Наноразмерная FM-радиостанция

02.12.2013

Группа физиков и инженеров из США и Республики Корея создала наноразмерное устройство для частотной модуляции сигналов с частотой около 100 МГц. Это соответствует FM-диапазону. Добиться резкого уменьшения габаритов устройства удалось за счет замены кварцевого кристалла на графеновый лист.

Авторы новой разработки указывают на то, что традиционно используемые для генерации сигналов с частотой около 100 МГц кварцевые резонаторы занимают достаточно много места и уменьшить их размеры в принципе невозможно. Принцип работы кварцевого генератора основан на механических колебаниях кристалла, а частота таких колебаний зависит от размеров: если кристалл сделать меньше, его частота увеличится выше желаемого значения.

В новом устройстве используется графеновый лист размером около микрометра. Он является основой колебательной системы, которая обеспечивает генерацию сигнала заданной (несущей) частоты. Под действием другого, модулирующего, сигнала (например, звука) частота несущих колебаний меняется пропорционально поданному напряжению и за счет этого осуществляется передача сигнала на частоте намного больше исходной. Ученые продемонстрировали работоспособность схемы при комнатной температуре, а также показали возможность модуляции графенового колебательного контура сигналом звуковой частоты.

В настоящее время графен привлекает внимание множества исследовательских групп по всему миру. В начале ноября, например, инженеры из Технологического университета Кванджу в Корее представили основанный на графене ионистор, почти не уступающий литий-ионным батареям. Главным препятствием на пути повсеместного внедрения нового материала является отсутствие отработанной технологии получения его в достаточно чистом виде.

<< Назад: Литий-серные батареи для электромобилей 02.12.2013

>> Вперед: Новые методы идентификации пользователей 01.12.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

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 решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Бактерии превращают цемент в аккумулятор энергии 21.09.2025 Цемент традиционно воспринимается как нечто прочное, неподвижное и лишенное всякой динамики. Однако достижения современной науки позволяют взглянуть на него под другим углом. Группа исследователей показала, что строительные материалы могут не только выдерживать вес и формировать основу зданий, но и накапливать энергию, словно живые организмы. Необычный проект объединил специалистов из Орхусского университета в Дании и Чунцинского университета транспорта в Китае. Они использовали микроорганизм Shewanella oneidensis, известный своей способностью передавать электроны, и превратили его в основу для создания "живого цемента". Эта бактерия, выступающая в роли биологического проводника, придала привычному строительному материалу совершенно новые функции. Процесс изготовления включал добавление в цемент сульфата натрия, служившего электролитом, и последующее растворение микроорганизмов в стерильной воде. Полученный раствор формировал гибридный материал, в котором возникала внутренняя сеть для управления электрическими зарядами. Таким образом, цемент обретал свойства аккумулятора, но при этом сохранял прочность, необходимую для строительства. Испытания показали, что материал устойчив даже при длительных нагрузках. После десяти тысяч циклов использования он сохранял примерно 85% своей емкости. Если же колонии бактерий ослабевали, их можно было "подкормить" питательными веществами, и тогда они восстанавливали до 80% первоначальной мощности. В отличие от традиционных батарей, где потерянную емкость вернуть невозможно, здесь микроорганизмы буквально оживляли материал заново. Важным преимуществом оказался и экологический аспект. Такой цемент не содержит токсичных металлов, которыми изобилуют современные аккумуляторы, а значит, его использование потенциально менее опасно для окружающей среды. Более того, материал работал в широком диапазоне температур - от минус 15 до плюс 33 градусов Цельсия, что открывает возможности для применения в самых разных климатических зонах, от холодных регионов до жарких мегаполисов. Ученые уже рисуют картины будущего, где здания не просто потребляют энергию, но и сами становятся ее накопителями. Стены или мостовые конструкции могли бы интегрироваться в городскую энергосистему, а комната из такого цемента способна хранить до десяти киловатт-часов энергии, чего хватило бы для обеспечения работы серверной в течение суток. Тем не менее до практического внедрения еще далеко. Высокая щелочность цемента неблагоприятна для бактерий, а эффективность Shewanella oneidensis зависит от условий внешней среды. Исследователи ищут пути решения - модифицируют штаммы микроорганизмов и экспериментируют с пористостью материала, чтобы обеспечить им оптимальное питание и стабильную активность. Таким образом, "живой цемент" стал ярким примером того, как биология и инженерия могут объединяться ради создания новых материалов. В будущем можно представить себе дома, которые не только защищают человека от непогоды, но и снабжают его энергией, превращая архитектуру в часть живой энергетической сети.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025