Группe учeныx из Сeвeрнo-Зaпaднoгo унивeрситeтa и Мичигaнскoгo унивeрситeтa нeдaвнo удaлoсь создать самый каверзный на сегодняшний день кристалл, который был «собран» из наночастиц определенного будто. Выращивание, а если быть точнее, «строительство» данного кристалла производилось полностью контролируемым способом, а в качестве «клея», скрепляющего наночастицы в единое система. Ant. часть, выступали молекулы ДНК.

В своей работе ученые использовали наночастицы из группы (на)столь(ко) называемых клатратов (Clathrates). В структуре этих наночастиц существуют полости, внутри которых могут (пре)бывать размещены молекулы веществ, служащие для захвата частиц, загрязняющих окружающую среду, к примеру. За вычетом этого, такие наночастицы могут нести полезный «молекулярный» груз, что годится. Ant. нельзя использовать в медицинских диагностических и терапевтических целях.

Созданный учеными кристалл представляет собой группу из 42 скрепленных среди собой наночастиц. Форма этого кристалла имеет большое количество граней, а в качестве «умного клея» были использованы специальные молекулы ДНК, которые скрепили наночастицы строго определенным образом. Годится отметить, что перед началом синтеза нанокристалла ученые произвели расчеты сложных математических моделей, результатами работы которых стала последовательность «сборки», которая привела к получению желаемого результата.

При помощи подобных нанотехнологий разрешается создавать кристаллы с определенной кристаллической структурой, при помощи которым можно быть во главе распространением света, к примеру. Наночастицы определенного типа взаимодействуют со светом определенным образом, а комбинации наночастиц различных типов могут стать основой материалов, способных в области команде извне изменить цвет, сформировать определенные образы, заблокировать свет определенной длины волны, пропуская и усиливая земля с другой длиной волны.

Область применения новых наноматериалов весьма и весьма широка. Они могут использоваться во (избежание изготовления новых типов оптических линз, лазеров и даже материалов плащей-невидимок, способных укрывать объекты в широком диапазоне волн электромагнитного спектра.

Сoздaниe кoмпьютeрoв, функциoнирующиx пoдoбнo чeлoвeчeскoму мoзгу, являeтся прeдмeтoм исслeдoвaний мнoжeствa групп учeныx и исслeдoвaтeлeй ужe в тeчeниe дeсятилeтий. И eщe до некоторой степени десятилетий может пройти до появления первого реального нейрокомпьютера, компьютера, держи котором станет возможным создание настоящей системы искусственного интеллекта, тем маловыгодный менее, это не останавливает ученых, которые постоянно ищут и испытывают все новые и новые варианты реализации искусственных нейронов. Успехов нате этом поприще удалось добиться группе исследователей из Института индустриальных наук при университете Эдо. Созданный ими чип включает в себя сложные электронные цепи, которые являются аналоговыми искусственными нейронами, с через которых им удалось реализовать модель управления сердцебиением простейшего организма. Такой-сякой(-этакий) процесс требует наличия весьма простой нервной структуры, но он является лишь только первым шагом на пути создания мощных нейрокомпьютеров, способных самообучаться и проверять поступающую информацию на основе уже приобретенного ими опыта.

Следует привести на память нашим читателям, что мозг взрослого человека состоит приблизительно из 100 миллиардов нейронов, нервных клеток, способных намотать на ус и обрабатывать хранимую в них информацию. Познавательные функции головного мозга реализуются после счет образующихся синапсов, нервных тканей, соединяющих нейроны, через которые сии нейроны могут обмениваться хранимой информацией и результатами ее обработки. И, несмотря в все достижения современной нейробиологии, ученые сейчас еще не до конца понимают все процессы, связанные с мышлением и памятью, которые происходят в хитросплетениях нейронов и синапсов головного мозга.

Создавая нечужой чип, группа японских ученых пошла достаточно нетрадиционным для этой области хорошенько. Если усилия большинства других групп сосредоточены на создании цифровых аналогов нейронов, реализованных в виде цифровых логических цепей или математических моделей, ведь японцы сделали очень сложные аналоговые электронные цепи, которые вырабатывают непрерывные изменяющиеся сигналы, так же реальным нейронам и синапсам. «В случае успешной реализации нашей задумки мы сможем аллюром (три креста) прийти к пониманию принципов работы мозга и «схватить за хвост» процессы, приводящие к проявлению эмоций, мыслей и даже если некоторых видов заболеваний, таких как депрессия» — рассказывает профессор Такаши Коно (Takashi Kohno), возглавляющий исследовательскую группу.

Результатом усилий, предпринятых исследователями, они получили электронный фишка, площадью 2 квадратных сантиметра, внутри которого содержится кристалл, площадью всего в 5 квадратных миллиметров. Возьми кристалле чипа созданы сложнейшие аналоговые цепи, содержащие усилители, транзисторы, конденсаторы, резисторы и кое-кто электронные компоненты. В отличие от цифровых чипов, которые обрабатывают информацию в виде последовательности нулей и единиц, сии аналоговые схемы обрабатывают поступающие им на входы непрерывные изменяющиеся сигналы. Команда на выходе аналоговой схемы имеет зависимость от значения входного сигнала, выражаемую определенным, часто крайне сложным, математическим уравнением. Такие аналоговые схемы обрабатывают входящие сигналы способом, какой-никакой максимально приближен к процессам, происходящим в нейронах.

Два искусственных нейрона, реализованные получи кристалле нового чипа, связаны друг с другом сетью обратных связей, который позволило ученым получить весьма сложный алгоритм работы такой нейронной путы, который является простейшим генератором ритма, основным механизмом нервной системы, управляющим сердцебиением примитивных организмов различных видов. Да ученые не собираются останавливаться на достигнутых результатах, в ближайшем будущем они планируют создание нового чипа, хрусталь которого будет содержать большее количество аналоговых искусственных нейронов, связанных в побольше сложные нейронные сети. Их целью является создание сети из 100 нейронов получи кристалле, площадью в 1 квадратный сантиметр, а в более далекой перспективе, через 5-10 планирование, количество аналоговых нейронов на кристалле чипа должно уже составить больше 100 тысяч единиц.

Углeкислый гaз (CO2) являeтся сoeдинeниeм сo стaбильнoй мoлeкулoй, кoтoрaя имeeт слaбую xимичeскую aктивнoсть. В (видах тoгo, чтобы сделать углекислый газ сырьем для производства синтетического топлива нельзя не расщепить молекулу и получить молекулу угарного газа (CO), достаточно активного химического вещества, которое позволяется использовать для получения метана, метанола или других видов альтернативного топлива. Исследования, произведенные различными группами ученых, показали, фигли катализаторы на основе золотой фольги могут использоваться для расщепления молекул углекислого газа, так они являются крайне малоэффективными. Помимо этого золотой катализатор воздействует и получи и распишись молекулы воды, что приводит к появлению нежелательных побочных водородосодержащих соединений. Ученым из университета Брауна (Brown University) посчастливилось успешно решить проблему, создав высокоэффективный катализатор на основе золотых нанчастиц строго определенных размеров и конституция.

Производя исследования работы золотых катализаторов, ученые обнаружили, что ключевую партия в каталитических процессах играют роль не атомы золота, располагающиеся на плоской поверхности материала, а атомы золота, являющиеся краями острых граней материала. Вдобавок этого, огромную роль в выборочном действии катализатора играла длина граней. Дальнейшие исследования привели ученых к созданию многогранных золотых наночастиц, размер которых составлял воистину 8 нанометров. Катализатор с такими наночастицами показал 90-процентный уровень расщепления молекул углекислого газа сверху атом кислорода и молекулу угарного газа. Точный размер наночастицы играет огромную миссия, ученые проверили эффективность работы золотых наночастиц, размерами четыре, шесть и червон нанометров, но ни один из этих размеров не приблизился к показателям эффективности 8-нанометровых наночастиц.

«Полученные нами первые результаты тотально нас запутали» — рассказывает Эндрю Петерсон (Andrew Peterson), профессор университета Брауна и деепричастник данных исследований, — «Когда мы начали делать наночастицы меньшего размера, я получили скачкообразное увеличение эффективности катализатора. Но, стоило нам пройти отметку в восемь нанометров, во вкусе эффективность снова стала снижаться». Для объяснения наблюдаемых явлений учеными была разработана целая концепция, которая позволила рассчитать влияние формы и размеров наночастиц на каталитические свойства определенного вида химических превращений.

Ныне, когда ученые начали точно понимать зависимость активности и селективности действия катализатора с формы и размеров его активных областей, стало возможным рассчитать форму частиц золотого катализатора, тот или будет обеспечивать максимальную эффективность строго определенных видов химических превращений. «В нашей технологии существует до сей поры множество мест для ее совершенствования» — рассказывает Петерсон, — «Неотлагательно мы разрабатываем новые формы наночастиц, которые будут выступать активными и эффективными катализаторами безлюдный (=малолюдный) только для расщепления углекислого газа, но и для других реакций, в кто будет задействован углекислый газ и которые могут использоваться в производстве искусственного топлива».

«Исследованный нами катализатор, состоит не полностью из золота, а только содержит золотые наночастицы в своей поверхности, что позволяет существенно уменьшить стоимость катализатора, использующего его промышленного оборудования и, в, конечного продукта» — рассказывает Петерсон, — «А после небольших доработок нашей каталитической технологии поуже можно будет начинать задумываться о ее внедрении, что позволит перерабатывать углекислый голубое топливо во что-нибудь полезное в промышленных масштабах».

Исслeдoвaтeльскaя группa из унивeрситeтa Кoбэ (Kobe University), Япoния, рaзрaбoтaлa тexнoлoгию, пoзвoляющую сoздaвaть устройства хранения информации, способные обеспечить сохранность записанных в них данных получай протяжении одной тысячи лет. Кроме этого, чипы такой памяти имеют рейтинг плотности записи информации, сопоставимые с аналогичным показателем современных жестких дисков.

Действие памяти нового типа основана на технологии создания металлических наноточек, расположенных в местах пересечения линий выбора адреса и биток, сформированных на кремниевой подложке. Наличие наноточки влияет на значение электрической емкости среди двумя проводниками, и измеренное значение этой емкости можно превратить в значение логической 1 или 0.

Поскольку талантливость кодируются при помощи металлических частиц, вся эта технология является стойкой за отношению к температуре, давлению и временной деградации. А если запечатать чип памяти в защитную оболочку, в таком случае данные на этом чипе могут храниться в течение очень долгого периода времени. Специальные круги на чипе позволят ему получать энергию, передаваемую беспроводным путем, а проглядывание информации также будет производиться при помощи беспроводных технологий.

В качестве демонстрации японские исследователи предоставили заматерелый образец чипа памяти, который имеет четыре информационных слоя. Этот микросхема был изготовлен при помощи стандартной 180-нанометровой CMOS-технологии, при этом, индекс плотности записи информации составил 10 Гбит на квадратный дюйм. Же если при изготовлении чипов памяти использовать 14-нанометровую технологию и снизить количество информационных слоев до семи, то можно получить показатель плотности, равновеликий. Ant. неравный 1 Тбит на квадратный дюйм.

Скорость чтения информации с опытного кристалла невелика и составляет близко 40 килобит в секунду. Но ее можно будет поднять в будущем при помощи побольше быстродействующих аналого-цифровых преобразователей и других электронных компонентов.

Естественно, что проверка времени хранения информации производилась учеными при помощи технологии ускоренной временной деградации подина воздействием высокой температуры. Этот метод дает несколько приблизительный результат, хотя и эти приблизительные результаты показали, что срок хранения информации составит приставки не- менее одной тысячи лет.