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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружены предметы подводных жертвоприношений 07.08.2020 Международная группа антропологов обнаружила на дне озера Титикака предметы подводных жертвоприношений, среди которых ларец из камня. Его содержимое представляет собой статуэтку ламы, выточенную из раковины моллюска, и лист сусального золота. С 2012 года научные сотрудники исследуют культурное наследие, сохранившееся на дне озера Титикака. На данный момент они находятся в поиске мест совершения древними инками подводных жертвоприношений, подобных рифу Кхоа у Исла-дель-Соль. Эксперты смогли выявить каменные ларцы со статуэтками и другими подношениями богам или духам предков. В результате дальнейших раскопок удалось выяснить, что остров представлял собой важный религиозный и культурный центр для инков и их предшественников. Во время изучения дна озера у архипелага К'акайя, расположенного на востоке Титикаки, ныряльщики обнаружили большой ларец из камня, который был закрыт крышкой. Внутри него выявлена миниатюрная статуэтка ламы, выточенная из раковины колючей устрицы, и свиток сусального золота. Они являлись драгоценными для инков, поскольку данные моллюски встречались лишь в 2000 км от озера Титикака. Данное открытие свидетельствует о том, что они обладали огромным культурным и религиозным значением, объединяющим большое количество разрозненных народов, входящих в состав империи инков.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026