Журнал "Компьютерра" №760

Еще один шаг на пути к одежде, способной подзарядить мобильник или плеер, сделала группа ученых из Технологического института Джорджии в Атланте. Их новый вариант наногенератора больше не боится износа и сырости.

В начале года этот коллектив уже добился успеха, изготовив прототип генератора из нановолокон оксида цинка (см. "КТ" #724), который одновременно обладает свойствами полупроводника и пьезоэлектрика, позволяя получить сразу и источник зарядов, и диод Шоттки в месте контакта волокна с металлом. Изгибая волокна, вплетенные, например, в одежду, можно генерировать электричество, которое, благодаря диоду, потечет в одном направлении, питая внешнюю цепь. Но тогда нановолокна оксида цинка располагались в виде "шубы" вокруг кевларовых нитей. Эта конструкция боялась сырости, волокна легко ломались, и было трудно заставить их работать как следует.

В новой конструкции часть проблем удалось решить. Волокна сделали длиннее и толще (200x4 мкм), соединили их металлическими контактами в цепочки и закатали в пленку из полиимида. Такая конструкция получилась гораздо прочнее и надежнее, поскольку нежный оксид цинка изолирован от внешней среды.

Каждая цепочка при изгибе генерирует примерно 50 мВ, и нужный вольтаж легко набрать, соединяя устройства последовательно. А необходимый ток можно получить, соединяя цепочки параллельно. Кроме того, это сгладит импульсы тока, генерируемые волокнами только при изгибе.

Эксперименты показали, что эффективность такого генератора достигает 6,8%. Это на порядок хуже, чем у обычной турбины, но в данном случае выбирать особо не приходится. Ученые уже защитили конструкцию несколькими патентами и активно работают над доведением ее до массового производства. Судя по всему, время, когда на ярлычке одежды вместе с составом ткани будет указана мощность генерируемого ею тока, уже не за горами. ГА

Мотор для нанороботов

Ученые вовсю обсуждают проекты нанороботов, которые смогут выполнять массу полезной работы вроде сборки электронных схем или точечной доставки лекарств. Но эти механизмы нужно будет как-то приводить в движение, а обычные электромоторы, к сожалению, нельзя так просто уменьшить до наномасштабов.

Чтобы решить эту проблему, было решено позаимствовать идеи у природы. Некоторые бактерии передвигаются благодаря специальным жгутикам, которые приводятся в действие биомолекулярными моторами на туннелирующих протонах. Похожую искусственную конструкцию, в которой вместо протонов будут туннелировать электроны, решили просчитать химики из Иллинойского университета в Чикаго. Для этого они воспользовались полуклассическим методом молекулярной динамики. Ось ротора сделали из углеродной нанотрубки, к которой присоединяли три или шесть "балок" из длинных молекул с проводящими углеродными шарами - фуллеренами - на концах. Конструкцию, напоминающую рабочее колесо водяной мельницы, поместили между двумя электродами из проводящих молекул. Если на них подать напряжение, то электроны станут по одному туннелировать на проводящие шары и создавать вращающий момент, который приведет ротор в движение. На ось-нанотрубку можно посадить несколько колес, что увеличит крутящий момент и сделает вращение более плавным.

Расчеты показали, что такой наномотор будет хорошо справляться с нагрузкой, устойчиво работая даже при комнатной температуре. Кроме того, конструкция не боится дефектов и примесей, которых трудно избежать в конструкциях подобных масштабов. А по своим параметрам мотор на туннелирующих электронах значительно превосходит природные аналоги. Например, он сможет вращаться в миллион раз быстрее протонных биомоторов. И теперь остается самое главное - реализовать предложенную конструкцию в эксперименте и убедиться, что расчеты правильно предсказывают ее параметры. ГА

У начала времен

Лучшие кадры звездного неба получают с телескопов, выведенных в открытый космос. Однако и возможности наземной астрономии далеко не исчерпаны, доказательством чему служит уникальное фотополотно, опубликованное сотрудниками Южной Европейской обсерватории (ESO). Изображение с разрешением более 27 мегапикселов содержит самые далекие из когда-либо наблюдаемых с поверхности Земли объекты в ультрафиолете. По словам астрономов, самые старые из них запечатлены такими, какими они были спустя два миллиарда лет после Большого взрыва.

В основу композитного полотна легли фотографии, полученные за сорок часов наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне, проведенных в обсерватории Very Large Telescope (Чили) на четырех телескопах с зеркалами по 8,2 метра. Дополняют картину пятнадцать часов съемки в видимой части спектра, выполненной с помощью телескопов той же обсерватории. В пресс-релизе не уточняется, сколько времени потребовалось на то, чтобы осуществить 55 часов "чистых наблюдений", но, по всей видимости, полотно совмещает снимки, сделанные на протяжении нескольких лет.