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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Мясо из кукурузы 04.09.2023 Увеличение численности населения нашей планеты и потребность в обеспечении всех людей пищей ставят перед учеными сложные задачи в области продовольствия. Одним из наиболее перспективных направлений становится создание искусственного мяса на основе растительных компонентов. Компания IngredientWerks из США представила технологию молекулярного земледелия, которая позволяет выращивать мясо-заменитель на основе кукурузы. Благодаря этой инновации удалось создать кукурузу с высоким содержанием миоглобина - белка, играющего ключевую роль в переносе кислорода в мышцах животных, включая коров. Исследователи сообщают, что они достигли уровня в 10 миллиграммов миоглобина на грамм кукурузы, что существенно превышает исходные показатели в начале разработки. Кроме того, стоимость производства "кукурузного мяса" оказалась ниже ожидаемой. "Достигнув таких выдающихся результатов в производстве миоглобина из кукурузы, мы считаем, что решаем одну из важнейших проблем, стоящих перед рынком альтернативных белков - производство высококачественных белков животного происхождения в больших масштабах," - подчеркивает руководство компании. IngredientWerks уже подала заявку на патент для своей технологии и рассчитывает, что в будущем этот инновационный продукт можно будет включать в рецептуры пищи, чтобы достичь вкуса, аромата и текстуры настоящего мяса.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026