Учёные доверили шоссе зарядку электромобилей

Инженеры и физики создали компьютерную модель, детально описывающую систему передачи электричества по воздуху от дороги к движущемуся автомобилю. Исследователи показали работоспособность подобной схемы и определили оптимальный дизайн её узлов.

Новую вариацию дороги, самостоятельно питающей электрокары, придумали Шаньхуэй Фань (Shanhui Fan) и его коллеги из Стэнфорда.

Рис. 1. Беспроводные зарядные устройства (вроде показанной тут системы, разрабатываемой Siemens) предназначены для установки в гаражах или на парковках. Они способны лишь повысить удобство пользования электромобилем, но не решить проблему малого запаса хода. Радикальное решение — подпитка на ходу (иллюстрация с сайта golem.de).

Авторы работы решили, что для успешной подзарядки электромобиля, несущегося по загородной трассе, необходима аппаратура, способная перебрасывать мощность в 10 кВт на расстояние до 2 метров. Разумеется, для преодоления подъёмов или ускорений использовалась бы энергия из батареи.

Но цепочка таких передатчиков под асфальтом придала бы электромобилям новое дыхание.

«Что делает эту концепцию замечательной, так это тот факт, что вы сможете вести автомобиль неограниченное время без подзарядки, — говорит один из авторов исследования Ричард Сассун (Richard Sassoon), директор проекта ... Читать дальше »

Здравствуй, туннельный транзистор

Туннельный транзистор - «сэндвич» из двух слоев графена с «начинкой».

Андрей Гейм и Константин Новосёлов преодолели очередной барьер, лежащий на пути к созданию графеновой электроники (кратко об этом мы уже писали). Вместе с коллегами им удалось сконструировать на основе графена туннельный транзистор с характеристиками, подходящими для промышленного производства.

Интерес к графену не угасает с момента его открытия нашими бывшими соотечественниками, а ныне рыцарями ее величества Елизаветы II. Не в последнюю очередь и потому, что регулярно из их лабораторий выходят всё новые и новые работы, доказывающие принципиальную возможность использования графена в качестве «нового кремния» для электроники будущего.

В туннельном транзисторе, в отличие от обычного полевого, канал контролируется с помощью квантового туннельного эффекта, а не инжекции заряда. То есть при наложении внешнего напряжения электроны преодолевают потенциальный барьер со значительно большей вероятностью. Теоретические расчёты показывают, что такой транзистор будет требовать в разы меньшего напряжения для переключения состояний, а значит, значительно снизит энергоп ... Читать дальше »

Графен может быть идеальным адсорбером для света

Иллюстрация предложенной учеными периодической структуры из графена для поглощения света.

Ученые из Испании и Великобритании на основе своих теоретических изысканий высказали предположение о том, что графен может использоваться в роли идеального поглотителя светового излучения, если он положительно заряжен и образует периодический рисунок. Опубликованная исследовательская работа в будущем может привести к созданию более эффективных световых устройств, работающих, в том числе, в ближнем и среднем инфракрасном спектральном диапазоне, с которым не справляются современные технологии.

Заявление ученых из ICFO (Барселона, Испания) и Optoelectronics Research Centre в University of Southampton (Великобритания) кажется неожиданным, поскольку графен представляет собой одноатомный слой атомов углерода, образующих гексагональную кристаллическую решетку. В то же время, более толстые материалы (в 1000 и более атомов толщиной), как известно, не способны эффективно поглощать солнечный свет. Но секрет предложенного «поглотителя» в периодической структуре, создаваемой из графена.

В предложенной учеными периодической структуре свет поглощается благодаря тому, что фотоны оказываются ограничены в областях, размеры которых много меньше длины волны излучения. Это происходит за счет плазмонов, образующихся в отдельных наноэлементах периодической структуры.

... Читать дальше »

Гейм и Новоселов избавили графеновые транзисторы от утечки электронов

Нобелевские лауреаты Константин Новоселов и Андрей Гейм, работающие в университете Манчестера, разработали метод нейтрализации высоких токов утечки в графеновых транзисторах, что позволит создавать высокоэффективные полупроводниковые микросхемы на основе графена, не беспокоясь о перегреве, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Группа под руководством Новоселова смогла нейтрализовать основное препятствие на пути к графеновой микроэлектронике – **высокие токи утечки в транзисторах***, вставив пленки графена в «сэндвич» из тончайших листов нитрида бора или дисульфида молибдена.

Максимальная производительность обычных кремниевых интегральных схем и их графеновых «наследников» ограничивается так называемыми токами утечки – «несанкционированным» движением электронов через транзисторы в выключенном состоянии.

Утечка электронов генерирует тепловую энергию и вынуждает инженеров увеличивать напряжение тока, что еще раз усиливает нагрев микросхемы. Дальнейшая миниатюризация кремниевых транзисторов крайне затруднена из-за роста токов утечки.

Новоселов, Гейм и их коллеги использовали графен в качестве электрода в так называемом «туннельном транзисторе» – одной из разновидности обычных полевых транзисторов. В качестве подложки физики использовали классический диоксид кремния, к ... Читать дальше »

Иммунной системой можно командовать

В документальных фильмах про экстрасенсов часто показывают, как они заговаривают болезни. Пошепчут что-то над кровоточащей раной - и она как будто затягивается. Или посмотрят пристально на смертельно больного человека - и он тут же якобы испытывает облегчение и встает на ноги. Медики такое «лечение» называют фокусами. Но вот последние исследования показали, что иммунитетом можно управлять силой мысли. В частности, наш мозг способен влиять на интенсивность аллергической реакции. К такому фантастическому выводу пришли исследователи из Университета Южной Австралии.

В эксперименте нескольким добровольцам делали инъекцию гистамина: его наш иммунитет вырабатывает в больших количествах при аллергических приступах. Гистамин вводили в руку, но опыт организовывали так, чтобы казалось, будто препарат вводят в резиновую куклу. То есть человек полагал, что с его рукой всё нормально, а гистамин вкалывают в муляж. В другую руку при этом делали настоящий укол. И параллельно ставили эксперимент, вводя гистамин в обе руки — и тоже «взаправду».

Так вот, оказалось, что если присутствовала «иллюзия введения», если человек думал, что гистамин вводят не ему, то аллергическая реакция была гораздо сильнее. Это выглядело так, как если бы мозг, видя, как делают укол, и понимая, что никакой опасности в этом нет, подавлял ответную реакцию иммунитета. А в случае с мнимой резиновой рукой мозг полагал бы, что беспокоиться не о чем, ... Читать дальше »