InGenium
1.27K subscribers
96 photos
9 videos
670 links
Канал посвящён, главным образом, популяризации прикладных и технических наук, но не ограничивается ими! Здесь Вы найдёте новости науки, техники и технологий и другие интересные посты.

Поддержать проект
https://boosty.to/ingenium
Download Telegram
Универсальный неинвазивный интерфейс мозг-компьютер

Новейшие исследования в области интерфейсов мозг-компьютер (BCI) в Университете штата Техас в Остине открывают путь к управлению играми, в данном случае на примере Mario Kart, просто силой мысли. Эта технология особенно важна для улучшения качества жизни людей с нарушениями двигательных функций. Инновационная разработка включает в себя возможности машинного обучения, позволяя BCI самостоятельно адаптироваться к нуждам каждого индивидуального пользователя, что устраняет необходимость в длительной и утомительной калибровке для каждого человека.

Традиционно такие устройства требуют тщательной настройки, поскольку у каждого человека уникальная мозговая активность. Это являлось серьезным препятствием для их массового внедрения. Однако теперь устройство может быстро адаптироваться к каждому новому пользователю благодаря способности самокалиброваться при помощи повторений.

"Когда мы говорим об использовании такой технологии в клинической обстановке, она позволит обойтись без специализированной команды для калибровки, и мы сможем быстро переходить от одного пациента к другому," - отметил аспирант Сатьям Кумар из лаборатории профессора Хосе дель Р. Миллана.

Исследование о BCI без необходимости калибровки опубликовано в журнале PNAS Nexus. Его участники надевают на себя головной убор с электродами, подключенными к компьютеру. Эти электроды собирают данные путем измерения электрических сигналов мозга, и декодер интерпретирует эту информацию, переводя её в действия в игре.

Работа Миллана над BCI помогает пользователям улучшать их нейропластичность - способность мозга меняться и реорганизовываться со временем. Эксперименты направлены на улучшение мозговой функции пациентов и подразумевают использование устройств, управляемых интерфейсами мозг-компьютер для упрощения их жизни.

В данном случае исследования включали участие в гонках на машинках и более простое задание по удержанию цифровой полосы между левой и правой сторонами экрана. Для выполнения простой задачи был обучен эксперт, который разработал "декодер", позволяющий интерфейсу транслировать мозговые волны в команды, которые были использованы в качестве основы для других пользователей, исключая длинный процесс калибровки.

Декодер оказался достаточно эффективным, так что участники смогли одновременно тренироваться и в простую игру по удержанию полосы, и в более сложную гонку на машинках, требующую мышления на несколько шагов вперед.

Исследователи считают эту работу фундаментальной, поскольку она заложила основу для дальнейших инноваций в области BCI. В проекте участвовали 18 субъектов без двигательных нарушений. В будущем исследователи планируют тестировать эту технологию на людях с такими нарушениями, чтобы применить ее в клинике для большей группы пациентов.

Источник:
DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae076

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Открытие новых динамических закономерностей в свойствах кольцевых полимеров

Эксперименты с сдвиговыми деформациями жидкостей - это важное направление в реологии, науке, изучающей поведение потока материи, включая жидкости и мягкие твёрдые тела. Сдвиговые силы прикладываются параллельно поверхности материала, что вызывает деформацию двига или, условно говоря, скольжение между его слоями.

Эксперименты по сдвигу жидкости позволяют характеризовать такие важные реологические свойства, как вязкость (сопротивление деформации или потоку) и тиксотропия (уменьшение вязкости под воздействием сдвига), которые имеют важное значение в приложениях, начиная от промышленных процессов и заканчивая медициной.

Однако новый подход в текущих исследованиях заключается в учете топологии полимера - пространственной организации и структуры молекул - с использованием кольцевых полимеров. Кольцевые полимеры - это макромолекулы, состоящие из повторяющихся звеньев, образующих замкнутые петли без свободных концов.

"В наших компьютерных экспериментах под воздействием сдвига мы рассмотрели два похожих типа связанных пар кольцевых полимеров: один, в котором связь является химической, называемый связанными кольцами (BRs), и другой, в котором связь механическая через хопфовское звено, называемый поликатенанами (PCs)" - объясняет Рейхане Фаримани, ведущий автор нового исследования.

Особое внимание было уделено учету гидродинамических взаимодействий с помощью соответствующих техник симуляции, что оказалось критически важным, так как тонкое взаимодействие между флуктуирующей гидродинамикой и топологией определяет возникающие узоры.

Результаты оказались удивительными: с одной стороны, реакция двух компонентов, BRs и PCs, была очень разной друг от друга, а с другой стороны, она была явно отличной от реакции различных других типов полимеров, таких как линейные, звездообразные или разветвлённые. В частности, доминирующий динамический паттерн в других полимерах при сдвиге («перекатывание по вортексу») либо подавляется (BRs), либо практически отсутствует (PCs) у этих топологически измененных полимеров.

В отличие от этого, PCs становятся тонкими, ориентируются вблизи оси потока и сохраняют фиксированную, растянутую и не перекатывающуюся конформацию под действием сдвига. Вместо этого, из-за своей особенной формы механической связи, PCs демонстрируют прерывистую динамику с периодической сменой двух колец, когда они скользят друг через друга, модель, которую авторы статьи называют скользящим перекатыванием.

Эти неожиданные способы движения, которые несут уникальные характеристики топологий полимерных соединений, подчеркивают важность взаимодействия между гидродинамикой и архитектурой полимеров. Фактически, исследователи обнаружили в своих симуляциях, что когда эффекты обратного течения искусственно устраняются, различия между BRs и PCs исчезают.

Эти динамические режимы также оказывают заметное влияние на механические свойства раствора, так как BRs снимают внутренние напряжения за счет перекатывания, в то время как PCs постоянно сохраняют напряжения, что приводит к значительно более высокой вязкости в последнем случае. Это приводит к гипотезе о том, что различные движения перекатывания и структуры PCs и BRs могут влиять на сдвиговую вязкость – сопротивление жидкости потоку под действием сдвига, отражающее ее внутреннее трение и способность к деформации – высококонцентрированных растворов или расплавов этих молекул.

Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.148101

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Гексагоны у руля: как форма определяет эффективность самосборки в нанотехнологиях

Открытие, изменяющее правила игры: учёные выяснили, что шестигранные частицы - настоящие чемпионы в мире нанотехнологий. Новое исследование показывает, что форма и число связей на молекулярном уровне могут кардинально ускорять самосборку структур. Это открытие может революционизировать разработку новых наноматериалов и лечебных средств.

Профессор Эрвин Фрей и его коллега доктор Флориан Гарнер из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана решили выяснить, как форма и количество связей между молекулами влияют на скорость и эффективность самосборки. Используя физические и математические модели, они наблюдали, как изменение времени сборки зависит от размера получаемой структуры. И оказалось, что шестигранные - или гексагональные - молекулы, то есть с шестью точками связи, собираются невероятно быстро.

Интересно, что природа уже использует принцип гексагона для самосборки вирусных капсидов, где маленькие треугольные части сначала формируют шестигранные структуры, а затем соединяются с пятиугольниками. Это говорит о том, что форма действительно имеет решающее значение.

В нанотехнологиях это открытие может привести к созданию новых методик синтеза сложных структур, оптимизации лекарственных средств и даже искусственных вирусных оболочек. Понимая, какие формы "мономеров" ведут к эффективной самосборке, учёные теперь могут избегать малоэффективных форм и концентрироваться на тех, что обещают скорость и точность.

Итак, не все формы рождены равными: гексагоны теперь на передовой фронта разработки в области самосборки. Этот прорыв не только подчёркивает красоту природных узоров, но и открывает новые горизонты для инноваций в нанотехнологиях и медицине. И кто знает, возможно, следующий ваш телефон или лекарство от простуды будет создано с помощью умной самосборки, подсказанной самой природой.

Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevX.14.021004

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Наностроительство без трещин: подвиг графена для батарей будущего

Отличительная черта графена - способность самоорганизовываться в наноячеистую структуру без единой трещины, может открыть новые горизонты для аккумуляторов следующего поколения.

С момента своего открытия в 2004 году, графен продолжает поражать ученых своими возможностями. Этот материал образован двумерными слоями атомов углерода в виде одноатомного шестиугольника, что придает ему поразительные физические и химические характеристики. Несмотря на кажущуюся хрупкость, графен обладает невероятной прочностью и эластичностью, прозрачностью, а также выдающейся электрической проводимостью и теплопроводностью.

Экспериментальная разработка наноячеистого графена (NCG) улучшает его уже исключительные свойства. Через управление его внутренней структурой на наноуровне создается материал с огромной площадью поверхности. NCG манит своими перспективами в улучшении работы электроники, энергоустройств и сенсоров. Однако разработки подтормаживает склонность к растрескиванию при производстве.

Открытие, сделанное Вон-Ёнг Паком, аспирантом Тохокского университета и его коллегами, может изменить ситуацию. Исследователи обнаружили, что атомы углерода при переработке аморфного карбида марганца в жидком висмуте самоорганизуются в NCG без единой трещины. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.

Процесс делеацирования, использующий различную растворимость компонентов сплава в расплавленном металле, помогает исключить определенные компоненты сплава, сохраняя другие. Оказалось, что NCG, полученный этим методом, обладает высокой прочностью на разрыв и проводимостью после графитизации.

Особенно важно, что материал был протестирован в качестве активного материала и токосъемника натриево-ионного аккумулятора (SIB), где продемонстрировал высокие показатели, долговечность и отличное сопротивление деформации. Этот метод изготовления NCG без трещин открывает путь для повышения производительности и гибкости SIB.

Источник:
DOI: 10.1002/adma.202311792

=======================
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, вашими реакциями и комментариями, а также подписавшись на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Технология JoulesEye: точный подсчет калорий с помощью тепловизора

Хотите знать, сколько калорий вы сжигаете на самом деле? То есть не при помощи пресловутого подсчёта шагов и измерения пульса, а как-то поточнее. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона и Индийского технологического института Гандинагара предлагают революционное решение - добавить недорогую тепловизионную камеру в ваши смарт-часы!

Вы когда-нибудь задумывались, насколько точны данные о сожженных калориях на вашем смартфоне или фитнес-трекере? Оказывается, эти оценки могут быть весьма далеки от реальности. Все потому, что у носимых устройств просто не хватает сенсоров для сбора всей необходимой информации.

Но теперь, благодаря усилиям ученых из Университета Карнеги-Меллона и Индийского технологического института Гандинагара, ситуация может кардинально измениться. Их новая разработка, получившая название JoulesEye, показывает, что добавление недорогой тепловизионной камеры способно снизить погрешность в оценке энергозатрат с почти 40% у современных смарт-часов до всего лишь 6%.

Тепловизор позволяет отслеживать частоту дыхания и температуру тела человека. Эти данные, в сочетании с измерением сердечного ритма и с помощью машинного обучения, дают возможность гораздо точнее определять количество сжигаемых калорий. Ведь стандартные носимые устройства часто не учитывают индивидуальные физические особенности и контекст активности.

Разработчики JoulesEye провели тесты с 54 участниками, занимавшимися на велотренажерах и беговых дорожках. Результаты показали, что система способна оценивать расход калорий с погрешностью всего 5.8% по сравнению с клиническим калориметром - "золотым стандартом" для измерения энергозатрат.

Помимо фитнес-энтузиастов, JoulesEye может пригодиться в спортивных тренировках, а также для мониторинга людей с диабетом или сердечно-сосудистыми заболеваниями. Внедрение тепловизионных камер низкого разрешения в носимые устройства весьма реально, ведь их стоимость уже сейчас не превышает $45.

Источник:
DOI: 10.1145/3631422

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Первое в мире атомное изображение хиральных интерфейсных состояний

Международная группа исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли совершила получила первые в мире атомно-разрешенные изображения экзотических квантовых явлений - хиральных интерфейсных состояний. Это достижение может стать ключом к развитию квантовых вычислений и энергоэффективной электроники будущего.

Хиральные интерфейсные состояния представляют собой своего рода уникальные проводящие каналы, позволяющие электронам двигаться только в одном направлении без рассеяния в обратном направлении, что устраняет нежелательное электрическое сопротивление и, как следствие, потери энергии. До сих пор исследователям не удавалось визуализировать пространственные характеристики этих состояний из-за чрезвычайной сложности задачи.

Однако команде ученых из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли и Калифорнийского университета в Беркли удалось не только получить первые атомно-разрешенные изображения хирального интерфейсного состояния, но и продемонстрировать возможность его создания "по требованию" в 2D-изоляторе.

Для подготовки хиральных интерфейсных состояний исследователи использовали специальное устройство - скрученный бислой графена, представляющий собой два слоя графена толщиной в один атом, повернутые друг относительно друга под точным углом. Это создает сверхрешетку муаровой структуры, проявляющую квантовый аномальный эффект Холла (QAH).

С помощью сканирующего туннельного микроскопа ученые смогли визуализировать волновую функцию хирального интерфейсного состояния и показать, что его можно перемещать по образцу, модулируя напряжение на электроде затвора. Более того, импульс напряжения от зонда микроскопа позволял "записывать" хиральное состояние, стирать его и даже переписывать новое с противоположным направлением движения электронов.

Эти результаты открывают путь к созданию настраиваемых сетей электронных каналов, перспективных для энергоэффективной микроэлектроники, маломощных устройств магнитной памяти и квантовых вычислений на основе экзотического поведения электронов в QAH-изоляторах. В будущем исследователи планируют изучить с помощью своей методики еще более экзотические явления, такие как энионы - новый тип квазичастиц, потенциально пригодных для квантовых вычислений.

Источник:
DOI: 10.1038/s41567-024-02444-w

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Квантовая запутанность делает квазичастицы в купратных сверхпроводниках неуязвимыми к беспорядку

Физики из Вюрцбургского университета имени Юлиуса Максимилиана (JMU) сделали открытие, которое может улучшить понимание роли квантовой запутанности в высокотемпературных купратных сверхпроводниках. Они обнаружили, что низкоэнергетические квазичастицы этих загадочных квантовых материалов, так называемые синглеты Чжан-Райса, удивительно устойчивы к экстремальному беспорядку.

Представьте себе пару, идущую рука об руку по оживленному рынку. Чтобы пройти с одной стороны на другую, толпе людей приходится расступаться, локально рассеивая окружающих и замедляя собственное движение пары. При взгляде сверху кажется, что пара и их расступающееся окружение движутся как единое целое. Это то, что физики называют квазичастицей - эффективной как бы частицей, определяющей спектр низкоэнергетических возбуждений в твердом теле.

В металле квазичастицы обычно состоят из электрона, окруженного поляризационным облаком других электронов, причем электрон и поляризационное облако движутся согласованно. В реальной системе эти квазичастицы рассеиваются на примесях и беспорядке, замедляя движение электронов и создавая электрическое сопротивление.

Однако в купратных материалах, известных своей рекордной высокотемпературной сверхпроводимостью, квазичастицы, похоже, не подчиняются этому правилу рассеяния. Эти квазичастицы, называемые синглетами Чжан-Райса (ZRS), представляют собой запутанные составные частицы, в которых дырка кислорода объединяется со спином вакансии меди, двигаясь через кристалл как танцующая пара.

Ученые из Вюрцбурга проверили эти квазичастицы в чрезвычайно неупорядоченной купратной среде, в которой до 40% атомов меди были заменены литием. Беспорядок настолько велик, что приводит обычные электроны к полной остановке. Однако очаровательный танец дырки и спина в квантовом союзе синглетов Чжан-Райса совершенно не подвержен влиянию примесей на их пути. Их квантовая запутанность предотвращает рассеяние, и они просто проходят через систему, как если бы "рынок" был бы без препятствий.

Это исследование выявило первое появление синглетов Чжан-Райса в купратном стекле и показало возникающую неуязвимость квазичастиц ZRS благодаря квантовой запутанности. Такие открытия могут иметь далеко идущие последствия не только для нашего понимания купратных сверхпроводников, но и для будущих технологий, основанных на квантовой когерентности. В частности, способность стабилизировать квантовые состояния по отношению к внешним возмущениям с помощью квантовой запутанности может сыграть ключевую роль в реализации квантовых вычислений.

Источник:
DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.126502

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Новый шаг к реалистичной голографической 3D-визуализации

Голографические дисплеи давно манили нас своей потрясающей способностью создавать реалистичные 3D-изображения с ощущением непрерывной глубины. Представьте, как вы смотрите фильм, где персонажи буквально оживают перед вами, или как врач изучает детальную 3D-модель органа пациента. Звучит фантастически, не правда ли?

Но есть одна загвоздка - генерация компьютерных голограмм (CGH) традиционно требовала огромных вычислительных ресурсов, что делало ее непрактичной для применения в реальном времени. Однако группа исследователей из Шанхайского университета науки и технологий (Китай) нашла элегантное решение этой проблемы.

Их новаторский метод использует дифракционную модель на основе разделённой линзы Ломана, позволяющую молниеносно синтезировать 3D-голограммы всего за один шаг вычислений! Благодаря хитроумной виртуальной цифровой фазовой модуляции, встроенной в линзу, они добились высокоточной реконструкции 3D-сцен с безупречным восприятием глубины.

Почему это так важно? Представьте себе будущее, где голографические дисплеи повсеместны - от развлечений до медицины и виртуальной реальности. Этот прорыв приближает нас к тому дню, когда мы сможем наслаждаться захватывающей 3D-визуализацией без каких-либо вычислительных ограничений. Да-да, прямо как в звёздных войнах, только ещё и без мерцания!

Исследователи уже провели симуляции и эксперименты, подтверждающие эффективность их метода. Это многообещающий шаг вперед в области компьютерной голографии, открывающий двери для широкого внедрения голографических дисплеев в различных отраслях.

Источник:
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036001

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый прорыв в 3D-печати: скорость и точность на микроуровне

Представьте себе мир, где миллионы микроскопических деталей, таких как сложные медицинские устройства или крошечные персонализированные дроны для доставки лекарств, могут быть напечатаны всего за считанные минуты. Именно такое будущее становится возможным благодаря инновационному подходу, разработанному группой исследователей.

Их прорыв, представленный в новом исследовании, использует множество сфокусированных лазерных лучей вместо одного, что позволяет увеличить скорость печати в десять раз, сохраняя при этом потрясающую детализацию. Стратегически расположив эти лучи с помощью специально разработанных оптических компонентов, ученые добились не только более быстрой печати, но и возможности работы с более широким спектром материалов.

В своей работе, опубликованной в журнале "Light: Advanced Manufacturing", исследователи продемонстрировали впечатляющие результаты. Они напечатали миллионы специально разработанных микрочастиц, прокладывая путь к персонализированной медицине и революционным решениям для доставки лекарств. А создание огромного сложного метаматериала, содержащего более 1,7 триллиона вокселей, стало рекордным достижением в области микропечати.

Но этот прорыв не только о скорости и сложности. Он расширяет границы доступности и демократизации технологий. Ключевые оптические компоненты для этой высокотехнологичной системы сами были напечатаны с помощью обычного лазерного принтера, демонстрируя потенциал для более широкого внедрения.

Это исследование рисует яркую картину будущего, где сложные микромашины, персонализированные медицинские импланты и инновационные материалы могут быть напечатаны быстро и легко. Раздвигая границы скорости и точности, ученые прокладывают путь в мир, где микропечать формирует реальность - один крошечный, тщательно созданный воксель за другим.

Источник:
DOI: 10.37188/lam.2024.003

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Миниатюрный тактильный сенсор открывает новые горизонты в медицине и робототехнике

Представьте себе крошечный сенсор размером с подушечку пальца, способный с высокой точностью определять тактильную информацию. Именно такое устройство, получившее название DIGIT Pinki, недавно разработала международная группа исследователей из Meta AI, Стэнфордского университета, Дрезденского технического университета и Немецкого центра исследований рака (DFKZ).

В основе DIGIT Pinki лежит инновационная технология, сочетающая оптически прозрачный гелевый наконечник и миниатюрную камеру. Когда гелевый наконечник касается объекта, камера фиксирует результирующие деформации геля. Затем эти визуальные данные интерпретируются с помощью специально обученного алгоритма машинного обучения, который точно определяет такие параметры, как сила контакта.

Ключевой инновацией ученых стало использование волоконно-оптических жгутов для передачи изображения на удаленную камеру. Это позволило радикально уменьшить размеры сенсора, избавившись от чувствительной электроники в самом наконечнике. Получившийся прототип имеет диаметр всего 15 мм - примерно с подушечку женского указательного пальца.

Помимо миниатюрности, важным преимуществом DIGIT Pinki является отсутствие в наконечнике электронных и магнитных компонентов, что открывает перспективы для медицинского применения, в том числе внутри человеческого тела. Ученые уже продемонстрировали возможность использования сенсора для обнаружения уплотнений, характерных для раковых опухолей, на тканевых фантомах и образцах простаты.

В будущем подобные высокочувствительные сенсоры могут найти применение в диагностических инструментах для выявления онкологии на ранних стадиях, в протезах и роботизированных манипуляторах, требующих точного контроля силы захвата. Миниатюрные "осязающие пальчики" позволят машинам деликатно манипулировать предметами и даже пользоваться ножницами.

Как отмечают авторы разработки, в дальнейшем они планируют адаптировать свою технологию для еще более широкого спектра медицинских приложений, а также продолжить исследования в области ИИ-алгоритмов для интерпретации тактильных сигналов в робототехнических системах. DIGIT Pinki открывает новые горизонты на стыке искусственного интеллекта, биомедицины и робототехники.

Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2403.05500

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый подход к обнаружению турбулентности повысит безопасность гражданской авиации

Турбулентность представляет серьезную угрозу безопасности полетов, особенно на фоне растущего влияния изменения климата и расширения авиационной отрасли. В этих условиях эффективный мониторинг и стратегии по снижению рисков, связанных с турбулентностью, становятся как никогда актуальными.

Традиционно для оценки турбулентности в авиации используется показатель скорости диссипации энергии вихрей (EDR). Однако новое исследование, опубликованное в журнале Advances in Atmospheric Sciences, предлагает инновационный подход с применением символьной классификации на основе генетического программирования. Цель этого метода - обнаруживать аномалии турбулентности напрямую по данным бортовых устройств быстрого доступа (QAR).

QAR - это бортовые регистраторы полетных данных, фиксирующие параметры окружающей среды, оборудования и операций на протяжении всего полета. Эти данные дают ценную информацию об условиях полета.

По словам Хунъин Чжан из Университета гражданской авиации Китая, автора исследования, поскольку QAR являются стандартным оборудованием современных самолетов, предлагаемый метод устраняет необходимость в прямом расчете EDR. Это делает подход универсальным и легко реализуемым в масштабах всей авиационной отрасли.

Интеграция символьных классификаторов в системы мониторинга турбулентности имеет большой потенциал для повышения безопасности гражданской авиации в условиях растущих экологических и эксплуатационных вызовов. Пак-Вай Чан из Гонконгской обсерватории, соавтор исследования, отмечает, что такой подход упрощает процесс обнаружения и повышает точность идентификации аномалий турбулентности.

Полученные результаты дают авиакомпаниям и авиационным властям надежный и эффективный инструмент для выявления турбулентности с использованием существующих источников данных и передовых методов классификации. Это позволит повысить комфорт пассажиров и предотвратить потенциальные убытки, связанные с инцидентами из-за турбулентности.

Хотя текущий метод фокусируется на обнаружении наличия или отсутствия аномалий турбулентности, дальнейшие исследования будут направлены на разработку мультиклассификаторов для определения уровней турбулентности и регрессионных моделей для оценки ее интенсивности. Это еще больше повысит безопасность и эффективность воздушных перевозок в будущем.

Источник:
DOI: 10.1007/s00376-024-3195-x

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Новый четырехтерминальный органический тандемный солнечный элемент с рекордной эффективностью

Исследователи из Института фотонных наук (ICFO) разработали новый четырехтерминальный органический солнечный элемент (ОСЭ) с тандемной конфигурацией, достигнув эффективности преобразования энергии (PCE) в 16.94%. Ключевым элементом нового устройства является высокопрозрачный передний слой включающий ультратонкий прозрачный серебряный электрод толщиной всего 7 нм.

Двухтерминальные тандемные ОСЭ считаются перспективным подходом для решения проблемы потерь в однопереходных солнечных элементах. Они состоят из субэлементов с разными ширинами запрещенной зоны, что позволяет более широко поглощать солнечный спектр. Однако для оптимальной производительности требуется достаточный баланс токов между субэлементами и надежный соединительный слой.

Четырехтерминальная тандемная конфигурация стала эффективной альтернативой. Она имеет отдельные электрические соединения для прозрачного переднего и непрозрачного заднего элементов, что обеспечивает гибкость при выборе ширины запрещенной зоны каждого элемента.

Ученые из ICFO разработали и описали процесс создания четырехтерминального тандемного ОСЭ с эффективностью 16.94%. Ключевую роль сыграло изготовление ультратонкого прозрачного серебряного электрода толщиной 7 нм. Исследователи использовали численный подход для проектирования структуры ОСЭ, применив матричный формализм и методологию решения обратных задач.

Для производства электрода потребовался тщательный контроль условий. Затем электрод был совмещен с диэлектрическими слоями, чередующими триоксид вольфрама и фторид лития, играющими решающую роль в распределении света.

Устройство достигло PCE 16.94%, что является самым высоким показателем для четырехтерминальных органических тандемных элементов. Текущий официальный рекорд эффективности для органических тандемных устройств составляет 14.2%.

Исследование имеет потенциальное применение в фотоэлектрохимических элементах. Методология проектирования может быть применена для разработки новых систем, где распределение света имеет решающее значение.

Исследователи сосредоточены на совершенствовании методологии и дизайна для применений в отрасли солнечной энергетики. Оптимизируя стратегии проектирования, они стремятся раскрыть потенциал устройств в использовании солнечной энергии для устойчивых процессов преобразования энергии, таких как конверсия CO2.

Источник:
DOI: 10.1002/solr.202300728

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Мышцы для роботов: инженеры создали универсальный "скелет"

Инженеры из Массачусетского технологического института озадачились уникальной задачей - заставить роботов двигаться с помощью живых мышц! Их новое изобретение - это искусственный "скелет", который максимизирует силу сокращения мышц, что может радикально изменить будущее робототехники.

Мышцы человека - чудо природы со способностью самовосстановления и увеличения силы. Теперь представьте, что с такой же эффективностью работает робот. Да, да, инженеры разрабатывают роботов, которые используют живые мышцы вместо традиционных моторов. Пока что успехи есть, но каждый робот - это отдельная головная боль, потому что нет универсальной "формулы" по встраиванию мышц в любой дизайн робота.

Но вот появилось решение: учёные из MIT разработали пружину, напоминающую скелет, которая может стать основой для буквально любого робота на мышечной тяге. Эта конструкция усиливает естественные движения мышцы, как идеально отрегулированный тренажёр в спортзале.

Если обмотать эту пружину мышечной тканью (представьте резинку, натянутую на два столбика), то она начнёт работать как актуатор - при сокращении мышцы пружина вытягивается.

Дальше больше: используя разные конфигурации таких "скелетов", можно создать сложные искусственные структуры и заставить роботов двигаться более точно и мощно.

"Эти устройства как бы создают скелет для роботов, позволяя мышцам двигать их в разные стороны предсказуемым образом," говорит Риту Раман, профессор MIT. "Это новые правила игры для создания мощных и точных роботов на мышечной тяге."

Когда мышца не прикреплена к чему-то твёрдому, она бесполезно сокращается во всех направлениях. Именно поэтому инженеры обычно присоединяют её между гибкими стойками, чтобы получить контролируемое движение. Но и тут не без загвоздок - вся фишка в том, как именно мышца коснётся стоек. Результат может быть непредсказуемым.

Раман и её команда решили, что нужно создать "скелет", который будет фокусировать сокращение мышцы для получения максимально предсказуемого движения. И они смастерили пружину, упругую в одном направлении и жёсткую во всех остальных, чтобы эффективно преобразовывать мышечную силу в движение.

Этот "скелет" в виде аккордеона позволил мышцам сдвигать столбики намного лучше, чем раньше. Такой метод также позволяет точно измерять их производительность и выносливость, а учёные уже мечтают о создании невероятных роботов, таких как хирургические, которые могут работать внутри тела человека.

Источник:
DOI: 10.1002/aisy.202300834

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Лазерный свет превращает немагнитные материалы в магниты при комнатной температуре

Учёные из Стокгольмского университета, Нордического института теоретической физики и Университета Ка-Фоскари в Венеции впервые продемонстрировали, как лазерный свет может вызывать квантовое поведение при комнатной температуре и превращать немагнитные материалы в магнитные. Этот прорыв открывает путь к более быстрым и энергоэффективным компьютерам, новым технологиям передачи информации и хранения данных.

До недавнего времени исследователям удавалось индуцировать квантовые явления, такие как магнетизм и сверхпроводимость, только при экстремально низких температурах. Однако команда учёных из Швеции, США, Японии и Италии впервые в мире показала в эксперименте, как лазерный свет может вызывать магнетизм в немагнитном материале при комнатной температуре.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые подвергли квантовый материал титанат стронция коротким, но интенсивным лазерным лучам специфической длины волны и поляризации, чтобы индуцировать магнетизм. Инновационность этого метода заключается в идее заставить свет двигать атомы и электроны в материале по круговой траектории, генерируя токи, которые делают его магнитным, как магнит на холодильнике.

Этот метод основан на теории "динамической мультиферроики", которая предсказывает, что когда атомы титана "взбалтываются" циркулярно поляризованным светом в оксиде на основе титана и стронция, образуется магнитное поле. Но только сейчас эту теорию удалось подтвердить на практике.

Ожидается, что этот прорыв найдет широкое применение в нескольких информационных технологиях. Он открывает возможности для сверхбыстрых магнитных переключателей, которые можно использовать для более быстрой передачи информации и значительно лучшего хранения данных, а также для компьютеров, которые намного быстрее и энергоэффективнее.

Результаты команды уже воспроизведены в нескольких других лабораториях, и публикация в том же выпуске Nature демонстрирует, что этот подход может быть использован для записи, а значит, и хранения магнитной информации. Открыта новая глава в разработке новых материалов с помощью света, которая обещает революционизировать многие важнейшие сферы общества и проложить путь к совершенно новым технологическим возможностям в коммуникациях и энергетике. Квантовое будущее уже не за горами!

Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07175-9

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Учёные создали молекулярное устройство, управляющее высвобождением веществ

Учёные из Университета Манчестера разработали первую в своём роде молекулярную систему, которая контролирует высвобождение нескольких небольших молекул с помощью силы. Это открытие может значительно продвинуть медицинское лечение и создание "умных" самовосстанавливающихся материалов.

Исследователи использовали новую методику с применением сцепленных молекул, известных как ротаксаны. Под действием механической силы, например, в месте повреждения или травмы, этот компонент запускает высвобождение функциональных молекул, таких как лекарства или агенты для заживления, точечно воздействуя на нуждающуюся область. Например, в месте опухоли.

Это открытие также перспективно для самовосстанавливающихся материалов, которые могут самостоятельно ремонтироваться при повреждении, продлевая срок их службы. Скажем, царапина на экране телефона.

Традиционно контролируемое силой высвобождение молекул сталкивалось с проблемами одновременного выпуска более одной молекулы. Новый подход включает две полимерные цепи, прикреплённые к центральной кольцевой структуре, которые скользят вдоль оси, поддерживающей груз, эффективно высвобождая несколько грузовых молекул в ответ на приложение силы. Учёные продемонстрировали одновременное высвобождение до пяти молекул с возможностью выпуска большего количества, преодолев предыдущие ограничения.

Исследователи также показали универсальность модели, используя различные типы молекул, включая лекарственные соединения, флуоресцентные маркеры, катализаторы и мономеры, раскрыв потенциал для множества будущих применений.

Этот прорыв знаменует первый случай, когда учёным удалось продемонстрировать способность высвобождать более одного компонента, что делает систему одной из самых эффективных на сегодняшний день. В будущем исследователи планируют углубиться в применение для самовосстановления и расширить спектр молекул, которые можно высвобождать.

Источник:
DOI: 10.1038/s41586-024-07154-0

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Отслеживание взгляда и мимики человека при помощи сонара

Исследователи из Корнелльского университета разработали две компактные технологии, GazeTrak и EyeEcho, которые отслеживают направление взгляда и выражения лица человека с помощью звуковых волн, подобно сонару. Устройства достаточно малы, чтобы поместиться на коммерческих умных очках или гарнитурах виртуальной и дополненной реальности, при этом потребляя значительно меньше энергии, чем аналогичные инструменты с камерами.

GazeTrak - это первая система отслеживания взгляда, основанная на акустических сигналах. EyeEcho - первая система на базе очков, которая непрерывно и точно определяет выражения лица и воссоздаёт их через аватар в реальном времени.

Устройства используют динамики и микрофоны, установленные на оправе очков, для отражения неслышимых звуковых волн от лица и улавливания отражённых сигналов, вызванных движениями лица и глаз. Полученные звуковые сигналы подаются в специальный конвейер глубокого обучения, который использует искусственный интеллект для непрерывного вывода направления взгляда человека и интерпретации мимики.

Устройства могут работать несколько часов от батареи умных очков и более суток от гарнитуры виртуальной реальности. Они компактны, дёшевы и сверхмаломощны, поэтому их можно носить на умных очках каждый день, не разряжая аккумулятор.

Эти две разработки имеют приложения помимо улучшения VR-опыта пользователя. GazeTrak может использоваться со скринридерами для озвучивания фрагментов текста людям со слабым зрением при просмотре веб-сайтов. GazeTrak и EyeEcho также потенциально могут помочь в диагностике или мониторинге нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, отслеживая аномальные движения глаз и менее выразительную мимику пациентов из комфорта их дома.

Технологии GazeTrak и EyeEcho от учёных Корнелльского университета открывают новые возможности в сферах виртуальной реальности, ассистивных технологий и здравоохранения. Их компактность, энергоэффективность и способность непрерывно отслеживать взгляд и мимику через звуковые волны делают эти разработки по-настоящему революционными. Они могут значительно улучшить взаимодействие пользователей в VR, помочь людям с нарушениями зрения и даже проводить мониторинг нейродегенеративных заболеваний на дому.

Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2402.14634

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍1
Учёные разработали гидрогель для удаления микропластика из воды

Исследователи из Индийского института науки (IISc) создали устойчивый гидрогель для удаления микропластика из воды. Материал обладает уникальной переплетённой полимерной сетью, которая может связывать загрязнители и разлагать их с помощью УФ-излучения. Гидрогель состоит из трёх различных полимерных слоёв (хитозан, поливиниловый спирт и полианилин), образующих архитектуру взаимопроникающей полимерной сети (IPN), в которую внедрены нанокластеры Cu-POM, выступающие катализаторами для разложения микропластика под действием УФ-света.

Микропластик представляет серьёзную угрозу для здоровья человека и окружающей среды. Эти крошечные пластиковые частицы могут попадать в наш организм через питьевую воду и повышать риск заболеваний, а также загрязнять даже отдалённые районы, такие как полярные ледяные шапки и глубоководные впадины, подвергая опасности водные и наземные формы жизни.

Ранее учёные пытались использовать фильтрующие мембраны для удаления микропластика, но они быстро засорялись мелкими частицами, что делало их неустойчивыми. Вместо этого команда IISc во главе с профессором Сурьясарати Бозе решила обратиться к 3D-гидрогелям.

Разработанный командой гидрогель отличается высокой эффективностью: он может удалять около 95% и 93% двух различных типов микропластика из воды при близком к нейтральному pH (∼6,5). Материал также показал стабильность при различных температурах и мог использоваться до пяти циклов удаления микропластика без значительной потери эффективности. Кроме того, после завершения срока службы гидрогель можно преобразовать в углеродные наноматериалы для удаления тяжёлых металлов из загрязнённой воды.

В дальнейшем исследователи планируют работать с соавторами над созданием устройства, которое можно будет развернуть в больших масштабах для очистки различных источников воды от микропластика.

Устойчивый гидрогель, разработанный учёными из Индийского института науки, представляет собой многообещающее решение для борьбы с загрязнением микропластиком. Благодаря своей уникальной структуре и способности адсорбировать и разлагать микропластик под действием УФ-света, этот материал может значительно уменьшить количество микропластика в воде. Дальнейшие исследования и разработки в этом направлении могут привести к созданию эффективных устройств для очистки воды в больших масштабах, что поможет защитить здоровье людей и окружающую среду от вредного воздействия микропластика.

Источник:
DOI: 10.1039/D3NR06115A

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Исследователи раскрыли уникальное движение молекул трифенилфосфина на графитовых поверхностях

Используя эксперименты по нейтронной спектроскопии, проведенные в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL), а также передовые теоретические модели и компьютерное моделирование, команда во главе с Антоном Тамтёглом из Грацского технического университета раскрыла уникальное движение молекул трифенилфосфина (PPh3) на графитовых поверхностях, напоминающее наноскопический лунный посадочный модуль. Это движение, похожее на лунный посадочный модуль, по-видимому, облегчается их уникальной геометрией и трехточечным связыванием с поверхностью.

На протяжении многих лет ученых интересовало, как молекулы движутся по поверхностям. Этот процесс имеет решающее значение для многочисленных приложений, включая катализ и производство наноразмерных устройств.

Молекулы трифенилфосфина демонстрируют замечательную форму движения, вращаясь и перемещаясь способами, которые бросают вызов предыдущим представлениям. Трифенилфосфин является важной молекулой для синтеза органических соединений и наночастиц с многочисленными промышленными применениями. Молекула обладает своеобразной геометрией: PPh3 имеет пирамидальную форму с пропеллерным расположением трех циклических групп атомов.

Нейтроны предлагают уникальные возможности для изучения структуры и динамики материалов. В типичном эксперименте нейтроны, рассеянные образцом, измеряются как функция изменения их направления и энергии. Благодаря своей низкой энергии нейтроны являются отличным зондом для изучения низкоэнергетических возбуждений, таких как молекулярные вращения и диффузия.

Исследование показывает, что молекулы PPh3 взаимодействуют с графитовой поверхностью таким образом, что позволяет им двигаться с удивительно низкими энергетическими барьерами. Движение характеризуется вращениями и трансляциями (прыжковыми движениями) молекул. В то время как вращения и внутримолекулярное движение доминируют до температуры около 300 К, молекулы следуют дополнительному трансляционному прыжковому движению по поверхности при температуре от 350 до 500 К.

Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе открывает новые возможности для создания передовых материалов с заданными свойствами. Помимо фундаментального интереса, движение PPh3 и родственных соединений на графитовых поверхностях имеет большое значение для приложений.

Использование передовых методов нейтронной спектроскопии и компьютерного моделирования позволило исследователям раскрыть уникальное движение молекул трифенилфосфина на графитовых поверхностях. Это открытие углубляет наше понимание динамики поверхности и открывает новые горизонты для материаловедения и нанотехнологий. Понимание детальных механизмов молекулярного движения в наномасштабе имеет решающее значение для разработки передовых материалов с заданными свойствами и многочисленных промышленных приложений.

Источник:
DOI: 10.1038/s42004-024-01158-7

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Разговор с роботом больше не будет казаться неестественным

Учёные из Университета Ватерлоо совершили прорыв в области естественного взаимодействия людей и человекоподобных роботов. Благодаря новой разработке, роботы теперь смогут определять направление на источник звука человеческой речи, отслеживать говорящего и быстрее реагировать в диалоге, что сделает общение с ними намного более реалистичным и комфортным.

Общение с роботами часто кажется неестественным и замедленным из-за ограничений компьютерного программного обеспечения. Но команда исследователей из Университета Ватерлоо нашла способ значительно улучшить способность человекоподобных роботов поддерживать естественный диалог с людьми.

Учёные разработали для робота слуховую систему, использующую два микрофона в позициях, аналогичных человеческим ушам. Это позволяет определять направление, откуда исходит речь человека. Однако звуки часто отражаются от различных поверхностей, что может сбить робота с толку. Поэтому разработчики создали специальный алгоритм обработки сигналов, учитывающий эти искажения.

Чтобы робот мог реагировать на звук так же быстро, как человек, его компьютер должен молниеносно рассчитывать предполагаемое местоположение источника звука. Фреймворк, созданный командой и университета Ватерлоо, оптимизирует скорость обработки и распознавания различных звуков роботом на основе общей производительности и задержек.

Тестирование на человекоподобном роботе с записями из разных акустических сред подтвердило работоспособность системы. По словам Пранава Барота, одного из авторов исследования, главной сложностью было научить робота верно ориентироваться на говорящих в больших, шумных и многолюдных пространствах.

"Результаты этой работы важны в любых сценариях, где человекоподобные роботы будут сотрудничать с людьми - как в социальных ситуациях, так и в совместной работе", - подчеркнул Барот.

Источник:
DOI: 10.1371/journal.pone.0296452

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Прорыв в беспроводной связи: антенна нового поколения приближает эру 6G

Хотите узнать, как будет выглядеть связь будущего? Команда исследователей из Университета Глазго создала уникальную беспроводную антенну, которая может произвести революцию в мире телекоммуникаций. Сочетая метаматериалы и продвинутую обработку сигналов, их разработка открывает двери в эру сверхскоростного и сверхнадёжного 6G.

Представьте антенну размером со спичечный коробок, которая может мгновенно формировать и переключать множество лучей связи. Звучит фантастически? Но именно такой прототип удалось создать учёным из Университета Глазго. Их динамическая метаповерхностная антенна (DMA) - первая в мире, работающая в миллиметровом диапазоне на частоте 60 ГГц.

Секрет возможностей DMA - в уникальных метаматериалах. Эти искусственно созданные структуры спроектированы так, чтобы взаимодействовать с электромагнитными волнами самым немыслимым для обычных материалов образом. Полностью настраиваемые элементы из метаматериалов позволяют программно управлять волнами, порождая новый класс антенн , способных к высокочастотной реконфигурации.

Крошечный, но мощный прототип использует высокоскоростные соединения и программируемую вентильную матрицу (FPGA) для одновременного независимого управления каждым метаэлементом. DMA может менять форму и количество лучей буквально за наносекунды - представьте, насколько стабильным будет покрытие сети!

Но новая антенна - это не только про сверхскоростную передачу данных. Возможности DMA найдут применение в медицине для непрерывного мониторинга жизненно важных показателей пациентов. А как насчёт автономных автомобилей и дронов, которые смогут безопасно ориентироваться с помощью высокоточных радаров на основе таких антенн? Или передачи голографических 3D-изображений в реальном времени в любую точку мира?

Прорывная разработка команды из Университета Глазго - это шаг в захватывающее будущее беспроводной связи. Их интеллектуальная адаптивная высокочастотная антенна может стать краеугольным камнем для метаповерхностных антенн миллиметрового диапазона следующего поколения. Исследователи не собираются останавливаться на достигнутом и планируют дальше развивать свой многообещающий проект. Так что приготовьтесь - 6G уже на подходе, и он принесёт с собой немало удивительных сюрпризов!

Источник:
DOI: 10.1109/OJAP.2024.3386452

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Новый способ устранения дефектов в 2D-кристаллах: ловушка для молекул кислорода

Представьте, что вы можете управлять свойствами материалов на атомном уровне. Звучит, как минимум, амбициозно, однако именно это удалось команде исследователей из Южной Кореи и Японии. Они обнаружили новый метод контроля дефектов в двумерных полупроводниковых кристаллах с помощью молекул кислорода. Этот прорыв открывает путь к созданию более совершенных наноэлектронных устройств будущего.

Двумерные материалы, состоящие всего из одного слоя атомов, обладают уникальными полупроводниковыми свойствами. Они позволяют создавать миниатюрные электронные компоненты, такие как транзисторы, на масштабах, недоступных для традиционных технологий. Представьте крошечные и сверхэффективные схемы, гибкую электронику и солнечные элементы нового поколения!

Особенно перспективны двумерные дихалькогениды переходных металлов (ДПМ). Эти соединения состоят из элементов переходных металлов в сочетании с двумя атомами таких элементов, как сера, селен или теллур. Исследователи работали с монослойными кристаллами ДПМ на основе вольфрама и серы (WS2).

Но даже в этих чудо-материалах есть проблема - дефекты кристаллической решетки, например, вакансии серы. Ученые обнаружили, что молекулы кислорода охотно "прилипают" к этим дефектным местам. Применив метод спектроскопии потерь энергии электронов (EELS), они детально изучили взаимодействие дефектов с кислородом.

Оказалось, что если поместить слой WS2 между двумя слоями гексагонального нитрида бора (h-BN), то молекулы кислорода оказываются "запертыми" на дефектах. Такая фиксация, называемая пассивацией, стабилизирует электронные свойства ДПМ. Это открытие - ключ к точному контролю характеристик двумерных кристаллов для различных применений.

"Наша работа дает новое понимание явлений, связанных с дефектами в двумерных ДПМ, и может привести к революционным подходам в управлении этими дефектами", - говорит профессор Чанг-Хи Чо, специалист по полупроводникам и нанофотонике из DGIST.

Источник:
DOI: 10.1002/advs.202310197

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, Дзен, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2🔥1