"Стены" из графена позволят реализовать чипы с плотностью 100 триллионов транзисторов на квадратный сантиметр

"Стены" из графена позволят реализовать чипы с плотностью 100 триллионов транзисторов на квадратный сантиметр

Ученые из университета Райс (Rice University) и Политехнического университета Гонконга проведя ряд расчетов и компьютерное моделирование обнаружили, что тонкие полосы графена, пленки из углерода, толщиной в один атом, специальным образом расположенные на подложке из алмаза и никеля, могут стать «строительными кирпичиками» сверхвысокоплотных электронных и спинтронных устройств. Реализация такой технологии может означать, что плотность упаковки элементов электронных чипов может быть увеличена до заоблачных значений, а размеры этих элементом могут быть уменьшены до размеров менее одного нанометра.

В вышеупомянутых моделированиях и расчетах, проведенных физиком-теоретиком Борисом Якобсоном (Boris Yakobson) из университета Райс и доцентом Фенг Дингом (Feng Ding) из Гонконга, были использованы специальные подложки из монокристаллического алмаза, на поверхность которых в некоторых местах был нанесен никель. На поверхность этих подложек химическим путем были встроены края тончайших полос графена. Поскольку область контакта является очень узкой, то графеновая лента полностью сохраняет все свои уникальные физические, электрические и магнитные свойства.

Поскольку графен является необычайно тонким и прочным материалом ученые рассчитали теоретический предел размещения электронных ... Читать дальше »

Открыт секрет молекулярного анаэробного механизма производства биотоплива

Исследователи из университета Неймегена в Нидерландах изучили молекулярный механизм, который позволяет с помощью бактерий производить ракетное топливо из отходов жизнедеятельности человека.

Открытие берет начало в 1990 году, когда были обнаружены anammox-бактерии (вроде Kuenenia stuttgartiensis), способные к анаэробному (без кислорода) окислению аммония и превращению его в гидразин, ракетное топливо.

Более 20 лет назад это открытие вызвало интерес в НАСА, однако он быстро угас, после того как выяснилось, что естественные бактерии производят слишком мало гидразина для практического применения этой технологии. При этом усовершенствовать процесс анаэробного окисления аммония не удавалось, поскольку механизм работы бактерий оставался неизвестным.

Голландским ученым наконец удалось выявить молекулярный механизм, посредством которого микробы производят топливо. Исследователи использовали ряд новых экспериментальных методов и в конце концов смогли изолировать белковый комплекс, ответственный за производство гидразина. Таким образом теперь ученые точно знают структуру уникального белкового комплекса и, возможно, смогут улучшить производственный процесс.

Благодаря энергоэффективности в разрушении аммиака, в настоящее время п ... Читать дальше »

Грибы будут производить биотопливо

Ученые расшифровали геном двух видов грибов, которые могут выживать при высоких температурах и при этом прекрасно разлагают органику. Это свойство очень ценно для производства биотоплива.

Большой международной группе ученых под руководством профессора Адриана Цанга (Adrian Tsang) из Университета Конкордия (Монреаль, Канада) удалось полностью секвенировать геном двух термофильных грибов Myceliophthora thermophila и Thielavia terrestris, которые прекрасно умеют перерабатывать ткани растений. По словам авторов, это

исследование поможет создать новые технологии производства биотоплива.

Исключительная особенность этих грибов состоит в том, что они способны выживать при температуре 40–70 градусов.

«Организмы, которые способны существовать при высоких температурах встречаются редко. Сейчас известно около 40 видов таких термофильных грибов. За этими грибами – будущее в производстве биотоплива», – говорит Цанг.

Чудо-грибы

Производство биотоплива основано на том, что углеводы, которые содержатся в растениях, в ходе ферментации (брожения без доступа кислорода) перерабатываются в этанол или метан. Кроме того, существует технология пиролиза, когда при нагревании образуется бионефть. Исследование Цанга и его коллег показало, что

грибы Myceliophthora t ... Читать дальше »

Революция в мире микропроцессоров уже не за горами

Американские ученые с использованием сегнетоэлектриков могут совершить настоящую революцию в электронике уже в ближайшее время, преодолев недостатки современных процессоров.

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли нашли практичный способ уменьшения минимального напряжения, необходимого для хранения электрического заряда в конденсаторе. Это достижение может существенно снизить энергопотребление и тепловыделение современной электроники.

Чем большее быстродействие у современного компьютера, тем больше он теряет энергии на выделение тепла в окружающую среду. В настоящее время технологии создания высокопроизводительных процессоров подошли к своему «потолку», – необходимы слишком мощные и сложные системы охлаждения.

А все дело в том, что напряжение для питания транзисторов современных микросхем остается на уровне 1 вольт в течение приблизительно 10 лет.

Это связано с физическими принципами работы транзистора, и рост производительности процессоров шел по пути наращивания количества транзисторов и их миниатюризации. Сегодня процессор может содержать миллиарды транзисторов, однако уменьшение размера не привело к пропорциональному сокращению общей потребляемой мощности, необходимой для работы компьютерного чипа.

При комнатной температуре требуется не менее 60 милливольт для возникновения электрического тока в транзисторе и минимум напряжения порядка 1 В для сохранения быстродействия процессора в целом. Из-за этого с ... Читать дальше »

Молекулярный робот отличает раковую клетку от здоровой по шести признакам

Молекулярный робот, сконструированный в Массачусетском технологическом институте (США), состоит из белка убийцы и набора генов-предохранителей, которые оценивают состояние клетки по шести признакам. Сочетание всех шести, соответствующее раковой клетке, выпускает белок-убийцу на волю.

Исследователи из Массачусетского технологического института создали молекулярного робота, который способен узнавать раковую клетку по её внутриклеточному состоянию и принуждать её к гибели, вызывая апоптоз.

Действующим агентом послужил синтетический ген, кодирующий белок hBax, который запускает программу клеточной смерти. Ген, впрочем, снабжён двумя помощниками, или охранниками, и вот в них-то и заключается весь интерес. Эти охранники отпускают ген hBax на волю только тогда, когда это нужно, то есть когда вся сложная генетическая конструкция, которой является молекулярный робот, попадает именно в раковую клетку. Функция этих помощников — оценить внутриклеточное состояние по наличию определённого набора микрорегуляторных РНК.

Рис. 1. Раковая ... Читать дальше »