Нанопроволока вместо жесткого диска

03.01.2022

Международная группа ученых во главе с Кавендишской лабораторией Кембриджского университета использовала передовую технику 3D-печати для создания двойных магнитных спиралей, служащих носителями информации. Исследователи обнаружили, что они создают топологические текстуры нанометрового масштаба в магнитном поле. Ранее такое явление никем не было зафиксировано, и первооткрыватели полагают, что скрученная нанопроволока может стать "родоначальницей" магнитных устройств следующего поколения.

Магниты широко используются в устройствах хранения данных и в вычислительных системах. Минус последних в том, что точки намагниченности в них являются структурами двухмерными. А вот нанопроволочная архитектура является трехмерной, благодаря чему можно более высокой плотности записи, а также изменять магнитные свойства устройства и существенно расширить его функциональные возможности.

До сих пор эту идею было очень трудно реализовать, потому что у ученых не было возможности создавать трехмерные магнитные системы. Поэтому в течение последних нескольких лет исследования Международной группы были сосредоточены на разработке новых методов визуализации трехмерных магнитных структур и технологии 3D-печати магнитных материалов.

Используя передовые методы рентгеновской визуализации (мягкую рентгеновскую ламинографию), исследователи обнаружили, что трехмерная структура, вроде структуры ДНК, приводит к формированию абсолютной иной текстуры намагниченности, по сравнению с текстурой 2D-структур.

Стенки магнитных доменов (областей, где намагничивание сосредоточено в одном направлении) соседних спиралей находятся очень близко друг к другу, также они деформированы, потому как нанопроволоки переплетены. Под действием магнитного поля эти стенки еще больше притягиваются друг к другу, вращаются, а затем "фиксируются" и образуют прочные регулярные связи, подобные парам оснований в ДНК.

Магнитные спирали дают исследователям возможность моделировать магнитное поле в наномасштабе и, в последствии, контролировать силу поля.

В привычных жестких дисках магнитные домены на пластинах рассматриваются как двухмерные структуры - островки намагниченности. Международная группа ученых представила работу по изучению магнитных свойств трехмерных объектов. Переход от условно плоских магнитных полей для записи данных к объемным полям открывает путь для значительного увеличения плотности записи. Нас может удивить то, что придет на смену жестким дискам.

Плотность расположения магнитных доменов на пластинах HDD приближается к своему пределу. Соседние островки намагниченности начинают влиять друг на друга и разрушают намагниченность (записанные данные). Чтобы этому противостоять в ход идут передовые технологии HAMR и MAMR (локальный нагрев и микроволновое воздействие), которые помогают преодолеть коэрцитивную силу и записать данные без потери намагниченности. Но всему есть предел, поэтому параллельно ведутся поиски альтернатив, одна из которых нацелена на разработку так называемой трековой или беговой памяти.

<< Назад: Термостойкая пленка на основе риса 03.01.2022

>> Вперед: Передача солнечной энергии с орбиты на Землю 02.01.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Луна поглощает воздух нашей планеты 22.01.2026

Взаимодействие Земли и Луны оказывается не только гравитационным. Новые исследования показывают, что наш естественный спутник постепенно "поглощает" крошечные фрагменты атмосферы Земли, используя для этого солнечный ветер и магнитное поле нашей планеты. Этот процесс исследователи называют космическим каннибализмом. Еще во времена миссий "Аполлон" в 1970-х годах ученые обнаружили в лунном реголите необычные следы воды, углекислого газа, гелия и азота. Стало ясно, что часть этих веществ, включая ионы азота, попала на Луну из верхних слоев земной атмосферы. Долгое время считалось, что подобная передача могла происходить только до того, как Земля сформировала свое магнитное поле. Магнитосфера, как считалось, должна была защищать планету и блокировать утечку атмосферных частиц в космос. Новое моделирование показало, что это представление неверно. Ученые объединили данные лунных образцов с компьютерными моделями и выяснили, что поток ионов усиливается, когда Луна проходит через так ...>>

Игровой компьютер Asus ROG G1000 22.01.2026

Компания Asus представила ROG G1000 - устройство, которое сочетает мощнейшие комплектующие с уникальной системой визуализации, превращая корпус компьютера в полноценный элемент шоу. Главной особенностью новинки стали три голографических вентилятора AniMe Holo, установленных в отдельных стеклянных камерах. Главный вентилятор диаметром 380 мм оснащен от 680 до 720 светодиодов, а два дополнительных вентилятора размером 215 мм имеют по 384-404 светодиода. Они способны воспроизводить голографические изображения, анимации и видео в форматах MP4, GIF, JPEG и PNG, создавая эффект "живых" панелей внутри корпуса. Представители Asus подчеркивают, что эти вентиляторы не участвуют в охлаждении и предназначены исключительно для визуальных эффектов. Управление анимациями осуществляется через программу Armoury Crate, позволяющую пользователю персонализировать отображение по собственному вкусу. Для поддержания оптимальной температуры компонентов ROG G1000 оснащен 420-мм жидкостным охладителем ...>>

Дефицит витамина B12 удваивает риск депрессии 21.01.2026

Питание и баланс микроэлементов играют ключевую роль не только для физического, но и для психического здоровья. Недавние исследования ирландских ученых показывают, что недостаток витамина B12 способен значительно повышать риск развития депрессии у пожилых людей, влияя на работу нервной системы и общее самочувствие. Витамин B12 необходим для правильного формирования эритроцитов, поддержания нервной системы и синтеза ДНК. Его дефицит может проявляться широким спектром симптомов: усталостью, слабостью, запорами, потерей аппетита и веса. У некоторых людей наблюдаются нарушения памяти, дезориентация и снижение когнитивных функций, доходящее до деменции. Особое внимание ученых привлекает анемия, которая является одним из самых опасных последствий недостатка B12. Она может возникать также при дефиците других витаминов группы B, включая фолиевую кислоту, и требует ранней диагностики и коррекции для предотвращения необратимых изменений в организме. Новое исследование показало, что у по ...>>

Бойлер Superheat добывает Bitcoin 21.01.2026

Стартап Superheat представил необычное решение - бытовой водонагреватель с функцией майнинга криптовалюты, который позволяет одновременно греть воду и генерировать доход от вычислительных операций. Модель Superheat H1 сочетает в себе накопительный бойлер объемом 190 литров и специализированный ASIC-компьютер, предназначенный для добычи Bitcoin. При работе чипов выделяется тепло, которое через встроенный теплообменник используется для нагрева воды. Таким образом, энергия, обычно теряемая при майнинге, эффективно применяется в бытовых целях. Разработчики отмечают, что расходы на электроэнергию для владельца устройства сопоставимы с затратами на обычный электрический бойлер. При этом доход от майнинга может частично или полностью компенсировать стоимость подогрева воды, превращая бытовую технику в потенциальный источник дополнительного дохода. Цена Superheat H1 составляет около 2000 долларов, что на 30-40% выше стандартных аналогов, но компенсируется инновационной функциональностью. ...>>

Стратегическое значение меди 20.01.2026

Эксперты предупреждают, что без своевременного наращивания добычи и переработки меди глобальная экономика может столкнуться с серьезным дефицитом уже в ближайшие десятилетия. По прогнозам аналитиков S&P Global, мировой спрос на медь к 2040 году вырастет на 50% и достигнет 42 миллионов метрических тонн. При этом предложение рискует не успеть за ростом потребления, что создаст напряженность на мировых рынках. Об этом в интервью телеканалу CNBC рассказал вицеголова S&P Global Даниэл Ергин. Основным драйвером роста спроса эксперты называют глобальную электрификацию. Медь играет ключевую роль в строительстве дата-центров, развитии энергетических сетей, производстве электромобилей и в оборонной промышленности. Без этого металла реализация масштабных энергетических и технологических проектов будет невозможна. Ергин отметил, что к 2040 году мировое потребление электроэнергии увеличится на 50%, что эквивалентно ежегодному вводу в эксплуатацию около 650 атомных электростанций. М ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025 Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решение стало отправной точкой для концептуально новой технологии. Основа BIPORES представляет собой полимер полиэтиленгликоль, или ПЭГ, который химически нейтрален и даже отталкивает клетки, напоминая в этом отношении тефлон. Чтобы превратить такую поверхность в пригодную для роста нейронов основу, команда применила архитектуру биогелей (bijels) с характерной седловидной внутренней геометрией. Каркас удерживается наночастицами диоксида кремния, что обеспечивает устойчивость структуры при длительных экспериментах. Для формирования сложной трехмерной сети ученые использовали микрожидкостные каналы и биопринтер. Эти инструменты позволили создать взаимосвязанные поры, обеспечивающие свободное движение питательных веществ и вывод метаболитов. В ходе тестирования нейронные стволовые клетки не только успешно закреплялись на синтетическом каркасе, но и демонстрировали рост, дифференциацию и образование функциональных связей, что подтвердило жизнеспособность системы. По словам ведущего автора исследования Принса Дэвида Окоро, ключевым преимуществом стала необычайная стабильность инженерного каркаса. Именно она позволяет наблюдать за поведением зрелых нейронов на протяжении продолжительного времени, а такие клетки значительно лучше отражают работу настоящей мозговой ткани. Конструкция создавалась при помощи специальной жидкости, содержащей ПЭГ, этанол и воду; проходя через стеклянные микротрубки и сталкиваясь с потоком воды, смесь разделялась на компоненты, а мгновенная вспышка света "останавливала" этот процесс, формируя губчатую структуру с большим количеством пор. Доцент кафедры биоинженерии Иман Ношади подчеркивает, что созданный материал обеспечивает клеткам необходимые условия для роста и взаимодействия, а также дает исследователю беспрецедентный контроль над клеточной организацией. Пока диаметр каркаса составляет два миллиметра, но уже ведется работа по масштабированию, и группа представила данные о применении аналогичного принципа для построения моделей печени. Долгосрочная цель проекта выходит далеко за пределы одной ткани. Исследователи стремятся создать комплексную систему лабораторных мини-органов, которые могли бы воздействовать друг на друга так же, как это происходит в живом организме. Ношади отмечает, что подобная платформа позволит отслеживать влияние лекарственных препаратов сразу на несколько типов тканей и изучать каскадные эффекты заболеваний, когда патология в одной системе вызывает сбой в другой.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026