Ученые обратили внимание на то, что при возникновении асимметричной неустойчивости ток по струе заметно меньше полного тока в цепи. Это заставило предположить, что газ вокруг струи ионизируется и дополнительный ток течет по окружающей струю плазме, влияя на плотность распределения зарядов на поверхности струи и заставляя ее извиваться. Эта гипотеза позволила развить теорию асимметричной неустойчивости электродинамических струй и найти параметры, при которых струи должны быть устойчивы. Недавно ученые опубликовали свои выкладки в журнале Physical Review Letters.
Теория блестяще подтвердилась практикой. В ходе эксперимента удалось получить струи толщиной в сто нанометров, длиной до 8 миллиметров из сопла диаметром в полмиллиметра (то есть в пять тысяч раз толще струи). Длинная струя и широкое сопло позволяют избежать засоров и довести скорость печати линий до нескольких метров в минуту. Раньше линии такой толщины можно было получать только травлением или электронным пучком и не быстрее чем примерно микрон в минуту.
Все области приложения новой технологии сейчас даже трудно представить. Печать проводящими полимерами позволит создавать большие электронные схемы на гибкой основе, крупные дисплеи и сенсоры, напечатанные, например, прямо на крыле самолета. Печать быстро сохнущими полимерами даст нам трехмерные решетки для фотонных кристаллов, быстро останавливающие кровь тампоны и повязки и многое другое.
Ученые уже запатентовали свою технологию и лицензировали ее химической компании Vorbeck Materials, так что можно надеяться, что коммерческие продукты на ее основе не заставят себя ждать. ГА
В черной-черной комнате…
Новый "рекорд черноты" установили физики из Университета Райса. Разработанное ими покрытие из редко расположенных углеродных нанотрубок отражает лишь 45 тысячных процента падающего света.
Природа не любит ничего идеального. Самая лучшая зеркальная поверхность из серебра поглощает около двух процентов падающего света, а самая черная сажа отражает более четырех процентов. И чтобы приблизиться к идеалу, ученым приходится идти на всевозможные ухищрения. Черные покрытия нужны, например, для повышения эффективности солнечных коллекторов и различных фотоприемников. Без них трудно создать хороший телескоп или любой другой оптический прибор из-за рассеянного оптикой излучения, которое нужно собрать зачерненными стенками, чтобы оно не мешало.
Предыдущий рекорд черноты пять лет удерживали исследователи из Лондонской национальной физической лаборатории. Их покрытие из сплава никеля и фосфора, испещренное специальными кратерами, отражало 0,16% падающего излучения. Новое покрытие, почти вчетверо превысившее прежний рекорд, в сто раз "чернее" самой черной краски. Оно представляет собой редкий лес из углеродных нанотрубок диаметром 8–10 нм и длиной до миллиметра, которые расположены на расстоянии порядка 50 нм друг от друга. Длина трубок выбрана так, чтобы поверхность обладала определенной шероховатостью. Такое покрытие получается очень пористым и лишь на 3–5% состоит из углерода - в остальном это пустоты. Поэтому световая волна проникает в него почти не встречая препятствий на границе, а затем поглощается углеродом.
Механизм поглощения света в новом покрытии качественно иной, чем во всех существующих, и до конца еще не понятен. Он позволяет добиться малого отражения в широком диапазоне длин волн, при любой поляризации и почти любых углах падения излучения. К сожалению, механическая прочность агрегата невелика, хотя материал и выдерживает нагрев до полутора тысяч градусов.
Ученые намерены продолжить исследования, измерив свойства покрытия в инфракрасной и микроволновой области спектра. Кроме того, физики собираются разработать полноценную теорию материалов такого типа и даже вычислить "абсолютный минимум" их возможного отражения. ГА
Дикая, но…
Группа ученых под руководством доктора Хоуп Ишии (Hope Ishii), изучавших космическую пыль, доставленную зондом Stardust, опубликовала резюме своих исследований в журнале Science. Есть две новости: хорошая и плохая.
Плохая состоит в том, что пылинки, добытые с таким трудом, вовсе не являются образчиком того вещества, из которого когда-то формировалась Солнечная система.
Понять разочарование астрономов можно. Запущенный в 1999 году зонд Stardust, по замыслу авторов проекта, должен был посетить комету Вильда 2 (Wild 2), которая лишь в конце двадцатого века под влиянием Юпитера изменила свою орбиту и стала наведываться в центральную часть нашей планетной системы. До той поры (и это подтверждают расчеты) путь кометы пролегал вдали от Солнца, в областях, "не тронутых высокими температурами". Там, по соседству с планетами-гигантами и дальше, вплоть до существующего в теории облака Оорта, должны были образовываться кометы из того самого первоначального вещества, которое так мечтали заполучить ученые. Однако исследования ясно дали понять, что Вильда 2 родом не оттуда.
Вторая новость заключается в том, что вещество, из которого состоит Вильда 2, подвергалось сильному нагреву. Следовательно, давным-давно комета образовалась вблизи от Солнца, а уже потом была выброшена во внешние области. Этот факт хорош тем, что астрономов ткнули носом в их ошибочные теории. Астероиды и кометы до сих пор делили на два разных класса небесных тел, имеющих разный состав и происхождение. И вот оказалось, что Вильда 2 своим составом больше напоминает астероид. Деление на "черное" и "белое" совершенно себя не оправдало, и, по-видимому, в космосе полно тел, занимающих промежуточное положение. Не все кометы образовались вдали от Солнца, а существующие на этот счет теории придется если не переписывать, то изрядно подправлять.
Кроме того, ученым, поймавшим за хвост "не ту" комету, снова придется искать способ добраться до первоначального вещества. Как знать, может быть, в обозримом будущем за ним отправится второй зонд-пылесборник. АБ
Японский водопровод
Ученые из Национального института передовых промышленных исследований и технологий в Цукубе научились резать и сваривать углеродные нанотрубки не хуже обычных водопроводных труб.
Углеродные нанотрубки уже нашли массу приложений - от бронежилетов и водяных фильтров до электроники. Но работать с ними, как с обычными трубами, толком пока никто не умеет. Какая нанотрубка получилась, та и идет в дело. А если она слишком коротка или, наоборот, длинновата? Или нужно посередине сделать отвод, чтобы получился, например, транзистор? Решить такие задачи удалось японским специалистам.
Проще всего оказалось нанотрубки резать. Для этого рядом с местом будущего разреза к трубке присоединяют два электрода и пропускают по ним относительно большой ток (для однослойной нанотрубки достаточно десяти миллиампер). Под действием тока трубка, становясь все тоньше и тоньше, разделяется на две, с закрытыми идеальными углеродными "шапочками" концами.
Сварить две одинаковые нанотрубки тоже оказалось на удивление просто. Два конца соединяют "заглушками" и снова пропускают электрический ток. Когда ток достигает определенного порога (около шести миллиампер), нанотрубки срастаются, причем так быстро, что ученые пока не могут понять, как именно это происходит. Резка и сварка получаются просто идеально. Исследователям удалось разрезать, а затем снова сварить одну и ту же нанотрубку семь раз подряд без заметного ухудшения ее свойств.
Но если взять две нанотрубки разного диаметра, то сварить их уже не так-то просто. При достижении порогового значения тока нанотрубки вроде бы соединяются, но потом соединение быстро разрушается. Многочисленные попытки никак не приводили к успеху. Оказалось, что проблема связана с различиями в структуре соединений атомов углерода. У нанотрубок разного диаметра структура, как правило, разная. Поэтому без значительной перестройки связей соседних атомов углерода прочного соединения не получается.
Чтобы решить эту проблему, ученые использовали частички вольфрама. Вольфрам, будучи хорошим катализатором для углерода, помогает атомам найти оптимальные взаимосвязи и выстроить прочную структуру. С вольфрамовым катализатором за счет отжига удается получить плавное бесшовное соединение нанотрубок практически любого диаметра.
Разумеется, такая резка и сварка нанотрубок "вручную" под наблюдением электронного микроскопа хороша лишь для научных лабораторий, но как только она будет отработана, можно будет задуматься и о промышленном варианте. ГА
В тени экскаватора
"Атака коварных хакеров" с подбором паролей и захватом суперкомпьютера давно стала неотъемлемой частью боевиков. Но жизнь и проще, и интереснее. Backhoe fade (англ. "эффект экскаватора"), как шутливо называют на Западе механическое повреждение кабельных линий связи, пока остается самой страшной напастью ИТ-инфраструктуры. Словно в анекдоте, герои которого наслаждаются скоростным Интернетом через плавающий в ведре маршрутизатор, доисторическим китом, удерживающим на своей могучей спине глобальную компьютерную сеть, и поныне выступают протянутые между континентами подводные кабели. Зацепите парочку из них якорем корабля - и десятки стран окажутся на грани паники. Примерно так все и происходило в конце января в районе Средиземного моря.
