Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Нанотехнологии

Шведские и украинские ученые разработали новую наноэлектромеханическую систему, которая использует тепло для создания механического движения в результате взаимодействий, возникающих между электронами, но, в отличие от аналогов, не требует электрического тока.

«Микроскопические устройства, сочетающие электронику с механикой (МЭМС), широко распространены в современном мире, — говорит А. Викстрем из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге. — Сенсоры внутри смартфонов, определяющие ускорение, положение и т. д. — вот хорошие примеры. С уменьшением электронных приборов происходят постоянные попытки заменить эти микроскопические структуры наноскопическими, НЭМС. Тепловой двигатель НЭМС, который мы предлагаем, отличается тем, что превращает тепловой поток в механическое движение, не требуя и не вырабатывая электрический ток».

Обычно подобные устройства требуют наличия тока и не работают при его отсутствии. Новый механизм состоит из углеродной нанотрубки, подвешенной между двумя выводами электрода, где пара выводов действует как контейнер для одного электрона. Электрод над нанотрубкой действует как второй контейнер, содержащий электрон с противоположным спином. Электроны свободно перемещаются между контейнерами к нанотрубке и обратно. Но поскольку электроны из других контейнеров обладают противоположными спинами, они не могут заходить в противоположный контейнер, поэтому перенос заряда не происходит.

Все становится интересней, когда температура контейнеров электронов начинает отличаться. Когда холодные электроны из одного контейнера и горячие из другого движутся к нанотрубке, они взаимодействуют, и тепло переносится от горячего к холодному электрону. Когда холодные электроны возвращаются в свой холодный контейнер, они несут дополнительную энергию, тогда как горячие электроны возвращаются с меньшим запасом энергии.

Если верхний контейнер горячее, тогда поток тепла слегка сдвигает нанотрубку к этому контейнеру. Это повышает время туннелирования между ними, которое создает механизм обратной связи, но с отложенным откликом, что приводит к вибрации нанотрубки.

Управляя температурами контейнеров, ученые продемонстрировали возможность контроля за направлением и силой механизма отклика и усилением или снижением уровня вибрации. И видят для своего изобретения несколько вариантов применения, пишет Phys.org.

«Тепло всегда в наличии в электрических цепях как побочный продукт, — говорит Викстрем. — Обычно эта энергия тратится впустую, но если найти ей применение, скажем, для запуска интегрированного устройства НЭМС, система станет более энергосберегающей».

Летом ученые Сингапура первыми продемонстрировали возможности шагающего наномотора с наивысшей топливной эффективностью среди всех типов подобных устройств, известных на сегодняшний день. Скорость передвижения механизма длиной 20 нм достигает 3 нм в минуту.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на Марсе
Тренды
Сет Стивенс-Давидовиц: у людей гораздо больше непристойных и скверных мыслей, чем мы думали
Мнения
Умные города подвергают своих жителей опасности из-за датчиков освещения и радиации
Тренды
Биоценоз в фарме: зачем нужна альтернатива антибиотикам и как работают лекарства нового поколения
Тренды
Мнения
Геронтолог Обри ди Грей: жизнь длиной в тысячу лет — это побочный эффект поиска вечного здоровья
Чарльз Адлер, co-founder Kickstarter: я — панк-рокер, который раздвигает границы
Кейсы
Как ИИ меняет медицину: личный помощник для врачей, маршрутизатор в клиниках и разработчик лекарств
Кейсы
Эдвин Диндер, Huawei Technologies: умный город — это ничто
Мнения
«Если изобретение с ИИ не приносит пользу, сам продукт никому не нужен»
Мнения
Feature engineering: шесть шагов для создания успешной модели машинного обучения
Тренды
Карло Ратти, Senseable City Laboratory (MIT) — о городах будущего, третьей коже человека и роболодках
Тренды
Мнения
Человек — это набор из пяти чисел: Игорь Волжанин, DataSine — о психотипировании с помощью big data
Мы все — сенсоры: CEO SQream Ами Галь — о том, как обрабатывают big data
Кейсы
Что такое скрапинг: как Amazon, Walmart и другие ритейлеры используют ботов в борьбе с конкурентами
Идеи
Почему китайские подлодки-беспилотники станут самым опасным врагом под водой?
Идеи
Филипп Роуд, LSE Cities: самый кошмарный сценарий — беспилотники, ездящие по городу, чтобы не платить за парковку
Мнения
Юрий Корженевский — о том, как построить безопасные системы для банков на блокчейне
Блокчейн
MyGenetics: ДНК-тесты, помогающие «взломать» организм, как компьютер
Тренды
Иннополис
Russian Robot Olympiad: как дети строят роботов и решают реальные инженерные проблемы
Trade-to-Mine: как биржи привлекают трейдеров в условиях падения рынка
Блокчейн
Дмитрий Фадин, 3D Bioprinting Solutions — о будущем биопринтинга и печати органов в космосе
Мнения
IoT изменит все: какие умные технологии принесут бизнесу экономию, безопасность и инновации
Тренды
Как высокие технологии побуждают нас покупать билеты и туристические услуги
Тренды
Чем плоха Кремниевая долина для IT-стартапов из России: дорого, неудобно и нет транспорта
Мнения
Жить по-умному: как защитить свой дом и не бояться киберугроз
Умный дом
Андрей Синогейкин, Wonder Technologies, — об искусственных алмазах
Тренды
Никита Бокарев, ESforce, — о деньгах, киберспорте и его немаргинальности
Тренды
Тренды
YouTube-депрессия: как создатели популярных каналов боятся потерять подписчиков и разум
Гельмут Райзингер, Orange Business Services, — об IIoT, 5G и телеком-стартапах
Мнения
«Робот берет вас на работу»: как искусственный интеллект, блокчейн и VR подбирают персонал
Мнения
Телемедицина, роботы и умные дома: каким через 5 лет будет «оцифрованный» город в России
Тренды
Мясная революция: как перейти от веганских заменителей к клеточным технологиям и биореакторам
Идеи
AI-выборы: как искусственный интеллект и голосовые помощники сделают демократию лучше
Тренды
Идеи
Тупик для беспилотников: как мечты разработчиков разбиваются о неожиданности на дорогах
Здесь нужен InsurTech: за какими стартапами будущее страхования
Мнения
Идеи
Вирус лженауки в Google: как поисковые системы распространяют опасные мифы о прививках
«Кто-то управляет моим домом»: как жертв домашнего насилия терроризируют с помощью умных устройств
Умный дом
Паскаль Фуа, EPFL, — о ключевых точках, глубоких нейросетях и эпиполярной геометрии
Мнения
20 фильмов о кибербезопасности, взломах и цифровых преступлениях
Тренды
Ян Лекун, Facebook: прогностические модели мира — решающее достижение в ИИ
Мнения
Джианкарло Суччи: «Попытка спроектировать программу без багов — утопия»
Иннополис
Game out: Как видеоигры обучают детей-аутистов держать равновесие и узнавать людей
Тренды
Прослушка, контроль камеры и предсказание смерти пользователя: самые странные патенты Facebook
Кейсы
Цес Снук, QUVA: мы не хотим зависеть от крупных компаний, которые владеют всеми данными
Мнения
Дмитрий Песков, АСИ: «В России традиционно долго запрягают, и в сфере IT мы только этим и занимаемся»
Иннополис
ДНК-тесты: как генетические компании обманывают людей и разрушают семьи
Мнения
Мануэль Маццара: «Для Facebook вы не покупатель, вы — продукт»
Иннополис
Тренды
Блокчейн, искусственное мясо и «смерть» смартфонов: что будет с технологиями через 10 лет
Витторио Феррари, Google: «Чтобы машина распознала книгу о Гарри Поттере нужна сложная математическая модель»
Мнения