что в нанотехнологии означает аббревиатура nems
Что в нанотехнологии означает аббревиатура nems
Появление и развитие MЕMS и NEMS — технологии
МЭМС представляют собой трехмерные микрообъекты и микромашины: моторы, насосы, турбины, микророботы, микродатчики или целые аналитические микролаборатории, выполненные на кремниевой подложке.
Рис 111. Современные МЭМС_
Традиционный микропроцессор способен лишь на то, чтобы решать определенный алгоритм и выдавать тот или иной результат вычислений. Микроэлектромеханические же устройства способны не только обрабатывать определенные данные, но и выполнять некоторые движения, то есть выступать в роли микророботов.
Рис 112. Уже изготовленные НЭМС_
* Пперепечатано с www.memx.com
** Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Рис 113. Машина Чарльза Бэббиджа*
* Перепечатано с http://old.ej.ru/033/btw/any/
При этом его вычислительная мощность _ 1016 операций в секунду, что можно приравнять к производительности современного персонального компьютера Penthium IV с тактовой частотой 1 ГГц. Если представить себе такой механокомпьютер в сравнении с красной кровяной клеткой (эритроцитом), то эритроцит будет больше в 10_15 раз! Если использовать эти наноустройства для хранения информации, то полученная механическая память будет выгоднее по плотности данных, чем современные электромагнитные системы. Вероятно, что механопамять обгонит по емкости даже те магнитные устройства, которые по нынешним технологиям изготовления приближаются к физическому пределу плотности информации для магнитных устройств.
Рис 114. Принцип действия механотранзистора
Рис 115. МЭМС_ячейка памяти*
* Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Исследователи заверяют, что наномеханические ключи могут достичь скорости до миллиарда циклов в секунду. При этом их размеры могут быть меньше тех, которые изготовлены экспериментально.
носителей заряда механическим путем.
Рис 116. Наномеханический осциллятор Блайка*
* Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Осциллятор исследователи изготовили из кремния по технологии SOI (silicon_on_insulator: слой кремния на слое изолятора) в несколько этапов. Сначала с помощью электронно_лучевой литографии нанесли на кремниевую поверхность золотую маску, которая повторяла геометрию устройства, а также алюминиевую маску травления (для тех участков, которые надо удалить). Далее был вытравлен механический маятник и его туннельные контакты (с точностью до 10 нм).
В обычных микроэлектронных транзисторах переносится около 100.000 электронов, чтобы обеспечить состояние 1 или 0. В новом электромеханическом транзисторе эту роль выполняет
один электрон. Преимущества нового устройства – в отсутствии тепловых шумов, так как сток и исток физически разделены. Также уменьшится энергопотребление устройства, собранного
на этих транзисторах.
С помощью НЭМС также можно будет создать наноманипуляторы – устройства, способные выполнять управляемый механосинтез или просто перемещать отдельные молекулы. Над созданием подобного устройства сейчас работает ряд крупнейших компаний и лабораторий.
Уже созданы проекты манипуляторов, нопока еще ни один из них не воплотился в реальность.
Многообразие вариантов и областей применения МЭМС и НЭМС ограничено только нашим воображением. Одним из эффективных приложений МЭМС_технологии сегодня являются датчики, или сенсоры.
Что в нанотехнологии означает аббревиатура nems
Появление и развитие MЕMS и NEMS — технологии
МЭМС представляют собой трехмерные микрообъекты и микромашины: моторы, насосы, турбины, микророботы, микродатчики или целые аналитические микролаборатории, выполненные на кремниевой подложке.
Рис 111. Современные МЭМС_
Традиционный микропроцессор способен лишь на то, чтобы решать определенный алгоритм и выдавать тот или иной результат вычислений. Микроэлектромеханические же устройства способны не только обрабатывать определенные данные, но и выполнять некоторые движения, то есть выступать в роли микророботов.
Рис 112. Уже изготовленные НЭМС_
* Пперепечатано с www.memx.com
** Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Рис 113. Машина Чарльза Бэббиджа*
* Перепечатано с http://old.ej.ru/033/btw/any/
При этом его вычислительная мощность _ 1016 операций в секунду, что можно приравнять к производительности современного персонального компьютера Penthium IV с тактовой частотой 1 ГГц. Если представить себе такой механокомпьютер в сравнении с красной кровяной клеткой (эритроцитом), то эритроцит будет больше в 10_15 раз! Если использовать эти наноустройства для хранения информации, то полученная механическая память будет выгоднее по плотности данных, чем современные электромагнитные системы. Вероятно, что механопамять обгонит по емкости даже те магнитные устройства, которые по нынешним технологиям изготовления приближаются к физическому пределу плотности информации для магнитных устройств.
Рис 114. Принцип действия механотранзистора
Рис 115. МЭМС_ячейка памяти*
* Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Исследователи заверяют, что наномеханические ключи могут достичь скорости до миллиарда циклов в секунду. При этом их размеры могут быть меньше тех, которые изготовлены экспериментально.
носителей заряда механическим путем.
Рис 116. Наномеханический осциллятор Блайка*
* Перепечатано с www.cmp.caltech.edu
Осциллятор исследователи изготовили из кремния по технологии SOI (silicon_on_insulator: слой кремния на слое изолятора) в несколько этапов. Сначала с помощью электронно_лучевой литографии нанесли на кремниевую поверхность золотую маску, которая повторяла геометрию устройства, а также алюминиевую маску травления (для тех участков, которые надо удалить). Далее был вытравлен механический маятник и его туннельные контакты (с точностью до 10 нм).
В обычных микроэлектронных транзисторах переносится около 100.000 электронов, чтобы обеспечить состояние 1 или 0. В новом электромеханическом транзисторе эту роль выполняет
один электрон. Преимущества нового устройства – в отсутствии тепловых шумов, так как сток и исток физически разделены. Также уменьшится энергопотребление устройства, собранного
на этих транзисторах.
С помощью НЭМС также можно будет создать наноманипуляторы – устройства, способные выполнять управляемый механосинтез или просто перемещать отдельные молекулы. Над созданием подобного устройства сейчас работает ряд крупнейших компаний и лабораторий.
Уже созданы проекты манипуляторов, нопока еще ни один из них не воплотился в реальность.
Многообразие вариантов и областей применения МЭМС и НЭМС ограничено только нашим воображением. Одним из эффективных приложений МЭМС_технологии сегодня являются датчики, или сенсоры.
Что в нанотехнологии означает аббревиатура nems
1 NEMS
2 NEMS
3 NEMS
4 NEMS
5 NEMS
6 NEMS
7 NEMS
8 NEMS
9 NEMS
10 NEMS
См. также в других словарях:
NEMS — may refer to; Nanoelectromechanical systems National Energy Modeling System Nems (rapper) NEMS Enterprises (label), based in Argentina NEMS Records, or NEMS Records Tapes or Nems Records Ltd. a record label from London that existed from 1975 to… … Wikipedia
Nems — (n[e^]mz), n. (Zo[ o]l.) The ichneumon. [1913 Webster] … The Collaborative International Dictionary of English
nems — (nèms ) s. m. Nom imposé à l ichneumon gris (mammifères digitigrades) de Lesson, par Buffon, qui le place en Afrique, tandis que Geoffroy Saint Hilaire dit qu il habite l Inde, LEGOARANT. Les Arabes appellent nems, l ichneumon de Pharaon… … Dictionnaire de la Langue Française d’Émile Littré
NEMS — /nemz/ abbrev Nanoelectromechanical systems … Useful english dictionary
NEMS — Nanosystème électromécanique Les NEMS pour Nano Electro Mechanical Systems, en français : Systèmes ElectroMécaniques Nanométriques ; on parle aussi de Nanosystèmes. Ce sont des dispositifs analogues aux MEMS, mais à l échelle du… … Wikipédia en Français
Nems — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Nems ou NEMS peuvent désigner : Le nem est un plat traditionnel du Viêt Nam Un Nanosystème électromécanique (NEMS, Nano Electro Mechanical Systems)… … Wikipédia en Français
NEMS — North End Music Stores (Business » Firms) **** Nano Electro Mechanical Structures (Academic & Science » Electronics) National Energy Modeling System (Academic & Science » Physics) … Abbreviations dictionary
NEMS — nine equivalents of nursing manpower use score … Medical dictionary
NEMS — 1. NASA Equipment Management System Contributor: GSFC 2. Nimbus E Microwave Spectrometer Contributor: CASI … NASA Acronyms
NEMS — National Exchange Market System Национальная система биржевого рынка … Финансово-инвестиционный толковый словарь
10 нанотехнологий с удивительным потенциалом
Попробуйте вспомнить какое-нибудь каноническое изобретение. Вероятно, кто-то сейчас представил себе колесо, кто-то самолет, а кто-то и «айпод». А многие ли из вас подумали об изобретении совсем нового поколения — нанотехнологиях? Этот мир малоизучен, но обладает невероятным потенциалом, способным подарить нам действительно фантастические вещи. Удивительная вещь: направление нанотехнологий не существовало до 1975 года, даже несмотря на то, что ученые начали работать в этой сфере гораздо раньше.
Не только в процессорах используются нанотехнологии
Невооруженный глаз человека способен распознать объекты размером до 0,1 миллиметра. Мы же сегодня поговорим о десяти изобретениях, которые в 100 000 раз меньше.
Электропроводимый жидкий металл
За счет электричества можно заставить простой сплав жидкого металла, состоящий из галлия, иридия и олова, образовывать сложные фигуры или же наматывать круги внутри чашки Петри. Можно с некоторой долей вероятности сказать, что это материал, из которого был создан знаменитый киборг серии T-1000, которого мы могли видеть «Терминаторе 2».
«Мягкий сплав ведет себя как умная форма, способная при необходимости самостоятельно деформироваться с учетом изменяющегося окружающего пространства, по которому он движется. Прямо как мог делать киборг из популярной научно-фантастической киноленты», — делится Джин Ли из университета Цинхуа, один из исследователей, занимавшихся данным проектом.
Этот металл биомиметический, то есть он имитирует биохимические реакции, хотя сам не является биологическим веществом.
Управлять этим металлом можно за счет электрических разрядов. Однако он и сам способен самостоятельно передвигаться, за счет появляющегося дисбаланса нагрузки, которое создается разностью в давлении между фронтальной и тыльной частью каждой капли этого металлического сплава. И хотя ученые считают, что этот процесс может являться ключом к конвертации химической энергии в механическую, молекулярный материал в ближайшем будущем не собираются использовать для строительства злых киборгов. Весь процесс «магии» может происходить только в растворе гидроксида натрия или соляном растворе.
Как работают нанопластыри
Таким можно не только царапину заклеить
Трипанофобы, возрадуйтесь! В самом ближайшем будущем вам, возможно, больше не придется бояться иголок. Исследователи из Йоркского университета работают над созданием специальных пластырей, которые будут предназначаться для доставки всех необходимых лекарств внутрь организма без какого-либо использования иголок и шприцов. Пластыри вполне себе обычного размера приклеиваются к руке, доставляют определенную дозу наночастиц лекарственного средства (достаточно маленькие, чтобы проникнуть через волосяные фолликулы) внутрь вашего организма. Наночастицы (каждая размером менее 20 нанометров) сами найдут вредоносные клетки, убьют их и будут выведены из организма вместе с другими клетками в результате естественных процессов.
Ученые отмечают, что в будущем такие нанопластыри можно будет использовать при борьбе с одним из самых страшных заболеваний на Земле — раком. В отличие от химиотерапии, которая в таких случаях чаще всего является неотъемлемой частью лечения, нанопластыри смогут в индивидуальном порядке находить и уничтожать раковые клетки и оставлять при этом здоровые клетки нетронутыми. Проект нанопластыря получил название «NanJect». Его разработкой занимаются Атиф Сайед и Закария Хуссейн, которые в 2013 году, еще будучи студентами, получили необходимое спонсирование в рамках краудсорсинговой компании по привлечению средств.
Остается лишь понадеяться, что нанопластыри доведут до ума, выпустят в продажу и не в коем случае не совместят эту разработку с технологией жидкого металла, о которой мы писали выше.
Нанофильтр для воды
В современных реалиях очень актуально
Помните катастрофу, связанную со взрывом нефтяной платформы BP и разливом нефти в Мексиканском заливе, которая произошла в 2010 году? В будущем подобные аварии помнить не будут, если у исследователей из штата Огайо все получится. И все благодаря специальной разрабатываемой пленке толщиной несколько нанометров. При использовании этой пленки в сочетании с тонкой сеткой из нержавеющей стали нефть отталкивается, и вода в этом месте становится первозданно чистой.
Что интересно, на создание нанопленки ученых вдохновила сама природа. Листья лотоса, также известного как водяная лилия, обладают свойствами, противоположными свойствам нанопленки: вместо нефти они отталкивают воду. Ученые уже не первый раз подглядывают у этих удивительных растений их не менее удивительные свойства. Результатом этого, например, стало создание супергидрофобных материалов в 2003 году. Что же касается нанопленки, исследователи стараются создать материал, имитирующий поверхность водяных лилий, и обогатить его молекулами специального очищающего средства. Само покрытие невидимо для человеческого глаза. Производство будет недорогим: примерно 1 доллар за квадратный фут.
Очиститель воздуха для подводных лодок
Под водой особенно важно иметь чистый воздух
Вряд ли кто-то задумывался о том, каким воздухом приходится дышать экипажам подводных лодок, кроме самих членов экипажа. А между тем очистка воздуха от двуокиси углерода должна производиться немедленно, так как за одно плаванье через легкие команды подлодки одному и тому же воздуху приходится проходить сотни раз. Для очистки воздуха от углекислого газа используют амины, обладающие весьма неприятным запахом.
Для решения этого вопроса была создана технология очистки, получившая название SAMMS (аббревиатура от Self-Assembled Monolayers on Mesoporous Supports). Она предлагает использование специальных наночастиц, помещенных внутрь керамических гранул. Вещество обладает пористой структурой, благодаря которой оно поглощает избыток углекислого газа. Различные типы очистки SAMMS взаимодействуют с различными молекулами в воздухе, воде и земле, однако все из этих вариантов очисток невероятно эффективны. Всего одной столовой ложки таких пористых керамических гранул хватит для очистки площади, равной одному футбольному полю.
Что такое нанопроводники
Никола Тесла заценил бы такие открытия
Исследователи Северо-Западного университета (США) выяснили, как создать электрический проводник на наноуровне. Этот проводник представляет собой твердую и прочную наночастицу, которая может быть настроена на передачу электрического тока в различных противоположных направлениях. Исследование показывает, что каждая такая наночастица способна эмулировать работу «выпрямителя тока, переключателей и диодов». Каждая частица толщиной 5 нанометров покрыта положительно заряженным химическим веществом и окружена отрицательно заряженными атомами. Подача электрического разряда реконфигурирует отрицательно заряженные атомы вокруг наночастиц.
Потенциал у технологии, как сообщают ученые, небывалый. На ее основе можно создавать материалы, «способные самостоятельно изменяться под определенные компьютерные вычислительные задачи». Использование этого наноматериала позволит фактически «перепрограммировать» электронику будущего.
Аппаратные обновления станут такими же легкими, как и программные. Помимо этого, нанопроводник имеет и другой потенциал использования и может стать своеобразным трехмерным мостом между различными технологиями. Благодаря тому, что его совместимость может быть запрограммирована, он обладает удивительной адаптивностью.
Нанотехнологическое зарядное устройство
Айфон, который держит зарядку год? Почему бы нет
Когда эту штуку создадут, то вам больше не потребуется использовать никакие проводные зарядные устройства. Новая нанотехнология работает как губка, только впитывает не жидкость. Она высасывает из окружающей среды кинетическую энергию и направляет ее прямо в ваш смартфон. Основа технологии заключается в использовании пьезоэлектрического материала, который генерирует электричество, находясь в состоянии механического напряжения. Материал наделен наноскопическими порами, которые превращают его в гибкую губку.
Официальное название этого устройства — «наногенератор». Такие наногенераторы могут однажды стать частью каждого смартфона на планете или же частью приборной панели каждого автомобиля, а возможно, и частью каждого кармана одежды — гаджеты будут заряжаться прямо в нем. Кроме того, технология имеет потенциал использования на более масштабном уровне, например, в промышленном оборудовании. По крайней мере так считают исследователи из Висконсинского университета в Мадисоне, создавшие эту удивительную наногубку.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на нас в Яндекс.Дзен, чтобы не пропускать новые материалы!
Искусственная сетчатка
Так слепых людей вообще не останется
Будущее искусственного зрения видится настолько ярким, что здесь не обойтись без солнцезащитных очков… или специальной нанопленки, предназначающейся для имитации сетчатки ваших глаз. Израильская компания Nano Retina разрабатывает интерфейс, который будет напрямую подключатся к нейронам глаза и передавать результат нейронного моделирования в мозг, заменяя сетчатку и возвращая людям зрение.
Эксперимент на слепой курице показал надежду на успешность проекта. Нанопленка позволила курице увидеть свет. Правда, до конечной стадии разработки искусственной сетчатки для возвращения людям зрения пока еще далеко, но наличие прогресса в этом направлении не может не радовать.
Nano Retina — не единственная компания, которая занимается подобными разработками, однако именно их технология на данный момент видится наиболее перспективной, эффективной и адаптивной. Последний пункт наиболее важен, так как мы говорим о продукте, который будет интегрироваться в чьи-то глаза. Похожие разработки показали, что твердые материалы непригодны для использования в подобных целях.
И последнее. Так как технология разрабатывается на нанотехнологическом уровне, она позволяет исключить использование металла и проводов, а также избежать низкого разрешения моделируемой картинки.
Светящаяся одежда
Нет, это не концерт из 80-х
Шанхайские ученые разработали светоотражающие нити, которые можно использовать при производстве одежды. Основой каждой нити является очень тонкая проволока из нержавеющей стали, которую покрывают специальными наночастицами, слоем электролюминесцентного полимера, а также защитной оболочкой из прозрачных нанотрубок. В результате получаются очень легкие и гибкие нитки, способные светиться под воздействием своей собственной электрохимической энергии. При этом работают они на гораздо меньшей мощности, по сравнению с обычными светодиодами.
Недостаток технологии заключается в том, что «запаса света» у ниток хватает пока всего лишь на нескольких часов.
Однако разработчики материла оптимистично считают, что смогут увеличить «ресурс» своего продукта как минимум в тысячу раз. Даже если у них все получится, решение другого недостатка пока остается под вопросом. Стирать одежду на основе таких нанониток, скорее всего, будет нельзя.
Как бы там ни было, ученые считают, что можно рассмотреть варианты использования таких ниток в биомедицине. А что касается мытья, то из нанониток вполне можно будет создавать вещи, которые обычно не так часто подвергаются стирке, вроде сигнальных жилетов и бейсболок.
Наноиглы для восстановления внутренних органов
Такие иглы позволят проводить самые сложные операции
Нанопластыри, о которых мы говорили выше, разработаны специально для замены игл. А что, если сами иглы были бы размером всего несколько нанометров? В таком случае они могли бы изменить наше представление о хирургии, или по крайней мере существенно ее улучшить.
Совсем недавно ученые провели успешные лабораторные испытания на мышах. С помощью крошечных игл исследователи смогли ввести в организмы грызунов нуклеиновые кислоты, способствующие регенерации органов и нервных клеток и тем самым восстанавливающие утерянную работоспособность. Когда иглы выполняют свою функцию, они остаются в организме и через несколько дней полностью в нем разлагаются. При этом никаких побочных эффектов во время операций по восстановлению кровеносных сосудов мышц спины грызунов с использованием этих специальных наноигл ученые не обнаружили.
Если брать в расчет человеческие случаи, то такие наноиглы могут использоваться для доставки необходимых средств в организм человека, например, при трансплантации органов. Специальные вещества подготовят окружающие ткани вокруг трансплантируемого органа к быстрому восстановлению и исключат возможность отторжения. Другим способом применения этих игл может стать «перепрограммирование» поврежденных во время ожогов клеток на быстрое самовосстановление и возвращение их функций. При этом без каких-либо шрамов.
Трехмерная химическая печать
Молекулы позволят вывести 3D-печать на новый уровень
Только представьте себе 3D-принтер, способный работать сразу со множеством различных материалов. Химик Иллинойского университета Мартин Берк — настоящий Вилли Вонка из мира химии. Используя коллекцию молекул «строительного материала» самого разного назначения, он может создавать огромное число различных химических веществ, наделенных всевозможными «удивительными и при этом естественными свойствами». Например, одним из таких веществ является ратанин, который можно найти только в очень редком перуанском цветке.
Потенциал синтезирования веществ настолько огромен, что позволит производить молекулы, использующиеся в медицине, при создании LED-диодов, ячеек солнечных батарей и тех химических элементов, на синтезирование которых даже у самых лучших химиков планеты уходили годы.
Возможности нынешнего прототипа трехмерного химического принтера пока ограничены. Он способен создавать только новые лекарственные средства. Однако Берк надеется, что однажды он сможет создать потребительскую версию своего удивительного устройства, которая будет обладать куда большими возможностями. Вполне возможно, что в будущем такие принтеры будут выступать в роли своеобразных домашних фармацевтов.