Графен в оптике: новая противолазерная защита

Ученые из Национального университета Сингапура, Национальной Лаборатории DSO и Кембриджского университета обнаружили, что графен может защитить от интенсивных лазерных импульсов.

Первоначально исследователи разрабатывали метод решения известной проблемы склеивания отдельных листов из атомов углерода. Для этого они присоединили к листам алкильные цепи, но при этом сохранили структуру графена. С помощью данной технологии удалось изготовить материал, который можно диспергировать в жидкости или нанести на пленку.

Как оказалось, новый материал обладает мощным нелинейным оптическим поглощением интенсивных наносекундных лазерных импульсов в широком спектральном диапазоне. По этому показателю он существенно превосходит суспензию углеродных нанотрубок или сажи.

Механизм нового явления следующий: свет облучает графен и создает долгоживущие пары электрон-дырка (экситон). Затем экситонный газ локализуется в присутствии тяжелых атомов, что вызывает сильное поглощение экситонов. В результате новый материал эффективно поглощает лазерное излучение. Это явление можно использовать, например, для защиты чувствительных датчиков и устройств от лазерного излучения, а также для создания высокоэффективных антибликовых покрытий.

Таким образом, найдено еще одной уникальное ... Читать дальше »

Мощный микроскоп на основе суперлинз теперь можно поместить в карман

В ближайшем будущем сотовые телефоны помимо прочих современных "наворотов” смогут содержать в своем корпусе микроскоп с ультравысоким разрешением вместе с вездесущей камерой, благодаря прорыву профессора Мичиганского технологического университета Дерду Гуни.

Такая суперлинза сделала бы вирус видимым в капле крови, разрешая объекты с поперечником порядка 100 нм.

Оптические линзы ограничены так называемым пределом дифракции, который означает, что не существует в принципе такого оптического инструмента, с помощью которого можно разглядеть отчетливо (или как говорят оптики и астрономы – разрешить) объект, размеры которого меньше 200 нм.

Сканирующие электронные микроскопы, в принципе, понижают этот предел до размеров порядка нанометра, но они является дорогими, большими и тяжелыми.

Техника профессора Гуни основана на метаматериалах. Когда плазмоны, являющиеся по сути заряженными колебаниями около поверхности тонких металлических пластин, объединяются со специальными наноструктурами, возбуждаемые электромагнитным полем, то вместе они собирают световые волны от объекта и преломляют его в тех направлениях, в которых обычные природные материалы отбрасывать свет не могут. Такой феномен еще называется отрицательным преломлением (отрицательной рефракцией, negative refraction).

Это позволяет линзе прео ... Читать дальше »

Учёные составили трёхмерную карту ДНК человека

Сходства (синий цвет на левых рисунках) и различия (красный) в способе упаковки ДНК в разных образцах (справа).

Линейная расшифровка генетической последовательности – далеко не всё, что нужно для понимания тонкостей работы наследственного механизма. В ядре клетки ДНК собрана в чудовищно сложный клубок. Теперь впервые картографированы все его хитросплетения.

Титаническую работу выполнили биологи из университета Южной Калифорнии. Они построили полную схему пространственного расположения человеческого генома.

Известно, что

молекула ДНК в хромосоме находится в скрученном, словно клубок, состоянии. Биополимер, несущий генетическую информацию, столь велик, что 46 таких молекул (расположенных, соответственно, в 46 хромосомах человека), если можно было бы их распрямить, в сумме вытянулись бы более чем на два метра!

Неудивительно, что в клеточном ядре молекулы ДНК образуют сотни миллионов контактов сами с собой. Эти места не только являются простым отражением геометрии «молекулы жизни», но и влияют на работу наследственного механизма, на активность генов в частности. Именно потому важно знать точно, как подобные точки расположены в пространстве.

Авторы исследования составили карту расположения мест пересечения ДНК-ДНК на протяжении всего генома человека (в каждой ... Читать дальше »