещества, ответственного за ограничение размера кристалла, он не смог подвергнуть процесс формирования кристалла контролю. Айверсон не оставляет надежды и ищет вещество, которое сможет ограничить рост кристалла в бактерии. Бактерии эшерихия коли, в отличие от дрожжей или растений, очень легко выращивать и работать с ними, поэтому в случае решения проблемы контроля роста кристаллов их производство шагнет далеко вперед. Если потребуется, ученые создадут бактерию-производителя кристаллов нужных размеров путем генной инженерии, сообщил американский журнал New Scientist.

Передача запахов по Интернету
Японская компания NTT Communications разработала технологию, обеспечивающую передачу запахов по Интернету, сообщает Japan Today. Устройство подключается к компьютеру и с помощью специальной программы автоматически создает ароматы. Диаметр устройства составляет 30 см., внутри него содержатся 32 различных пахучих компонента, включая, например, ароматы апельсина и розы. Их можно смешивать. В компании надеются, что новая технология получит широкое распространение, особенно среди ресторанов.

ДНК – основа будущей электроники
Молекулы ДНК являются носителем генетической информации. Они обладают множеством уникальных свойств, среди которых есть способность к самосборке молекул ДНК по определенному шаблону. Именно это свойство намерены использовать американские ученые из университета штата Миннесота для создания устройств хранения информации с характерными размерами около 1 нанометра.
В данном случае ДНК используют для создания матрицы – своеобразного каркаса, с помощью которого можно укладывать «строительные блоки», состоящие из различных металлов или органических молекул. Эти «строительные блоки» могут сохранять электрические или магнитные заряды, и значит, могут играть роль устройств хранения информации. Для создания матрицы используется искусственная ДНК, а ее способность к самосборке в виде определенной пространственной конструкции регулируют с помощью подбора компонентов и внешних условий. Присоединение блоков регулируется также с помощью молекулярных свойств фрагментов ДНК, которые обладают высокой избирательностью.
Благодаря малым размерам самих электронных компонентов (порядка 1 нанометра) и малому расстоянию между ними, которое может достигать 1/3 нанометра, плотность хранения информации в этом случае может увеличиться в 1000 раз по сравнению с нынешними наиболее совершенными системами, многократно возрастет и быстродействие из-за малых расстояний между элементарными ячейками хранения информации.
Ученым из Миннесоты удалось получить первые образцы наноэлектронных схем, созданные с помощью биомолекул. В частности, удалось уложить в регулярном порядке микрошарики из золота диаметром 1,4 нанометра. Новый метод может привести в будущем к полному отказу от литографических процессов и переходу на нанотехнологию.

Водород вместо бензина
Исследователи из государственной лаборатории ядерных исследований National Engineering and Environmental Laboratory (штат Айдахо) и фирмы Cerametec из Солт-Лейк-Сити разработали новый метод производства чистого водорода.
Традиционный метод получения чистого водорода заключается в пропускании электрического тока через воду, что ведет к расщеплению молекулы воды на кислород и водород. Если для производства электричества используется уголь, то на это затрачивается в 3 – 4 раза больше энергии, чем можно получить из продукта реакции. Кроме того, при сжигании угля загрязняется окружающая среда. Также водород можно получить реакцией водяного пара с природным газом, однако и это дорого.
Использование новой технологии высокотемпературного электролиза позволяет затрачивать меньше энергии. Новый метод заключается в пропускании электричества через воду, нагретую до высокой температуры, а также в использовании керамического фильтра для отделения водорода от кислорода. В результате из получившегося продукта можно получить половину энергии, затраченной на его производство, что уже является рентабельным для водородного реактора.
Разработка приближает реализацию цели департамента энергетики США – строительство «водородной экономики», при которой данный элемент будет использоваться в топливных ячейках, для передвижения автомобилей и т.д. В настоящее время на пути повсеместной замены ископаемого горючего чистым водородом стоят такие проблемы, как его экологически «грязное» и затратное производство, отсутствие приемлемых способов транспортировки и высокая стоимость водородных топливных ячеек.

Дом, питающийся от солнца и ветра
Первый в России многоквартирный дом, использующий энергию солнца и ветра, построен в Белоярском районе Свердловской области. В «энергодворце» – так «окрестили» его местные жители – будут жить его создатели, ученые Уральского технического университета (УГТУ-УПИ).
Часть энергопотребления в доме происходит за счет электричества, вырабатываемого ветровым генератором, рассказывает один из его жильцов, доцент кафедры энергетики этого вуза Владимир Велькин. Даже при скорости ветра 5 м/с «ветряк» вырабатывает около 4 киловатт и питает электронасос, подающий воду из скважины. А фотоэлектрические панели на фасаде здания заряжают аккумуляторы, которые обеспечивают жильцов светом и теплом в случае аварии на линии электропередачи или при повышенном энергопотреблении в квартирах.
«Элегантное здание с восьмью двухуровневыми квартирами станет для нас не только жильем, но и экспериментальной площадкой для научных разработок, – говорит ученый. – О массовом строительстве такого жилья еще говорить рано, так как только его техническая начинка стоит около 1 млн. руб.». Но, по его словам, стоимость такого жилья значительно снизится при постановке этой технологии «на поток». Об этом сообщает ИТАР-ТАСС.

Электронные глаза для слепых
Как сообщает сайт cnews.ru, японские специалисты заявили о том, что им удалось создать электронные глаза, которые помогут слепым людям ориентироваться. Устройство крепится на очки и поможет перейти, улицу без посторонней помощи. Аппарат представляет собой камеру, совмещенную с компьютером, она определяет и измеряет объекты, такие, как дорожные знаки и ширина дороги. Затем с помощью звука система передает информацию владельцу. Система способна не только определять предметы, но и цвета: например, она сигнализирует об изменении цвета светофора с красного на зеленый. Как показали исследования, неточность измерения составляет всего 5%.

Первая полоса

К 250-летию МГУ

Первый университет

Конференции

Вести МГУ

Поздравляем

Университет в лицах

Вести ректората

Новости Москвы

Татьянин день

Интервью

Коротко о многом

Концерты

Новости науки

Startravel

Флюс

На главную страницу