Искусственный интеллект на основе коллоидных частиц: новый подход к вычислениям
Искусственный интеллект (ИИ) быстро развивается и имеет потенциал революционизировать многие аспекты нашей жизни. Традиционно ИИ использует цифровые вычисления, выполняемые на микроэлектронных чипах. Однако в последние годы исследователи заинтересовались возможностью использования физических систем для ИИ. Такие системы, известные как физические резервуары, используют динамику физических процессов, таких как водные поверхности, бактерии или модели щупалец осьминога, для выполнения вычислений.
Недавно физики из Лейпцигского университета создали тип нейронной сети, работающей не с электричеством, а с так называемыми активными коллоидными частицами. Коллоидные частицы — это частицы, тонко диспергированные в их дисперсионной среде (твердой, газовой или жидкой). Для своих экспериментов физики разработали крошечные агрегаты из пластика и наночастиц золота, в которых одна частица вращается вокруг другой, приводимая в движение лазером.
Эти устройства обладают определенными физическими свойствами, которые делают их интересными для расчета пластов. «Каждая из этих единиц может обрабатывать информацию, и многие единицы составляют так называемый резервуар. Мы изменяем вращательное движение частиц в резервуаре с помощью входного сигнала. Результирующее вращение содержит результат вычислений», — объясняет доктор. Сянцзунь Ван. «Как и многие нейронные сети, систему необходимо обучить выполнять определенные вычисления».
Новым аспектом работы Лейпцигского университета является использование коллоидных частиц в качестве физической системы для ИИ и прогнозирования временных рядов. Исследователи обнаружили, что коллоидные частицы можно использовать для выполнения вычислений, аналогичных вычислениям, выполняемым электрическими нейронными сетями. Это открывает возможность использования коллоидных частиц для создания новых типов компьютеров и других устройств, использующих ИИ.
Исследователи также обнаружили, что коллоидные частицы можно использовать для прогнозирования временных рядов. Временной ряд — это последовательность данных, взятых в течение определенного периода времени. Коллоидные частицы можно научить распознавать закономерности во временных рядах и использовать эту информацию для прогнозирования будущих значений. Это делает коллоидные частицы потенциально полезными для таких приложений, как прогнозирование погоды, прогнозирование спроса и обнаружение аномалий.
Источник:
Юнсен Сян и др., Гигантский магнитокалорический эффект в кандидате в спиновое сверхтвердое вещество Na2BaCo(PO4)2 (Junsen Xiang et al, Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06885-w
=======================
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!
Искусственный интеллект (ИИ) быстро развивается и имеет потенциал революционизировать многие аспекты нашей жизни. Традиционно ИИ использует цифровые вычисления, выполняемые на микроэлектронных чипах. Однако в последние годы исследователи заинтересовались возможностью использования физических систем для ИИ. Такие системы, известные как физические резервуары, используют динамику физических процессов, таких как водные поверхности, бактерии или модели щупалец осьминога, для выполнения вычислений.
Недавно физики из Лейпцигского университета создали тип нейронной сети, работающей не с электричеством, а с так называемыми активными коллоидными частицами. Коллоидные частицы — это частицы, тонко диспергированные в их дисперсионной среде (твердой, газовой или жидкой). Для своих экспериментов физики разработали крошечные агрегаты из пластика и наночастиц золота, в которых одна частица вращается вокруг другой, приводимая в движение лазером.
Эти устройства обладают определенными физическими свойствами, которые делают их интересными для расчета пластов. «Каждая из этих единиц может обрабатывать информацию, и многие единицы составляют так называемый резервуар. Мы изменяем вращательное движение частиц в резервуаре с помощью входного сигнала. Результирующее вращение содержит результат вычислений», — объясняет доктор. Сянцзунь Ван. «Как и многие нейронные сети, систему необходимо обучить выполнять определенные вычисления».
Новым аспектом работы Лейпцигского университета является использование коллоидных частиц в качестве физической системы для ИИ и прогнозирования временных рядов. Исследователи обнаружили, что коллоидные частицы можно использовать для выполнения вычислений, аналогичных вычислениям, выполняемым электрическими нейронными сетями. Это открывает возможность использования коллоидных частиц для создания новых типов компьютеров и других устройств, использующих ИИ.
Исследователи также обнаружили, что коллоидные частицы можно использовать для прогнозирования временных рядов. Временной ряд — это последовательность данных, взятых в течение определенного периода времени. Коллоидные частицы можно научить распознавать закономерности во временных рядах и использовать эту информацию для прогнозирования будущих значений. Это делает коллоидные частицы потенциально полезными для таких приложений, как прогнозирование погоды, прогнозирование спроса и обнаружение аномалий.
Источник:
Юнсен Сян и др., Гигантский магнитокалорический эффект в кандидате в спиновое сверхтвердое вещество Na2BaCo(PO4)2 (Junsen Xiang et al, Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06885-w
=======================
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
Механический датчик, питаемый звуковыми волнами
В современном мире датчики играют важную роль в различных областях, включая инфраструктуру, медицину и промышленность. Эти устройства постоянно нуждаются в электропитании, которое обычно обеспечивается батареями. Однако замена батарей создает значительные проблемы с утилизацией отходов.
Исследователи под руководством Марка Серра-Гарсии и профессора геофизики ETH Йохана Робертссона разработали новый тип механического датчика, который может решить эту проблему. Датчик работает чисто механически и не требует внешнего источника энергии. Он использует вибрационную энергию, содержащуюся в звуковых волнах.
Всякий раз, когда произносится определенное слово или генерируется определенный тон или шум, излучаемые звуковые волны вызывают вибрацию датчика. Этой энергии достаточно для генерации крошечного электрического импульса, который включает выключенное электронное устройство.
Датчик состоит из нескольких слоев тонкопленочных материалов, которые размещаются на подложке. Внутри датчика находится резонансная камера, которая настроена на определенную частоту звуковых волн. Когда датчик подвергается воздействию звуковых волн этой частоты, его резонансная частота усиливается. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний датчика и, как следствие, к увеличению генерируемого электрического тока.
Датчик может использоваться в различных приложениях. Например, его можно установить на на мостах, зданиях и других объектах для мониторинга их состояния. Также датчик может быть интегрирован в медицинские устройства, такие как протезы для глухих, для включения и выключения устройства голосом. Умные дома: датчик может быть использован в для управления освещением, отоплением и другими устройствами с помощью голосовых команд. Наконец, технологию можно использовать в промышленности для контроля работы машин и оборудования.
Источник:
Юнсен Сян и др., Гигантский магнитокалорический эффект в кандидате в спиновое сверхтвердое вещество Na2BaCo(PO4)2 (Junsen Xiang et al, Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06885-w
=======================
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!
В современном мире датчики играют важную роль в различных областях, включая инфраструктуру, медицину и промышленность. Эти устройства постоянно нуждаются в электропитании, которое обычно обеспечивается батареями. Однако замена батарей создает значительные проблемы с утилизацией отходов.
Исследователи под руководством Марка Серра-Гарсии и профессора геофизики ETH Йохана Робертссона разработали новый тип механического датчика, который может решить эту проблему. Датчик работает чисто механически и не требует внешнего источника энергии. Он использует вибрационную энергию, содержащуюся в звуковых волнах.
Всякий раз, когда произносится определенное слово или генерируется определенный тон или шум, излучаемые звуковые волны вызывают вибрацию датчика. Этой энергии достаточно для генерации крошечного электрического импульса, который включает выключенное электронное устройство.
Датчик состоит из нескольких слоев тонкопленочных материалов, которые размещаются на подложке. Внутри датчика находится резонансная камера, которая настроена на определенную частоту звуковых волн. Когда датчик подвергается воздействию звуковых волн этой частоты, его резонансная частота усиливается. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний датчика и, как следствие, к увеличению генерируемого электрического тока.
Датчик может использоваться в различных приложениях. Например, его можно установить на на мостах, зданиях и других объектах для мониторинга их состояния. Также датчик может быть интегрирован в медицинские устройства, такие как протезы для глухих, для включения и выключения устройства голосом. Умные дома: датчик может быть использован в для управления освещением, отоплением и другими устройствами с помощью голосовых команд. Наконец, технологию можно использовать в промышленности для контроля работы машин и оборудования.
Источник:
Юнсен Сян и др., Гигантский магнитокалорический эффект в кандидате в спиновое сверхтвердое вещество Na2BaCo(PO4)2 (Junsen Xiang et al, Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2), Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-023-06885-w
=======================
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!
👍3
Цвета разные, состав одинаковый: чернила со структурным цветом
С чернилами и красками человечество знакомо давно. И весь этот период существовала проблема - добиться желаемого цвета, его яркости, красочности, других оттеночных характеристик, а также стабильности. Столетиями люди искали вещества и составы для разных красок, причем проблема была не только в самом веществе, но и в их смешивании. Вещества не должны реагировать друг с другом и растворяться в основе, иначе при смешивании голубого и желтого внезапно может получиться какой-нибудь коричневый. Кроме того, зачастую желаемый цвет получается из довольно небезопасных соединений. Например, популярным веществом для получения яркого и насыщенного красного цвета является минерал киноварь - сульфид ртути. А насыщенные синие, зелёные и жёлтые цвета получают из красок на основе кобальта и хрома, тоже не самых безопасных для человека элементов.
Ситуация отчасти изменилась с появлением органических пигментов. Да и по мере развития химии были открыты новые безопасные и стабильные соединения для красок и чернил, но и они не были лишены недостатков. Основной из них - сложность и труднодоступность соединений для красок, а у органических - стабильность под воздействием ультрафиолета.
Природа цвета - достаточно интересная область. Мы не будем сейчас вдаваться в подробности восприятия цвета, сосредоточимся на его появлении. Вещество отражает свет некоторой, довольно узкой, части спектра видимого излучения, и делает оно это посредством электронной оболочки атомов. И молекул. Кстати да, у молекул тоже может быть общая для всей структуры электронная оболочка, которая может обладать весьма уникальными свойствами. Электронные оболочки сложных органических молекул как раз и открыли целую область органических красителей. Однако, сложные электронные оболочки могут быть не только у молекул. Можно сделать очень маленькие частички вещества, всего в несколько единиц или десятка атомов, и у таких частичек также образуются электронные оболочки, в которые за счёт такого размера начинают проявляться квантовые свойства, в том числе способность отражать свет определённой длины волны или части спектра. Например, наночастицы золота, в зависимости от размера, могут иметь самые разные цвета, от голубого до красного. Это называется структурным цветом, который определяется структурами наноразмерного масштаба. Но делать краску из золота - это как-то слишком, правда?
Инженеры-материаловеды Университета Кобе Фуджи Минору и Сугимото Хироши разработали совершенно новый подход к производству цветов. Они использовали сферические наночастицы кремния размером около 100 нанометров, которые рассеивают свет в яркие цвета за счет явления «резонанса Ми». При резонансе Ми сферические частицы, размер которых сравним с длиной волны света, особенно сильно отражают волны определенной длины. Это означает, что цвет, который в основном исходит от суспензии наночастиц, можно контролировать, изменяя их размер.
Новый метод позволяет создавать цвета, которые не ухудшаются со временем, не зависят от угла обзора и могут быть легко напечатаны. Исследователи считают, что их разработка может найти применение в различных областях, включая производство одежды, косметики, упаковочных материалов и даже в оптических системах.
Источник:
Монослой Ми-резонансных кремниевых наносфер для структурного окрашивания (Monolayer of Mie-Resonant Silicon Nanospheres for Structural Coloration), ACS Applied Nano Materials (2024). DOI: 10.1021/acsanm.3c04689
=======================
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!
С чернилами и красками человечество знакомо давно. И весь этот период существовала проблема - добиться желаемого цвета, его яркости, красочности, других оттеночных характеристик, а также стабильности. Столетиями люди искали вещества и составы для разных красок, причем проблема была не только в самом веществе, но и в их смешивании. Вещества не должны реагировать друг с другом и растворяться в основе, иначе при смешивании голубого и желтого внезапно может получиться какой-нибудь коричневый. Кроме того, зачастую желаемый цвет получается из довольно небезопасных соединений. Например, популярным веществом для получения яркого и насыщенного красного цвета является минерал киноварь - сульфид ртути. А насыщенные синие, зелёные и жёлтые цвета получают из красок на основе кобальта и хрома, тоже не самых безопасных для человека элементов.
Ситуация отчасти изменилась с появлением органических пигментов. Да и по мере развития химии были открыты новые безопасные и стабильные соединения для красок и чернил, но и они не были лишены недостатков. Основной из них - сложность и труднодоступность соединений для красок, а у органических - стабильность под воздействием ультрафиолета.
Природа цвета - достаточно интересная область. Мы не будем сейчас вдаваться в подробности восприятия цвета, сосредоточимся на его появлении. Вещество отражает свет некоторой, довольно узкой, части спектра видимого излучения, и делает оно это посредством электронной оболочки атомов. И молекул. Кстати да, у молекул тоже может быть общая для всей структуры электронная оболочка, которая может обладать весьма уникальными свойствами. Электронные оболочки сложных органических молекул как раз и открыли целую область органических красителей. Однако, сложные электронные оболочки могут быть не только у молекул. Можно сделать очень маленькие частички вещества, всего в несколько единиц или десятка атомов, и у таких частичек также образуются электронные оболочки, в которые за счёт такого размера начинают проявляться квантовые свойства, в том числе способность отражать свет определённой длины волны или части спектра. Например, наночастицы золота, в зависимости от размера, могут иметь самые разные цвета, от голубого до красного. Это называется структурным цветом, который определяется структурами наноразмерного масштаба. Но делать краску из золота - это как-то слишком, правда?
Инженеры-материаловеды Университета Кобе Фуджи Минору и Сугимото Хироши разработали совершенно новый подход к производству цветов. Они использовали сферические наночастицы кремния размером около 100 нанометров, которые рассеивают свет в яркие цвета за счет явления «резонанса Ми». При резонансе Ми сферические частицы, размер которых сравним с длиной волны света, особенно сильно отражают волны определенной длины. Это означает, что цвет, который в основном исходит от суспензии наночастиц, можно контролировать, изменяя их размер.
Новый метод позволяет создавать цвета, которые не ухудшаются со временем, не зависят от угла обзора и могут быть легко напечатаны. Исследователи считают, что их разработка может найти применение в различных областях, включая производство одежды, косметики, упаковочных материалов и даже в оптических системах.
Источник:
Монослой Ми-резонансных кремниевых наносфер для структурного окрашивания (Monolayer of Mie-Resonant Silicon Nanospheres for Structural Coloration), ACS Applied Nano Materials (2024). DOI: 10.1021/acsanm.3c04689
=======================
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
Нанокластеры: от нанометрового масштаба к одноатомному катализу
Нанокластеры (НК) представляют собой кристаллические материалы, которые существуют в нанометровом масштабе и состоят из атомов или молекул в сочетании с такими металлами, как кобальт, никель, железо и платина. Они нашли применение в различных областях, включая доставку лекарств, катализ и очистку воды.
Уменьшение размера НК может раскрыть дополнительный потенциал, позволяя реализовать такие процессы, как одноатомный катализ. В этом контексте координация органических молекул с отдельными атомами переходных металлов открывает перспективы для дальнейшего развития в этой области.
Инновационный подход к дальнейшему уменьшению размера НК предполагает введение атомов металла в самоорганизующиеся монослойные пленки на плоских поверхностях. Однако крайне важно проявлять осторожность, чтобы расположение атомов металла на этих поверхностях не нарушало упорядоченный характер этих монослойных пленок.
Недавно в исследовании, опубликованном в Journal of Materials Chemistry C, доктор Тойо Кадзу Ямада из Высшей инженерной школы Университета Тиба вместе с коллегами продемонстрировали поверхностный рост атомов кобальта на массивах молекулярных колец при комнатной температуре. Этот передовой метод формирования функциональных нанокластеров с точностью атомного масштаба может быть использован при разработке высокоэффективных катализаторов или в квантовых вычислениях.
В исследовании команда использовала кольцевые молекулярные структуры, называемые «краун-эфирами», которые содержат бензольные и бромные кольца. Эти структуры использовались для улавливания и выращивания НК кобальта на плоских медных поверхностях. Полученные НК кобальта имели два размера: 1,5 нм и 3,6 нм. Для дальнейшего понимания их свойств и структуры были использованы методы сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).
Результаты исследования показывают, что НК кобальта, выращенные на массивах молекулярных колец, обладают высокой стабильностью и однородностью. Они также демонстрируют высокую каталитическую активность в реакции восстановления окиси углерода.
Источник:
Тойо Кадзу Ямада и др., Рост нанокластеров переходного металла кобальта на поверхности с использованием двумерной матрицы краун-эфира (Toyo Kazu Yamada et al, On-surface growth of transition-metal cobalt nanoclusters using a 2D crown-ether array), Journal of Materials Chemistry C (2023). DOI: 10.1021/acsanm.3c04689
=======================
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!
Нанокластеры (НК) представляют собой кристаллические материалы, которые существуют в нанометровом масштабе и состоят из атомов или молекул в сочетании с такими металлами, как кобальт, никель, железо и платина. Они нашли применение в различных областях, включая доставку лекарств, катализ и очистку воды.
Уменьшение размера НК может раскрыть дополнительный потенциал, позволяя реализовать такие процессы, как одноатомный катализ. В этом контексте координация органических молекул с отдельными атомами переходных металлов открывает перспективы для дальнейшего развития в этой области.
Инновационный подход к дальнейшему уменьшению размера НК предполагает введение атомов металла в самоорганизующиеся монослойные пленки на плоских поверхностях. Однако крайне важно проявлять осторожность, чтобы расположение атомов металла на этих поверхностях не нарушало упорядоченный характер этих монослойных пленок.
Недавно в исследовании, опубликованном в Journal of Materials Chemistry C, доктор Тойо Кадзу Ямада из Высшей инженерной школы Университета Тиба вместе с коллегами продемонстрировали поверхностный рост атомов кобальта на массивах молекулярных колец при комнатной температуре. Этот передовой метод формирования функциональных нанокластеров с точностью атомного масштаба может быть использован при разработке высокоэффективных катализаторов или в квантовых вычислениях.
В исследовании команда использовала кольцевые молекулярные структуры, называемые «краун-эфирами», которые содержат бензольные и бромные кольца. Эти структуры использовались для улавливания и выращивания НК кобальта на плоских медных поверхностях. Полученные НК кобальта имели два размера: 1,5 нм и 3,6 нм. Для дальнейшего понимания их свойств и структуры были использованы методы сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).
Результаты исследования показывают, что НК кобальта, выращенные на массивах молекулярных колец, обладают высокой стабильностью и однородностью. Они также демонстрируют высокую каталитическую активность в реакции восстановления окиси углерода.
Источник:
Тойо Кадзу Ямада и др., Рост нанокластеров переходного металла кобальта на поверхности с использованием двумерной матрицы краун-эфира (Toyo Kazu Yamada et al, On-surface growth of transition-metal cobalt nanoclusters using a 2D crown-ether array), Journal of Materials Chemistry C (2023). DOI: 10.1021/acsanm.3c04689
=======================
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
Волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм
Лазеры с длиной волны 1,2 мкм находят широкое применение в различных областях, включая фотодинамическую терапию, биомедицинскую диагностику, зондирование кислорода и оптическую параметрическую генерацию. Волоконные лазеры в диапазоне волн 1,2 мкм имеют ряд преимуществ перед другими типами лазеров, таких как простая конструкция, хорошее качество луча и гибкость эксплуатации.
В последние годы исследователи добились значительных успехов в разработке волоконных лазеров в диапазоне волн 1,2 мкм. В 2020 году команда исследователей из Национального университета оборонных технологий (NUDT), Китай, продемонстрировала мощный волоконный лазер с длиной волны 1,2 мкм, основанный на эффекте вынужденного комбинационного рассеяния света (VCEL). Лазер генерировал непрерывную мощность до 735,8 Вт с длиной волны 1252,7 нм, что является самой высокой выходной мощностью, когда-либо достигнутой для волоконных лазеров в этом диапазоне.
Дальнейшее развитие волоконных лазеров в диапазоне волн 1,2 мкм будет способствовать их широкому внедрению в различные области применения. Их можно использовать для проведения фотодинамической терапии для активации фотосенсибилизаторов в опухолевых клетках, что приводит к их разрушению. Также лазеры с длиной волны 1,2 мкм могут использоваться для измерения концентрации различных биомолекул в тканях и жидкостях организма. В частности, можно измерять концентрацию кислорода в различных средах, таких как воздух, вода и кровь.
Источник:
Ян Чжан и др. Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм (Yang Zhang et al, High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband), Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI: 10.1007/s12200-024-00105-7
=======================
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!
Лазеры с длиной волны 1,2 мкм находят широкое применение в различных областях, включая фотодинамическую терапию, биомедицинскую диагностику, зондирование кислорода и оптическую параметрическую генерацию. Волоконные лазеры в диапазоне волн 1,2 мкм имеют ряд преимуществ перед другими типами лазеров, таких как простая конструкция, хорошее качество луча и гибкость эксплуатации.
В последние годы исследователи добились значительных успехов в разработке волоконных лазеров в диапазоне волн 1,2 мкм. В 2020 году команда исследователей из Национального университета оборонных технологий (NUDT), Китай, продемонстрировала мощный волоконный лазер с длиной волны 1,2 мкм, основанный на эффекте вынужденного комбинационного рассеяния света (VCEL). Лазер генерировал непрерывную мощность до 735,8 Вт с длиной волны 1252,7 нм, что является самой высокой выходной мощностью, когда-либо достигнутой для волоконных лазеров в этом диапазоне.
Дальнейшее развитие волоконных лазеров в диапазоне волн 1,2 мкм будет способствовать их широкому внедрению в различные области применения. Их можно использовать для проведения фотодинамической терапии для активации фотосенсибилизаторов в опухолевых клетках, что приводит к их разрушению. Также лазеры с длиной волны 1,2 мкм могут использоваться для измерения концентрации различных биомолекул в тканях и жидкостях организма. В частности, можно измерять концентрацию кислорода в различных средах, таких как воздух, вода и кровь.
Источник:
Ян Чжан и др. Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм (Yang Zhang et al, High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband), Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI: 10.1007/s12200-024-00105-7
=======================
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
Солнечные элементы на квантовых точках
Слышали про нанотехнологии? Уверен, что да, какое-то время про них из каждого утюга вещали. Однако не все понимают, что сие есть такое нанотехнологии. Микропроцессор в вашем гаджете или ПК - это тоже уже нанотехнологии, так как размеры транзисторов десятки и даже единицы нанометров. А если у вас есть телевизор с технологией квантовых точек - то это тоже нанотехнологии. Квантовые точки - это такие очень маленькие структуры, также размером в единицы и десятки нанометров, которые могут быть как простыми наноскопическими шариками материала, либо сложными, в каком-то роде, молекулами. Суть квантовых точек заключается в их размере, в первую очередь. При таких размерах начинают проявляться квантовые эффекты. А какие - уже зависит от структуры квантовых точек. Наиболее распространённое применение квантовых точек, на данный момент, это люминесценция. Пока что полноценные дисплеи на квантовых не продвинулись дальше лабораторий и прототипов. Да, телевизоры на квантовых точках пока что используют эти самые точки в качестве контрастной цветной подсветки для улучшения изображения. Однако, среди потенциальных устройств на квантовых точках наметилось пополнение.
Ученые из Школы энергетики и химической инженерии UNIST под руководством профессора Сунг-Ён Чанга разработали самый эффективный в мире на сегодняшний день солнечный элемент на квантовых точках (QD), которое демонстрирует исключительную производительность и сохраняет свою эффективность даже после длительного хранения. Учёные смогли синтезировать перовскитные квантовые точки (ПКТ) на основе органических катионов, что обеспечивает исключительную стабильность и подавляет внутренние дефекты в фотоактивном слое солнечных элементов. И всё благодаря разработанной новой технике обмена лигандов, которыми могут быть атомы, ионы или молекулы, которые могут связываться с другими атомами и молекулами посредством донорно-акцепторного взаимодействия.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Energy, показали, что разработанная технология позволила достичь впечатляющей эффективности солнечных элементов QD на уровне 18,1%. Это является рекордным показателем среди солнечных элементов с квантовыми точками, признанным престижной Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) в Соединенных Штатах.
Источник:
Стратегия обмена лигандами на основе йодида алкиламмония для высокоэффективных солнечных элементов с квантовыми точками на основе перовскита органических катионов (Havid Aqoma et al, Alkyl ammonium iodide-based ligand exchange strategy for high-efficiency organic-cation perovskite quantum dot solar cells), Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01450-9
=======================
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!
Слышали про нанотехнологии? Уверен, что да, какое-то время про них из каждого утюга вещали. Однако не все понимают, что сие есть такое нанотехнологии. Микропроцессор в вашем гаджете или ПК - это тоже уже нанотехнологии, так как размеры транзисторов десятки и даже единицы нанометров. А если у вас есть телевизор с технологией квантовых точек - то это тоже нанотехнологии. Квантовые точки - это такие очень маленькие структуры, также размером в единицы и десятки нанометров, которые могут быть как простыми наноскопическими шариками материала, либо сложными, в каком-то роде, молекулами. Суть квантовых точек заключается в их размере, в первую очередь. При таких размерах начинают проявляться квантовые эффекты. А какие - уже зависит от структуры квантовых точек. Наиболее распространённое применение квантовых точек, на данный момент, это люминесценция. Пока что полноценные дисплеи на квантовых не продвинулись дальше лабораторий и прототипов. Да, телевизоры на квантовых точках пока что используют эти самые точки в качестве контрастной цветной подсветки для улучшения изображения. Однако, среди потенциальных устройств на квантовых точках наметилось пополнение.
Ученые из Школы энергетики и химической инженерии UNIST под руководством профессора Сунг-Ён Чанга разработали самый эффективный в мире на сегодняшний день солнечный элемент на квантовых точках (QD), которое демонстрирует исключительную производительность и сохраняет свою эффективность даже после длительного хранения. Учёные смогли синтезировать перовскитные квантовые точки (ПКТ) на основе органических катионов, что обеспечивает исключительную стабильность и подавляет внутренние дефекты в фотоактивном слое солнечных элементов. И всё благодаря разработанной новой технике обмена лигандов, которыми могут быть атомы, ионы или молекулы, которые могут связываться с другими атомами и молекулами посредством донорно-акцепторного взаимодействия.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Energy, показали, что разработанная технология позволила достичь впечатляющей эффективности солнечных элементов QD на уровне 18,1%. Это является рекордным показателем среди солнечных элементов с квантовыми точками, признанным престижной Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) в Соединенных Штатах.
Источник:
Стратегия обмена лигандами на основе йодида алкиламмония для высокоэффективных солнечных элементов с квантовыми точками на основе перовскита органических катионов (Havid Aqoma et al, Alkyl ammonium iodide-based ligand exchange strategy for high-efficiency organic-cation perovskite quantum dot solar cells), Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01450-9
=======================
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!
👍3
Разгадка одной из тайн металлического стекла
У многих сразу возникнет вопрос: при чем тут металл и стекло? Ну так вот, стекло может быть металлическим. Их ещё называют аморфными металлами или сплавами. То есть структура металлического стекла короткопериодическая, в отличие от металла, у которого длиннопериодическая структура. Если по-простому, кристаллическая решётка аморфного металла не упорядоченная, не как рисуют в учебниках, а гораздо более хаотичная. Достигается это за счёт моментального отверждения металла при быстром охлаждении, атомы просто не успеваются выстраиваться в ровный кристалл. Свойства металлических стёкол заметно отличаются в сравнении с их низкоэнтропийными собратьями. Они гораздо прочнее и заметно более жёсткие, часто обладают больше твёрдостью, но гораздо хуже проводят электрический ток. Выглядят они как обычные металлы, но их блеск выглядит немного иначе, порой кажется, что это смесь стекла и металла.
Благодаря своим свойствам, аморфные металлы привлекают большое внимание учёных. Очень многие явления, связанные с металлическими стёклами, являются трудными в понимании и оттого интересными с научной точки зрения. Например, деформация металлических стекол является сложным процессом, который до сих пор не полностью изучен. Одной из основных причин этого является то, что деформация металлических стекол происходит не в упорядоченной структуре, в которой положение и перемещение атомов достаточно предсказуемо, а в полном хаосе. Это означает, что для понимания механизмов деформации необходимо изучать движение отдельных атомов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, профессор Ян Шроерс и его коллеги изучили деформацию металлических стекол на атомном уровне. Для этого они использовали образцы циркония, меди и других металлических стекол в мягком состоянии. Ученые использовали просвечивающую электронную микроскопию для наблюдения за движением отдельных атомов во время деформации.
Результаты исследования показали, что деформация металлических стекол происходит путем скольжения атомов относительно друг друга. Это скольжение происходит вдоль определенных плоскостей, которые называются плоскостями скольжения. Плоскости скольжения представляют собой области, в которых связи между атомами слабее, чем в других областях.
Ученые также обнаружили, что деформация металлических стекол зависит от размера образца. Образцы меньшего размера деформируются легче, чем образцы большего размера. Это связано с тем, что в образцах меньшего размера меньше дефектов, которые могут препятствовать скольжению атомов.
Источник:
Найцзя Лю и др., Поведение деформации в наноразмерных аморфных металлах в зависимости от размера, предполагающее переход от коллективного к индивидуальному транспорту атомов (Naijia Liu et al, Size-dependent deformation behavior in nanosized amorphous metals suggesting transition from collective to individual atomic transport), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41582-2
=======================
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!
У многих сразу возникнет вопрос: при чем тут металл и стекло? Ну так вот, стекло может быть металлическим. Их ещё называют аморфными металлами или сплавами. То есть структура металлического стекла короткопериодическая, в отличие от металла, у которого длиннопериодическая структура. Если по-простому, кристаллическая решётка аморфного металла не упорядоченная, не как рисуют в учебниках, а гораздо более хаотичная. Достигается это за счёт моментального отверждения металла при быстром охлаждении, атомы просто не успеваются выстраиваться в ровный кристалл. Свойства металлических стёкол заметно отличаются в сравнении с их низкоэнтропийными собратьями. Они гораздо прочнее и заметно более жёсткие, часто обладают больше твёрдостью, но гораздо хуже проводят электрический ток. Выглядят они как обычные металлы, но их блеск выглядит немного иначе, порой кажется, что это смесь стекла и металла.
Благодаря своим свойствам, аморфные металлы привлекают большое внимание учёных. Очень многие явления, связанные с металлическими стёклами, являются трудными в понимании и оттого интересными с научной точки зрения. Например, деформация металлических стекол является сложным процессом, который до сих пор не полностью изучен. Одной из основных причин этого является то, что деформация металлических стекол происходит не в упорядоченной структуре, в которой положение и перемещение атомов достаточно предсказуемо, а в полном хаосе. Это означает, что для понимания механизмов деформации необходимо изучать движение отдельных атомов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, профессор Ян Шроерс и его коллеги изучили деформацию металлических стекол на атомном уровне. Для этого они использовали образцы циркония, меди и других металлических стекол в мягком состоянии. Ученые использовали просвечивающую электронную микроскопию для наблюдения за движением отдельных атомов во время деформации.
Результаты исследования показали, что деформация металлических стекол происходит путем скольжения атомов относительно друг друга. Это скольжение происходит вдоль определенных плоскостей, которые называются плоскостями скольжения. Плоскости скольжения представляют собой области, в которых связи между атомами слабее, чем в других областях.
Ученые также обнаружили, что деформация металлических стекол зависит от размера образца. Образцы меньшего размера деформируются легче, чем образцы большего размера. Это связано с тем, что в образцах меньшего размера меньше дефектов, которые могут препятствовать скольжению атомов.
Источник:
Найцзя Лю и др., Поведение деформации в наноразмерных аморфных металлах в зависимости от размера, предполагающее переход от коллективного к индивидуальному транспорту атомов (Naijia Liu et al, Size-dependent deformation behavior in nanosized amorphous metals suggesting transition from collective to individual atomic transport), Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41582-2
=======================
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!
👍3
Первый долгоживущий кристалл времени
Кристалл времени, созданный командой из Технического университета Дортмунда, стал настоящим научным прорывом. Их исследование подтвердило гипотезу Фрэнка Вильчека о существовании кристаллов времени, которую он выдвинул около десяти лет назад. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics.
Кристаллы в пространстве представляют собой периодическое расположение атомов на больших масштабах длины. Они обладают гладкими гранями и красивым внешним видом, напоминающим драгоценные камни. Фрэнк Вильчек предположил, что наряду с кристаллами в пространстве должны существовать и кристаллы во времени. Он утверждал, что физические свойства таких кристаллов должны периодически меняться во времени, даже без внешнего воздействия.
С начала 2017 года ученым удалось несколько раз продемонстрировать потенциальные кристаллы времени. Однако ранее созданные системы требовали периодического возбуждения, что не соответствовало идеи Вильчека. Но только в 2022 году в конденсате Бозе-Эйнштейна удалось создать кристалл, который периодически менялся во времени, не зависимо от внешних факторов. Однако его жизнь была крайне короткой - всего несколько миллисекунд.
И вот теперь физики из Дортмунда под руководством доктора Алекса Грейлиха представили новый кристалл времени, который прожил в миллионы раз дольше, чем предыдущие эксперименты. Они использовали специальный кристалл из арсенида индия-галлия, где ядерные спины действовали как резервуар для кристалла времени. Кристалл был постоянно освещен, что способствовало формированию поляризации ядерных спинов.
Статус экспериментов на данный момент таков, что время жизни кристалла составляет не менее 40 минут, что в 10 миллионов раз дольше, чем было продемонстрировано ранее, и потенциально он может жить гораздо дольше. Путем систематического изменения условий эксперимента можно изменять период кристалла в широких пределах. Однако возможно также перемещение в области, где кристалл «плавится», т. е. теряет периодичность. Эти области также интересны тем, что тогда проявляется хаотичное поведение, которое может сохраняться в течение длительного периода времени. Также впервые учёным удалось использовать теоретические инструменты для анализа хаотического поведения таких систем.
Источник:
А. Грейлих и др., Надежный кристалл непрерывного времени в электрон-ядерной спиновой системе (A. Greilich et al, Robust continuous time crystal in an electron–nuclear spin system), Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02351-6
=======================
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!
Кристалл времени, созданный командой из Технического университета Дортмунда, стал настоящим научным прорывом. Их исследование подтвердило гипотезу Фрэнка Вильчека о существовании кристаллов времени, которую он выдвинул около десяти лет назад. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Physics.
Кристаллы в пространстве представляют собой периодическое расположение атомов на больших масштабах длины. Они обладают гладкими гранями и красивым внешним видом, напоминающим драгоценные камни. Фрэнк Вильчек предположил, что наряду с кристаллами в пространстве должны существовать и кристаллы во времени. Он утверждал, что физические свойства таких кристаллов должны периодически меняться во времени, даже без внешнего воздействия.
С начала 2017 года ученым удалось несколько раз продемонстрировать потенциальные кристаллы времени. Однако ранее созданные системы требовали периодического возбуждения, что не соответствовало идеи Вильчека. Но только в 2022 году в конденсате Бозе-Эйнштейна удалось создать кристалл, который периодически менялся во времени, не зависимо от внешних факторов. Однако его жизнь была крайне короткой - всего несколько миллисекунд.
И вот теперь физики из Дортмунда под руководством доктора Алекса Грейлиха представили новый кристалл времени, который прожил в миллионы раз дольше, чем предыдущие эксперименты. Они использовали специальный кристалл из арсенида индия-галлия, где ядерные спины действовали как резервуар для кристалла времени. Кристалл был постоянно освещен, что способствовало формированию поляризации ядерных спинов.
Статус экспериментов на данный момент таков, что время жизни кристалла составляет не менее 40 минут, что в 10 миллионов раз дольше, чем было продемонстрировано ранее, и потенциально он может жить гораздо дольше. Путем систематического изменения условий эксперимента можно изменять период кристалла в широких пределах. Однако возможно также перемещение в области, где кристалл «плавится», т. е. теряет периодичность. Эти области также интересны тем, что тогда проявляется хаотичное поведение, которое может сохраняться в течение длительного периода времени. Также впервые учёным удалось использовать теоретические инструменты для анализа хаотического поведения таких систем.
Источник:
А. Грейлих и др., Надежный кристалл непрерывного времени в электрон-ядерной спиновой системе (A. Greilich et al, Robust continuous time crystal in an electron–nuclear spin system), Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-023-02351-6
=======================
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!
👍4🤔2
Микрочип из алмаза для квантового Интернета
Исследователи из Массачусетского технологического института и Кембриджского университета создали невероятно маленькое устройство, которое могло бы обеспечить быстрый и эффективный поток квантовой информации на большие расстояния. Ключом к устройству является «микрочип» из алмаза, в котором некоторые атомы углерода алмаза заменены атомами олова.
Микрочип работает следующим образом. Свет проходит через волноводы, где он взаимодействует с атомами олова. В результате этого взаимодействия свет приобретает квантовые свойства, которые позволяют ему переносить квантовую информацию. Квантовая информация в форме квантовых битов или кубитов легко разрушается шумами окружающей среды, такими как магнитные поля, которые разрушают информацию. Поэтому, с одной стороны, желательно иметь кубиты, которые не сильно взаимодействуют с окружающей средой. С другой стороны, однако, эти кубиты должны сильно взаимодействовать со светом или фотонами, что является ключом к передаче информации на расстояния.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Кембриджа реализуют оба варианта путем совместной интеграции двух разных типов кубитов, которые работают в тандеме для сохранения и передачи информации. Кроме того, команда сообщает о высокой эффективности передачи этой информации.
Существует много видов кубитов, но два распространенных типа основаны на вращении или спине электрона или ядра (слева направо или справа налево). В новом устройстве используются как электронные, так и ядерные кубиты. Вращающийся электрон, или электронный кубит, очень хорошо взаимодействует с окружающей средой, в то время как вращающееся ядро атома, или ядерный кубит, этого не делает. Учёные объединили кубит, который легко взаимодействует со светом, с кубитом, который очень хорошо изолирован и, таким образом, сохраняет информацию в течение длительного времени.
В новом устройстве электрон, носитель электронного кубита, проносящийся в алмазе, может застрять в дефекте олова. И этот электронный кубит затем может передать свою информацию вращающемуся ядру олова, носителю ядерного кубита.
В общем, свет передает информацию через оптическое волокно к новому устройству, которое включает в себя набор из нескольких крошечных алмазных волноводов, каждый из которых примерно в 1000 раз меньше человеческого волоса. Таким образом, несколько устройств могут выступать в качестве узлов, контролирующих поток информации в квантовом Интернете .
Источник:
Райан А. Паркер и др., Алмазный нанофотонный интерфейс с оптически доступным детерминированным электроядерным спиновым регистром (Ryan A. Parker et al, A diamond nanophotonic interface with an optically accessible deterministic electronuclear spin register), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01332-8
=======================
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!
Исследователи из Массачусетского технологического института и Кембриджского университета создали невероятно маленькое устройство, которое могло бы обеспечить быстрый и эффективный поток квантовой информации на большие расстояния. Ключом к устройству является «микрочип» из алмаза, в котором некоторые атомы углерода алмаза заменены атомами олова.
Микрочип работает следующим образом. Свет проходит через волноводы, где он взаимодействует с атомами олова. В результате этого взаимодействия свет приобретает квантовые свойства, которые позволяют ему переносить квантовую информацию. Квантовая информация в форме квантовых битов или кубитов легко разрушается шумами окружающей среды, такими как магнитные поля, которые разрушают информацию. Поэтому, с одной стороны, желательно иметь кубиты, которые не сильно взаимодействуют с окружающей средой. С другой стороны, однако, эти кубиты должны сильно взаимодействовать со светом или фотонами, что является ключом к передаче информации на расстояния.
Исследователи из Массачусетского технологического института и Кембриджа реализуют оба варианта путем совместной интеграции двух разных типов кубитов, которые работают в тандеме для сохранения и передачи информации. Кроме того, команда сообщает о высокой эффективности передачи этой информации.
Существует много видов кубитов, но два распространенных типа основаны на вращении или спине электрона или ядра (слева направо или справа налево). В новом устройстве используются как электронные, так и ядерные кубиты. Вращающийся электрон, или электронный кубит, очень хорошо взаимодействует с окружающей средой, в то время как вращающееся ядро атома, или ядерный кубит, этого не делает. Учёные объединили кубит, который легко взаимодействует со светом, с кубитом, который очень хорошо изолирован и, таким образом, сохраняет информацию в течение длительного времени.
В новом устройстве электрон, носитель электронного кубита, проносящийся в алмазе, может застрять в дефекте олова. И этот электронный кубит затем может передать свою информацию вращающемуся ядру олова, носителю ядерного кубита.
В общем, свет передает информацию через оптическое волокно к новому устройству, которое включает в себя набор из нескольких крошечных алмазных волноводов, каждый из которых примерно в 1000 раз меньше человеческого волоса. Таким образом, несколько устройств могут выступать в качестве узлов, контролирующих поток информации в квантовом Интернете .
Источник:
Райан А. Паркер и др., Алмазный нанофотонный интерфейс с оптически доступным детерминированным электроядерным спиновым регистром (Ryan A. Parker et al, A diamond nanophotonic interface with an optically accessible deterministic electronuclear spin register), Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01332-8
=======================
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!
👍3
«Дефектный» материал решает загадку сверхпроводника
Всё началось с того, что Кайфер Парзик, доктор философии лаборатории атомной физики и физики твердого тела факультета физики Корнелльского университета, провел эксперимент по рассеянию рентгеновских лучей, чтобы изучить образцы никелата. Он синтезировал их новым методом в надежде обнаружить упорядочение заряда, связанное с высокотемпературной сверхпроводимостью. Однако, к его удивлению, в его образцах не было существенного порядка заряда. Это озадачило его и его коллег, заставив их пересмотреть свои гипотезы и начать тщательное расследование.
Однако позже, после дальнейших исследований (эти результаты показались всё же более странными, а не неудачными) Парзик, его руководитель профессор Кайл Шен и другие сотрудники пришли к выводу, что метод синтеза Парзика позволил получить никелаты, которые были гораздо более чистыми по сравнению с ранее полученными и не имели недостатков, которые искажали предыдущие исследования никелатов. Это привело к получению новой информации о природе этих материалов.
Никелаты в последние годы привлекают большое внимание как близкие аналоги купратов, семейства сверхпроводников на основе оксида меди с высокими температурами перехода, превышающими 100 Кельвинов. Однако, в отличие от купратов, электрическое сопротивление никелатов не исчезает полностью при переходе в сверхпроводящее состояние. Это необычное поведение, как полагают многие учёные, может быть ключом к пониманию высокотемпературной сверхпроводимости.
Никелаты представляют большой интерес для исследователей в связи с их потенциальными применениями в высокотемпературных сверхпроводниках, которые имеют более низкие требования к охлаждению и могут быть использованы в различных технологиях, включая электроэнергетику, транспорт и медицину.
Синтез никелатов, проведенный Парзиком и его коллегами, позволил получить материалы с улучшенными свойствами и расширил наше понимание природы никелатов и их поведения в электрическом поле. Это открывает новые возможности для дальнейших исследований и разработки высокотемпературных сверхпроводников с использованием никелатов.
Источник:
К Парзик и др., Отсутствие волнового порядка зарядовой плотности 3a0 в бесконечнослойном никелате NdNiO2 (C. T. Parzyck et al, Absence of 3a0 charge density wave order in the infinite-layer nickelate NdNiO2), Nature Materials (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01797-0
=======================
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!
Всё началось с того, что Кайфер Парзик, доктор философии лаборатории атомной физики и физики твердого тела факультета физики Корнелльского университета, провел эксперимент по рассеянию рентгеновских лучей, чтобы изучить образцы никелата. Он синтезировал их новым методом в надежде обнаружить упорядочение заряда, связанное с высокотемпературной сверхпроводимостью. Однако, к его удивлению, в его образцах не было существенного порядка заряда. Это озадачило его и его коллег, заставив их пересмотреть свои гипотезы и начать тщательное расследование.
Однако позже, после дальнейших исследований (эти результаты показались всё же более странными, а не неудачными) Парзик, его руководитель профессор Кайл Шен и другие сотрудники пришли к выводу, что метод синтеза Парзика позволил получить никелаты, которые были гораздо более чистыми по сравнению с ранее полученными и не имели недостатков, которые искажали предыдущие исследования никелатов. Это привело к получению новой информации о природе этих материалов.
Никелаты в последние годы привлекают большое внимание как близкие аналоги купратов, семейства сверхпроводников на основе оксида меди с высокими температурами перехода, превышающими 100 Кельвинов. Однако, в отличие от купратов, электрическое сопротивление никелатов не исчезает полностью при переходе в сверхпроводящее состояние. Это необычное поведение, как полагают многие учёные, может быть ключом к пониманию высокотемпературной сверхпроводимости.
Никелаты представляют большой интерес для исследователей в связи с их потенциальными применениями в высокотемпературных сверхпроводниках, которые имеют более низкие требования к охлаждению и могут быть использованы в различных технологиях, включая электроэнергетику, транспорт и медицину.
Синтез никелатов, проведенный Парзиком и его коллегами, позволил получить материалы с улучшенными свойствами и расширил наше понимание природы никелатов и их поведения в электрическом поле. Это открывает новые возможности для дальнейших исследований и разработки высокотемпературных сверхпроводников с использованием никелатов.
Источник:
К Парзик и др., Отсутствие волнового порядка зарядовой плотности 3a0 в бесконечнослойном никелате NdNiO2 (C. T. Parzyck et al, Absence of 3a0 charge density wave order in the infinite-layer nickelate NdNiO2), Nature Materials (2024). DOI: 10.1038/s41563-024-01797-0
=======================
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😐1
Технология аэрозольной печати для микрофлюидных устройств
Технология поверхностных акустических волн (ПАВ) является ключевой технологией для микрофлюидики, области, занимающейся управлением жидкостями на микроскопическом уровне. ПАВ-устройства используются в различных приложениях, таких как диагностика биологических образцов, доставка лекарств и управление химическими реакциями.
Традиционные методы изготовления ПАВ-устройств включают в себя сложные и дорогостоящие процессы в чистых помещениях. Это делает их непригодными для быстрого прототипирования и массового производства.
Исследователи из Университета Дьюка и Технологического института Вирджинии разработали новый метод изготовления ПАВ-устройств с использованием аэрозольной струйной печати. Этот метод позволяет быстро и недорого изготавливать индивидуальные устройства из различных материалов, таких как серебряные нанопроволоки, графен и поли(3,4-этилендиокситиофен) полистиролсульфонат (PEDOT:PSS).
Аэрозольная печать является бесконтактным методом, который не требует использования фотолитографии или травления. Это упрощает и ускоряет процесс изготовления. Кроме того, аэрозольная печать может использоваться для печати на различных подложках, что делает ее универсальным методом изготовления ПАВ-устройств.
Исследователи продемонстрировали работу ПАВ-устройств, изготовленных с использованием аэрозольной печати, для манипулирования жидкостями и частицами на микромасштабе. Устройства были протестированы на различных жидкостях, включая воду, кровь и клетки.
Результаты исследования показали, что ПАВ-устройства, изготовленные с использованием аэрозольной печати, обладают высокой производительностью и надежностью. Эти устройства могут использоваться в различных приложениях микрофлюидики, таких как диагностика заболеваний, доставка лекарств и управление химическими реакциями.
Новый метод изготовления ПАВ-устройств с использованием аэрозольной струйной печати открывает новые возможности для быстрого прототипирования и массового производства этих устройств. Это может привести к появлению новых применений ПАВ-технологии в различных областях, таких как медицина, биология и химия.
Источник:
Джозеф Рич и др., Аэрозольная струйная печать микрофлюидных устройств на поверхностных акустических волнах (Joseph Rich et al, Aerosol jet printing of surface acoustic wave microfluidic devices), Microsystems & Nanoengineering (2024). DOI: 10.1038/s41378-023-00606-z
=======================
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!
Технология поверхностных акустических волн (ПАВ) является ключевой технологией для микрофлюидики, области, занимающейся управлением жидкостями на микроскопическом уровне. ПАВ-устройства используются в различных приложениях, таких как диагностика биологических образцов, доставка лекарств и управление химическими реакциями.
Традиционные методы изготовления ПАВ-устройств включают в себя сложные и дорогостоящие процессы в чистых помещениях. Это делает их непригодными для быстрого прототипирования и массового производства.
Исследователи из Университета Дьюка и Технологического института Вирджинии разработали новый метод изготовления ПАВ-устройств с использованием аэрозольной струйной печати. Этот метод позволяет быстро и недорого изготавливать индивидуальные устройства из различных материалов, таких как серебряные нанопроволоки, графен и поли(3,4-этилендиокситиофен) полистиролсульфонат (PEDOT:PSS).
Аэрозольная печать является бесконтактным методом, который не требует использования фотолитографии или травления. Это упрощает и ускоряет процесс изготовления. Кроме того, аэрозольная печать может использоваться для печати на различных подложках, что делает ее универсальным методом изготовления ПАВ-устройств.
Исследователи продемонстрировали работу ПАВ-устройств, изготовленных с использованием аэрозольной печати, для манипулирования жидкостями и частицами на микромасштабе. Устройства были протестированы на различных жидкостях, включая воду, кровь и клетки.
Результаты исследования показали, что ПАВ-устройства, изготовленные с использованием аэрозольной печати, обладают высокой производительностью и надежностью. Эти устройства могут использоваться в различных приложениях микрофлюидики, таких как диагностика заболеваний, доставка лекарств и управление химическими реакциями.
Новый метод изготовления ПАВ-устройств с использованием аэрозольной струйной печати открывает новые возможности для быстрого прототипирования и массового производства этих устройств. Это может привести к появлению новых применений ПАВ-технологии в различных областях, таких как медицина, биология и химия.
Источник:
Джозеф Рич и др., Аэрозольная струйная печать микрофлюидных устройств на поверхностных акустических волнах (Joseph Rich et al, Aerosol jet printing of surface acoustic wave microfluidic devices), Microsystems & Nanoengineering (2024). DOI: 10.1038/s41378-023-00606-z
=======================
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!
👍3
Компактная система распознавания лиц с использованием метаповерхности
Системы распознавания лиц становятся все более распространенными, поскольку они используются для разблокировки смартфонов, входа в банковские приложения и даже для обеспечения безопасности в аэропортах. Традиционные системы распознавания лиц используют точечные проекторы, которые проецируют на лицо пользователя массив инфракрасных точек. Камера устройства считывает шаблон этих точек и сопоставляет его с хранящимся в базе данных шаблоном, чтобы определить личность пользователя.
Однако традиционные системы распознавания лиц имеют ряд недостатков. Они относительно велики и потребляют много энергии, что делает их непригодными для использования в небольших устройствах, таких как смартфоны. Кроме того, они могут быть обмануты с помощью фотографий или видеороликов.
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали новую систему распознавания лиц, которая лишена этих недостатков. Новая система использует метаповерхность, которая представляет собой плоскую поверхность, которая может рассеивать свет в заданном направлении. Это позволяет создать компактную и энергоэффективную систему распознавания лиц, которая не может быть обманута с помощью фотографий или видеороликов.
В ходе демонстраций, подтверждающих концепцию, новая система распознала лицо Давида Микеланджело так же хорошо, как и существующая система для смартфонов. Исследователи считают, что новая система может быть использована для создания более безопасных и удобных систем распознавания лиц для различных применений.
Новая система распознавания лиц находится на ранних стадиях разработки, но она имеет большой потенциал для использования в различных областях. Исследователи планируют продолжить работу над системой, чтобы повысить ее точность и производительность.
Источник:
Вэнь-Ченг Сюй и др., Структурированный свет на основе Metasurface и PCSEL для монокулярного восприятия глубины и распознавания лиц (Wen-Cheng Hsu et al, Metasurface- and PCSEL-Based Structured Light for Monocular Depth Perception and Facial Recognition), Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05002
=======================
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!
Системы распознавания лиц становятся все более распространенными, поскольку они используются для разблокировки смартфонов, входа в банковские приложения и даже для обеспечения безопасности в аэропортах. Традиционные системы распознавания лиц используют точечные проекторы, которые проецируют на лицо пользователя массив инфракрасных точек. Камера устройства считывает шаблон этих точек и сопоставляет его с хранящимся в базе данных шаблоном, чтобы определить личность пользователя.
Однако традиционные системы распознавания лиц имеют ряд недостатков. Они относительно велики и потребляют много энергии, что делает их непригодными для использования в небольших устройствах, таких как смартфоны. Кроме того, они могут быть обмануты с помощью фотографий или видеороликов.
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн разработали новую систему распознавания лиц, которая лишена этих недостатков. Новая система использует метаповерхность, которая представляет собой плоскую поверхность, которая может рассеивать свет в заданном направлении. Это позволяет создать компактную и энергоэффективную систему распознавания лиц, которая не может быть обманута с помощью фотографий или видеороликов.
В ходе демонстраций, подтверждающих концепцию, новая система распознала лицо Давида Микеланджело так же хорошо, как и существующая система для смартфонов. Исследователи считают, что новая система может быть использована для создания более безопасных и удобных систем распознавания лиц для различных применений.
Новая система распознавания лиц находится на ранних стадиях разработки, но она имеет большой потенциал для использования в различных областях. Исследователи планируют продолжить работу над системой, чтобы повысить ее точность и производительность.
Источник:
Вэнь-Ченг Сюй и др., Структурированный свет на основе Metasurface и PCSEL для монокулярного восприятия глубины и распознавания лиц (Wen-Cheng Hsu et al, Metasurface- and PCSEL-Based Structured Light for Monocular Depth Perception and Facial Recognition), Nano Letters (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c05002
=======================
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!
👍3
Физическое шумоподавление изображений без цифровых вычислений
Традиционные методы шумоподавления изображений основаны на итерационных алгоритмах, что делает их непригодными для приложений реального времени. В последние годы появились методы шумоподавления изображений, основанные на глубоких нейронных сетях (DNN), которые демонстрируют высокую точность и производительность в реальном времени. Однако эти методы требуют для работы дорогостоящих и энергоемких графических процессоров (GPU).
Однако, как оказалось, существует и третий путь. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Университетского колледжа Лондона (UCL) разработала физический шумоподавитель изображений, который работает так же быстро, как передвигается свет и не требует цифровых вычислений. Этот шумоподавитель состоит из пространственно спроектированных дифракционных слоев, которые обрабатывают зашумленные входные изображения и синтезируют изображения с шумоподавлением в выходном поле зрения. Иными словами, это аналоговый оптический шумоподавитель.
Дифракционные слои изготавливаются из материала, на который наносится периодическая структура. При прохождении света через такой материал происходит дифракция, то есть изменение направления распространения света. Распределение интенсивности света после дифракции зависит от структуры материала и длины волны света.
Исследователи оптимизировали конструкцию дифракционных слоев таким образом, чтобы они рассеивали оптические моды, связанные с нежелательным шумом или пространственными артефактами входных изображений. При этом оптические режимы, представляющие желаемые пространственные характеристики входных изображений, сохраняются с минимальными искажениями.
Благодаря такой конструкции дифракционный шумоподавитель мгновенно синтезирует изображения с шумоподавлением в выходном поле зрения без необходимости оцифровывать входное изображение и выполнять цифровые вычисления.
Источник:
Чагатай Ишыл и др., Полностью оптическое шумоподавление изображения с использованием дифракционного визуального процессора (Çağatay Işıl et al, All-optical image denoising using a diffractive visual processor), Light: Science & Applications (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01385-6
=======================
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!
Традиционные методы шумоподавления изображений основаны на итерационных алгоритмах, что делает их непригодными для приложений реального времени. В последние годы появились методы шумоподавления изображений, основанные на глубоких нейронных сетях (DNN), которые демонстрируют высокую точность и производительность в реальном времени. Однако эти методы требуют для работы дорогостоящих и энергоемких графических процессоров (GPU).
Однако, как оказалось, существует и третий путь. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Университетского колледжа Лондона (UCL) разработала физический шумоподавитель изображений, который работает так же быстро, как передвигается свет и не требует цифровых вычислений. Этот шумоподавитель состоит из пространственно спроектированных дифракционных слоев, которые обрабатывают зашумленные входные изображения и синтезируют изображения с шумоподавлением в выходном поле зрения. Иными словами, это аналоговый оптический шумоподавитель.
Дифракционные слои изготавливаются из материала, на который наносится периодическая структура. При прохождении света через такой материал происходит дифракция, то есть изменение направления распространения света. Распределение интенсивности света после дифракции зависит от структуры материала и длины волны света.
Исследователи оптимизировали конструкцию дифракционных слоев таким образом, чтобы они рассеивали оптические моды, связанные с нежелательным шумом или пространственными артефактами входных изображений. При этом оптические режимы, представляющие желаемые пространственные характеристики входных изображений, сохраняются с минимальными искажениями.
Благодаря такой конструкции дифракционный шумоподавитель мгновенно синтезирует изображения с шумоподавлением в выходном поле зрения без необходимости оцифровывать входное изображение и выполнять цифровые вычисления.
Источник:
Чагатай Ишыл и др., Полностью оптическое шумоподавление изображения с использованием дифракционного визуального процессора (Çağatay Işıl et al, All-optical image denoising using a diffractive visual processor), Light: Science & Applications (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01385-6
=======================
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
Орбитальные солнечные отражатели для увеличения выработки солнечной энергии
Исследователи из Университета Глазго предложили новый способ увеличения выработки солнечной энергии с помощью орбитальных солнечных отражателей. Эти отражатели, размещенные на орбите вокруг Земли, будут отражать солнечный свет в сторону будущих солнечных электростанций на рассвете и в сумерках, когда солнечный свет слабый или отсутствует.
В своей статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica, исследователи описывают, как они использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить эффективность орбитальных солнечных отражателей. Они обнаружили, что размещение 20 тонких рефлекторов на орбите на высоте 1000 километров от поверхности Земли может отражать солнечный свет на солнечные фермы в среднем на два дополнительных часа каждый день.
Это может значительно повысить производительность будущих солнечных электростанций в мире, особенно после захода солнца, когда спрос на электроэнергию высок. Исследователи также обнаружили, что выходную мощность можно увеличить, добавив больше отражателей или увеличив их размер.
Орбитальные солнечные отражатели будут поддерживать орбиту близко к линии терминатора Земли — границе, где дневной свет на одной стороне планеты переходит в ночь на другой. Это позволит им отражать солнечный свет на солнечные фермы в течение всего дня.
Исследователи считают, что орбитальные солнечные отражатели могут стать важным элементом в переходе к чистой энергии. Они могут помочь нам использовать солнечную энергию даже в ночное время, когда традиционные солнечные панели не работают.
Источник:
Онур Челик и др., Проект группировки орбитальных солнечных отражателей для увеличения солнечной энергии Земли (Onur Çelik et al, A constellation design for orbiting solar reflectors to enhance terrestrial solar energy), Acta Astronautica (2024). DOI: 10.1016/j.actaastro.2024.01.031
=======================
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!
Исследователи из Университета Глазго предложили новый способ увеличения выработки солнечной энергии с помощью орбитальных солнечных отражателей. Эти отражатели, размещенные на орбите вокруг Земли, будут отражать солнечный свет в сторону будущих солнечных электростанций на рассвете и в сумерках, когда солнечный свет слабый или отсутствует.
В своей статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica, исследователи описывают, как они использовали компьютерное моделирование, чтобы изучить эффективность орбитальных солнечных отражателей. Они обнаружили, что размещение 20 тонких рефлекторов на орбите на высоте 1000 километров от поверхности Земли может отражать солнечный свет на солнечные фермы в среднем на два дополнительных часа каждый день.
Это может значительно повысить производительность будущих солнечных электростанций в мире, особенно после захода солнца, когда спрос на электроэнергию высок. Исследователи также обнаружили, что выходную мощность можно увеличить, добавив больше отражателей или увеличив их размер.
Орбитальные солнечные отражатели будут поддерживать орбиту близко к линии терминатора Земли — границе, где дневной свет на одной стороне планеты переходит в ночь на другой. Это позволит им отражать солнечный свет на солнечные фермы в течение всего дня.
Исследователи считают, что орбитальные солнечные отражатели могут стать важным элементом в переходе к чистой энергии. Они могут помочь нам использовать солнечную энергию даже в ночное время, когда традиционные солнечные панели не работают.
Источник:
Онур Челик и др., Проект группировки орбитальных солнечных отражателей для увеличения солнечной энергии Земли (Onur Çelik et al, A constellation design for orbiting solar reflectors to enhance terrestrial solar energy), Acta Astronautica (2024). DOI: 10.1016/j.actaastro.2024.01.031
=======================
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 извлечения ценных металлов из сточных вод
Извлечение ценных металлов из сточных вод различных отраслей промышленности, таких как гальваника, производство полупроводников, автомобилей, аккумуляторов и возобновляемых источников энергии, имеет важное значение как с экологической, так и с экономической точки зрения. В настоящее время в Корее основным методом удаления тяжелых металлов из сточных вод является их осаждение в виде оксидов с помощью добавления химических веществ. Однако этот метод имеет ряд недостатков, основным из которых является образование опасных химических отходов.
Корейский институт науки и технологий KIST объявил о разработке нового волокнистого материала для извлечения металлов из сточных вод, который позволяет восстанавливать ионы металлов в воде путем адсорбции и кристаллизации. Новый материал способен десорбировать и регенерировать восстановленные кристаллы металла, что делает его полупостоянным адсорбентом.
Исследовательская группа KIST использовала явление кристаллизации ионов металлов в воде, когда определенные химические функциональные группы фиксируются на поверхности волокнистого материала, и внедрила технологию удаления образовавшихся кристаллов. На испытаниях с ионами меди новый материал показал практически бесконечную эффективность адсорбции.
Одним из преимуществ нового материала является его форма волокон. Это упрощает его использование в водных средах и облегчает применение в реальных процессах восстановления металлов. Поскольку материал основан на акриловых волокнах, его можно легко модифицировать.
Новый волокнистый материал для извлечения металлов может быть использован для очистки сточных вод различных отраслей промышленности. Он является экологически чистым и экономически выгодным решением, способствующим защите окружающей среды.
Источник:
Ёнгюн Юнг и др., Самовосстанавливающееся волокно, отделяющее свою тяжелую металлическую оболочку для сверхвысокой способности к разделению (Youngkyun Jung et al, A Self-Regenerable Fiber Sloughing Its Heavy Metal Skin for Ultrahigh Separation Capability), Advanced Fiber Materials (2023). DOI: 10.1007/s42765-023-00333-0
=======================
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!
Извлечение ценных металлов из сточных вод различных отраслей промышленности, таких как гальваника, производство полупроводников, автомобилей, аккумуляторов и возобновляемых источников энергии, имеет важное значение как с экологической, так и с экономической точки зрения. В настоящее время в Корее основным методом удаления тяжелых металлов из сточных вод является их осаждение в виде оксидов с помощью добавления химических веществ. Однако этот метод имеет ряд недостатков, основным из которых является образование опасных химических отходов.
Корейский институт науки и технологий KIST объявил о разработке нового волокнистого материала для извлечения металлов из сточных вод, который позволяет восстанавливать ионы металлов в воде путем адсорбции и кристаллизации. Новый материал способен десорбировать и регенерировать восстановленные кристаллы металла, что делает его полупостоянным адсорбентом.
Исследовательская группа KIST использовала явление кристаллизации ионов металлов в воде, когда определенные химические функциональные группы фиксируются на поверхности волокнистого материала, и внедрила технологию удаления образовавшихся кристаллов. На испытаниях с ионами меди новый материал показал практически бесконечную эффективность адсорбции.
Одним из преимуществ нового материала является его форма волокон. Это упрощает его использование в водных средах и облегчает применение в реальных процессах восстановления металлов. Поскольку материал основан на акриловых волокнах, его можно легко модифицировать.
Новый волокнистый материал для извлечения металлов может быть использован для очистки сточных вод различных отраслей промышленности. Он является экологически чистым и экономически выгодным решением, способствующим защите окружающей среды.
Источник:
Ёнгюн Юнг и др., Самовосстанавливающееся волокно, отделяющее свою тяжелую металлическую оболочку для сверхвысокой способности к разделению (Youngkyun Jung et al, A Self-Regenerable Fiber Sloughing Its Heavy Metal Skin for Ultrahigh Separation Capability), Advanced Fiber Materials (2023). DOI: 10.1007/s42765-023-00333-0
=======================
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!
👍4
На пороге плаща-невидимки, или костюма-хамелеона
Группа китайских ученых разработала новый тип метаматериала, который может обеспечить невидимость, ну или хотя бы малозаметность (в оригинальной публикации фигурирует смелая формулировка "практически невидим") в видимом, микроволновом и инфракрасном спектрах. Это первый метаматериал, который обеспечивает малозаметность или маскировку в таком широком диапазоне длин волн.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Авторы исследования отметили, что большинство метаматериалов, разработанных для обеспечения малозаметности, были разработаны только с одной целью — затруднить людям возможность увидеть скрытый объект невооруженным глазом или очками ночного видения. Вместо этого они намеревались создать один метаматериал, который мог бы обеспечить несколько типов оптической скрытности.
Ученые использовали пятиэтапный процесс для создания метаматериала с многоспектральной невидимостью. Каждый слой метаматериала имеет свои собственные характеристики и атрибуты невидимости. Например, один слой отражает микроволны, другой имеет схему, создающую иллюзию прозрачности, а третий скрывает тепловыделение с помощью специального механизма.
В ходе испытаний метаматериал показал отличные результаты. Он был практически невидим в видимом, микроволновом и инфракрасном спектрах. Исследователи считают, что их метаматериал может быть использован в различных областях, таких как военная техника, аэрокосмическая промышленность и медицина.
Источник:
Чжао-Хуа Сюй и др., Метаповерхность Химеры для невидимости на разных участках (Zhao-Hua Xu et al, Chimera metasurface for multiterrain invisibility), Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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!
Группа китайских ученых разработала новый тип метаматериала, который может обеспечить невидимость, ну или хотя бы малозаметность (в оригинальной публикации фигурирует смелая формулировка "практически невидим") в видимом, микроволновом и инфракрасном спектрах. Это первый метаматериал, который обеспечивает малозаметность или маскировку в таком широком диапазоне длин волн.
Исследование было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Авторы исследования отметили, что большинство метаматериалов, разработанных для обеспечения малозаметности, были разработаны только с одной целью — затруднить людям возможность увидеть скрытый объект невооруженным глазом или очками ночного видения. Вместо этого они намеревались создать один метаматериал, который мог бы обеспечить несколько типов оптической скрытности.
Ученые использовали пятиэтапный процесс для создания метаматериала с многоспектральной невидимостью. Каждый слой метаматериала имеет свои собственные характеристики и атрибуты невидимости. Например, один слой отражает микроволны, другой имеет схему, создающую иллюзию прозрачности, а третий скрывает тепловыделение с помощью специального механизма.
В ходе испытаний метаматериал показал отличные результаты. Он был практически невидим в видимом, микроволновом и инфракрасном спектрах. Исследователи считают, что их метаматериал может быть использован в различных областях, таких как военная техника, аэрокосмическая промышленность и медицина.
Источник:
Чжао-Хуа Сюй и др., Метаповерхность Химеры для невидимости на разных участках (Zhao-Hua Xu et al, Chimera metasurface for multiterrain invisibility), Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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
Спиральные линзы
В мире, где четкое зрение имеет первостепенное значение, исследователи добились значительного прогресса в разработке новой спиральной линзы, которая обещает революционизировать коррекцию зрения и возможности визуализации. Вдохновленные оптическими свойствами деформаций роговицы, исследователи создали линзу, которая фокусируется на разных расстояниях и в различных условиях освещенности без искажений, обычно наблюдаемых в прогрессивных линзах.
Секрет спиральных линз заключается в их уникальной конструкции. Они имеют спиралевидные элементы, расположенные таким образом, что создается множество отдельных точек фокусировки, подобно нескольким объективам в одном. Это позволяет четко видеть на различных расстояниях без необходимости менять очки или контактные линзы.
Спиральные линзы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными линзами: четкая фокусировка на разных расстояниях и в различных условиях освещенности; отсутствие искажений, обычно наблюдаемых в прогрессивных линзах; возможность применения в офтальмологии, контактных линзах и системах визуализации.
Потенциальные применения спиральных линз многочисленны и разнообразны. В офтальмологии они могут использоваться для коррекции зрения у людей с возрастной дальнозоркостью или другими нарушениями зрения, связанными с возрастом. В контактных линзах спиральные линзы могут обеспечить четкое зрение без необходимости носить очки. В системах визуализации спиральные линзы могут упростить конструкцию и повысить эффективность приборов, используемых в медицинской диагностике, промышленной инспекции и других областях.
Спиральные линзы находятся на ранней стадии разработки, но их потенциал огромен. Исследователи продолжают изучать свойства и возможности спиральных линз, стремясь улучшить их качество и расширить область применения. В будущем спиральные линзы могут стать повсеместным решением для коррекции зрения и использоваться в самых разных областях, от медицины до промышленного производства.
Источник:
Чжао-Хуа Сюй и др., Метаповерхность Химеры для невидимости на разных участках (Zhao-Hua Xu et al, Chimera metasurface for multiterrain invisibility), Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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!
В мире, где четкое зрение имеет первостепенное значение, исследователи добились значительного прогресса в разработке новой спиральной линзы, которая обещает революционизировать коррекцию зрения и возможности визуализации. Вдохновленные оптическими свойствами деформаций роговицы, исследователи создали линзу, которая фокусируется на разных расстояниях и в различных условиях освещенности без искажений, обычно наблюдаемых в прогрессивных линзах.
Секрет спиральных линз заключается в их уникальной конструкции. Они имеют спиралевидные элементы, расположенные таким образом, что создается множество отдельных точек фокусировки, подобно нескольким объективам в одном. Это позволяет четко видеть на различных расстояниях без необходимости менять очки или контактные линзы.
Спиральные линзы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными линзами: четкая фокусировка на разных расстояниях и в различных условиях освещенности; отсутствие искажений, обычно наблюдаемых в прогрессивных линзах; возможность применения в офтальмологии, контактных линзах и системах визуализации.
Потенциальные применения спиральных линз многочисленны и разнообразны. В офтальмологии они могут использоваться для коррекции зрения у людей с возрастной дальнозоркостью или другими нарушениями зрения, связанными с возрастом. В контактных линзах спиральные линзы могут обеспечить четкое зрение без необходимости носить очки. В системах визуализации спиральные линзы могут упростить конструкцию и повысить эффективность приборов, используемых в медицинской диагностике, промышленной инспекции и других областях.
Спиральные линзы находятся на ранней стадии разработки, но их потенциал огромен. Исследователи продолжают изучать свойства и возможности спиральных линз, стремясь улучшить их качество и расширить область применения. В будущем спиральные линзы могут стать повсеместным решением для коррекции зрения и использоваться в самых разных областях, от медицины до промышленного производства.
Источник:
Чжао-Хуа Сюй и др., Метаповерхность Химеры для невидимости на разных участках (Zhao-Hua Xu et al, Chimera metasurface for multiterrain invisibility), Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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🔥1
Новый твёрдый электролит для литий-металлических аккумуляторов
Литий-металлические батареи (LMBs) считаются одними из самых перспективных кандидатов на аккумуляторы следующего поколения из-за их высокой теоретической емкости, низкого рабочего потенциала и высокой плотности энергии. Однако разработка высокоэффективных и стабильных LMBs до сих пор остается сложной задачей из-за высокой реакционной активности металлического лития, которая приводит к образованию дендритов и снижению безопасности батареи.
Твердые полимерные электролиты (SPEs) рассматриваются как многообещающее решение для преодоления этих проблем. SPEs обладают такими преимуществами, как высокая механическая прочность, широкий электрохимический диапазон стабильности и низкая стоимость. Однако традиционные SPEs имеют низкую ионную проводимость, что ограничивает их применение в высокопроизводительных LMBs.
Исследователи из Университета Мэриленда, Университета Иллинойса и других институтов недавно разработали новый высококонцентрированный твердый полимерный электролит для LMBs. Предложенный ими электролит обладает высокой ионной проводимостью (10-3 S см-1 при 25 °C) и широким электрохимическим диапазоном стабильности (до 5 В). Кроме того, он способен подавлять рост дендритов лития и улучшать циклическую стабильность батареи.
Новый электролит содержит смесь полиэтиленгликоля (PEG) и литийбис(трифторметансульфонил)имида (LiTFSI). PEG является полимером с высокой механической прочностью и хорошей ионной проводимостью. LiTFSI является солью лития с низкой температурой плавления и высокой растворимостью в PEG.
Исследователи обнаружили, что добавление LiTFSI в PEG приводит к увеличению ионной проводимости электролита. При концентрации LiTFSI 40 мас. % ионная проводимость электролита достигает 10-3 S см-1 при 25 °C. Это значение значительно выше, чем у традиционных SPEs.
Новый электролит также обладает широким электрохимическим диапазоном стабильности. Он стабилен в диапазоне напряжений от 0 до 5 В, что позволяет использовать его в LMBs с высоким рабочим напряжением.
Испытания показали, что LMBs с новым электролитом имеют высокую циклическую стабильность. Батарея может выдерживать более 1000 циклов зарядки-разрядки без существенного снижения емкости. Кроме того, новый электролит способен подавлять рост дендритов лития, что значительно повышает безопасность батареи.
Источник:
Вейран Чжан и др., Однофазные твердые полимерные электролиты локальной высокой концентрации для литий-металлических батарей (Weiran Zhang et al, Single-phase local-high-concentration solid polymer electrolytes for lithium-metal batteries), Nature Energy (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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!
Литий-металлические батареи (LMBs) считаются одними из самых перспективных кандидатов на аккумуляторы следующего поколения из-за их высокой теоретической емкости, низкого рабочего потенциала и высокой плотности энергии. Однако разработка высокоэффективных и стабильных LMBs до сих пор остается сложной задачей из-за высокой реакционной активности металлического лития, которая приводит к образованию дендритов и снижению безопасности батареи.
Твердые полимерные электролиты (SPEs) рассматриваются как многообещающее решение для преодоления этих проблем. SPEs обладают такими преимуществами, как высокая механическая прочность, широкий электрохимический диапазон стабильности и низкая стоимость. Однако традиционные SPEs имеют низкую ионную проводимость, что ограничивает их применение в высокопроизводительных LMBs.
Исследователи из Университета Мэриленда, Университета Иллинойса и других институтов недавно разработали новый высококонцентрированный твердый полимерный электролит для LMBs. Предложенный ими электролит обладает высокой ионной проводимостью (10-3 S см-1 при 25 °C) и широким электрохимическим диапазоном стабильности (до 5 В). Кроме того, он способен подавлять рост дендритов лития и улучшать циклическую стабильность батареи.
Новый электролит содержит смесь полиэтиленгликоля (PEG) и литийбис(трифторметансульфонил)имида (LiTFSI). PEG является полимером с высокой механической прочностью и хорошей ионной проводимостью. LiTFSI является солью лития с низкой температурой плавления и высокой растворимостью в PEG.
Исследователи обнаружили, что добавление LiTFSI в PEG приводит к увеличению ионной проводимости электролита. При концентрации LiTFSI 40 мас. % ионная проводимость электролита достигает 10-3 S см-1 при 25 °C. Это значение значительно выше, чем у традиционных SPEs.
Новый электролит также обладает широким электрохимическим диапазоном стабильности. Он стабилен в диапазоне напряжений от 0 до 5 В, что позволяет использовать его в LMBs с высоким рабочим напряжением.
Испытания показали, что LMBs с новым электролитом имеют высокую циклическую стабильность. Батарея может выдерживать более 1000 циклов зарядки-разрядки без существенного снижения емкости. Кроме того, новый электролит способен подавлять рост дендритов лития, что значительно повышает безопасность батареи.
Источник:
Вейран Чжан и др., Однофазные твердые полимерные электролиты локальной высокой концентрации для литий-металлических батарей (Weiran Zhang et al, Single-phase local-high-concentration solid polymer electrolytes for lithium-metal batteries), Nature Energy (2024). DOI: 10.1073/pnas.2309096120
=======================
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
Метаматериалы: превращая невозможные свойства в реальность с помощью искусственного интеллекта
Метаматериалы — это класс материалов с необычными свойствами, которые не встречаются в природе. Их уникальность заключается в том, что их свойства определяются геометрией их структуры, а не молекулярным составом. Это открывает безграничные возможности для создания материалов с беспрецедентными функциональными возможностями.
Исследователи из Делфтского технического университета разработали инструмент искусственного интеллекта (ИИ), который не только может обнаруживать такие необычные материалы, но также отбирает среди них те, которые можно изготовить существующими промышленными методами. Отбор также ведётся по критерию долговечности. То есть на выходе учёные получают метаматериал с необходимыми свойствами, стабильный, долговечный и готовый к производству. Это дает возможность создавать устройства с беспрецедентными функциональными возможностями. Они опубликовали свои выводы в журнале Advanced Materials.
Инструмент ИИ, разработанный исследователями из Делфтского технического университета, использует алгоритмы глубокого обучения для решения обратных задач, которые возникают при проектировании метаматериалов. Обратные задачи — это проблемы, в которых необходимо найти входные данные, которые приводят к желаемым выходным данным. В случае метаматериалов входными данными являются геометрия структуры, а выходными данными — свойства материала.
Исследователи обучили свою модель ИИ на большом количестве данных о метаматериалах, которые были собраны в ходе экспериментов и компьютерных симуляций. В результате модель ИИ научилась находить геометрию структуры, которая приводит к желаемым свойствам материала.
Инструмент ИИ, разработанный исследователями из Делфтского технического университета, открывает новые возможности для создания устройств с уникальными функциональными возможностями. Например, можно создать метаматериалы, которые могут скрывать объекты на виду, или импланты, которые ведут себя точно так же, как костная ткань.
Источник:
Хелда Пахлавани и др., Глубокое обучение для независимого от размера обратного проектирования случайных сетевых 3D-печатных механических метаматериалов (Helda Pahlavani et al, Deep Learning for Size‐Agnostic Inverse Design of Random‐Network 3D Printed Mechanical Metamaterials), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202303481
=======================
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!
Метаматериалы — это класс материалов с необычными свойствами, которые не встречаются в природе. Их уникальность заключается в том, что их свойства определяются геометрией их структуры, а не молекулярным составом. Это открывает безграничные возможности для создания материалов с беспрецедентными функциональными возможностями.
Исследователи из Делфтского технического университета разработали инструмент искусственного интеллекта (ИИ), который не только может обнаруживать такие необычные материалы, но также отбирает среди них те, которые можно изготовить существующими промышленными методами. Отбор также ведётся по критерию долговечности. То есть на выходе учёные получают метаматериал с необходимыми свойствами, стабильный, долговечный и готовый к производству. Это дает возможность создавать устройства с беспрецедентными функциональными возможностями. Они опубликовали свои выводы в журнале Advanced Materials.
Инструмент ИИ, разработанный исследователями из Делфтского технического университета, использует алгоритмы глубокого обучения для решения обратных задач, которые возникают при проектировании метаматериалов. Обратные задачи — это проблемы, в которых необходимо найти входные данные, которые приводят к желаемым выходным данным. В случае метаматериалов входными данными являются геометрия структуры, а выходными данными — свойства материала.
Исследователи обучили свою модель ИИ на большом количестве данных о метаматериалах, которые были собраны в ходе экспериментов и компьютерных симуляций. В результате модель ИИ научилась находить геометрию структуры, которая приводит к желаемым свойствам материала.
Инструмент ИИ, разработанный исследователями из Делфтского технического университета, открывает новые возможности для создания устройств с уникальными функциональными возможностями. Например, можно создать метаматериалы, которые могут скрывать объекты на виду, или импланты, которые ведут себя точно так же, как костная ткань.
Источник:
Хелда Пахлавани и др., Глубокое обучение для независимого от размера обратного проектирования случайных сетевых 3D-печатных механических метаматериалов (Helda Pahlavani et al, Deep Learning for Size‐Agnostic Inverse Design of Random‐Network 3D Printed Mechanical Metamaterials), Advanced Materials (2023). DOI: 10.1002/adma.202303481
=======================
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!
👍3🔥1
Многофотонная передача состояний между удаленными сверхпроводящими узлами
За последние десятилетия квантовые физики и инженеры неустанно работают над созданием надежных и эффективных систем квантовой связи. Эти системы имеют огромный потенциал стать основой для разработки новых квантовых технологий, таких как квантовые компьютеры, квантовые криптографические системы и квантовые сети.
Недавно исследователи из Чикагского университета представили новый испытательный стенд квантовой связи с удаленными сверхпроводящими узлами. Этот стенд позволяет демонстрировать двунаправленную многофотонную связь, что является важным шагом на пути к реализации эффективной передачи сложных квантовых состояний в сверхпроводящих цепях.
"Мы разрабатываем сверхпроводящие кубиты для модульных квантовых вычислений и в качестве испытательного стенда для квантовой связи", - говорит Эндрю Клеланд, соавтор статьи. -"Оба основаны на возможности когерентной передачи квантовых состояний между "узлами" кубитов, которые соединены друг с другом с помощью разреженной сети связи, обычно одной физической линии передачи".
Исследование основывается на двух предыдущих работах, опубликованных в журналах Nature Physics и Nature. В этих работах команда продемонстрировала, что они могут генерировать удаленную запутанность и отправлять сложные квантовые состояния, последнее из которых происходит по одному кубиту за раз.
"В нашем новом исследовании мы хотели попытаться отправить сложные квантовые состояния, представляющие несколько кубитов одновременно", - сказал Клеланд. "Для этого мы загрузили квантовое состояние для отправки в резонатор, а затем отправили все состояние резонатора в линию передачи, перехватив его удаленным резонатором для последующего анализа".
Резонаторы, устройства, демонстрирующие электрический резонанс, имеют номинально бесконечное число квантовых уровней. В результате они теоретически способны хранить очень сложные состояния, которые кодируют данные объемом в несколько кубитов. Благодаря этим выгодным характеристикам исследователи смогли использовать резонаторы для отправки и приема сложных квантовых состояний.
Источник:
Джоэл Гребель и др., Двунаправленная многофотонная связь между удаленными сверхпроводящими узлами (Joel Grebel et al, Bidirectional Multiphoton Communication between Remote Superconducting Nodes), Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.047001
=======================
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!
За последние десятилетия квантовые физики и инженеры неустанно работают над созданием надежных и эффективных систем квантовой связи. Эти системы имеют огромный потенциал стать основой для разработки новых квантовых технологий, таких как квантовые компьютеры, квантовые криптографические системы и квантовые сети.
Недавно исследователи из Чикагского университета представили новый испытательный стенд квантовой связи с удаленными сверхпроводящими узлами. Этот стенд позволяет демонстрировать двунаправленную многофотонную связь, что является важным шагом на пути к реализации эффективной передачи сложных квантовых состояний в сверхпроводящих цепях.
"Мы разрабатываем сверхпроводящие кубиты для модульных квантовых вычислений и в качестве испытательного стенда для квантовой связи", - говорит Эндрю Клеланд, соавтор статьи. -"Оба основаны на возможности когерентной передачи квантовых состояний между "узлами" кубитов, которые соединены друг с другом с помощью разреженной сети связи, обычно одной физической линии передачи".
Исследование основывается на двух предыдущих работах, опубликованных в журналах Nature Physics и Nature. В этих работах команда продемонстрировала, что они могут генерировать удаленную запутанность и отправлять сложные квантовые состояния, последнее из которых происходит по одному кубиту за раз.
"В нашем новом исследовании мы хотели попытаться отправить сложные квантовые состояния, представляющие несколько кубитов одновременно", - сказал Клеланд. "Для этого мы загрузили квантовое состояние для отправки в резонатор, а затем отправили все состояние резонатора в линию передачи, перехватив его удаленным резонатором для последующего анализа".
Резонаторы, устройства, демонстрирующие электрический резонанс, имеют номинально бесконечное число квантовых уровней. В результате они теоретически способны хранить очень сложные состояния, которые кодируют данные объемом в несколько кубитов. Благодаря этим выгодным характеристикам исследователи смогли использовать резонаторы для отправки и приема сложных квантовых состояний.
Источник:
Джоэл Гребель и др., Двунаправленная многофотонная связь между удаленными сверхпроводящими узлами (Joel Grebel et al, Bidirectional Multiphoton Communication between Remote Superconducting Nodes), Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.047001
=======================
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