Новая электроника выдержит радиацию и нагрев

28.06.2012

Инженеры из Университета штата Юта разработали микроскопические механические устройства (MEMS), которые выдерживают мощнейшее радиоактивное излучение и нагрев. По оценкам ученых, созданные ими устройства могут управлять роботами или компьютерами даже внутри реактора или в глубоком космосе.

Ионизирующее излучение быстро повреждает традиционную электронику, поэтому приходиться использовать многочисленные дублирующие цепи и мощную защиту, как это было, например, с роботами, работавшими на аварийной АЭС Фукусима. Но даже защищенные роботы, направленные для наблюдения за поврежденными реакторами, перестали работать уже через несколько часов. Все дело в том, что мощное ионизирующее излучение пробивает в полупроводниках "лишние" токопроводящие каналы, что выводит электронику из строя.

Впервые ученым удалось разработать уникальную технологию, которая продолжает работать в присутствии даже мощнейшего ионизирующего излучения. Новые устройства являются логическими элементами размерами 25х25 микрон, которые выполняют простейшие логические операции: "вкл" или "выкл". Микроскопические механические устройства могут работать даже внутри ядерного реактора

В ходе экспериментов новые устройства на два часа погружали в активную зону университетского реактора, и MEMS продолжали работать как ни в чем не бывало. MEMS не были разрушены ионизирующим излучением, поскольку они не используют полупроводниковые каналы. Это простые микроскопические выключатели с вольфрамовыми электродами, которые соприкасаются друг с другом и замыкают или размыкают цепь.

В плане "традиционного" применения MEMS имеют определенные недостатки, например, они в 1000 раз медленнее кремниевой электроники и, к тому же, менее долговечны (из-за наличия подвижных частей). Однако когда дело доходит до экстремальных условий эксплуатации, то MEMS нет равных. Так, в ходе экспериментов микроскопические механические устройства часами работали в вакууме при температуре 277 градусов по Цельсию и даже в ядре 90-кВт исследовательского реактора. Даже самая надежная и защищенная кремниевая электроника в таких условиях выходила из строя уже через несколько минут. В обычных условиях MEMS проработали около 2-х месяцев, выполнив без сбоев более одного миллиарда циклов. В настоящее время ученые планируют улучшить этот показатель в миллион раз.

Использование MEMS открывает совершенно новые возможности для контроля работы АЭС, двигателей внутреннего сгорания и создания зондов, которые смогут проникать в самые опасные места, не требуя мощных и тяжелых защитных систем.

<< Назад: Магнит мешает лгать 29.06.2012

>> Вперед: Появился новый остров 28.06.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Оптимальный цикл стирки 19.08.2025 Повседневная привычка стирки может играть ключевую роль как в сохранении одежды, так и в снижении нагрузки на окружающую среду. Это показало новое исследование британских ученых из Университета Лидса, частично финансированное компанией Procter & Gamble. Традиционно считается, что чем выше температура и длительнее цикл стирки, тем лучше результат. Однако ученые выяснили, что подобные режимы ускоряют разрушение тканей: смывается краска, ослабляются волокна, вещи теряют форму и яркость. Именно поэтому исследователи решили сравнить воздействие разных параметров стирки и оценить их влияние как на одежду, так и на окружающую среду. Результаты оказались неожиданными. 30-минутный цикл при температуре 25 °C позволял сохранить насыщенность цветов, снижая потерю краски на 74% и почти вдвое уменьшая загрязнение воды микроволокнами. Для сравнения, стандартная стирка при 40 °C в течение 85 минут приводила к гораздо более выраженному выцветанию тканей и активному выделению волокон. По словам ведущего автора работы, доктора Люси Коттон, сокращение времени стирки и использование холодной воды - это простая мера, доступная каждому. Такой подход помогает продлить срок службы вещей и снизить их преждевременное попадание в мусорные контейнеры. Для большей точности команда протестировала различные ткани, включая хлопок, полиэстер и их смеси, в партиях, имитирующих повседневные загрузки из темных и светлых вещей. В опыт были добавлены и белые контрольные образцы, на которых отслеживался уровень растекания красителей. Оказалось, что именно интенсивные и горячие режимы сильнее всего разрушали структуру тканей и ускоряли потерю цвета. Интересно, что даже после 8-16 циклов стирки процесс разрушения одежды не прекращается. Спортивная форма из полиэстера продолжает выделять микрочастицы пластика, а хлопок и другие натуральные материалы теряют краситель и волокна, которые затем попадают в водоемы. Анализ донных отложений в Европе показал, что около 80% всех микроволокон в них состоят из целлюлозы, а не из пластика. В любом случае эти частицы встраиваются в пищевые цепочки и попадают в организм человека через рыбу и морепродукты. Авторы отмечают, что их исследование также связано с развитием новых моющих средств. Procter & Gamble с 2005 года активно продвигает формулы для холодной стирки, в которых применяются ферменты и другие экологичные компоненты. По словам научного сотрудника компании Нила Ланта, современные средства позволяют получать такие же хорошие результаты и при низких температурах, что делает привычку быстрой и холодной стирки еще более оправданной. Экономический аспект также нельзя недооценивать. По расчетам Energy Saving Trust, стирка при 20 °C вместо 40 °C позволяет сократить затраты энергии почти на две трети за одну загрузку. Это означает меньшие счета за электричество, снижение выбросов углекислого газа и, в конечном счете, меньше волокон, попадающих в воду.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025