Бактерии помогают получить наноматериал для компьютеров

24.07.2019

Ученые из Великобритании и Нидерландов придумали новый способ получить наноматериалы из графена: смешивать окисленный графен и бактерии. Их метод экономичен, требует меньше времени, а также не наносит вред окружающей среде, по сравнению с химическим производством материала. Способ может привести к созданию инновационных компьютерных технологий и медицинского оборудования, сообщается на сайте Рочестерского университета.

Чтобы создать новые и более эффективные компьютеры, медицинские устройства и другие передовые технологии, исследователи обращаются к наноматериалам - материалам, управляемым в масштабе атомов или молекул, которые обладают уникальными свойствами. Одно из таких революционных соединений - графен, двумерная форма углерода. Эта тонкая углеродная чешуйка обладает необычайной механической прочностью и гибкостью и способна легко проводить электричество. Тем не менее, мы пока не можем активно перемять графен в повседневной жизни: производить его в больших масштабах очень сложно. И не только с экономической точки зрения: графен, полученный в больших количествах, плотнее и теряет свои уникальные свойства.

Графен добывается из графита, материала, который используют в обычном карандаше. При толщине ровно в один атом графен является самым тонким и при этом самым прочным двумерным материалом, известным науке. В 2010 году ученые из Манчестерского университета получили Нобелевскую премию по физике за новаторские эксперименты с графеном: они смогли получить графен, расслаивая графит с помощью простой клейкой ленты. Однако их метод давал небольшое количество материала.

Для производства большего количества графеновых материалов группа исследователей под руководством Анны Мейер (Anne Meyer), доцента кафедры биологии в Рочестерском университете, начали с флакона с графитом. Они постепенно отслаивали графит до оксида графена, который затем смешивали с бактериями Shewanella. Они оставили флакон с бактериями и оксидом графена на ночь, за которую бактерии превратили материал в графен, удалив кислородные группы.

Оксид графена сам по себе плохо проводит электричество, но зато его легко производить. А графен, полученный с помощью бактерий не только хороший проводник, он еще и намного тоньше и стабельнее, чем химически полученный графен. Кроме того, его можно хранить намного дольше.

У графенового наноматериала множество применений. Его можно использовать для производства биодатчиков полевого транзистора (FET). Биосенсоры FET представляют собой устройства, которые обнаруживают биологические молекулы и могут использоваться, например, для мониторинга глюкозы в реальном времени у пациентов, больных диабетом.

Полученный бактериями графеновый материал также может быть основой для проводящих чернил, которые, в свою очередь, могут быть использованы для создания более быстрых и эффективных компьютерных клавиатур, плат или небольших проводов. По словам Мейер, использование проводящих чернил является "более простым и экономичным способом производства электрических цепей по сравнению с традиционными методами". Проводящие чернила также могут быть использованы для создания электрических цепей поверх нетрадиционных материалов, таких как ткань или бумага.

<< Назад: Ветроэлектростанции Шотландии работают с избытком 25.07.2019

>> Вперед: Разработан уникальный метод исследования генов 24.07.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Канада планирует построить космодром 06.04.2026

Развитие космической инфраструктуры все чаще становится вопросом не только науки и технологий, но и национальной безопасности. Многие государства стремятся получить независимый доступ к космическим запускам, чтобы не зависеть от внешних партнеров и укреплять собственный технологический суверенитет. На этом фоне Канада объявила о запуске масштабного проекта по созданию собственного космодрома. Министр обороны Канады Дэвид Мак-Гинти сообщил, что правительство страны инвестирует 200 млн канадских долларов, что составляет около 150 млн долларов США, в строительство национального космодрома. Эти средства станут частью долгосрочной программы развития суверенных возможностей космических запусков. По словам Мак-Гинти, Министерство обороны подписало 10-летнее соглашение с компанией MLS на сумму 200 млн долларов. В рамках этого контракта планируется строительство стартовой площадки, которая будет использоваться не только военными структурами, включая Министерство обороны и Вооруженные силы ...>>

Обновленные телевизоры Xiaomi S Mini LED TV 2026 06.04.2026

Компания Xiaomi представила обновленную серию телевизоров S Mini LED TV 2026, которая заметно отличается от версии, недавно вышедшей на европейский рынок. Новое поколение ориентировано на расширенные возможности отображения и более гибкую конфигурацию экранов, что делает линейку более универсальной для разных сценариев использования. В обновленной серии Xiaomi S Mini LED TV 2026 предлагается сразу пять диагоналей, начиная от 55 дюймов и заканчивая внушительными 100 дюймами. Флагманская модель оснащена 1920 зонами локального затемнения, способна достигать пиковой яркости до 2000 нит и поддерживает частоту обновления изображения до 288 Гц, что делает ее особенно привлекательной для динамичного контента и игр. Младшая модель в линейке отличается в первую очередь количеством зон локального затемнения, которых здесь 576, однако остальные ключевые характеристики остаются на уровне старших версий. Это позволяет сохранить высокое качество изображения даже в более доступном сегменте, не ж ...>>

Беспилотный грузовой самолет с двигателем AEP100 05.04.2026

Авиационная отрасль стоит перед масштабной задачей перехода к экологически чистым технологиям, и одним из наиболее перспективных направлений считается использование водорода в качестве топлива. Этот элемент рассматривается как потенциальная альтернатива традиционным видам авиационного топлива благодаря своей энергоэффективности и отсутствию углеродных выбросов при использовании. На этом фоне Китай сообщил об успешном испытании беспилотного грузового самолета, оснащенного турбовинтовым двигателем AEP100 мегаваттного класса, работающим на водороде. Это событие стало важным этапом в развитии авиационных технологий, так как позволило протестировать двигатель в реальных условиях полета, а не только в лабораторной среде. Испытательный полет был проведен в субботу, 4 апреля, в городе Чжучжоу, расположенном в китайской провинции Хунань. Именно там впервые в реальных условиях был задействован водородный авиационный двигатель подобной мощности, что дало возможность оценить его стабильность ...>>

Кухонные губки выделяют значительное количество микропластика 05.04.2026

Кухонные губки - один из самых используемых предметов в быту - могут быть недооцененным источником микропластика. Ученые из Боннского университета изучили, сколько таких частиц выделяется во время мытья посуды и как это влияет на окружающую среду. Выяснилось, что губки действительно ежегодно выделяют измеримое количество микропластика, однако основной вред экологии связан не с этим, а с расходом воды. В работе оценивали реальное выделение микропластика и его влияние с помощью анализа жизненного цикла (LCA). Исследование объединило лабораторные эксперименты и подход "гражданской науки": добровольцы из Германии и Северной Америки использовали разные типы губок в быту и фиксировали процесс. Губки взвешивали до и после использования, а также тестировали в лаборатории с помощью устройства SpongeBot, имитирующего мытье посуды. Результаты показали, что все губки изнашиваются и выделяют микропластик - примерно от 0,68 до 4,21 г на человека в год, в зависимости от состава. При этом губки ...>>

Гуманоид-спринтер Unitree H1 04.04.2026

Развитие гуманоидной робототехники сегодня стремительно приближается к уровню, при котором машины начинают уверенно имитировать не только движения человека, но и его физические возможности. Особенно активно в этом направлении работают компании из Китая, и очередное достижение Unitree Robotics стало заметной вехой в индустрии. Компания официально сообщила, что их антропоморфный робот Unitree H1 установил мировой рекорд скорости среди полноразмерных гуманоидов. В ходе испытаний машина продемонстрировала характеристики, которые ранее считались недостижимыми для подобного класса устройств, особенно с учетом их массы и конструкции. Во время тестового забега Unitree H1 разогнался до 3,3 метра в секунду, что соответствует примерно 12 километрам в час. Для сравнения, средняя скорость ходьбы человека составляет около 5 километров в час. Хотя до уровня профессионального бега роботам еще далеко, для гуманоидной системы массой около 47 килограммов такой результат считается значительным инжен ...>>

Случайная новость из Архива Исследование костей откроет новые прочные материалы 02.04.2020 Команда опытных специалистов по материальному инжинирингу из Нью-Йоркского Университета Корнуэлла представила проект, нацеленный на выявление принципов того, как костная ткань может самостоятельно укрепляться и как можно использовать этот принцип для того, чтобы делать известные нам материалы и устройства еще более устойчивыми и надежными в своей продолжительной и иногда даже экстремальной эксплуатации. В частности, работа команды специалистов сосредоточилась на первом этапе на выявлении того, по какому принципу кость может сопротивляться высоким нагрузкам на себя. Оказалось, что в основе ее решетчатой структуры лежит наложение горизонтальных и вертикальных "стоек", которые не только выдерживают продолжительные циклы нагрузок, но которые могут также увеличивать устойчивость самой костной ткани. С течением возраста люди теряют в первую очередь горизонтальные костяные стойки, что существенно уменьшает уровень ее устойчивости к различным нагрузкам, а помимо этого кость становится более хрупкой и в отношении небольших нагрузок. Создав уникальный 3D-принт такой конструкции динамического костного типа, команда специалистов установила, что имеется возможность увеличить уровень прочности такого материала, подредактировав решетку строения костной ткани - а соответственно, такой же принцип может быть применен и в отношении сторонних материалов и устройств, которые нас окружают. Кроме того, отформатированные костяные стойки могут стать не только основным опорным пунктом в отношении увеличения прочности материала, но также своего рода основной базой для поддержания дополнительных нагрузок. Это означает, что в своем адаптированном виде такие варианты материалов могут стать частью тех же элементов космических кораблей, которым необходимо быть не только крайне прочными, но и крайне гибкими при эксплуатации.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026