Сверхпроводящие провода из ДНК

28.01.2021

Физики придумали, как с помощью технологии ДНК-оригами производить сверхпроводящие нанопровода произвольной формы и длины. Благодаря этому, возможно, их можно будет применять для производства наноэлектроники.

За последние годы ученые выделили множество органических соединений, которые могут заменить кремний и другие полупроводники в компьютерных чипах. Многие подобные соединения уже применяют при разработке светодиодных и жидкокристаллических дисплеев, датчиков и различных медицинских и научных приборов.

При этом синтезировать органические молекулы, которые могли бы проводить ток и благодаря этому заменить металлы, оказалось гораздо сложнее. Например, одно такое вещество ученые нашли лишь три года назад. Это белок интегрин, который покрывает поверхность человеческих клеток. Оказалось, что его фрагменты могут проводить ток почти без потерь.

Исследователи из Израиля и США обнаружили, что молекулы ДНК с прикрепленными к ними наночастицами металлов можно использовать как каркас для сложных композитных сверхпроводников. Подобную технологию они захотели объединить с ДНК-оригами. Так называют метод, с помощью которого одиночные нити ДНК можно использовать для сборки сложных трехмерных конструкций, которые могут двигаться, взаимодействовать с объектами окружающей среды и решать разные практические задачи.

Ученые предположили, что на основе ДНК-оригами можно создать технологию, благодаря которой можно будет собирать нанопровода произвольной формы, длины и размеров. Для этого физик из Университета Бар-Илан Лиор Шани и его коллеги собрали несколько нанопроводов длиной около 200 нм и толщиной в 25 нм. Эту структуру ученые прикрепили к поверхности специальной наноконструкции, которая состояла из кремниевой подложки и двух сверхпроводящих электродов, а потом изучили физические свойства нанопровода.

Открытие можно применить для использования сверхпроводников в наноэлектронике и для разработки новых научных и промышленных приборов, в том числе сверхчувствительных датчиков магнитных полей, квантовых усилителей сигналов и различных сенсоров.

<< Назад: Домашние водородные батареи Lavo 29.01.2021

>> Вперед: Микроконтронтроллерная плата Raspberry Pi Pico 28.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Изобретена несокрушимая литий-серная батарея 19.09.2024 Ученые из Университета электронных наук и технологий Китая разработали революционную литий-серную (Li-S) батарею, способную работать даже в поврежденном состоянии - сложенной или разрезанной. Это значительное достижение может решить множество проблем, связанных с безопасностью и долговечностью аккумуляторов, что открывает новые перспективы для их применения в различных сферах. Традиционные литий-серные батареи обладают высокой энергетической плотностью, что делает их привлекательными для использования в устройствах, требующих большого запаса энергии. Однако у них есть серьезные недостатки: катод из сульфида железа подвержен разрушению, так как сера растворяется в электролите, вызывая потерю емкости и образование осадка, от которого невозможно избавиться. Это ограничивает срок службы таких аккумуляторов, особенно при высоких температурах. Китайские исследователи предложили оригинальное решение этой проблемы. Они добавили дополнительный слой между катодом и электролитом, что позволило минимизировать растворение серы без ухудшения возможности батареи к многократной перезарядке. После ряда экспериментов с различными материалами было установлено, что полиакриловая кислота (PAA) является наиболее эффективным вариантом. Этот материал не только замедляет разрушение катода, но и сохраняет разрядную емкость батареи на высоком уровне даже после сотен циклов зарядки и разрядки. Прототипы батарей были созданы в двух формах: в виде "пакета" и "таблетки". В "пакетных" батареях катод из сульфида железа был покрыт слоем PAA и использовался карбонатный электролит, а анод был изготовлен на основе графита. Эти элементы демонстрировали исключительную устойчивость: после более чем 100 циклов зарядки-разрядки не было обнаружено следов распада, даже когда батарея была сложена пополам или разрезана. "Таблетка" показала также хорошие результаты, сохранив 72% своей начальной емкости после 300 циклов зарядки. Разработчики пояснили, что разница в показателях между батареями разных типов может быть связана с их конструктивными особенностями и тем, как они справляются с электрохимическими процессами. "Пакетные" батареи обладают лучшей механической целостностью и меньшим сопротивлением, что может объяснять их более высокую эффективность по сравнению с "таблетками". Вдохновленные этими успехами, ученые начали тестировать покрытие на катодах других типов аккумуляторов, таких как литий-молибденовые и литий-ванадиевые. Если эта технология будет успешно внедрена в производство, подобные аккумуляторы могут найти широкое применение в устройствах, где критически важны высокая плотность энергии и долговечность. Это может быть полезно в таких областях, как электротранспорт, возобновляемые источники энергии и различные мобильные устройства. Создание несокрушимой литий-серной батареи может стать ключевым шагом в создании более безопасных и долговечных аккумуляторов. Это открытие обещает не только продлить срок службы устройств, но и улучшить их эксплуатационные характеристики, что в конечном итоге повлияет на развитие технологий хранения энергии в самых различных областях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026