Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разработали микроскоп, способный генерировать 3D-видеоизображение клеток в реальном времени. Основной сложностью для реализации такого процесса является недостаточное поглощение клетками света для использования оптических микроскопов. Ученые MIT для достижения цели использовали способность клеток преломлять свет. Благодаря тому, что компоненты клетки обладают отличными друг от друга преломляющими свойствами, 3D-микроскоп способен их фиксировать с высокой детализацией. Руководитель группы разработчиков, профессор физики Майкл Фелд (Michael Feld), отмечает, что разработанная технология позволит изучать клетки в их естественном состоянии без дополнительного применения красящих реагентов и т. п. Секрет разработки заключается в комбинировании множества лазерных "снимков" (около 100), сделанных под различными углами. А зная координаты входа и выхода лазерного луча, система интерпретирует его в изображение. Текущий вариант позволяет наблюдать 3D-видеоизображение с частотой 10 fps и разрешающей способностью 500 нм. Однако ученые считают, что этот показатель может быть увеличен до 150 нм. Разработка может быть использована как для изучения живых клеток, так и для испытаний лекарственных препаратов.
Дисплеи
Исследователи Национального института Чао Тана из Тайваня под руководством Вайна Ченга (Wayne Cheng) разработали прототип ЖК дисплея, качество картинки на котором не зависит от положения зрителя. Суть технологии заключается в наличии мини-видеокамеры для отслеживания перемещения человека. Отснятый материал в режиме реального времени обрабатывается специальным ПО, после чего происходит поворот жидких кристаллов в сторону перемещения зрителя и коррекция мощности подсветки. В настоящее время ученые работают над заменой видеокамеры ИК-сенсором. Увидеть применение разработки ученые ожидают в дисплеях медицинского оборудования. Правда, вопрос углов обзора остается открытым при наличии нескольких нестатичных зрителей.
Группа ученых из университетов Purdue, Northwestern и Southern California разработали технологию для лучшего пропускания света в гибких дисплеях на органической подложке. Суть технологии заключается в использовании прозрачных нанопроводников при изготовлении транзисторов, контролирующих протекаемый ток через каждый пиксель Active-Matrix OLED-дисплея. В частности, роль активного канала играют наноэлементы, а исток, сток и затвор выполнены из прозрачного проводящего оксида. Отмечается, что ученым удалось добиться высокой подвижности носителей заряда в TFT-элементе, что уменьшает время отклика и энергопотребление при сравнимом уровне яркости. Применение разработки ученые ожидают увидеть в "электронной бумаге" и дисплеях, расположенных на прозрачных плоскостях.
Инженеры Калифорнийского университета (UCSD, Сан-Диего) разработали дисплей с разрешением 220 млн пикселей. Конструкция установлена в одном из подразделений Калифорнийского института телекоммуникаций и информационных технологий (Calit2, Сан-Диего) и соединена 2-Гб оптическим каналом с другим зданием Calit2 в Ирвине, где стоит 200-МП "монитор". Разработка получила кодовое название HIPerSpace (Highly Interactive Parallelized Display Space) и ожидает своего применения в биомедицине, исследованиях климата планеты.
Материалом для конструкции в Сан-Диего послужили 50 мониторов Apple Cinema с диагональю 30" и вычислительный комплекс, содержащий 25 систем Mac G5 под управлением Mac OS X. Система в Ирвине, комплекс которой управляется Linux, содержит 55 дисплеев Dell. Графический кластер состоит из 80 видеокарт NVIDIA Quadro FX 5600, суммарная производительность которых достигает 40 Тфлопс. В планах инженеров - достичь разрешения в 1 ГП.
Передача данных
Исследователи из Центра электронных разработок в Джорджии под руководством Джоя Ласкара (Joy Laskar) предлагают использовать частоту 60 ГГц для передачи больших объемов данных на расстояния до 10 метров. Прототип, продемонстрированный учеными, позволяет осуществлять коммуникацию со скоростью 15 Гб/с на расстояние 1 м. Полностью завершить исследование и разработать чип, пригодный для коммерческой реализации, разработчики планируют к 2009 г.
Хранение
Специалисты компании Fujitsu реализовали идеально упорядоченную решетку нанодоменов на базе окиси алюминия для изолированной побитной записи на поверхности жесткого диска. Совместно с прототипом была продемонстрирована принципиальная способность к чтению/записи каждого нанодомена при помощи традиционной технологии. Напомним, что в январе текущего года компания объявила о разработке технологии записи с плотностью 1 Тб/кв. дюйм. Принцип создания массива нанодоменов с упорядоченной структурой на основе окиси алюминия с шагом в 25 нм базируется на принципах PRM, а для производства используются методы литографического нанооттиска, анодного окисления и электролитического осаждения кобальта. Отмечается, что указанная методика позволит создавать 2,5" винчестеры, содержащие две пластины, емкостью 1,2 ТБ.
Ученые IBM добились положительных результатов в управлении атомами для создания специальных блоков для устройств хранения информации. Один из представителей группы разработчиков - Сайрус Хирджибехедин (Cyrus Hirjibehedin) из Сан-Хосе, совместно с Андреасом Хайнрихом (Andreas Heinrich), провел изучение магнитных свойств атома, используя единичные атомы марганца и специальный низкотемпературный микроскоп, использующий туннельный эффект. Ученые заявляют, что им удалось взглянуть на атом на изолированной медной подложке (CuN) и изменить его магнитное поле. В своих экспериментах исследователи IBM создавали цепи, содержащие до 10 атомов марганца. Было обнаружено, что цепочки с четным числом атомов не имеют магнетизма, в то время как цепочки из нечетного числа атомов показали магнетизм. В настоящее время ученые занимаются исследованием их стабильности в течение продолжительного периода времени. Между тем, их коллеги в Цюрихе научились "включать" и "выключать" молекулы, не меняя их свойства, что позволит создавать логические цепочки на их основе. Внедрение указанных разработок позволит создавать молекулярные коммутаторы и ультракомпактные системы хранения и обработки данных.
Питание
Ученые Политехнического института Ренселлера в Нью-Йорке разработали гибкий материал для накапливания энергии, работоспособный при температурах от -37? до 148?С. Особым образом сплавленные углеродные нанотрубки, соединенные на молекулярном уровне с подложкой из слоя электролита, составляют 90 % от общего состава аккумулятора. Подложкой батареи является ионная жидкость без содержания воды, которая и обеспечивает устойчивость к широкому диапазону температур. Отмечается, что свернутый в трубку аккумулятор позволяет накапливать большее количество энергии. Такое же свойство отмечается при наличии нескольких слоев материала. 100 граммов такого материала имеют емкость 1300 мАч. В перспективе ученые намерены применять технологию печати, подобную литографической, для производства элементов.
Исследователи из государственного университета штата Огайо под руководством профессора Юина Ву (Yiying Wu) представили технологию производства ячеек для солнечных батарей на базе композитных наноматериалов. Фотон, попадая на разработанную поверхность, поглощается специальным тонкопленочным материалом толщиной 10 мкм, расположенным на слое оксида титана, которым покрыта стеклянная или пластиковая подложка. Это обеспечивает появление электронов в "титановом" слое и вывод их к отрицательному электроду. Заметим, что типичный КПД используемых ныне солнечных батарей на базе аморфного поликристаллического кремния - около 10-15 %, а представленная разработка обеспечивает показатель 8,6 %. Однако следует учитывать, что себестоимость производства органических элементов в 4 раза меньше по сравнению с кремниевыми вариантами.
В настоящее время ученые ищут оптимальное соотношение между используемым количеством нанотрубок и наночастиц в светопоглощающем слое. Это связано с особенностями элементов: нанотрубки лучше проводят электроны, но хуже покрывают площадь подложки (обеспечивают меньшее количество поглощенных фотонов), наночастицы обладают обратными свойствами. Одним из рассматриваемых вариантов является применение вертикально ориентированных на подложке нанопроводников и находящихся между ними наночастиц. Также проводятся эксперименты по использованию электронопроводящего слоя из другого материала.
Ученые корпорации Sony разработали источник питания, использующий для выработки энергии сахар. Прототип содержит специальные ферменты для расщепления глюкозы, в результате чего генерируется электрический ток. Для достижения выходной мощности 50 мВт специалисты разработали специальную структуру катода и обеспечили фиксацию ферментов. Для защиты окружающей среды все компоненты поместили в корпус из растительного пластика с размерами 39x39x39 мм. Отмечается, что такие биобатареи могут быть использованы для питания портативных устройств. Например, для питания MP3-плейера достаточно 4 таких батарей.
В рамках программы исследований возможности использования энергии вибраций различной природы - Vibration Energy Scavenging (Vibes), на которую ЕС выделил Е14,3 млн, специалисты из Саутгемптонского университета, Англия, создали высокоэффективный миниатюрный генератор. Он вырабатывает электроэнергию, преобразуя кинетическую энергию даже небольших вибраций. Например, толчков от работающего человеческого сердца уже будет достаточно, чтобы магниты внутри основного электромеханического блока, занимающего по объему приблизительно 1 см2, пришли в движение. Хотя выходная мощность генератора исчисляется всего лишь микроваттами, этого уже вполне достаточно, например, для питания беспроводных датчиков. Особенно перспективно применение подобных генераторов вместо батареек в тех случаях, когда замена последних затруднена за счет труднодоступного размещения сенсорных устройств.
Изначально планировалось использование преобразующих энергию вибраций генераторов для датчиков, размещаемых на различном промышленном оборудовании, но теперь они предлагаются для систем контроля за состоянием железнодорожных и автомобильных мостов, питания имплантатов с электронными схемами.
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ. Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г. Перепечатка материалов
без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru
Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) разработали микроскоп, способный генерировать 3D-видеоизображение клеток в реальном времени. Основной сложностью для реализации такого процесса является недостаточное поглощение клетками света для использования оптических микроскопов. Ученые MIT для достижения цели использовали способность клеток преломлять свет. Благодаря тому, что компоненты клетки обладают отличными друг от друга преломляющими свойствами, 3D-микроскоп способен их фиксировать с высокой детализацией. Руководитель группы разработчиков, профессор физики Майкл Фелд (Michael Feld), отмечает, что разработанная технология позволит изучать клетки в их естественном состоянии без дополнительного применения красящих реагентов и т. п. Секрет разработки заключается в комбинировании множества лазерных "снимков" (около 100), сделанных под различными углами. А зная координаты входа и выхода лазерного луча, система интерпретирует его в изображение. Текущий вариант позволяет наблюдать 3D-видеоизображение с частотой 10 fps и разрешающей способностью 500 нм. Однако ученые считают, что этот показатель может быть увеличен до 150 нм. Разработка может быть использована как для изучения живых клеток, так и для испытаний лекарственных препаратов.
Исследователи Национального института Чао Тана из Тайваня под руководством Вайна Ченга (Wayne Cheng) разработали прототип ЖК дисплея, качество картинки на котором не зависит от положения зрителя. Суть технологии заключается в наличии мини-видеокамеры для отслеживания перемещения человека. Отснятый материал в режиме реального времени обрабатывается специальным ПО, после чего происходит поворот жидких кристаллов в сторону перемещения зрителя и коррекция мощности подсветки. В настоящее время ученые работают над заменой видеокамеры ИК-сенсором. Увидеть применение разработки ученые ожидают в дисплеях медицинского оборудования. Правда, вопрос углов обзора остается открытым при наличии нескольких нестатичных зрителей.
Инженеры Калифорнийского университета (UCSD, Сан-Диего) разработали дисплей с разрешением 220 млн пикселей. Конструкция установлена в одном из подразделений Калифорнийского института телекоммуникаций и информационных технологий (Calit2, Сан-Диего) и соединена 2-Гб оптическим каналом с другим зданием Calit2 в Ирвине, где стоит 200-МП "монитор". Разработка получила кодовое название HIPerSpace (Highly Interactive Parallelized Display Space) и ожидает своего применения в биомедицине, исследованиях климата планеты.
Исследователи из Центра электронных разработок в Джорджии под руководством Джоя Ласкара (Joy Laskar) предлагают использовать частоту 60 ГГц для передачи больших объемов данных на расстояния до 10 метров. Прототип, продемонстрированный учеными, позволяет осуществлять коммуникацию со скоростью 15 Гб/с на расстояние 1 м. Полностью завершить исследование и разработать чип, пригодный для коммерческой реализации, разработчики планируют к 2009 г.
Ученые IBM добились положительных результатов в управлении атомами для создания специальных блоков для устройств хранения информации. Один из представителей группы разработчиков - Сайрус Хирджибехедин (Cyrus Hirjibehedin) из Сан-Хосе, совместно с Андреасом Хайнрихом (Andreas Heinrich), провел изучение магнитных свойств атома, используя единичные атомы марганца и специальный низкотемпературный микроскоп, использующий туннельный эффект. Ученые заявляют, что им удалось взглянуть на атом на изолированной медной подложке (CuN) и изменить его магнитное поле. В своих экспериментах исследователи IBM создавали цепи, содержащие до 10 атомов марганца. Было обнаружено, что цепочки с четным числом атомов не имеют магнетизма, в то время как цепочки из нечетного числа атомов показали магнетизм. В настоящее время ученые занимаются исследованием их стабильности в течение продолжительного периода времени. Между тем, их коллеги в Цюрихе научились "включать" и "выключать" молекулы, не меняя их свойства, что позволит создавать логические цепочки на их основе. Внедрение указанных разработок позволит создавать молекулярные коммутаторы и ультракомпактные системы хранения и обработки данных.
Ученые Политехнического института Ренселлера в Нью-Йорке разработали гибкий материал для накапливания энергии, работоспособный при температурах от -37? до 148?С. Особым образом сплавленные углеродные нанотрубки, соединенные на молекулярном уровне с подложкой из слоя электролита, составляют 90 % от общего состава аккумулятора. Подложкой батареи является ионная жидкость без содержания воды, которая и обеспечивает устойчивость к широкому диапазону температур. Отмечается, что свернутый в трубку аккумулятор позволяет накапливать большее количество энергии. Такое же свойство отмечается при наличии нескольких слоев материала. 100 граммов такого материала имеют емкость 1300 мАч. В перспективе ученые намерены применять технологию печати, подобную литографической, для производства элементов.
Исследователи из государственного университета штата Огайо под руководством профессора Юина Ву (Yiying Wu) представили технологию производства ячеек для солнечных батарей на базе композитных наноматериалов. Фотон, попадая на разработанную поверхность, поглощается специальным тонкопленочным материалом толщиной 10 мкм, расположенным на слое оксида титана, которым покрыта стеклянная или пластиковая подложка. Это обеспечивает появление электронов в "титановом" слое и вывод их к отрицательному электроду. Заметим, что типичный КПД используемых ныне солнечных батарей на базе аморфного поликристаллического кремния - около 10-15 %, а представленная разработка обеспечивает показатель 8,6 %. Однако следует учитывать, что себестоимость производства органических элементов в 4 раза меньше по сравнению с кремниевыми вариантами.
Ученые корпорации Sony разработали источник питания, использующий для выработки энергии сахар. Прототип содержит специальные ферменты для расщепления глюкозы, в результате чего генерируется электрический ток. Для достижения выходной мощности 50 мВт специалисты разработали специальную структуру катода и обеспечили фиксацию ферментов. Для защиты окружающей среды все компоненты поместили в корпус из растительного пластика с размерами 39x39x39 мм. Отмечается, что такие биобатареи могут быть использованы для питания портативных устройств. Например, для питания MP3-плейера достаточно 4 таких батарей.