Японская компания SII NanoTechnology готовится встретить эру нанотехнологий во всеоружии. Пока другие еще размышляют, как бы им создать нанороботов, практичные инженеры-японцы уже изготовили первый в мире нано-унитаз. Правда, увидеть его можно только в электронный микроскоп с увеличением в 15.000 раз.
Дизайн малютки явно подкачал, но его авторов можно извинить – первый блин часто выходит комом. Зато такой сантехники вы не найдете больше ни в одной стране в мире.
Нано-унитаз получил приз на 49 интернациональном конкурсе микрографии как самая эксцентричная работа 2005 года. Всего в конкурсе участвовало более 40 работ, но проект от SII NanoTechnology оказался самым необычным.
Такого извращенного использования нанотехнологий жюри еще не видело! Фотография наноунитаза сделана через микроскоп с увеличением в 15.000 раз.
Вычислительный комплекс Novo-G, принадлежащий Флоридскому университету (США), судя по всему является сейчас самым высокопроизводительным суперкомпьютером с изменяемой конфигурацией в мире.
В основу системы Novo-G положены программируемые вентильные матрицы (FPGA). В отличие от широко распространённых процессоров с «жесткой» архитектурой, конфигурацию FPGA можно менять, адаптируя тем самым систему для решения конкретного типа задач.
Novo-G насчитывает в общей сложности 192 вентильные матрицы Altera Stratix-III E260, каждая из которых содержит 768 умножителей (18×18), 254 тыс. логических элементов, 204 тыс. регистров и имеет 4,25 Гб памяти. Матрицы размещены на 48 платах GiDEL ProcStar-III и управляются 26 четырёхъядерными процессорами Intel Xeon.
Tianhe-1A
По заявлениям специалистов Флоридского университета, при решении специализированных задач система Novo-G способна обойти по производительности самый быстрый суперкомпьютер Tianhe-1A. Расположенный в Китае Tianhe-1A, напомним, обладает быстродействием в 2,57 петафлопса, то есть за одну секунду может выполнять до 2,57 квадриллиона операций с плавающей запятой.
Учёные также подчёркивают, что по сравнению традиционными суперкомпьютерами их система потребляет существенно меньше энергии и занимает гораздо меньше места. Правда, программирование Novo-G — весьма трудоёмкий процесс...
Следует заметить, однако, что сравнивать производительность компьютеров с разными архитектурами очень непросто. На данный момент все возможные конфигурации вычислительных контуров заложены в компьютер Novo-G на стадии проектирования. Динамически изменять эти контуры во время исполнения задачи, адаптируя состав и последовательность элементов под конкретную задачу, исследователи еще не научились. Время переключения между фиксированными конфигурациями сейчас составляет всего 1 секунду – и это в худшем случае. Сам по себе факт создания столь масштабной и мощной машины не может не вызывать уважения – ученым удалось на практике доказать работоспособность этой непривычной для большинства архитектуры.
Отправлено: 19.02.11 04:39. Заголовок: Физики из Вестфальск..
Физики из Вестфальского университета им. Вильгельма (Германия) и Института им. Вейцмана (Израиль) обнаружили, что ДНК можно использовать для сортировки электронов по спину.
Поляризованные по спину токи используются в устройствах спинтроники — относительно нового раздела электроники, в котором спин рассматривается как активный элемент хранения и передачи информации. Чаще всего такие токи получают с помощью фильтров, работающих на эффекте гигантского магнитосопротивления и — теоретически — пропускающих электроны только с одним направлением спина. Основой фильтров служат плёнки с чередующимися ферромагнитными и немагнитными слоями.
В реальности токи, конечно, не бывают абсолютно чистыми и всегда содержат некоторый процент электронов с «неправильным» направлением спина. Новая методика также даёт только 60-процентную поляризацию при комнатной температуре.
Перед началом эксперимента авторы закрепили двухцепочечную ДНК на золотой подложке, создав плотный массив расположенных вертикально нитей. Затем на подложку направили излучение лазера, чтобы высвободить фотоэлектроны, которые проходили сквозь ДНК-фильтр на прибор для измерения поляризации. Последний и зафиксировал 60-процентный результат при использовании нитей ДНК длиной в 80 пар оснований; если цепочки сократить до 25 пар оснований, эффективность упадёт до 10%. На характеристики фильтра также влияет плотность расположения нитей: если зазоры сделать слишком большими, работать он не будет.
Теоретическое описание действия фильтра авторы пока не составили, ограничившись предположениями о том, что главную роль здесь играет хиральность двойной спирали ДНК. Действительно, в выполненных ранее опытах прохождение электронов сквозь «облако» хиральных молекул связывали с поляризацией по спину, но эффект был менее заметным.
Отправлено: 20.02.11 13:38. Заголовок: Около 20 процентов п..
Около 20 процентов последовательностей ДНК, принадлежащей другим видам кроме Homo sapiens, оказалась загрязненной вкраплениями человеческой ДНК. Такие выводы сделала группа исследователей, опубликовавшая статью в журнале PLoS ONE. Коротко о работе пишет газета The New York Times.
В таком виде прибор выдает расшифровку последовательности ДНК.
Ученые работали с генетическими данными, представленными в двух крупнейших базах ДНК - американской National Center for Biotechnology Information и европейской Ensembl. В американской базе чужеродные последовательности были выявлены в 11 процентах "законченных" геномов и в 22 процентах так называемых исходных последовательностей - тех, из которых потом собирается "чистовой" вариант. В базе Ensembl общая доля загрязнения составила 29 процентов. Человеческие фрагменты были обнаружены в геномах важных сельскохозяйственных растений, а также в геномах многих модельных организмов, например червя Caenorhabditis elegans и шпорцевой лягушки Xenopus tropicalis.
Источником загрязнений ДНК могут быть, например, мертвые клетки кожи, попадающие в пробирки с рук исследователей. Так как сейчас ученые, расшифровывающие новые последовательности, сверяют их с уже имеющимися в базе, загрязнения могут повлиять на результаты будущих исследований. Также новые данные указывают, что имеющиеся в базах последовательности ДНК людей могут содержать вкрапления ДНК ученых, проводивших анализ. Этот факт может повлечь серьезные негативные последствия в будущем, когда лечение многих заболеваний будет основано на анализе последовательности ДНК (терапия некоторых видов рака уже сейчас зависит от геномов раковых клеток).
Интересно, возможно часть этих вкраплений несет в себе какую то важную информацию, ведь нет худа без добра.. А вообще всё это говорит о том, что наши генные технологии ещё далеки от практического использования..
Отправлено: 22.02.11 12:29. Заголовок: Команда ученых химич..
Команда ученых химического факультета университета Торонто под руководством Евгении Кумачевой обнаружила способ предсказания организации наночастиц в более крупные формы, обращаясь с ними так же, как с ансамблямм молекул, образующихся в ходе стандартных химических реакций.
По словам Кумачевой, в настоящее время не существует описания модели организации наночастиц. Данная работа является прорывом в предсказании свойств ансамблей наночастиц и разработке новых правил моделирования подобных структур.
Центр внимания нанотехнологии постепенно смещается от синтеза отдельных наночастиц к их организациям в более крупные структуры. Для использования ансамблей наночастиц в функциональных устройствах, таких как устройства хранения данных или оптические волноводы, очень важно добиться контроля над их структурой.
Согласно наблюдениям исследователей, самоорганизация наночастиц является эффективной стратегией для получения наноструктур с комплексной, иерархической организацией. Кумачева сообщает о поразительном сходстве между самосборкой наночастиц металлов и химическими реакциями образования полимерных молекул. Наночастицы ведут себя подобно многофункциональным единицам, образующим обратимые, нековалентные связи под определенными углами и организующимся в высокоупорядоченный полимер.
Как сообщает Кумачева: "Мы разработали новый подход, позволяющий количественно прогнозировать строение линейных, разветвленных и циклических самоорганизующихся наноструктур, их агрегационное число и распределение по размерам, а также формирование структурных изомеров. Мы обращались с ними не как с частицами, а как с молекулами, которые в процессе, схожем с реакциями полимеризации, организовываются в подобные полимерам ансамбли. По этой аналогии, мы использовали теорию полимеризации и предсказали строение так называемых "молекул", а также обнаружили другие, неожиданные особенности, которые могут найти интересные применения ."
Ответить утвердительно на последний вопрос учёным из Института синтетических полимерных материалов им. Н.С.Ениколопова РАН позволил проект «Синтез и управление молекулярными параметрами сверхразветвлённых кремнийсодержащих полимеров и полимерные нанокомпозиты на их основе».
"Задел для реализации этого проекта начал создаваться лет двадцать назад, когда в институте стали развиваться направления, связанные с изучением молекулярных наночастиц силоксановых и карбосилановых дендримеров, - рассказывает заведующий лабораторией синтеза элементоорганических полимеров Азиз Музафаров. - Натренировавшись на дендримерах и сверхразветвлённых полимерах, мы спортивного интереса ради перешли к кремнезёмным системам, перенося методы полимерной и элементоорганической химии на неорганические объекты. А когда неорганические сверхразветвлённые полимеры были получены, стало очевидно, что они представляют интерес с точки зрения использования в качестве наполнителя с настраиваемыми свойствами".
Проект "Синтез и управление молекулярными параметрами сверхразветвленных кремнийсодержащих полимеров и полимерные нанокомпозиты на их основе» был выполнен в рамках ФЦП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы"
В рамках проекта учёные придумали, как не дать наполнителю в полимерной матрице "собраться в кучу" и тем самым испортить эксплуатационные характеристики материала. "Что толку брать наночастицу, если в образце она будет образовывать агрегаты, которые только "испортят" свойства полимера матрицы? Для сохранения изначальных размеров нанонаполнителя нужно было преодолеть агрегирование", - рассказывает г-н Музафаров.
Для "преодоления" молекулярную наночастицу (заметим, с одной стороны частицу, с другой - всё ещё макромолекулу; в этой двойственности заложены основные резервы по управлению свойствами этих объектов) одели в своеобразный маскхалат. Демонстрация того, что введение наночастицы в полимерную матрицу в неагрегированном состоянии возможно, - главная идея проекта Схема синтеза модифицированных дендримерных кремнезёмных частиц на основе тетраэтоксисилан
Схема синтеза модифицированных дендримерных кремнезёмных частиц на основе тетраэтоксисилан
"Фактически эта одежда маскирует наночастицу под полимерную матрицу, которая признаёт её за свою и практически не отторгает, - объясняет Азиз Музафаров. - Главная идея проекта как раз и заключалась в демонстрации того, что введение наночастицы в полимерную матрицу в неагрегированном состоянии возможно. Данное направление имеет весомую фундаментальную составляющую - с помощью этого подхода мы пытаемся понять, как они (частица и матрица) взаимодействуют друг с другом".
Пока эксперименты учёных показывают: стоит лишь немного увеличить размер вводимых в матрицу частиц, они моментально начинают агрегировать, хотя одеты в тот же самый "костюм". Азиз Музафаров убеждён, что понять, почему это происходит, гораздо важнее, чем получить быстрый практический результат: "Во время исследовательского процесса учатся молодые ребята. Им приходится не только осваивать современные методы работы (рентген, хроматографию, спектроскопию), но и шевелить мозгами: когда частицы из одной фракции ведут себя так, а взятые из соседней - иначе, вопрос "а почему?" возникает неизбежно"..
Новейший гибрид компьютерной игры и биохимии реального мира вскоре может дать исследователям возможность предсказать комплексные складывающиеся структуры молекул РНК. Это позволило бы им синтезировать молекулы, которые могут функционировать в качестве химических сенсоров или быть использованы во множестве других проектов.
Складывающиеся молекулы РНК трудно предсказать, поскольку каждая молекула представляет собой длинную строку единиц, или оснований, которые могут различными способами составлять пары. Из-за этого даже самые лучшие компьютерные алгоритмы не могут точно предсказать форму, которую примет молекула.
Команда во главе с компьютерным специалистом Эдрианом Трейлом из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге, штат Пенсильвания, подошла к этой проблеме с идеей создания онлайн-игры. "Вместо того, чтобы загружать мощные компьютеры, почему бы не предложить множеству людей сделать это?", говорит Трейл. Игроки игры, называемой EteRNA, получают целевые формы и могут формировать их в любом порядке.
С каждым изменением, компьютер рассчитывает вероятную форму сложенной молекулы РНК, что позволяет игрокам строить фигуру до тех пор, пока они не достигают своей цели.
Старт игры EteRNA произошел всего неделю назад, но она уже привлекла около 20 000 игроков. Сначала игроки оттачивают свое мастерство, проектируя простые формы. В течение нескольких месяцев их задачи становятся все труднее, моделируя реальный мир. Например, Трейл надеется разработать такую молекулу РНК, которая сможет менять свою форму в присутствии другой молекулы-мишени, таким образом выступая в качестве датчика.
"Быстрые эволюционные процессы говорят нам о значительной потери генного набора. Сегодняшняя хромосома Y у людей содержит всего около 200 генов, тогда как хромосома X - более 1 100 генов. Существует определенная вероятность того, что однажды хромосома Y вообще исчезнет. Если такое случится, то это будет означать, что люди станут однополыми существами женского пола. Скорее всего, к тому времени в генном наборе появятся либо какие-то другие половые хромосомы, либо просто появится класс генов, дающих сигнал к размножению и развитию потомства", - говорит профессор Екатерина Макова
Сегодняшняя хромосома Y у людей содержит всего около 200 генов, тогда как хромосома X - более 1 100 генов. Существует определенная вероятность того, что однажды хромосома Y вообще исчезнет
Ученые сравнили наборы ДНК хромосом X и Y в разных видах млекопитающих, в том числе и в организмах людей. Оказалось, что ДНК хромосомы Y у млекопитающих начала очень быстро эволюционировать примерно 80 млн лет назад, в то же время хромосома X остается сравнительно стабильной.
Хромосомы находятся в каждой клетке организма и именно их набор определяет индивидуальность каждого биологического вида. Женщины имеют набор из двух Х-хромосом, в то время как у мужчин присутствует, помимо одной Х-хромосомы еще У-хромосома, которая и определяет мужские признаки.
Отправлено: 02.03.11 14:01. Заголовок: Китайские физики пре..
Китайские физики предсказали новую химическую структуру углерода - так называемого Т-углерода. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а коротко о ней пишет портал Science News.
Структура Т-углерода.
Химический элемент углерод (латинское обозначение - С) известен ученым в виде нескольких аллотропных модификаций - простых веществ, составленных из атомов этого элемента и отличающихся по структуре и химическим свойствам. Наиболее распространенные природные аллотропные модификации углерода - это алмаз и графит, а в последние годы в лаборатории были также получены углеродные нанотрубки, фуллерены и графен (его создатели - ученые российского происхождения Андрей Гейм и Константин Новоселов удостоились в 2010 году Нобелевской премии).
Для получения новой аллотропной модификации углерода ученые заменили каждый атом в решетке алмаза на пирамидку (тетраэдр) из четырех углеродных атомов. Согласно расчетам исследователей, новый материал должен быть почти вдвое менее плотным, чем "прародитель" (его плотность составит 43 процента от плотности алмаза), но сохранять 65 процентов твердости алмаза. Теоретически, такой легкий и прочный материал мог бы использоваться в аэрокосмической промышленности или, например, для хранения водорода - газа, который некоторые специалисты считают топливом будущего.
На сегодня Т-углерод не получен на практике, и часть исследователей полагают, что синтезировать эту модификацию будет весьма затруднительно. Так, химик Артем Оганов, специализирующийся на изучении и предсказании структуры кристаллов (большое интервью с ним можно прочитать здесь), указывает, что углерод обладает способностью "объединяться" в самые различные структуры, большинство из которых нестабильны. Оганов полагает, что создать Т-углерод в лаборатории будет очень сложно именно из-за его возможной неустойчивости.
В 2010 году в веществе метеорита Хаверо, упавшего в Финляндии в 1971 году, удалось обнаружить две новые аллотропные модификации углерода. Подробнее об этом можно прочитать тут. А в 2009 году группе исследователей удалось получить еще одну форму углерода, названную многослойным эпитаксиальным графеном (МЭГ).
Отправлено: 02.03.11 16:15. Заголовок: Ученые создали оптич..
Ученые создали оптический микроскоп, который способен преодолеть дифракционный предел для видимого света - фундаментальное ограничение, которое накладывает запрет на минимальный размер разрешаемых при помощи микроскопа объектов. Работа исследователей появилась в журнале Nature Communications, а коротко о ней пишет Wired.
Золотые гранулы на поверхности образца.
Из-за дифракционного предела в микроскоп нельзя рассмотреть объекты, размер которых меньше половины длины волны используемого излучения. Для оптической микроскопии - то есть длин волн, различимых человеческим глазом, предельный размер объекта составляет около 200 нанометров. Примерно таков размер крупных вирусов и самых мелких бактерий. Для того чтобы изучать более миниатюрные объекты, ученые используют электронную и рентгеновскую микроскопию, а также новые методы, основанные на использовании метаматериалов (так называемые суперлинзы). Третий метод пока не вошел в повседневную практику, а первые два не позволяют исследовать живые объекты in situ - во время подготовки препарата они неизбежно погибают.
Для усиления "зоркости" оптического микроскопа авторы новой работы использовали так называемые исчезающие волны. Этим термином обозначают волны, испускаемые освещенным объектом, которые чрезвычайно быстро затухают с расстоянием. Чтобы получить большое количество таких волн, физики размещали на поверхности изучаемого объекта большое количество крошечных золотых гранул размером от 2 до 9 микрометров (микрометр - это одна миллионная часть метра).
Гранулы собирают свет, проходящий сквозь образец, а возникающие на их поверхности исчезающие волны фокусируются таким образом, чтобы они собирались при помощи стандартных линз, используемых в оптической микроскопии. Детали эксперимента уточняет BBC News.
Такая стратегия позволила ученым разглядеть объекты, размером до 50 нанометров. Так, исследователи получили четкие изображения желобков, остающихся после записи информации на дисках Blu-ray, а также отверстия в фольге диаметром около 50 нанометров.
Коллеги исследователей отнеслись к их работе с большим энтузиазмом, однако отметили, что пока ее нельзя назвать завершенной. Так, специалисты отмечают, что авторы не продемонстрировали возможности своего микроскопа для изучения живых систем - например, вирусов или бактерий. Эти объекты постоянно движутся, поэтому к задаче получить собственно изображение добавляется необходимость сфокусироваться.
В последнее время появилось сразу несколько работ, авторам которых удалось существенно улучшить эффективность существующих технологий микроскопии. Например, ученые смогли сфотографировать водородные связи и различить отдельные атомы.
Все даты в формате GMT
3 час. Хитов сегодня: 2
Права: смайлы да, картинки да, шрифты да, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет
vesti.ru novostinauki.ru elementy.ru zerx.ru compulenta.ru my.mail.ru torrentino.com earth-chronicles.ru ria.ru
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума
