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:

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 Мозг из крови 04.06.2003 Один из сотрудников Аргоннской национальной лаборатории (США), обязанность которого - присматривать за культурами клеток, заболел и несколько дней не обновлял питательную жидкость в сосудах с культурой клеток человеческой крови. Когда на голодавшие клетки посмотрел исследователь, он заметил, что часть белых кровяных телец, отвечающих в организме за иммунитет, из-за голодания преобразовалась во что-то другое и выглядит необычно. Воздействуя на изменившиеся клетки белковым веществом, называемым фактором роста нервов, экспериментаторы получили из них нейроны. Другие биологически активные соединения вызвали преобразование кровяных клеток в клетки печени и клетки кровеносных сосудов. Авторы открытия предполагают, что такие клетки крови, способные превращаться в клетки других типов, разносясь по организму током крови, скапливаются в местах повреждений и заменяют собой поврежденные клетки любой ткани. Возможно, недалеко то время, когда, взяв у пациента несколько миллилитров крови, можно будет вырастить для него новую печень взамен заболевшей. Тогда сами собой отпадут этически сомнительные предложения клонировать человека в медицинских целях, чтобы нужный орган брать у клона.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026