3D-печать на уровне атомов

04.09.2025

Трехмерная печать давно перестала быть лишь инструментом для создания прототипов и игрушек. Сегодня эта технология постепенно проникает в фундаментальную науку, где решаются задачи, связанные с энергетикой, квантовыми вычислениями и новыми материалами. Яркий пример такого применения продемонстрировали исследователи из Корнелльского университета, разработавшие методику 3D-печати, позволяющую формировать материалы на уровне атомов и тем самым улучшать характеристики сверхпроводников.

Руководил проектом профессор Ульрих Визнер с кафедры материаловедения и инженерии. Его команда почти десять лет работала над идеей создания пористых кристаллических структур с рекордной площадью поверхности. Такой подход открывает возможность для изменения свойств материалов и делает сверхпроводники более эффективными для будущего применения в квантовых устройствах.

Суть метода заключается в том, что исследователи использовали особые чернила, состоящие из сополимера и неорганических частиц. Эти чернила наносились на поверхность при помощи 3D-принтера, а затем подвергались нагреву. В процессе нагрева материал перестраивался на атомном уровне, образуя то, что ученые назвали "пористым кристаллическим сверхпроводником".

Примечательно, что еще до нагрева структура укреплялась более крупными частицами из тех же чернил, что помогало удерживать форму. Благодаря этому при дальнейшем перестроении атомов образовывалась кристаллическая решетка с рекордной площадью поверхности. Подобные свойства чрезвычайно важны для сверхпроводников, поскольку они напрямую влияют на эффективность передачи электричества и стабильность работы.

Исследователи отмечают, что на данный момент технология испытана только на кристаллическом нитриде. Тем не менее в перспективе метод можно будет адаптировать для металлических соединений, например для нитрида титана. Это откроет доступ к материалам с аналогичной площадью поверхности, но с другими уникальными характеристиками.

По словам авторов работы, их открытие может оказать влияние не только на физику сверхпроводимости, но и на смежные области. В частности, квантовые вычисления, требующие высококачественных и стабильных сверхпроводников, получат мощный импульс для развития. Потенциал здесь настолько велик, что новая технология может изменить сам подход к проектированию квантового оборудования.

Пока что метод находится на ранней стадии развития, и до его практического внедрения пройдет еще немало времени. Однако сам факт, что печать на уровне атомов стала возможной, свидетельствует о начале новой эпохи в материаловедении.

<< Назад: Электровелосипед Kingbull Rover 2.0 05.09.2025

>> Вперед: Ноутбук Acer Predator Helios 18P AI 04.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Случайная новость из Архива Гаджет для коррекции осанки 28.11.2023 Инженеры из Японии создали инновационное носимое устройство для тренировки баланса, представляющее собой своего рода "пневматические подтяжки". Разработка проводится учеными из Токийского университета науки с целью помочь пожилым людям поддерживать правильную осанку и улучшать баланс, снижая риск падений и связанных с ними травм. Новое носимое устройство, представленное японскими инженерами, открывает перспективы для эффективной тренировки баланса, что может быть весьма полезным для поддержания физической активности и уменьшения риска травм, особенно среди пожилого населения. Устройство, которое можно носить, использует две пневматические искусственные мышцы для создания неожиданных возмущений. Эти мышцы, схожие с подтяжками, могут регулироваться путем растяжки или сжатия, изменяя давление воздуха внутри. Специальная программа, разработанная исследователями, управляет клапанами, связанными с баллоном с сжатым газом, создавая силу, направленную на пользователя. Для проверки эффективности устройства было проведено тестирование с участием 18 здоровых мужчин. Участники были случайным образом разделены на две группы: экспериментальную и контрольную. Обе группы прошли оценку способности удерживать баланс перед началом эксперимента. Затем участники экспериментальной группы тренировались с использованием устройства, в то время как группа-контроль выполняла упражнения без его использования. После тренировки оценку способности удерживать баланс повторили. Результаты измерений показали, что участники экспериментальной группы после тренировки лучше справлялись с удержанием баланса при воздействии внешних факторов. Этот результат важен, учитывая, что поддержание баланса становится сложным с возрастом из-за различных факторов, таких как мышечная слабость, изменения в зрении и сенсорной информации. Исследователи уверены, что использование носимого устройства и проведение тренировок с его участием могут эффективно предотвращать падения и связанные с ними травмы у пожилых людей. Кроме того, устройство может быть полезным для тренировки спортсменов и реабилитации после травм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026