Информация от 19 мая 2005 года

20.1. Фуллерены и вирусы

Российские ученые продолжают успешные медико-биологические исследования фуллеренов. ПерсТ сообщал ранее об обнаружении сотрудниками Института экспериментальной медицины РАМН антивирусной активности комплекса фуллерена С60 с поливинилпирролидоном (ПВП), сопоставимой с активностью известного антигриппозного препарата ремантадин, а также об экспериментах, показавших, что фуллерены могут предотвращать нарушение формирования долговременной памяти [ПерсТ, 2002, 9, вып. 22 http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/2002/2_22/index.htm].

Для исследований в области биологии и медицины применяют водорастворимые формы фуллеренов - в виде суспензии тонкоизмельченных образцов, нековалентных комплексов с макромолекулярным носителем или производных фуллеренов. В последнем случае правильнее говорить о фуллереноподобных соединениях. При этом необходимо учитывать, что иногда незначительные изменения химической структуры образцов могут привести к существенным изменениям их биологических свойств. Авторы подчеркивают, что для выяснения механизма действия следует биологические свойства фуллеренов и их соединений изучать отдельно. Один из наиболее подходящих объектов для изучения биологических свойств фуллеренов - это уже упомянутый выше комплекс С60/ПВП. Он относительно непрочный и разрушается, например, при добавлении в воду KCl. Поскольку исходный ПВП - матрица для получения комплекса - не обладает никакой антивирусной активностью, действующая на вирус гриппа доза комплекса может быть пересчитана на количество фуллеренов. Оказалось, что активная доза фуллеренов в отношении вируса гриппа типа А в 20 раз меньше, чем ремантадина. Кроме того, исследования показали, что комплекс С60/ПВП одинаково активен по отношению к вирусам типа А и B (в отличие от ремантадина, который неэффективен в отношении вируса типа B). Антивирусное действие комплекса С60/ПВП зависит от молекулярной массы полимерного носителя. Наиболее эффективны комплексы с ПВП с молекулярной массой 25000, немного менее эффективны - с массой 10000, и не проявляют активности комплексы с массой 45000. Антивирусная активность комплекса С60/ПВП также связана с содержанием фуллеренов - эффективность соответственно возрастает по мере увеличения концентрации С60 от 0.3% к 0.5%; 0.6%; 0.8%. Отдельные исследования показали, что комплекс С60/ПВП ингибирует вирус герпеса простого (ДНК-содержащий вирус).

В целом проведенный авторами анализ разнообразных данных по действию С60/ПВП показал, что эти комплексы активны против вирусов гриппа А и В; активны против вирусов, содержащих ДНК и РНК; антивирусная активность зависит от дозы (в первую очередь от концентрации С60); комплексы являются слабо токсичными и не меняют метаболические и морфологические свойства культуры; действие комплексов на репродукцию вирусов гриппа постоянно на всех стадиях цикла вирусной репликации (самовоспроизведения); нет корреляции антивирусной активности с ингибированием синтеза вирусных белков.

Исследования вирусов с помощью электронной микроскопии выявили после воздействия комплекса С60/ПВП много дефектных вирионов (вирион - целая вирусная частица) и повреждений в вирусных оболочках.

Авторы предполагают, что комплекс выделяет активный элемент, а именно С60, внутрь клеточной мембраны, и после этого уже проявляется биологическая активность самого фуллерена. Следовательно, можно заключить, что главной мишенью антивирусного действия являются последние стадии цикла репликации оболочечных вирусов. Таким образом, содержащие фуллерены комплексы могут быть классифицированы как мембранотропные средства, которые на стадиях, связанных с мембраной, мешают морфогенезу оболочечных вирусов при формировании инфицированных частиц.

Анализируя свои результаты и учитывая данные других исследователей об антивирусной активности фуллеренов, входящих в состав различных препаратов, авторы делают вывод, что механизмы действия содержащих фуллерены соединений могут быть следующими: неспецифичное действие, специфичное взаимодействие (лиганд - рецептор) и мембранотропное действие. Таким образом, биологические перспективы фуллеренов широки - они могут быть использованы для создания не только антивирусных, но также и других типов лекарственных средств.

http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/index.htm

20.2. Миниатюрный измеритель влажности на основе углеродных нанотрубок

Недавно к уже длинному списку приборов на основе углеродных нанотрубок добавился микроизмеритель влажности, состоящий из кварцевого маятника микроскопических размеров, покрытого пленкой многослойных углеродных нанотрубок. Прибор разработан сотрудниками нескольких университетов Китая. Многослойные углеродные нанотрубки (диаметр 30-50нм, длина ~20мкм) синтезировали термокаталитическим разложением СН4 или СО с использованием катализатора на основе Ni-MgO и очищали обработкой в азотной кислоте. Перед нанесением на кварцевый кристалл (цилиндр диаметром 4.5мм и высотой 0.2мм с резонансной частотой 25МГц) нанотрубки подвергали дополнительной обработке либо с помощью шаровой мельницы, что приводило к уменьшению длины нанотрубок до 80 - 200нм, либо в водородной плазме. Очищенные нанотрубки осаждали на поверхность кварцевого кристалла методом центрифугирования, а затем закрепляли выдержкой при температуре не выше 500°C.

Кварцевый кристалл помещали между двумя серебряными электродами. В качестве сигнала, определяющего влажность воздуха, использовали сдвиг резонансной частоты относительно номинальной величины. Измерения влажности, выполненные при комнатной температуре с использованием водных растворов различных солей, показывают, что изменение относительной влажности воздуха в диапазоне от 0 до 100% сопровождается практически линейным сдвигом резонансной частоты, максимальная величина которой зависит от характера обработки УНТ и достигает в лучшем случае 10кГц. При этом обнаружено, что наилучшие результаты достигаются в случае, когда образец УНТ подвергнут воздействию водородной плазмы, что связано с увеличением его удельной поверхности.

http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/index.htm

20.3. Кавлинская премия станет конкурентом Нобелевской?

Американский миллионер норвежского происхождения Фред Кавли объявил об учреждении новой научной премии, которая, как ожидается, должна составить конкуренцию Нобелевской.

Размер премии - 1 млн. долл., выдаваться она будет раз в два года за достижения в трех областях науки: астрофизике, исследованиях головного мозга и нанотехнологиях. Первая церемония награждений пройдет в 2008 году. Лауреаты будут отбираться экспертами по всему миру.

Презентация новой научной награды состоится в ближайшее время в Норвежской Академии наук.

По словам Кавли, новая премия призвана ускорить вознаграждение ученых за прорыв в исследованиях. "Я думаю, мы должны быть более дерзкими" (чем Нобелевский комитет), - приводит слова Кавли агентство Рейтер.

Нобелевскую премию, впервые присужденную в 1901 году, порой критикуют за излишнюю консервативность: часто ею награждаются за многолетние исследования пожилые профессора, хотя основатель премии Альфред Нобель как-то сказал, что хотел бы, чтобы его награда вдохновляла на открытия "безденежных мечтателей" от науки. Физик по образованию, Фред Кавли в 1955 году уехал из Норвегии в США с 300 долларами в кармане. Он поселился в Калифорнии, где создал компанию по производству сенсоров. Компания оказалась очень успешной. Кавли продал ее в 2000 году за 340 млн. долл. На эти средства он учредил фонд, который уже финансирует несколько научных институтов в США и Европе. В прошлом году два ученых из этих институтов получили Нобелевскую премию по физике и один - по медицине.

http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/index.htm

20.4. Приклейте алмазную пыль

Алмазные покрытия могут сделать материалы более прочными и износостойкими, например, сверхпрочные волокна из тонких металлических проволочек с алмазным покрытием являются компонентом современных композиционных материалов. Авторы работы продвинулись в разработке "мокрого химического" метода для формирования алмазных пленок при более мягких условиях, чем те, которые используют традиционно (как правило, химическое осаждение из паров углеродсодержащих соединений при высоких (выше 1000 К) температурах и в высоком вакууме).

Новый подход состоит в химическом "приклеивании" наночастиц алмаза к подложке (в эксперименте использовали стеклянные подложки, но возможен очень широкий спектр материалов подложки). В основе метода лежат исследования авторов последних лет, показавшие, что в результате нагрева алмазных нанопорошков в смеси фтора и водорода поверхность нанопорошков фторируется. В свою очередь поверхность подложки обработана алкоксисиланами, содержащими аминогруппы. Силановая группа "приклеивается" к стеклу, а аминогруппы ковалентно связываются с атомами фтора на поверхности алмазных нанопоршков, создавая прочное покрытие из наночастиц.

Новая технология может сделать алмазные покрытия тривиальным и высокоэкономичным делом.

http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/5_08/index.htm

20.5. CeBIT-2005: механическая память вместительней электронной

Компания IBM разработала опытный образец микросхемы механической памяти, способный хранить до 10 ГБ данных. Такие чипы могли бы изменить облик нынешнего рынка потребительской электроники, тем не менее, пока неясно, смогут ли они найти себе место среди современных технологий хранения данных.

Как сообщает журнал New Scientist, технология Millipede, разработанная в цюрихской исследовательской лаборатории IBM, позволяет хранить на квадратном чипе со стороной 2,4 см до 125 ГБ информации, что эквивалентно десятку DVD. Представленный на CeBIT работоспособный прототип чипа может хранить 10 ГБ данных. IBM ведет поиск партнера, имеющего опыт производства электромеханических устройств и способного организовать выпуск памяти нового типа. Как пояснил сотрудник IBM Евангелос Элевтериу (Evangelos Eleftheriou), чип "Millipede" представляет собой массив из множества (десятков тысяч) кремниевых нанорычагов. С их помощью в слое мягкого полимера, расположенного под ними, формируются отверстия размером всего 10 нанометров, представляющие "0" или "1" в двоичной системе. С помощью тех же самых рычагов осуществляется и считывание данных. Слой пластика может перемещаться электромагнитными толкателями относительно массива со стержнями, так что каждый стержень может записывать и считывать данные на площади 100 микрометров. Стирание памяти осуществляется нагревом микростержня, расплавляющего пластик в точке касания и тем самым "стирающего" отверстие в нем, если таковое имелось. Для массового производства чипов Millipede IBM ведет поиск партнера, обладающего опытом промышленного производства микроэлектромеханических систем (MEMS). Помочь в поиске должна выставка CeBIT здесь каждый желающий может взглянуть (при помощи микроскопа) на то, как работает чип Millipede.

"Сама IBM не производит MEMS, поясняет г-н Элевтериу. Выпускать Millipede могли бы компании, производящие, например, акселерометры или микроприводы".

Несмотря на механический способ записи и считывания, скорость передачи данных в чипе Millipede может составлять вполне приличные 20-30 мегабит в секунду. Примерно с такой скоростью работают современные чипы флэш-памяти. Новые электромеханические чипы беспрецедентной емкости могли бы преобразить мир знакомой нам бытовой электроники цифровых камер, мобильных телефонов и USB-памяти.

Вместе с тем, у экспертов нет единого мнения о перспективах электромеханических устройств в современной цифровой технике. Некоторые полагают, что при сегодняшнем изобилии электронных, оптических и магнитных технологий хранения данных механической памяти просто не найдется места. Millepede предстоит борьба за "место под солнцем".

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/03/15/175885

20.6. Мобильники приобретают новые формы

С наступлением 2005 года новинки хлынули на рынок мобильников, как из рога изобилия. Многообразие аппаратов позволяет говорить о появлении новых тенденций на рынке, идущих на смену отчаянной "борьбе титанов" за все новые и новые мегапиксели в камерофонах. По всей видимости, проблема насыщения телефонов новыми функциями постепенно сменяется новой поиском конфигурации или конфигураций, которые позволили бы качественно изменить уже ставший привычным пользователям облик мобильника. Производители мобильных телефонов ведут активные поиски нового решения, которое смогло бы придать новым аппаратам неотразимую притягательность и привлекательность для уже искушенных пользователей. Корейский Samsung представил новый 2-мегапиксельный камерофон с поворачивающимся вокруг двух осей флипом с двумя экранами. Несмотря на далеко не рекордное разрешение камеры, телефон оснащен поддержкой технологии EVDO, протокола Bluetooth, отображения видео в формате MPEG-4 и технологии Video-On-Demand (VOD), а также стерео выходом. Пожалуй, основным достоинством нового аппарата является то, что он получился на редкость легким, компактным и "соразмерным".

Для Motorola приход весны ознаменовался появлением новой модели PEBL V6 развитием новой идеологии, знаковым представителем которой явилась RAZR V3. Новая модель, по-видимому, призвана прельстить покупателей корпусом дымчато-угольного цвета и "шпионским" дизайном. Другая модель американского производителя, MS400, является воплощением идеи миниатюризации телефона любой ценой. Крохотный аппарат оснащен ЖК-экраном разрешением 128х160 пикселей, отображающим 262 тыс. цветов, VGA-камерой, внутренней памятью объемом 87 МБ и слотом для карточек TransFlash. Японская NTT DoCoMo представила P900iV компактный и легкий аппарат, в дизайне которого использованы мотивы ушедших 70-х. Камерофон оснащен поворачивающимся вокруг двух осей 2,4-дюймовым дисплеем разрешением QVGA, отображающим 262 тыс. цветов, дополнительным дисплеем (4 тыс. цветов), сразу двумя цифровыми камерами 2-мегапиксельной основной, выполняющей также функции камкордера, и вспомогательной камерой, предназначенной специально для проведения видеоконференций. В камере имеется видеовыход TV-out и слот для карт памяти формата miniSD. Функционально аппарат относится к уровню 3G. Новый аппарат Z2, обозначенный как musicphone, представила компания BenQ. В Z2, по всей видимости, нашло выражение альтернативное видение конструкторами компании того, как именно должен осуществляться синтез плеера и мобильника в одном устройстве. В отличие от моделей Sony Ericsson W800 и Sendo X2, в Z2 роль телефона видится вторичной нажимать миниатюрные и необычно размещенные кнопки будет, очевидно, не просто. Тем не менее, функционально аппарат вполне соответствует текущему моменту помимо МР3-плеера и трехдиапазонного GSM/GPRS, в нем имеется 58 МБ встроенной памяти и слот для карт miniSD, полуторадюймовый ЖК-экран разрешением 128х128 пикселей, отображающий 256 тыс. цветов, FM-тюнер, а также встроенная цифровая камера разрешением 1,3 мегапикселя.

Тема "мобильника для детей", несмотря на серьезные сомнения в безопасности сотового телефона для молодого организма, продолжает развиваться. Компания Firefly Mobile предлагает "телефон экстренной связи", или "аварийный" телефон,

спроектированный специально для детей.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/03/16/175895

20.7. Бетонный брезент позволит быстро создавать прочные укрытия

Вильям Кроуфорд и Питер Брюин из британского Королевского колледжа искусств разработали бетонный брезент, который позволит создавать необычные убежища и укрытия в местах стихийных бедствий или на театре военных действий. Укрытие, изобретенное англичанами, таки называется: "Бетонный брезент" (Concrete Canvas). \Оно совмещает в себе достоинства двух видов быстровозводимых строений - легкость транспортировки и монтажа палатки с высокой прочностью и долговечностью сборных домиков. В транспортном состоянии это убежище представляет собой "сумку" весом 230 кг. Она сделана из ткани, пропитанной цементом, с внешней стороны которой имеется еще один слой - удерживающий воздух. В сумку добавляют воду (объем внешней пластиковой оболочки точно рассчитан на правильное соотношение воды и цемента, так что ничего считать не надо) и потом надувают ее. Сумка превращается укрытие, в форме половинки цилиндра, лежащего на боку. Площадь его пола составляет 16 кв. м. Через 12 часов "Бетонный брезент" высыхает - здание готово к использованию. При этом его свод получается очень прочным, несмотря на относительно небольшую толщину. Стоимость новинки при условии серийного производства оценена в $2.1 тыс., что дороже обычной палатки такого размера, но намного дешевле быстровозводимых домиков из жестких панелей. Об этом сообщает MEMBRANA.Ru.

http://news.izvestia.ru/tech/news93894

20.8. Создан компактный и эффективный рамановский лазер

Группа работающих в США ученых внесла ряд чрезвычайно важных усовершенствований в технологию создания электронных рамановских лазеров. Это позволило им впервые в мире создать интегрированный, компактный и управляемый электрическим током лазер, отличающийся к тому же очень высокой эффективностью. Частота излучения нового лазера может настраиваться в широких пределах видимого, инфракрасного и даже терагерцового диапазонов. В основе концепции рамановского лазера лежит так называемый "эффект Рамана" сдвиг частоты излучения при его прохождении сквозь вещество. Как правило, для проявления эффекта требуется мощный внешний источник излучения, позволяющий компенсировать ослабление светового потока при прохождении сквозь материал. Американским ученым удалось впервые построить квантовый генератор, в котором были бы объединены и источник света и среда, при прохождении через которую проявляется рамановский сдвиг. Фактически, им удалось построить систему из "вложенных" друг в друга лазеров. Более того впервые создан рамановский лазер с электрическим управлением. Авторы изобретения Мариано Трокколи (Mariano Troccoli), Эртугрул Кубучу (Ertugrul Cubukcu) и Федерико Капассо (Federico Capasso) из Гарвардского университета, Алексей Белянин из Техасского университета сельского хозяйства и механики, а также Дебора Л. Сивко (Deborah L. Sivco) и Альфред Чо (Alfred Y. Cho) из лабораторий Белла (компания Lucent Technologies). Как сообщает Space Daily, в новом лазере под воздействием электрического тока генерируется лазерное излучение, которое, проходя сквозь вещество, в свою очередь, образует рамановское лазерное излучение. Устройство обладает высокой эффективностью до 30% потребляемой энергии высвечивается в виде рамановского излучения. Ключом к достижению столь высоких показателей явилась конструкция из "вложенных" друг в друга слоев, одним из авторов идеи которой является Алексей Белянин. "Конструкция в виде |матрешки , - поясняет он, - в которой один слой располагается внутри другого, позволила кардинально усовершенствовать прибор. Благодаря этому излучение лазера накачки может быть настроено на частоту сильного электронного резонанса в материале. Это позволило на пять порядков повысить эффективность рамановского лазера в сравнении с классическими источниками рамановского излучения, в которых достичь резонанса не удается из-за сильного поглощения". Другим достоинством нового лазера, помимо высокой энергетической эффективности, является компактность исполнения - фактически, он представляет собой полость шириной несколько микрон и длиной несколько миллиметров. Столь малые размеры открывают возможность применения нового лазера в таких устройствах как DVD-плееры, устройства чтения штрих-кодов, а также в медицине например, в рефракционной коррекции глаза. "Вероятно, наиболее важным аспектом открытия является тот факт, что новый лазер от классического рамановского сдвига уже не зависит, - полагает г-н Трокколи. - Вместо этого мы использовали режим внутренних электронных осцилляций, настраиваемый по частоте в пределах широкого диапазона только за счет изменения толщины материала. Это позволяет создать более гибкий прибор, который может работать при комнатной температуре. Мы можем настроить его так, что лазер будет излучать в той области инфракрасного диапазона, где лежат характерные молекулярные полосы поглощения, и впоследствии расширить его до терагерцового диапазона (от 3 мм до 0,003 мм), в котором большинство материалов становятся прозрачными". Быстрый прогресс в области разработки рамановских лазеров, наблюдаемый в последнее время, способен оказать значительное влияние на промышленность и технологии. В этом плане возможность создания компактного и эффективного терагерцового источника видится особенно перспективной. Это излучение легко проникает, в частности, сквозь одежду и упаковочные материалы, что открывает практически неисчерпаемые перспективы применения в таких насущных областях как, к примеру, борьба с терроризмом.

http://www.cnews.ru/newtop/index.shtml?2005/03/29/176475

20.9. Intel создал кремниевый лазер

Компания Intel заявила о том, что ее разработчикам удалось создать кремниевый лазер с длительным излучением, сообщает AP. Еще в январе ученые компании обнародовали информацию о кремниевом инфракрасном лазере, который мог давать только короткие импульсы излучения, нынешний же лазер может поддерживать длительную и беспрерывную работу.

За основу в ходе разработок инженерами был взят эффект Рамана, который предполагает комбинационное рассеивание света. И теперь, как утверждают специалисты Intel разработки будут продолжены в этом же направлении, а в случае удачного исхода дела, производство таких кремниевых лазеров сможет быть налажено на тех же производственных линиях, которые используются в настоящее время для микропроцессоров и карт памяти. Кроме того, это поможет существенно сократить затраты на производство лазеров, используемых в медицине, обороне и других сферах деятельности

http://www.cnews.ru/newsline/index.shtml?2005/02/17/174715

20.10. Магнитный диагност

Интеллектуальную систему магнитной диагностики, способную быстро и точно найти дефект в трубопроводе, трещину в колесе или металлической опоре моста разрабатывают московские ученые при поддержке Фонда содействия развитию МП НТС в рамках программы "Старт". Теперь, чтобы обнаружить скрытый от глаз металлический предмет, не понадобится громоздкая, да и небезопасная рентгеновская установка. Ее заменит небольшой и совершенно безвредный прибор размером с небольшую книгу.

http://www.informnauka.ru/index.shtml

20.11. Штрих-код для взрывчатых веществ

Едва заметный слой пыли в месте взрыва расскажет специалистам о том, где и когда сделали взрывчатое вещество. А для этого ее нужно предварительно пометить - так, как предложили это делать российские ученые.

http://www.informnauka.ru/index.shtml

20.12. Кремниевая цивилизация

Большая гонка за микроминиатюризацией элементной базы электроники сулит еще много неожиданностей. Планарная технология - величайшее научно-техническое достижение XX века, ее следует проходить в школе, как проходят падежи и Древнюю Грецию. Ее сущность непроста, она определяется чередованием целого ряда сложных уникальных процессов: эпитаксия создает тончайшие слои кремния; термическое окисление образует на поверхности защитно-изоляционную пленку окисла; фотолитография, используя облучение ультрофиолетовыми лучами, вырисовывает через фотошаблон саму микросхему; имплантация внедряет разогнанные ускорителем ионы в кремний; вакуумная металлизация формирует на окисленной поверхности кремния тончайшую паутину межсоединений. За 40 лет развития эти процессы непрерывно модернизировались, но в принципе все осталось неизменным - значит, изначально была достигнута "гармония - внутренняя необходимость предмета" (Леонардо да Винчи).

http://science.ng.ru/magnum/2000-06-21/5_micro.html