Алмазные грани: как внутренняя структура кристалла влияет на квантовые свойства
Алмаз - перспективный материал для хранения квантовой информации, но сигналы от встроенных в него квантовых битов часто бывают нестабильными и непоследовательными. Группа учёных из Стэнфордского университета использовала мощный микроскоп, чтобы заглянуть вглубь атомной структуры алмаза и выяснить, что разнообразие его внутренних граней и доменов во многом объясняет такие свойства. Их открытие поможет исследователям лучше понять и контролировать квантовые свойства алмаза, что важно для развития квантовых сенсоров, коммуникаций и вычислений.
Учёные обнаружили, что разнообразие внутренних доменов алмаза, каждый из которых имеет свою уникальную атомную структуру, во многом объясняет нестабильность сигналов от встроенных в него квантовых битов. Группа из Стэнфорда использовала сверхмощный микроскоп, чтобы детально изучить эти внутренние грани алмаза и связать их с характеристиками испускаемых фотонов.
Оказалось, что положение и деформация вакансий (пустот) в кристаллической решётке алмаза сильно влияют на свойства испускаемых фотонов. Вакансии, находящиеся в соседних доменах с разной ориентацией атомов, могут генерировать фотоны с заметно отличающимися цветом и яркостью. Учёные обнаружили, что даже вакансии, расположенные всего в 5 нанометрах друг от друга, могут давать совершенно разные сигналы.
Таким образом, исследователи показали, что алмаз нельзя рассматривать как единый источник фотонов - он состоит из множества микроскопических доменов, каждый из которых ведёт себя как отдельный квантовый излучатель. Это объясняет, почему ранее наблюдались размытые и непоследовательные сигналы от квантовых битов в алмазе.
Открытие Стэнфордской группы поможет учёным лучше понять и контролировать квантовые свойства алмаза, что критически важно для развития квантовых технологий, таких как сверхточные сенсоры, защищённые коммуникационные сети и квантовые вычисления. Теперь, вооружившись знаниями о внутренней структуре алмаза, исследователи смогут создавать более стабильные и надёжные квантовые системы на его основе.
Источник:
DOI: 10.1073/pnas.2308247121
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Алмаз - перспективный материал для хранения квантовой информации, но сигналы от встроенных в него квантовых битов часто бывают нестабильными и непоследовательными. Группа учёных из Стэнфордского университета использовала мощный микроскоп, чтобы заглянуть вглубь атомной структуры алмаза и выяснить, что разнообразие его внутренних граней и доменов во многом объясняет такие свойства. Их открытие поможет исследователям лучше понять и контролировать квантовые свойства алмаза, что важно для развития квантовых сенсоров, коммуникаций и вычислений.
Учёные обнаружили, что разнообразие внутренних доменов алмаза, каждый из которых имеет свою уникальную атомную структуру, во многом объясняет нестабильность сигналов от встроенных в него квантовых битов. Группа из Стэнфорда использовала сверхмощный микроскоп, чтобы детально изучить эти внутренние грани алмаза и связать их с характеристиками испускаемых фотонов.
Оказалось, что положение и деформация вакансий (пустот) в кристаллической решётке алмаза сильно влияют на свойства испускаемых фотонов. Вакансии, находящиеся в соседних доменах с разной ориентацией атомов, могут генерировать фотоны с заметно отличающимися цветом и яркостью. Учёные обнаружили, что даже вакансии, расположенные всего в 5 нанометрах друг от друга, могут давать совершенно разные сигналы.
Таким образом, исследователи показали, что алмаз нельзя рассматривать как единый источник фотонов - он состоит из множества микроскопических доменов, каждый из которых ведёт себя как отдельный квантовый излучатель. Это объясняет, почему ранее наблюдались размытые и непоследовательные сигналы от квантовых битов в алмазе.
Открытие Стэнфордской группы поможет учёным лучше понять и контролировать квантовые свойства алмаза, что критически важно для развития квантовых технологий, таких как сверхточные сенсоры, защищённые коммуникационные сети и квантовые вычисления. Теперь, вооружившись знаниями о внутренней структуре алмаза, исследователи смогут создавать более стабильные и надёжные квантовые системы на его основе.
Источник:
DOI: 10.1073/pnas.2308247121
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3🔥1
Квантовая гравитация: Фотонная симуляция шагает к будущим открытиям
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Advanced Photonics Nexus, международная команда ученых сделала важный шаг в понимании квантовой гравитации. Они разработали эксперимент, в котором фотоны взаимодействуют, имитируя эффект гравитационного поля на квантовые частицы. Результаты этого эксперимента открывают новые возможности для будущих исследований, которые могут помочь объединить теорию гравитации Эйнштейна с принципами квантовой механики.
Объединение квантовой механики и теории гравитации является одной из самых сложных задач в современной физике. Теории, такие как струнная теория и петлевая квантовая гравитация, предлагают различные подходы к решению этой задачи, но они остаются спекулятивными до тех пор, пока не будет проведено экспериментальное подтверждение.
В последние годы были предложены новые методы для исследования квантовой гравитации, основанные на концепции "медиации гравитацией". В этом контексте исследователи использовали фотоны для демонстрации принципов квантовой гравитации. В эксперименте фотоны взаимодействуют, имитируя эффект гравитационного поля на квантовые частицы. Результаты показали, что некоторые свойства фотонов становятся связанными, демонстрируя квантовый феномен нелокальности.
Этот эксперимент является важным шагом на пути к пониманию квантовой гравитации. Он открывает новые возможности для будущих исследований, которые могут помочь объединить теорию гравитации Эйнштейна с принципами квантовой механики. Автор исследования, Эмануэле Полинио, подчеркнул важность этого открытия: "Импликации этого исследования глубоки. Оно предлагает экспериментальное подтверждение принципов будущих экспериментов по квантовой гравитации, которые станут тестом для конкурирующих теоретических рамок."
В будущем эксперименты по квантовой гравитации могут открыть новые горизонты в нашем понимании фундаментальной природы вселенной. Новые открытия в этой области могут привести к революционным изменениям в нашем понимании мира и его функционирования.
Источник:
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036011
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Advanced Photonics Nexus, международная команда ученых сделала важный шаг в понимании квантовой гравитации. Они разработали эксперимент, в котором фотоны взаимодействуют, имитируя эффект гравитационного поля на квантовые частицы. Результаты этого эксперимента открывают новые возможности для будущих исследований, которые могут помочь объединить теорию гравитации Эйнштейна с принципами квантовой механики.
Объединение квантовой механики и теории гравитации является одной из самых сложных задач в современной физике. Теории, такие как струнная теория и петлевая квантовая гравитация, предлагают различные подходы к решению этой задачи, но они остаются спекулятивными до тех пор, пока не будет проведено экспериментальное подтверждение.
В последние годы были предложены новые методы для исследования квантовой гравитации, основанные на концепции "медиации гравитацией". В этом контексте исследователи использовали фотоны для демонстрации принципов квантовой гравитации. В эксперименте фотоны взаимодействуют, имитируя эффект гравитационного поля на квантовые частицы. Результаты показали, что некоторые свойства фотонов становятся связанными, демонстрируя квантовый феномен нелокальности.
Этот эксперимент является важным шагом на пути к пониманию квантовой гравитации. Он открывает новые возможности для будущих исследований, которые могут помочь объединить теорию гравитации Эйнштейна с принципами квантовой механики. Автор исследования, Эмануэле Полинио, подчеркнул важность этого открытия: "Импликации этого исследования глубоки. Оно предлагает экспериментальное подтверждение принципов будущих экспериментов по квантовой гравитации, которые станут тестом для конкурирующих теоретических рамок."
В будущем эксперименты по квантовой гравитации могут открыть новые горизонты в нашем понимании фундаментальной природы вселенной. Новые открытия в этой области могут привести к революционным изменениям в нашем понимании мира и его функционирования.
Источник:
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036011
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3👏1
Ученые создали более безопасную, дешевую и гибкую батарею для носимых устройств
Ученые разработали более безопасный, дешевый и гибкий вариант батареи для носимых устройств. Новая батарея, описанная в журнале Nano Research Energy, предлагает значительные улучшения по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.
Носимые устройства, такие как фитнес-трекеры, смарт-часы и шлемы виртуальной реальности, требуют миниатюризации и гибкости своих энергетических систем. Однако, традиционные литий-ионные батареи не отвечают этим требованиям из-за своей низкой гибкости и высокой пожароопасности. В последние годы ученые сосредоточились на разработке микро-гибких энергетических устройств (MFESDs), и среди них выделяются водные микробатареи (AMBs).
AMBs, использующие водную раствор как электролит, существуют с конца XIX века. Они безопаснее и дешевле литий-ионных батарей, но имеют низкую энергоемкость, что ограничивает их использование в электрических транспортных средствах. Однако, для носимых устройств они представляют собой привлекательный вариант из-за своей безопасности и низкой стоимости.
Основной проблемой AMBs является их неспособность выдерживать реальные нагрузки изгиба и скручивания. Чтобы преодолеть это, ученые создали самовосстанавливающуюся AMB, которая может восстанавливаться после повреждений. Они использовали не металлические носители заряда, такие как аммониевые ионы, которые меньше подвержены коррозии и имеют широкое электрохимическое окно стабильности.
Новая батарея демонстрирует высокую энергоемкость, мощность, циклическую жизнь и гибкость, а также способность самовосстанавливаться после десяти циклов. Ученые планируют оптимизировать и коммерциализировать свой прототип.
Эта разработка может революционизировать рынок носимых устройств, обеспечивая более безопасные и надежные источники энергии. В будущем такие батареи могут найти применение в различных областях, от смарт-одежды до медицинских имплантов.
Источник:
DOI: 10.26599/NRE.2024.9120127
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Ученые разработали более безопасный, дешевый и гибкий вариант батареи для носимых устройств. Новая батарея, описанная в журнале Nano Research Energy, предлагает значительные улучшения по сравнению с традиционными литий-ионными батареями.
Носимые устройства, такие как фитнес-трекеры, смарт-часы и шлемы виртуальной реальности, требуют миниатюризации и гибкости своих энергетических систем. Однако, традиционные литий-ионные батареи не отвечают этим требованиям из-за своей низкой гибкости и высокой пожароопасности. В последние годы ученые сосредоточились на разработке микро-гибких энергетических устройств (MFESDs), и среди них выделяются водные микробатареи (AMBs).
AMBs, использующие водную раствор как электролит, существуют с конца XIX века. Они безопаснее и дешевле литий-ионных батарей, но имеют низкую энергоемкость, что ограничивает их использование в электрических транспортных средствах. Однако, для носимых устройств они представляют собой привлекательный вариант из-за своей безопасности и низкой стоимости.
Основной проблемой AMBs является их неспособность выдерживать реальные нагрузки изгиба и скручивания. Чтобы преодолеть это, ученые создали самовосстанавливающуюся AMB, которая может восстанавливаться после повреждений. Они использовали не металлические носители заряда, такие как аммониевые ионы, которые меньше подвержены коррозии и имеют широкое электрохимическое окно стабильности.
Новая батарея демонстрирует высокую энергоемкость, мощность, циклическую жизнь и гибкость, а также способность самовосстанавливаться после десяти циклов. Ученые планируют оптимизировать и коммерциализировать свой прототип.
Эта разработка может революционизировать рынок носимых устройств, обеспечивая более безопасные и надежные источники энергии. В будущем такие батареи могут найти применение в различных областях, от смарт-одежды до медицинских имплантов.
Источник:
DOI: 10.26599/NRE.2024.9120127
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Мы живём в интересное время. Каждый деньо в науке что-то происходит, публикуются сотни статей, однако кардинального слома парадигм, как это было, например, на стыке 19го и 20го веков, не происходит. Отчасти это потому, что мы настолько глубоко погрузились в тайны мироздания, что приходится продвигаться маленькими шажками. То же самое касается технологий. Мы приближаемся к технологической сингулярности, технологии становятся всё более совершенными и наукоёмкими. что также требует медленного и постепенного продвижения.
Оттого новости науки выглядят незначительными и частенько кажется, что мы топчемся на месте. Эта рубрика посвящена как раз таким мелким шажкам в развитии технологий, которые так или иначе двигают прогресс вперёд, просто на первый взгляд это не заметно. В этом выпуске вы узнаете про то, как можно сортировать световые пучки, в которых кодируется сложная и многообразная информация, как можно эффективно улавливать углекислый газ из воздуха при помощи заряженного активированного угля, и про два интересных новшества в области цинковых аккумуляторов. Приятного чтения!
Оттого новости науки выглядят незначительными и частенько кажется, что мы топчемся на месте. Эта рубрика посвящена как раз таким мелким шажкам в развитии технологий, которые так или иначе двигают прогресс вперёд, просто на первый взгляд это не заметно. В этом выпуске вы узнаете про то, как можно сортировать световые пучки, в которых кодируется сложная и многообразная информация, как можно эффективно улавливать углекислый газ из воздуха при помощи заряженного активированного угля, и про два интересных новшества в области цинковых аккумуляторов. Приятного чтения!
Telegraph
Сортировка световых пучков, ловля углерода заряженными сорбентами и цинковые аккумуляторы. По_мелочам #4 (№1 июнь 2024 г.)
Мы живём в интересное время. Каждый деньо в науке что-то происходит, публикуются сотни статей, однако кардинального слома парадигм, как это было, например, на стыке 19го и 20го веков, не происходит. Отчасти это потому, что мы настолько глубоко погрузились…
👍4🔥2
Атомные оптические антенны в твердых телах
В области нанофотоники ученые добились значительных успехов в использовании уникальных свойств различных материалов для усиления оптических явлений. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале *Nature Photonics*, международная команда ученых под руководством лаборатории High из Университета Чикаго преодолела важный барьер в создании атомных оптических антенн в твердых телах.
Атомные антенны, которые могут собирать и концентрировать энергию света в мощный локализованный сигнал, представляют собой мощный инструмент для изучения фундаментальных строительных блоков материи. Однако, до сих пор ученые не могли использовать потенциально огромные усиления интенсивности некоторых атомных антенн в твердых материалах из-за взаимодействия атомов с окружающей средой.
Команда ученых использовала центры вакансий германия в алмазах для создания оптического усиления энергии на шесть порядков, что является режимом, трудно достижимым с помощью традиционных структур антенн. Это миллионное усиление энергии создает, по словам автора статьи, "образцовую" оптическую антенну и открывает новые области исследований.
Оптические антенны создают колеблющийся электронный диполь при возбуждении на резонансе. В твердых телах атомы подвергаются воздействию окружающей среды, что нарушает когерентность сигнала. Центры цвета, такие как вакансии германия в алмазах, позволяют преодолеть это ограничение.
Новый подход к атомным антеннам открывает новые возможности для фундаментальных исследований. "Это не только прорыв в технологии, но и прорыв в фундаментальной физике," - сказал соавтор статьи Зикси Ли.
Новый метод предлагает не только более мощный сигнал, но и другие преимущества, такие как меньшая потребность в энергии и меньшее рассеяние энергии. Это может привести к созданию новых устройств и помочь в понимании, как работает вселенная.
Атомные оптические антенны в твердых телах представляют собой мощный инструмент для фундаментальных исследований и прикладных технологий. Новый подход к созданию таких антенн открывает новые возможности для научных открытий и инноваций.
Источник:
DOI: 10.1038/s41566-024-01456-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В области нанофотоники ученые добились значительных успехов в использовании уникальных свойств различных материалов для усиления оптических явлений. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале *Nature Photonics*, международная команда ученых под руководством лаборатории High из Университета Чикаго преодолела важный барьер в создании атомных оптических антенн в твердых телах.
Атомные антенны, которые могут собирать и концентрировать энергию света в мощный локализованный сигнал, представляют собой мощный инструмент для изучения фундаментальных строительных блоков материи. Однако, до сих пор ученые не могли использовать потенциально огромные усиления интенсивности некоторых атомных антенн в твердых материалах из-за взаимодействия атомов с окружающей средой.
Команда ученых использовала центры вакансий германия в алмазах для создания оптического усиления энергии на шесть порядков, что является режимом, трудно достижимым с помощью традиционных структур антенн. Это миллионное усиление энергии создает, по словам автора статьи, "образцовую" оптическую антенну и открывает новые области исследований.
Оптические антенны создают колеблющийся электронный диполь при возбуждении на резонансе. В твердых телах атомы подвергаются воздействию окружающей среды, что нарушает когерентность сигнала. Центры цвета, такие как вакансии германия в алмазах, позволяют преодолеть это ограничение.
Новый подход к атомным антеннам открывает новые возможности для фундаментальных исследований. "Это не только прорыв в технологии, но и прорыв в фундаментальной физике," - сказал соавтор статьи Зикси Ли.
Новый метод предлагает не только более мощный сигнал, но и другие преимущества, такие как меньшая потребность в энергии и меньшее рассеяние энергии. Это может привести к созданию новых устройств и помочь в понимании, как работает вселенная.
Атомные оптические антенны в твердых телах представляют собой мощный инструмент для фундаментальных исследований и прикладных технологий. Новый подход к созданию таких антенн открывает новые возможности для научных открытий и инноваций.
Источник:
DOI: 10.1038/s41566-024-01456-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Новый шаг в микроскопии: упрощение MINFLUX для более доступных открытий
Микроскопия MINFLUX - это мощная техника, позволяющая исследователям видеть объекты, размер которых меньше длины волны света. Недавно разработанная эволюция этого процесса использует более простое устройство для создания светового паттерна, необходимого для исследования молекул, что делает весь процесс быстрее, дешевле и проще в использовании для будущих открытий.
MINFLUX работает, направляя специально спроецированный пучок света на отдельную молекулу и измеряя интенсивность света в различных местах. Анализируя эти измерения, ученые могут рассчитать точное положение молекулы. Это позволяет им изучать поведение молекул в невероятных деталях, предоставляя информацию о фундаментальных биологических процессах.
К сожалению, текущие установки MINFLUX сложны, дороги и требуют специализированного оборудования, что ограничивает широкое использование этой мощной техники. Традиционные методы часто включают громоздкие и дорогие компоненты, делая MINFLUX недоступным для многих исследовательских лабораторий.
Исследователи разработали новый способ создания спроецированного пучка света для MINFLUX. Этот метод комбинирует два более простых устройства: пространственный модулятор света (SLM) и электрооптический модулятор (EOM). SLM действует как цифровой проектор, манипулируя световыми паттернами, а EOM контролирует интенсивность света. Это устройство значительно быстрее, дешевле и проще в использовании, чем традиционные методы.
Новый подход предлагает несколько преимуществ. Во-первых, использование более простых компонентов позволяет для более быстрого сканирования светового паттерна. Это быстрое сканирование улучшает точность измерений, что приводит к более четким и детальным изображениям молекул.
Во-вторых, более простое устройство значительно уменьшает стоимость необходимого оборудования для MINFLUX, делая эту мощную технику более доступной для исследователей. Наконец, новый метод более пользовательский и может быть более легко интегрирован в существующие микроскопы, упрощая процесс исследования.
Эта новая разработка открывает путь к созданию более доступных и доступных микроскопов MINFLUX. Это может открыть новые возможности для изучения широкого спектра биологических процессов на молекулярном уровне. С MINFLUX, становящимся более доступным, ученые могут глубже проникнуть в невидимый мир, открывая новые знания о том, как работает жизнь на ее самом фундаментальном уровне.
Источник:
DOI: 10.1038/s41377-024-01487-1
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Микроскопия MINFLUX - это мощная техника, позволяющая исследователям видеть объекты, размер которых меньше длины волны света. Недавно разработанная эволюция этого процесса использует более простое устройство для создания светового паттерна, необходимого для исследования молекул, что делает весь процесс быстрее, дешевле и проще в использовании для будущих открытий.
MINFLUX работает, направляя специально спроецированный пучок света на отдельную молекулу и измеряя интенсивность света в различных местах. Анализируя эти измерения, ученые могут рассчитать точное положение молекулы. Это позволяет им изучать поведение молекул в невероятных деталях, предоставляя информацию о фундаментальных биологических процессах.
К сожалению, текущие установки MINFLUX сложны, дороги и требуют специализированного оборудования, что ограничивает широкое использование этой мощной техники. Традиционные методы часто включают громоздкие и дорогие компоненты, делая MINFLUX недоступным для многих исследовательских лабораторий.
Исследователи разработали новый способ создания спроецированного пучка света для MINFLUX. Этот метод комбинирует два более простых устройства: пространственный модулятор света (SLM) и электрооптический модулятор (EOM). SLM действует как цифровой проектор, манипулируя световыми паттернами, а EOM контролирует интенсивность света. Это устройство значительно быстрее, дешевле и проще в использовании, чем традиционные методы.
Новый подход предлагает несколько преимуществ. Во-первых, использование более простых компонентов позволяет для более быстрого сканирования светового паттерна. Это быстрое сканирование улучшает точность измерений, что приводит к более четким и детальным изображениям молекул.
Во-вторых, более простое устройство значительно уменьшает стоимость необходимого оборудования для MINFLUX, делая эту мощную технику более доступной для исследователей. Наконец, новый метод более пользовательский и может быть более легко интегрирован в существующие микроскопы, упрощая процесс исследования.
Эта новая разработка открывает путь к созданию более доступных и доступных микроскопов MINFLUX. Это может открыть новые возможности для изучения широкого спектра биологических процессов на молекулярном уровне. С MINFLUX, становящимся более доступным, ученые могут глубже проникнуть в невидимый мир, открывая новые знания о том, как работает жизнь на ее самом фундаментальном уровне.
Источник:
DOI: 10.1038/s41377-024-01487-1
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍5
Эффект Казимира: управляемая сила в микромеханических системах
В 1948 году голландский физик Хендрик Казимир предсказал, что между двумя электрически нейтральными металлическими пластинами в вакууме возникает притяжение на субмикронных масштабах из-за квантовых флуктуаций. Это явление, известное как эффект Казимира, может быть как полезным, так и вредным в микромеханических системах (MEMS). Оно может вызывать нежелательное прилипание компонентов, но также может быть использовано для управления движением пластин в MEMS-устройствах.
Исследователи недавно обнаружили, что магнитная проводимость магнитофлюида может быть значительно регулирована магнитным полем. Используя магнитофлюид как промежуточное вещество, они изучили эффект Казимира между золотой сферой и подложкой из диоксида кремния. Комбинируя расчеты с экспериментами, они нашли, что сила Казимира может быть настроена в широком диапазоне параметров (магнитное поле, расстояние между золотыми сферами и подложкой, объемная доля магнитной жидкости). В частности, они реализовали обратимый переход от магнитно-регулируемого притяжения Казимира к отталкиванию.
Это исследование предлагает новые идеи для будущего развития MEMS-устройств на основе настраиваемого эффекта Казимира. В частности, оно может помочь в создании микромеханических систем, которые могут управлять движением квантовых точек, нанопроводов, бактерий, вирусов и других микроскопических объектов.
Эффект Казимира - это мощный инструмент для управления микромеханическими системами. Управление магнитной проводимостью материалов может помочь в создании новых MEMS-устройств с настраиваемыми свойствами. Это может привести к революционным изменениям в области микромеханики и квантовых технологий.
Источник:
DOI: 10.1038/s41567-024-02521-0
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В 1948 году голландский физик Хендрик Казимир предсказал, что между двумя электрически нейтральными металлическими пластинами в вакууме возникает притяжение на субмикронных масштабах из-за квантовых флуктуаций. Это явление, известное как эффект Казимира, может быть как полезным, так и вредным в микромеханических системах (MEMS). Оно может вызывать нежелательное прилипание компонентов, но также может быть использовано для управления движением пластин в MEMS-устройствах.
Исследователи недавно обнаружили, что магнитная проводимость магнитофлюида может быть значительно регулирована магнитным полем. Используя магнитофлюид как промежуточное вещество, они изучили эффект Казимира между золотой сферой и подложкой из диоксида кремния. Комбинируя расчеты с экспериментами, они нашли, что сила Казимира может быть настроена в широком диапазоне параметров (магнитное поле, расстояние между золотыми сферами и подложкой, объемная доля магнитной жидкости). В частности, они реализовали обратимый переход от магнитно-регулируемого притяжения Казимира к отталкиванию.
Это исследование предлагает новые идеи для будущего развития MEMS-устройств на основе настраиваемого эффекта Казимира. В частности, оно может помочь в создании микромеханических систем, которые могут управлять движением квантовых точек, нанопроводов, бактерий, вирусов и других микроскопических объектов.
Эффект Казимира - это мощный инструмент для управления микромеханическими системами. Управление магнитной проводимостью материалов может помочь в создании новых MEMS-устройств с настраиваемыми свойствами. Это может привести к революционным изменениям в области микромеханики и квантовых технологий.
Источник:
DOI: 10.1038/s41567-024-02521-0
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍5🔥2⚡1
Мы продолжаем еженедельные погружения в мир технологий, изобретений и открытий, которые проходят обычно незаметно, но которых очень много и они, несмотря на кажущуюся незначительность, двигают прогресс вперёд.
В этом выпуске вы узнаете про сжатие инфракрасного света, про открытие нового сверхпроводника, про резину, которую можно многократно перерабатывать, о новой формы ветряных турбин, самую тонкую металлическую нить и самоисцеляющееся стекло. Приятного чтения!
В этом выпуске вы узнаете про сжатие инфракрасного света, про открытие нового сверхпроводника, про резину, которую можно многократно перерабатывать, о новой формы ветряных турбин, самую тонкую металлическую нить и самоисцеляющееся стекло. Приятного чтения!
Telegraph
Сжатие света, новый сверхпроводник, тончайшая металлическая нить и самовосстанавливающееся стекло. По_мелочам #5 (№2 июнь 2024…
Мы продолжаем еженедельные погружения в мир технологий, изобретений и открытий, которые проходят обычно незаметно, но которых очень много и они, несмотря на кажущуюся незначительность, двигают прогресс вперёд. В этом выпуске вы узнаете про сжатие инфракрасного…
👍3🔥1
Робот-шахматист в каждый дом
В недавнем исследовании, проведенном в Техническом университете Дельфта, был представлен открытый исходный код робота, который может играть в шахматы с людьми в реальном мире. Этот проект, названный OpenChessRobot, является важным шагом в исследовании взаимодействия между человеком и роботом (HRI).
OpenChessRobot включает в себя как аппаратные, так и программные компоненты. Аппаратные компоненты включают роботизированную руку Franka Emika Panda с семью степенями свободы, настраиваемый 3D-печатный роботизированный захват, камеру ZED2 StereoLabs, клавиатуру, внешний микрофон и динамики, подключенные к компьютеру, а также компьютер NVIDIA Jetson Nano и PC.
Программные компоненты робота включают модули восприятия, анализа и оценки, планирования и выполнения движения, а также интерактивного модуля. Модуль восприятия анализирует изображения шахматной доски, полученные с помощью камеры ZED2, и преобразует их в текстовые описания. Затем модуль анализа и оценки использует эти описания для получения предсказанных ходов и соответствующих оценок. Модуль планирования и выполнения движения использует предсказанные ходы для планирования и выполнения ходов робота. Наконец, интерактивный модуль позволяет роботу общаться с людьми, с которыми он играет, используя голосовые команды и роботы жесты.
Исследователи оценили эффективность робота в серии начальных тестов, оценивая его способность играть в шахматы с людьми. Робот может эффективно планировать свои будущие ходы и перемещать фигуры на шахматной доске.
Код робота и используемые для обучения классификаторов данные открыты и доступны на GitHub. Это означает, что робот может быть изготовлен в других институтах для проведения дальнейших исследований, фокусирующихся на взаимодействии между человеком и роботом.
В будущем исследователи планируют использовать это устройство для изучения того, как роботы, оснащённые искусственным интеллектом, влияют на людей во время взаимодействия. Это будет включать в себя общение робота с людьми через эмоциональные выражения и более естественные вербальные взаимодействия. Расширение возможностей OpenChessRobot за пределы приложения шахмат до общей физической помощи также является интересным направлением для исследования.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2405.18170
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В недавнем исследовании, проведенном в Техническом университете Дельфта, был представлен открытый исходный код робота, который может играть в шахматы с людьми в реальном мире. Этот проект, названный OpenChessRobot, является важным шагом в исследовании взаимодействия между человеком и роботом (HRI).
OpenChessRobot включает в себя как аппаратные, так и программные компоненты. Аппаратные компоненты включают роботизированную руку Franka Emika Panda с семью степенями свободы, настраиваемый 3D-печатный роботизированный захват, камеру ZED2 StereoLabs, клавиатуру, внешний микрофон и динамики, подключенные к компьютеру, а также компьютер NVIDIA Jetson Nano и PC.
Программные компоненты робота включают модули восприятия, анализа и оценки, планирования и выполнения движения, а также интерактивного модуля. Модуль восприятия анализирует изображения шахматной доски, полученные с помощью камеры ZED2, и преобразует их в текстовые описания. Затем модуль анализа и оценки использует эти описания для получения предсказанных ходов и соответствующих оценок. Модуль планирования и выполнения движения использует предсказанные ходы для планирования и выполнения ходов робота. Наконец, интерактивный модуль позволяет роботу общаться с людьми, с которыми он играет, используя голосовые команды и роботы жесты.
Исследователи оценили эффективность робота в серии начальных тестов, оценивая его способность играть в шахматы с людьми. Робот может эффективно планировать свои будущие ходы и перемещать фигуры на шахматной доске.
Код робота и используемые для обучения классификаторов данные открыты и доступны на GitHub. Это означает, что робот может быть изготовлен в других институтах для проведения дальнейших исследований, фокусирующихся на взаимодействии между человеком и роботом.
В будущем исследователи планируют использовать это устройство для изучения того, как роботы, оснащённые искусственным интеллектом, влияют на людей во время взаимодействия. Это будет включать в себя общение робота с людьми через эмоциональные выражения и более естественные вербальные взаимодействия. Расширение возможностей OpenChessRobot за пределы приложения шахмат до общей физической помощи также является интересным направлением для исследования.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2405.18170
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍2
Новый способ обучения искусственного интеллекта понимать рисунки людей
Учёные из Университета Суррея и Стэнфордского университета разработали новый способ обучения искусственного интеллекта (ИИ) понимать рисунки людей, включая рисунки не художников. Новый алгоритм достигает уровня человеческой производительности в распознавании сценарных рисунков.
Обычно ИИ обучается с помощью меток для каждого пикселя в изображении. Новый подход использует комбинацию рисунков и письменных описаний, чтобы ИИ научился группировать пиксели и сопоставлять их с категориями в описании. Результатом является ИИ, демонстрирующий более богатое и похожее на человеческое понимание рисунков.
Новый алгоритм правильно идентифицирует и маркирует объекты в сложных сценах, включая змеев, деревья, жирафов и другие объекты с точностью 85%. Он также может определить, какие штрихи пера предназначены для изображения каждого объекта. Новый метод работает хорошо с неформальными рисунками, нарисованными не художниками, а также с рисунками объектов, на которых он не был явно обучен.
Это исследование является частью программы SketchX Университета Суррея, которая стремится понять, как мы видим мир, рисуя его. Новый алгоритм имеет огромный потенциал для расширения естественной креативности людей, независимо от их художественных способностей.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2312.12463
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Университета Суррея и Стэнфордского университета разработали новый способ обучения искусственного интеллекта (ИИ) понимать рисунки людей, включая рисунки не художников. Новый алгоритм достигает уровня человеческой производительности в распознавании сценарных рисунков.
Обычно ИИ обучается с помощью меток для каждого пикселя в изображении. Новый подход использует комбинацию рисунков и письменных описаний, чтобы ИИ научился группировать пиксели и сопоставлять их с категориями в описании. Результатом является ИИ, демонстрирующий более богатое и похожее на человеческое понимание рисунков.
Новый алгоритм правильно идентифицирует и маркирует объекты в сложных сценах, включая змеев, деревья, жирафов и другие объекты с точностью 85%. Он также может определить, какие штрихи пера предназначены для изображения каждого объекта. Новый метод работает хорошо с неформальными рисунками, нарисованными не художниками, а также с рисунками объектов, на которых он не был явно обучен.
Это исследование является частью программы SketchX Университета Суррея, которая стремится понять, как мы видим мир, рисуя его. Новый алгоритм имеет огромный потенциал для расширения естественной креативности людей, независимо от их художественных способностей.
Источник:
DOI: 10.48550/arxiv.2312.12463
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Новый мягкий роботизированный захват, разработанный с использованием графена и жидких кристаллов
В недавно опубликованной работе в журнале ACS Applied Materials & Interfaces исследователи из Университета Эйндховена разработали мягкий роботизированный захват, изготовленный из жидких кристаллов и графена. Это изобретение может привести к созданию будущих хирургических роботов, которые могут безопасно использоваться в водосодержащих средах, таких как человеческое тело.
Традиционные роботы, используемые в хирургии, часто содержат металлы, что ограничивает их использование в водосодержащих средах. Мягкие роботы, изготовленные из деформируемых материалов, таких как жидкости, гели и эластичные материалы, могут преодолеть эти ограничения. Исследователи из Университета Эйндховена разработали мягкий роботизированный захват, который может быть использован в хирургических процедурах, требующих высокой точности и деликатности.
Исследователи использовали жидкие кристаллы и графен для создания мягкого роботизированного захвата с четырьмя деформируемыми "пальцами". Жидкие кристаллы могут вести себя как жидкость или твердое тело в зависимости от внешних воздействий, что делает их идеальными для создания мягких роботов. Графен, известный своей высокой прочностью, проводимостью и прозрачностью, был использован для создания нагревательных элементов, которые деформируют жидкокристаллические актуаторы.
Эта работа открывает новые возможности для использования мягких роботов в хирургии и других областях, где традиционные роботы ограничены своими жёсткими материалами. Мягкие роботы могут обеспечить более точное и деликатное управление, что может привести к улучшению результатов хирургических операций и уменьшению риска осложнений.
Источник:
DOI: 10.1021/acsami.4c06130
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В недавно опубликованной работе в журнале ACS Applied Materials & Interfaces исследователи из Университета Эйндховена разработали мягкий роботизированный захват, изготовленный из жидких кристаллов и графена. Это изобретение может привести к созданию будущих хирургических роботов, которые могут безопасно использоваться в водосодержащих средах, таких как человеческое тело.
Традиционные роботы, используемые в хирургии, часто содержат металлы, что ограничивает их использование в водосодержащих средах. Мягкие роботы, изготовленные из деформируемых материалов, таких как жидкости, гели и эластичные материалы, могут преодолеть эти ограничения. Исследователи из Университета Эйндховена разработали мягкий роботизированный захват, который может быть использован в хирургических процедурах, требующих высокой точности и деликатности.
Исследователи использовали жидкие кристаллы и графен для создания мягкого роботизированного захвата с четырьмя деформируемыми "пальцами". Жидкие кристаллы могут вести себя как жидкость или твердое тело в зависимости от внешних воздействий, что делает их идеальными для создания мягких роботов. Графен, известный своей высокой прочностью, проводимостью и прозрачностью, был использован для создания нагревательных элементов, которые деформируют жидкокристаллические актуаторы.
Эта работа открывает новые возможности для использования мягких роботов в хирургии и других областях, где традиционные роботы ограничены своими жёсткими материалами. Мягкие роботы могут обеспечить более точное и деликатное управление, что может привести к улучшению результатов хирургических операций и уменьшению риска осложнений.
Источник:
DOI: 10.1021/acsami.4c06130
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Ученые создали первый в мире лесопромышленный аппарат, управляемый искусственным интеллектом
В Университете Умео впервые в мире создан лесопромышленный аппарат, управляемый искусственным интеллектом (ИИ). Это достижение стало возможным благодаря разработке системы ИИ, способной управлять 16-тонным аппаратом без вмешательства человека.
В рамках исследования, проведенного в сотрудничестве с Skogforsk и Algoryx Simulation, ученые разработали систему ИИ, которая может управлять тяжелым лесопромышленным аппаратом, преодолевать различные препятствия и следовать запланированному маршруту. Система была предварительно обучена на суперкомпьютере Университета Умео в несколько миллионов шагов обучения.
Обучение ИИ требует больших объемов данных, что может быть дорогостоящим и рискованным для тяжелых машин. Однако, предобучение в виртуальной среде решает эту проблему, но всегда существует разница с реальностью. Исследование в Университете Умео показало, что это препятствие может быть преодолено для крупных и сложных систем.
В испытаниях, проведенных на тестовой площадке Skogforsk в Ялле, ИИ успешно управлял лесопромышленным аппаратом, преодолевая различные препятствия и следуя запланированному маршруту. Результаты показали, что передать управление ИИ на физический лесопромышленный аппарат возможно после предварительного обучения в виртуальной среде.
Это достижение является важным шагом в автоматизации лесной промышленности и демонстрирует, что ИИ может быть успешно применен для управления сложными системами. В будущем это может привести к значительному увеличению эффективности и безопасности лесопромышленного производства.
Источник:
DOI: 10.1016/j.robot.2024.104731
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В Университете Умео впервые в мире создан лесопромышленный аппарат, управляемый искусственным интеллектом (ИИ). Это достижение стало возможным благодаря разработке системы ИИ, способной управлять 16-тонным аппаратом без вмешательства человека.
В рамках исследования, проведенного в сотрудничестве с Skogforsk и Algoryx Simulation, ученые разработали систему ИИ, которая может управлять тяжелым лесопромышленным аппаратом, преодолевать различные препятствия и следовать запланированному маршруту. Система была предварительно обучена на суперкомпьютере Университета Умео в несколько миллионов шагов обучения.
Обучение ИИ требует больших объемов данных, что может быть дорогостоящим и рискованным для тяжелых машин. Однако, предобучение в виртуальной среде решает эту проблему, но всегда существует разница с реальностью. Исследование в Университете Умео показало, что это препятствие может быть преодолено для крупных и сложных систем.
В испытаниях, проведенных на тестовой площадке Skogforsk в Ялле, ИИ успешно управлял лесопромышленным аппаратом, преодолевая различные препятствия и следуя запланированному маршруту. Результаты показали, что передать управление ИИ на физический лесопромышленный аппарат возможно после предварительного обучения в виртуальной среде.
Это достижение является важным шагом в автоматизации лесной промышленности и демонстрирует, что ИИ может быть успешно применен для управления сложными системами. В будущем это может привести к значительному увеличению эффективности и безопасности лесопромышленного производства.
Источник:
DOI: 10.1016/j.robot.2024.104731
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍3
Итак, мы снова погружаемся в мир незначительных, но важных изобретений, технологий и открытий, которые, как знать, может станут причиной очередной награды от Нобелевского комитета.
В этом выпуске: новый беспроводной ретранслятор сигнала для сетей пятого поколения, управление силой Казимира с помощью магнитных полей, роботы-рекордсмены по прыжкам, новый подход в рентгеновской микроскопии, гелевый генератор электричества из вибраций и новые результаты в области натриевых аккумуляторов. Приятного чтения!
В этом выпуске: новый беспроводной ретранслятор сигнала для сетей пятого поколения, управление силой Казимира с помощью магнитных полей, роботы-рекордсмены по прыжкам, новый подход в рентгеновской микроскопии, гелевый генератор электричества из вибраций и новые результаты в области натриевых аккумуляторов. Приятного чтения!
Telegraph
Роботы-прыгуны, управление силой Казимира, гелевый электрогенератор и натриевые аккумуляторы. По_мелочам #6 (№3 июнь 2024 г.)
Итак, мы снова погружаемся в мир незначительных, но важных изобретений, технологий и открытий, которые, как знать, может станут причиной очередной награды от Нобелевского комитета. В этом выпуске: новый беспроводной ретранслятор сигнала для сетей пятого поколения…
👍5
Роботы для навигации в сложных условиях
В последнее время в области робототехники наблюдается значительный прогресс в разработке роботов, способных эффективно и быстро перемещаться по разнообразным ландшафтам. Эти роботы могут сыграть решающую роль в выполнении сложных задач, таких как мониторинг природных сред, поиск выживших после стихийных бедствий и выполнение других задач в сложных условиях.
Один из наиболее распространенных типов роботов, предназначенных для навигации по разнообразным ландшафтам, - это роботы с ногами, чей дизайн часто вдохновлен структурой тела животных. Чтобы быстро и эффективно перемещаться по разнообразным ландшафтам, эти роботы должны быть способны адаптировать свои движения и стили шага в зависимости от изменений в окружающей среде.
Исследователи из Высшего института прикладных наук и технологий в Дамаске, Сирия, недавно разработали новый метод для обеспечения плавного перехода между разными шагами шестиногого робота. Их предложенная техника управления шагом основана на так называемых центральных генераторах ритма (ЦГР), которые являются вычислительными подходами, имитирующими биологические ЦГР. Эти нейронные сети лежат в основе многих ритмических движений, выполняемых людьми и животными, таких как ходьба, плавание и бег.
В будущих исследованиях планируется интегрировать машинное обучение в разработанную архитектуру, чтобы значительно улучшить компенсацию сбоев и адаптивность роботов к окружающей среде. Это позволит создавать более автономные и устойчивые роботы, способные эффективно взаимодействовать со своими окружениями.
Развитие роботов, способных быстро и эффективно перемещаться по разнообразным ландшафтам, может усовершенствовать выполнение сложных задач в различных областях. Эти роботы могут помочь в мониторинге природных сред, поиске выживших после стихийных бедствий и выполнении других задач, требующих высокой адаптивности и устойчивости.
Источник:
DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e31847
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
В последнее время в области робототехники наблюдается значительный прогресс в разработке роботов, способных эффективно и быстро перемещаться по разнообразным ландшафтам. Эти роботы могут сыграть решающую роль в выполнении сложных задач, таких как мониторинг природных сред, поиск выживших после стихийных бедствий и выполнение других задач в сложных условиях.
Один из наиболее распространенных типов роботов, предназначенных для навигации по разнообразным ландшафтам, - это роботы с ногами, чей дизайн часто вдохновлен структурой тела животных. Чтобы быстро и эффективно перемещаться по разнообразным ландшафтам, эти роботы должны быть способны адаптировать свои движения и стили шага в зависимости от изменений в окружающей среде.
Исследователи из Высшего института прикладных наук и технологий в Дамаске, Сирия, недавно разработали новый метод для обеспечения плавного перехода между разными шагами шестиногого робота. Их предложенная техника управления шагом основана на так называемых центральных генераторах ритма (ЦГР), которые являются вычислительными подходами, имитирующими биологические ЦГР. Эти нейронные сети лежат в основе многих ритмических движений, выполняемых людьми и животными, таких как ходьба, плавание и бег.
В будущих исследованиях планируется интегрировать машинное обучение в разработанную архитектуру, чтобы значительно улучшить компенсацию сбоев и адаптивность роботов к окружающей среде. Это позволит создавать более автономные и устойчивые роботы, способные эффективно взаимодействовать со своими окружениями.
Развитие роботов, способных быстро и эффективно перемещаться по разнообразным ландшафтам, может усовершенствовать выполнение сложных задач в различных областях. Эти роботы могут помочь в мониторинге природных сред, поиске выживших после стихийных бедствий и выполнении других задач, требующих высокой адаптивности и устойчивости.
Источник:
DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e31847
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍7
Революционный процесс изготовления изделий из нескольких материалов
Учёные из Университета Миссури создали инновационный способ создания сложных устройств с использованием нескольких материалов, включая пластик, металлы и полупроводники, с помощью одной машины. Это достижение может революционизировать производство новых продуктов.
Новый процесс, называемый Freeform Multimaterial Assembly Process (FMAP), объединяет преимущества трёх технологий: лазерной индукции, прямого нанесения чернил и спекания. Он позволяет создавать сложные устройства с многослойными сенсорами, печатными платами и даже тканями с электронными компонентами.
FMAP может быть использован для создания устройств, которые могут чувствовать окружающую среду, включая температуру и давление. Это может быть полезно для создания носимых устройств, которые отслеживают кровяное давление и другие жизненно важные показатели. Кроме того, это может быть использовано для создания роботов, медицинских устройств и других продуктов.
Традиционные методы производства многослойных структур могут быть дорогостоящими, требовать много времени и генерировать отходы, вредные для окружающей среды. Новый процесс более экологически чистый и вдохновлён природными системами.
Учёные планируют продолжать развивать этот процесс, чтобы открыть новые рынки и возможности для бизнеса. Они надеются, что это технология будет доступна не только для других исследователей, но и для компаний, которые хотят ускорить процесс прототипирования устройств.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-48919-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Учёные из Университета Миссури создали инновационный способ создания сложных устройств с использованием нескольких материалов, включая пластик, металлы и полупроводники, с помощью одной машины. Это достижение может революционизировать производство новых продуктов.
Новый процесс, называемый Freeform Multimaterial Assembly Process (FMAP), объединяет преимущества трёх технологий: лазерной индукции, прямого нанесения чернил и спекания. Он позволяет создавать сложные устройства с многослойными сенсорами, печатными платами и даже тканями с электронными компонентами.
FMAP может быть использован для создания устройств, которые могут чувствовать окружающую среду, включая температуру и давление. Это может быть полезно для создания носимых устройств, которые отслеживают кровяное давление и другие жизненно важные показатели. Кроме того, это может быть использовано для создания роботов, медицинских устройств и других продуктов.
Традиционные методы производства многослойных структур могут быть дорогостоящими, требовать много времени и генерировать отходы, вредные для окружающей среды. Новый процесс более экологически чистый и вдохновлён природными системами.
Учёные планируют продолжать развивать этот процесс, чтобы открыть новые рынки и возможности для бизнеса. Они надеются, что это технология будет доступна не только для других исследователей, но и для компаний, которые хотят ускорить процесс прототипирования устройств.
Источник:
DOI: 10.1038/s41467-024-48919-5
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍5
Термоядерный синтез: когда вращение плазмы становится врагом
Термоядерный синтез может стать чистым, надежным и неисчерпаемым источником энергии будущего. Однако, путь к его освоению полон неожиданностей. Новое исследование, проведенное на суперкомпьютере Frontier, опровергло устоявшееся мнение о пользе вращения плазмы в токамаках. Давайте разберемся, почему это открытие так важно и как оно может повлиять на будущее энергетики.
Токамаки - это установки, использующие мощные магнитные катушки для удержания сверхгорячей плазмы в камере в форме пончика. Ученые долгое время считали, что вращение плазмы, вызванное инжекцией нейтральных частиц (NBI), улучшает удержание плазмы и, следовательно, эффективность реакции синтеза.
Однако, исследователи из General Atomics и Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что это не всегда так. Используя суперкомпьютер Frontier, они смоделировали сложное взаимодействие между ионами и электронами в краевой области плазмы. Результаты оказались неожиданными: хотя вращение действительно снижает турбулентность ионов, оно может увеличивать общий уровень турбулентности, что негативно сказывается на удержании плазмы.
Эмили Белли, ведущий автор исследования, объясняет: "Мы обнаружили, что при учете взаимодействия между ионами и электронами, вращение может увеличить общий уровень турбулентности, что, в свою очередь, снижает качество удержания". Это открытие может повлиять на оптимизацию дизайна будущих токамаков, включая международный проект ITER.
Исследователи также изучили влияние использования разных изотопов в топливе. Они смоделировали работу с равной смесью дейтерия и трития (DT), которая должна обеспечить максимальную скорость реакции синтеза. Результаты моделирования совпали с рекордными показателями, полученными на токамаке JET в Великобритании, что подтверждает точность используемой модели.
Важно отметить, что исследование стало возможным благодаря огромной вычислительной мощности суперкомпьютера Frontier. Эмили Белли подчеркивает: "Термоядерный синтез - это нелинейный процесс со многими тесно связанными физическими компонентами. Нам нужен суперкомпьютер, чтобы отслеживать тонкие взаимодействия между компонентами, которые оказывают реальное влияние на эффективность синтеза".
Это исследование - еще один шаг на пути к освоению термоядерного синтеза. Несмотря на неожиданные результаты, оно помогает лучше понять процессы, происходящие в плазме, и оптимизировать будущие реакторы. Кто знает, может быть, именно такие открытия приблизят нас к созданию чистого и неисчерпаемого источника энергии, способного решить глобальные энергетические проблемы человечества. Будущее термоядерной энергетики остается захватывающим и многообещающим!
Источник:
DOI: 10.1088/1361-6587/ad2c28
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Термоядерный синтез может стать чистым, надежным и неисчерпаемым источником энергии будущего. Однако, путь к его освоению полон неожиданностей. Новое исследование, проведенное на суперкомпьютере Frontier, опровергло устоявшееся мнение о пользе вращения плазмы в токамаках. Давайте разберемся, почему это открытие так важно и как оно может повлиять на будущее энергетики.
Токамаки - это установки, использующие мощные магнитные катушки для удержания сверхгорячей плазмы в камере в форме пончика. Ученые долгое время считали, что вращение плазмы, вызванное инжекцией нейтральных частиц (NBI), улучшает удержание плазмы и, следовательно, эффективность реакции синтеза.
Однако, исследователи из General Atomics и Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что это не всегда так. Используя суперкомпьютер Frontier, они смоделировали сложное взаимодействие между ионами и электронами в краевой области плазмы. Результаты оказались неожиданными: хотя вращение действительно снижает турбулентность ионов, оно может увеличивать общий уровень турбулентности, что негативно сказывается на удержании плазмы.
Эмили Белли, ведущий автор исследования, объясняет: "Мы обнаружили, что при учете взаимодействия между ионами и электронами, вращение может увеличить общий уровень турбулентности, что, в свою очередь, снижает качество удержания". Это открытие может повлиять на оптимизацию дизайна будущих токамаков, включая международный проект ITER.
Исследователи также изучили влияние использования разных изотопов в топливе. Они смоделировали работу с равной смесью дейтерия и трития (DT), которая должна обеспечить максимальную скорость реакции синтеза. Результаты моделирования совпали с рекордными показателями, полученными на токамаке JET в Великобритании, что подтверждает точность используемой модели.
Важно отметить, что исследование стало возможным благодаря огромной вычислительной мощности суперкомпьютера Frontier. Эмили Белли подчеркивает: "Термоядерный синтез - это нелинейный процесс со многими тесно связанными физическими компонентами. Нам нужен суперкомпьютер, чтобы отслеживать тонкие взаимодействия между компонентами, которые оказывают реальное влияние на эффективность синтеза".
Это исследование - еще один шаг на пути к освоению термоядерного синтеза. Несмотря на неожиданные результаты, оно помогает лучше понять процессы, происходящие в плазме, и оптимизировать будущие реакторы. Кто знает, может быть, именно такие открытия приблизят нас к созданию чистого и неисчерпаемого источника энергии, способного решить глобальные энергетические проблемы человечества. Будущее термоядерной энергетики остается захватывающим и многообещающим!
Источник:
DOI: 10.1088/1361-6587/ad2c28
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍5
Японские ученые создали "живую" кожу для роботов: улыбка, от которой мурашки по коже
Представьте себе робота, который может улыбаться почти как человек. Звучит жутковато, не правда ли? Именно такую технологию разработали японские ученые из Токийского университета. Они создали аналог живой кожи из человеческих клеток, которую можно прикрепить к поверхности робота. И да, эта кожа может растягиваться в довольно реалистичную улыбку!
Исследователи опубликовали свои результаты вместе с видео, на котором розоватый материал, напоминающий желе, растягивается в несколько тревожащую улыбку. Для создания "робота, покрытого живой кожей", они использовали "гель с клетками, формирующими кожу". Звучит как научная фантастика, не так ли?
Команда специалистов по биогибридным роботам надеется, что эта технология однажды сыграет важную роль в создании андроидов с человекоподобной внешностью и способностями. "Мы также надеемся, что это поможет лучше понять формирование морщин и физиологию выражений лица", - говорит руководитель команды профессор Сёдзи Такэути. Кроме того, эта разработка может помочь в создании материалов для трансплантации и косметических средств.
Новый материал может стать альтернативой традиционной силиконовой коже, которая часто используется в человекоподобных роботах. В отличие от силикона, эта "живая" кожа теоретически может потеть и самовосстанавливаться. Хотя ученые еще не достигли этой цели, они уже продемонстрировали возможность "заживления" подобной кожи в предыдущих исследованиях.
Чтобы создать "естественную улыбку", которая двигается плавно, исследователи желатинизировали кожеподобную ткань и закрепили ее внутри отверстий робота. Этот метод вдохновлен реальными кожными связками человека.
Конечно, идея роботов с живой кожей может показаться немного пугающей. Но давайте посмотрим на это с другой стороны: такие разработки могут привести к созданию более реалистичных протезов, помочь в лечении ожогов и других повреждений кожи. Кто знает, может быть, в будущем мы будем общаться с роботами-помощниками, которые выглядят и ведут себя почти как люди? Технологии не стоят на месте, и то, что сегодня кажется жутковатым, завтра может стать обыденностью. Главное - чтобы эти разработки служили на благо человечества!
Источник:
DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102066
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе робота, который может улыбаться почти как человек. Звучит жутковато, не правда ли? Именно такую технологию разработали японские ученые из Токийского университета. Они создали аналог живой кожи из человеческих клеток, которую можно прикрепить к поверхности робота. И да, эта кожа может растягиваться в довольно реалистичную улыбку!
Исследователи опубликовали свои результаты вместе с видео, на котором розоватый материал, напоминающий желе, растягивается в несколько тревожащую улыбку. Для создания "робота, покрытого живой кожей", они использовали "гель с клетками, формирующими кожу". Звучит как научная фантастика, не так ли?
Команда специалистов по биогибридным роботам надеется, что эта технология однажды сыграет важную роль в создании андроидов с человекоподобной внешностью и способностями. "Мы также надеемся, что это поможет лучше понять формирование морщин и физиологию выражений лица", - говорит руководитель команды профессор Сёдзи Такэути. Кроме того, эта разработка может помочь в создании материалов для трансплантации и косметических средств.
Новый материал может стать альтернативой традиционной силиконовой коже, которая часто используется в человекоподобных роботах. В отличие от силикона, эта "живая" кожа теоретически может потеть и самовосстанавливаться. Хотя ученые еще не достигли этой цели, они уже продемонстрировали возможность "заживления" подобной кожи в предыдущих исследованиях.
Чтобы создать "естественную улыбку", которая двигается плавно, исследователи желатинизировали кожеподобную ткань и закрепили ее внутри отверстий робота. Этот метод вдохновлен реальными кожными связками человека.
Конечно, идея роботов с живой кожей может показаться немного пугающей. Но давайте посмотрим на это с другой стороны: такие разработки могут привести к созданию более реалистичных протезов, помочь в лечении ожогов и других повреждений кожи. Кто знает, может быть, в будущем мы будем общаться с роботами-помощниками, которые выглядят и ведут себя почти как люди? Технологии не стоят на месте, и то, что сегодня кажется жутковатым, завтра может стать обыденностью. Главное - чтобы эти разработки служили на благо человечества!
Источник:
DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102066
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍6
Незаметные герои науки: от сверхпрочных проводов до супержидкости из субатомных частиц. По-мелочам #7 (№4 июнь 2024 г.)
Думаете, научный прогресс - это только громкие заголовки и Нобелевские премии? А вот и нет! В этом выпуске мы расскажем о незаметных, но важных открытиях, которые двигают науку вперед.
В этом выпуске вы узнаете, как медно-графеновые провода могут сделать электромобили еще круче, почему золотая мембрана толщиной в 20 нанометров - настоящий прорыв в изучении поверхностей, что общего между супом и кварк-глюонной плазмой, как простой кристалл может стать суперизолятором, почему галлий, открытый 150 лет назад, до сих пор удивляет ученых, и как микроскопические изменения в материалах приводят к революции в компьютерной памяти.
Приготовьтесь удивляться! Эти маленькие открытия могут изменить мир больше, чем вы думаете. От нанотехнологий до квантовой физики - наука не перестает нас удивлять. Погрузитесь в мир удивительных исследований и узнайте, как незаметные герои науки приближают будущее уже сегодня!
Думаете, научный прогресс - это только громкие заголовки и Нобелевские премии? А вот и нет! В этом выпуске мы расскажем о незаметных, но важных открытиях, которые двигают науку вперед.
В этом выпуске вы узнаете, как медно-графеновые провода могут сделать электромобили еще круче, почему золотая мембрана толщиной в 20 нанометров - настоящий прорыв в изучении поверхностей, что общего между супом и кварк-глюонной плазмой, как простой кристалл может стать суперизолятором, почему галлий, открытый 150 лет назад, до сих пор удивляет ученых, и как микроскопические изменения в материалах приводят к революции в компьютерной памяти.
Приготовьтесь удивляться! Эти маленькие открытия могут изменить мир больше, чем вы думаете. От нанотехнологий до квантовой физики - наука не перестает нас удивлять. Погрузитесь в мир удивительных исследований и узнайте, как незаметные герои науки приближают будущее уже сегодня!
Telegraph
Незаметные герои науки: от сверхпрочных проводов до супержидкости из субатомных частиц. По-мелочам #7 (№4 июнь 2024 г.)
Думаете, научный прогресс - это только громкие заголовки и Нобелевские премии? А вот и нет! В этом выпуске мы расскажем о незаметных, но важных открытиях, которые двигают науку вперед. В этом выпуске вы узнаете, как медно-графеновые провода могут сделать…
👍4
Прорыв в создании сверхпрочных волокон: углеродные нанотрубки бросают вызов Кевлару
Представьте себе материал легче пуха, но прочнее стали. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Китайские ученые совершили настоящий прорыв в создании сверхпрочных волокон из углеродных нанотрубок. Их разработка может перевернуть наше представление о защитных материалах и открыть новые горизонты в космической индустрии.
Команда исследователей во главе с профессором Цзянь Муцяном из Пекинского университета разработала волокна из углеродных нанотрубок с динамической прочностью до 14 ГПа. Для сравнения, это в несколько раз прочнее Кевлара, который сейчас широко используется в бронежилетах и других защитных материалах.
Но что делает эти волокна такими особенными? Во-первых, они невероятно легкие. Во-вторых, они обладают высокой электро- и теплопроводностью. А в-третьих, они показывают удивительные свойства при высокоскоростных нагрузках, что делает их идеальными для защиты от ударов и столкновений.
Ученые применили хитрую стратегию: они очистили и функционализировали нанотрубки, а затем подвергли их постепенному растяжению в специальном растворе. Это привело к улучшению межфазных взаимодействий, выравниванию нанотрубок и уплотнению волокон.
Результаты впечатляют: при высоких скоростях нагрузки прочность волокон достигает 14 ГПа, что превосходит все существующие высокопроизводительные волокна. Более того, эти волокна способны поглощать энергию удара намного эффективнее, чем традиционные баллистические волокна, такие как Кевлар.
Но не думайте, что эти волокна найдут применение только в военной сфере. Они могут произвести революцию в космической индустрии, помогая защищать космические аппараты от микрометеоритов и космического мусора. Также они могут найти применение в спортивной экипировке, строительстве и многих других областях.
Конечно, до массового производства и применения этих волокон еще далеко. Но уже сейчас ясно, что эта разработка открывает новую главу в создании сверхпрочных и легких материалов. Кто знает, может быть, в будущем мы будем носить одежду из нанотрубок, которая защитит нас не только от холода, но и от пуль? Наука не перестает удивлять нас, и это исследование - яркое тому подтверждение!
Источник:
DOI: 10.1126/science.adj1082
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе материал легче пуха, но прочнее стали. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Китайские ученые совершили настоящий прорыв в создании сверхпрочных волокон из углеродных нанотрубок. Их разработка может перевернуть наше представление о защитных материалах и открыть новые горизонты в космической индустрии.
Команда исследователей во главе с профессором Цзянь Муцяном из Пекинского университета разработала волокна из углеродных нанотрубок с динамической прочностью до 14 ГПа. Для сравнения, это в несколько раз прочнее Кевлара, который сейчас широко используется в бронежилетах и других защитных материалах.
Но что делает эти волокна такими особенными? Во-первых, они невероятно легкие. Во-вторых, они обладают высокой электро- и теплопроводностью. А в-третьих, они показывают удивительные свойства при высокоскоростных нагрузках, что делает их идеальными для защиты от ударов и столкновений.
Ученые применили хитрую стратегию: они очистили и функционализировали нанотрубки, а затем подвергли их постепенному растяжению в специальном растворе. Это привело к улучшению межфазных взаимодействий, выравниванию нанотрубок и уплотнению волокон.
Результаты впечатляют: при высоких скоростях нагрузки прочность волокон достигает 14 ГПа, что превосходит все существующие высокопроизводительные волокна. Более того, эти волокна способны поглощать энергию удара намного эффективнее, чем традиционные баллистические волокна, такие как Кевлар.
Но не думайте, что эти волокна найдут применение только в военной сфере. Они могут произвести революцию в космической индустрии, помогая защищать космические аппараты от микрометеоритов и космического мусора. Также они могут найти применение в спортивной экипировке, строительстве и многих других областях.
Конечно, до массового производства и применения этих волокон еще далеко. Но уже сейчас ясно, что эта разработка открывает новую главу в создании сверхпрочных и легких материалов. Кто знает, может быть, в будущем мы будем носить одежду из нанотрубок, которая защитит нас не только от холода, но и от пуль? Наука не перестает удивлять нас, и это исследование - яркое тому подтверждение!
Источник:
DOI: 10.1126/science.adj1082
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4
Молекулярные машины в кристаллах: когда наномир оживает
Представьте себе мир, где машины настолько малы, что их не видно даже под микроскопом. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Ученые из Ульсанского национального института науки и технологий в Южной Корее создали нечто удивительное - молекулярные машины, встроенные в кристаллическую структуру. И знаете что? Эти крошечные механизмы могут совершать точные движения на наноуровне!
Команда исследователей под руководством профессора Воньёна Чое разработала особые кристаллические структуры, называемые цеолитными имидазолатными каркасами (ZIF). Эти структуры ведут себя как настоящие машины, только размером с молекулу. Представьте себе миниатюрный кривошипно-шатунный механизм, который превращает вращательное движение в поступательное. Теперь уменьшите его в миллионы раз - вот что создали ученые!
Но зачем нам нужны такие крошечные машины? Оказывается, они могут произвести революцию в хранении данных и других областях нанотехнологий. Эти молекулярные механизмы обладают уникальной эластичностью и гибкостью, что делает их идеальными кандидатами для создания новых материалов с необычными свойствами.
Исследователи использовали сложный метод рентгеновской дифракции, чтобы "увидеть" структуру этих молекулярных машин. Они обнаружили, что могут контролировать движения на наноуровне, просто меняя детали этого молекулярного механизма. Представьте, что вы собираете конструктор Lego, только вместо пластиковых кубиков у вас - отдельные молекулы!
Профессор Чое объясняет: "Создание машиноподобных движений на молекулярном уровне открывает дверь к открытию новых материалов с уникальными механическими свойствами". Он уверен, что их исследования проложат путь к будущим применениям в таких областях, как цифровое хранение данных, где точный контроль над механическими движениями имеет решающее значение.
Конечно, до практического применения этих молекулярных машин еще далеко. Но представьте себе будущее, где компьютеры хранят информацию, используя движения отдельных молекул, или где наноустройства путешествуют по нашему телу, доставляя лекарства точно в нужное место. Эти крошечные машины могут стать ключом к решению больших проблем!
Наука продолжает удивлять нас, показывая, что даже в мире, который мы не можем увидеть невооруженным глазом, происходят удивительные вещи. Кто знает, может быть, через несколько лет мы будем носить в кармане целые заводы, состоящие из молекулярных машин? Будущее обещает быть захватывающим!
Источник:
DOI: 10.1002/anie.202404061
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
Представьте себе мир, где машины настолько малы, что их не видно даже под микроскопом. Звучит как научная фантастика? А вот и нет! Ученые из Ульсанского национального института науки и технологий в Южной Корее создали нечто удивительное - молекулярные машины, встроенные в кристаллическую структуру. И знаете что? Эти крошечные механизмы могут совершать точные движения на наноуровне!
Команда исследователей под руководством профессора Воньёна Чое разработала особые кристаллические структуры, называемые цеолитными имидазолатными каркасами (ZIF). Эти структуры ведут себя как настоящие машины, только размером с молекулу. Представьте себе миниатюрный кривошипно-шатунный механизм, который превращает вращательное движение в поступательное. Теперь уменьшите его в миллионы раз - вот что создали ученые!
Но зачем нам нужны такие крошечные машины? Оказывается, они могут произвести революцию в хранении данных и других областях нанотехнологий. Эти молекулярные механизмы обладают уникальной эластичностью и гибкостью, что делает их идеальными кандидатами для создания новых материалов с необычными свойствами.
Исследователи использовали сложный метод рентгеновской дифракции, чтобы "увидеть" структуру этих молекулярных машин. Они обнаружили, что могут контролировать движения на наноуровне, просто меняя детали этого молекулярного механизма. Представьте, что вы собираете конструктор Lego, только вместо пластиковых кубиков у вас - отдельные молекулы!
Профессор Чое объясняет: "Создание машиноподобных движений на молекулярном уровне открывает дверь к открытию новых материалов с уникальными механическими свойствами". Он уверен, что их исследования проложат путь к будущим применениям в таких областях, как цифровое хранение данных, где точный контроль над механическими движениями имеет решающее значение.
Конечно, до практического применения этих молекулярных машин еще далеко. Но представьте себе будущее, где компьютеры хранят информацию, используя движения отдельных молекул, или где наноустройства путешествуют по нашему телу, доставляя лекарства точно в нужное место. Эти крошечные машины могут стать ключом к решению больших проблем!
Наука продолжает удивлять нас, показывая, что даже в мире, который мы не можем увидеть невооруженным глазом, происходят удивительные вещи. Кто знает, может быть, через несколько лет мы будем носить в кармане целые заводы, состоящие из молекулярных машин? Будущее обещает быть захватывающим!
Источник:
DOI: 10.1002/anie.202404061
=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!
👍4