Принцип работы лидарных датчиков заключается в отражении света лазеров от окружающих объектов и создании трехмерного облака точек. Первый современный трехмерный лидар был создан для конкурса DARPA Grand Challenge 2005 года, основного конкурса среди беспилотных автомобилей.
В наши дни многие эксперты продолжают рассматривать лидары в качестве ключевой технологии для беспилотных машин.
Оригинальный лидар 2005 года, созданный компанией Velodyne, имел вертикальный массив из 64 лазеров, которые вращались на 360 градусов, и каждый лазер в массиве должен быть тщательно выровнен с соответствующим детектором. Эта сложность привела к тому, что цена достигла $75 000. В наши дни высококлассные лидары по-прежнему стоят десятки тысяч долларов.
Сейчас десятки стартапов пытаются создать более дешевые лидары. Многие из них пытаются снизить цену, используя один лазерный луч, который сканируется в двухкоординатной модели.
Однако другие компании, работающие с лидарами, двигаются в другом направлении: они строят лидары с тысячами лазеров. Компания Sense продает лидары с 11 000 лазеров по цене $3000. Другая компания под названием Ibeo работает над лидаром, в котором будет более 10 000 лазеров.
Для ясности отметим, что новый лидар от Ibeo еще не выпущен, а потому мы не знаем насколько хорошо он будет работать, а показатели лидаров от Sense далеки от производительности лучших лидаров от Velodyne. Дальность лидаров от Sense – от 15 до 40 метров, в то время как некоторые модели Velodyne работают на расстоянии 200 метров.
Тем не менее, генеральный директор Sense Скотт Берроуз говорит, что их компания только начинает свою работу.
Источник: http://www.nnonewsnet.ru/

Команда исследователей из Университета Центральной Флориды и Техасского университета в Далласе впервые создала полые функциональные наноматериалы, которые могут быть использованы для создания высокочувствительных биосенсоров для скрининга рака на ранних стадиях. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Nano.
Полые наноматериалы обладают хорошими оптическими свойствами, благодаря чему их можно использовать для разработки улучшенных тест-систем для раннего выявления заболеваний. В настоящее время такие технологии зачастую недостаточно чувствительны для обнаружения маркеров различных типов рака. Но новый метод, созданный американскими учеными, может изменить это.
В обычных тест-системах наночастицы золота часто используются в качестве маркеров. Они соединены с антителами и могут быть легко обнаружены из-за оптического явления, называемого локализованным поверхностным плазмонным резонансом (ЛППР). Новый метод позволяет создавать полые материалы с такими свойствами.
По сравнению с твердыми аналогами такие наноструктуры обладают гораздо более сильной активностью ЛППР, благодаря чему создают более интенсивный цветовой сигнал. Поэтому при использовании таких частиц возможно повысить предел обнаружения, например, онкомаркеров, из-за увеличения интенсивности излучаемого света.
Авторы смогли создать такие полые материалы на основе серебра, золота, палладия и платины. Они также изготовили из них сенсоры, которые смогли определить присутствие в среде онкомаркера рака предстательной железы в концентрации до 0,1 нанограмма на миллилитр. Исследователи надеются, что их платформу для синтеза полых наноматериалов можно будет использовать не только для создания биосенсоров, но и в других областях.
Источник: https://indicator.ru/

Впервые физикам удалось «удержать» отдельные атомы на месте, чтобы наблюдать их уникальное взаимодействие Как сообщает Phys.org, новый эксперимент физиков Отагского университета (Новая Зеландия) обогатил современные знания о микроскопическом мире. Учёные изучили квантовый процесс, который до сих пор объяснялся только через статистическое усреднение из экспериментов с участием большого числа атомов.
Новый метод включает в себя фиксацию и охлаждение трёх атомов до температуры около одной миллионной Кельвина с использованием высокофокусированных лазерных лучей в вакуумной камере размером с тостер. Учёные медленно объединили ловушки, содержащие атомы, для создания контролируемых взаимодействий, которые после удалось измерить.
Когда три атома сближаются, два из них образуют молекулу, и все участники процесса получают удар энергии, выделяющейся в процессе. Камера микроскопа позволила увеличить и пронаблюдать весь процесс. Результаты эксперимента показали, что для образования молекулы потребовалось гораздо больше времени, чем ожидалось, по сравнению с другими экспериментами и теоретическими расчётами.
До сих пор подобный уровень детализации был недоступен в экспериментах со многими атомами. По словам исследователей, теперь они знают больше о том, как атомы сталкиваются и взаимодействуют друг с другом. С развитием этот метод может привести к созданию и контролю отдельных молекул определённых химических веществ.
Источник: https://naukatv.ru/

Химики Даляньского института химической физики Китайской академии наук создали новый фотокаталитический метод для преобразования биополиолов и сахаров в метанол и синтез-газ. Статья о разработке опубликована в журнале Nature Communications.
Метанол считается наиболее перспективным чистым жидким топливом будущего, объемы производства которого легко масштабируются. Кроме того, это химическое вещество используется для промышленного производства этилена и пропилена. В настоящее время метанол промышленно производится из природного газа и угля.
Сегодня наиболее перспективным считается производство метанола из возобновляемых и богатых углеродом ресурсов, а не из ископаемых. Синтез биогаза для получения метанола традиционно осуществляется с помощью газификации при высокой температуре (700–1000 °C). В ходе этого процесса обычно образуется смесь CO, CO2, углеводородов и водорода, а также кокса, полукокса и гудрона.
В новой работе китайские исследователи получили из биомассы полиолы и сахара, которые затем смогли преобразовать в метанол и синтез-газ (CO+H2). Это удалось сделать с помощью облучения системы ультрафиолетовым светом при комнатной температуре. Такой «биосинтез-газ» может быть дополнительно использован для синтеза метанола.
Целлюлозу и даже необработанные древесные опилки можно конвертировать в метанол или синтез-газ после предварительной обработки водородом или водой. Исследователи также нашли эффективный катализатор нового процесса. Им оказались наностержни оксида титана с нанесенным на них слоем частиц меди. Такая система селективно расщепляет одинарную связь между двумя углеродами в сырье, способствуя образованию метанола.
Используя этот процесс, ученые смогли получить метанол вместе с H2, который можно применять для нужд водородной энергетики. Также авторы смогли получить с помощью него синтез-газ с выходом CO в газовой фазе до 90%. Оказалось возможным «настроить» содержание углекислого и угарного газов в смеси, изменяя характеристики катализатора.
Источник: https://indicator.ru/

Красноярские физики исследуют параметры закрученной структуры (так называемых роллов) в дефектном слое жидкого кристалла в составе многослойной фотонной структуры. Изучение таких моделей перспективно для применения в различных оптоэлектронных устройствах.
В качестве функциональных элементов нанофотоники, оптоэлектроники и оптического приборостроения специалисты рассматривают многослойные фотонные структуры. Внимание ученых направлено, прежде всего, на фотонную запрещенную зону (или полосу непрозрачности), которая является уникальным свойством структуры и которую можно модифицировать. Это позволяет расширить границы применения фотонных кристаллов. Нарушения периодичности приводят к возникновению в запрещенной зоне дефектных мод (спектральных окон прозрачности).
Чередование слоев фотонной структуры дает разные оптические характеристики, поэтому физики используют комбинацию разных материалов. Например, в качестве дефектного слоя красноярскими учеными взят жидкий кристалл (нематик), поскольку он формирует фотонные структуры с контролируемыми спектральными характеристиками. В нематике специалисты изучали формирование закрученной периодической структуры, или абнормальных роллов (abnormal electroconvective rolls), в частности, как происходит данная трансформация и как благодаря этому идет преобразование поляризованных спектров.
Подход, предлагаемый красноярскими физиками к исследованию фотонной структуры, может быть использован для изучения особенностей пространственно-периодических структур в жидкокристаллических системах, а в дальнейшем использоваться в перестраиваемых спектральные фильтрах, поляризационных датчиках и оптических устройствах.
Источник: https://scientificrussia.ru/

Сотрудники лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ подробно изучили взаимодействие гибридных перовскитов с фокусированным лазерным излучением и усовершенствовали метод сборки перовскитных солнечных батарей при помощи лазерной резки. Результаты работы были опубликованы https://pubs.acs.org/…sami.9b21689 престижном международном журнале ACS Applied aterials & Interfaces.
Гибридные галогенидные перовскиты — новый класс полупроводниковых материалов, которые успешно используются в качестве светопоглощающего материала в солнечных батареях нового поколения — так называемых перовскитных солнечных элементах. Рекордный КПД таких солнечных элементов сегодня составляет более 25%, превышая рекордные значения для наиболее распространенных солнечных элементов на основе поликристаллического кремния.
При создании солнечных батарей большой площади распространенным подходом является разрезание большого листа солнечной батареи на более узкие полоски и их последовательное соединение – это позволяет повысить напряжение и КПД получаемого модуля. Однако при увеличении площади солнечной батареи КПД панели снижается из-за так называемых «мёртвых зон» – областей, где происходит последовательное соединение солнечных элементов и которые не участвуют в генерации электрического тока. Единственный способ уменьшить вклад мёртвых зон в общее падение КПД солнечной панели – уменьшение физического размера мёртвой зоны за счёт усовершенствования технологии лазерной резки материалов солнечного элемента.
Перовскитный солнечный элемент состоит из нескольких слоёв, при этом требуется разрезать строго определённые слои, не затронув остальные. Для эффективной реализации технологии лазерной резки необходимо глубокое понимание процессов, протекающих в гибридных перовскитах под действием лазерного излучения. В частности, излучение лазера может провоцировать каскад фотохимических реакций в глубине и на поверхности материала с выделением газообразных продуктов распада, затрудняющих управление параметрами резки.
В настоящей работе коллектив авторов провел детальное исследование протекающих термо- и фотохимических реакций под действием мощного лазерного излучения методом спектроскопии комбинационного рассеяния и определили основные продукты распада перовскита: молекулярный йод, полииодиды, иодид и оксид свинца. Учёные также обнаружили, что летучие продукты распада конденсируются на поверхности плёнок перовскита рядом с местом облучения лазерным пучком и приводят к ухудшению морфологии и изменению химического состава светопоглощающего материала. В результате размер «мёртвых зон» в процессе лазерной резки гибридных перовскитов увеличивается.
Сотрудники лаборатории предложили способ минимизации нежелательных процессов деградации плёнок перовскита с помощью применения направленного потока инертного газа в области резки. Данное решение позволило не только значительно снизить концентрацию газообразных продуктов распада перовскита вблизи поверхности пленки, но и избавиться от продукта окисления свинца (оксида свинца (II)), который является тугоплавким и накапливается в области облучения перовскита.
«Проведенное исследование позволило выявить фундаментальные особенности фото- и термохимической деградации гибридных перовскитов под действием лазерного излучения, и предложить практический подход по оптимизации методики лазерной резки гибридных перовскитов», — рассказал руководитель исследования Алексей Тарасов, кандидат химических наук, заведующий лабораторией новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ и старший научный сотрудник химического факультета МГУ.
Работа выполнена при участии исследователей Пекинского технологического института (BIT) и Берлинского технического университета (TU Berlin), а также при финансовой поддержке РФФИ (проект №19–53–53028/19).
Источник: https://scientificrussia.ru/

Ученые Дальневосточного федерального университета в сотрудничестве с зарубежными коллегами разработали сенсорный элемент на основе модифицированных наночастиц диоксида титана, декорированных золотом. Сенсор можно применять для обнаружения опасных химических соединений в воздухе, что чрезвычайно важно для мониторинга состояния окружающей среды и работы систем безопасности на производстве.
Статья об этом опубликована в журнале Applied Surface Science. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда.
Новый сенсор работает при обычной температуре, дополнительного нагрева анализируемых химических веществ не требуется. Это сложный наноматериал (нанопорошок), полученный в результате соединения материалов с противоположными свойствами: диэлектрика (диоксида титана) и металла (золота). Создать его удалось благодаря простой и экологически чистой технологии лазерной абляции в жидкости.
Ученые облучили находящиеся в воде наночастицы диоксида титана лазером и добавили к ним раствор тетрахлораурата натрия. В результате на поверхности более крупных частиц диоксида титана образовались частицы золота.
«Лазерная абляция в жидкости – эффективная технология синтеза химически чистых функциональных наноматериалов, строение и состав которых могут быть очень разнообразны. Технология привлекает своей простотой, безопасностью для окружающей среды и невысокой стоимостью. Наноматериалы, получаемые в процессе жидкофазной лазерной абляции, можно использовать не только для создания сенсоров, чувствительных к опасным газам, но и для самого широкого круга задач: от реализации хемо- и биосенсорных платформ до создания солнечных элементов нового поколения. Очень важно, что жидкая среда, в которой происходит процесс синтеза наноматериалов, является естественным барьером, препятствующим попаданию наночастиц в окружающую среду» — рассказал кандидат физико-математических наук Станислав Гурбатов, руководитель проекта по гранту РНФ, научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ (Владивосток).
Ученым удалось контролировать плотность декорирующих наночастиц золота на поверхности диоксида титана. За счет этого они настроили чувствительность сенсора к молекулам различных опасных соединений: аммиака, ацетальдегида и бензола, которые достаточно широко используются в химической промышленности.
«Новый сенсорный элемент меняет электрическую проводимость при контакте с молекулами газа. Это можно легко определить с помощью обычного электрометра при комнатной температуре. Полученные наноструктуры обладают высокой чувствительностью к газам-аналитам, что в совокупности с простой технологией изготовления и возможностью проводить измерения при комнатной температуре делает их привлекательными для коммерческого использования», — рассказал руководитель научного направления профессор Сергей Кулинич, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ, кандидат химических наук.
Новый газовый сенсор стал первой разработкой в рамках нового направления в ИШ ДВФУ «Синтез наноматериалов методом лазерной абляции в жидкостях».
Источник:
http://www.nanonewsnet.ru/

Исследователи из Канады и Америки научились управлять лучом света при помощи другого луча без их пересечения. Они создали гель, в котором параллельные пучки взаимодействуют друг с другом, меняя характеристики окружающего вещества, и в будущем эту взаимозависимость можно будет использовать для вычислений. Работа опубликована в The Proceedings of the National Academy of Sciences.
Современные процессоры основаны на полупроводниках, при помощи которых управляют электрическим током. Если для вычислений использовать свет, а не ток, это позволит сократить энергопотребление и увеличит скорость работы. Правда, для воплощения этой идеи необходимо создание эффективного аналога полупроводников для световых лучей. Дереку Мориму (Derek R. Morim) из университета Макмастера и его коллегам удалось получить гель, который может стать основой будущих оптических логических элементов.
Обычно пучок света на своем пути рассеивается. Но молекулы нового гидрогеля обратимо полимеризуются на пути лазера. Полимеризованный гель обладает большей рефракционной способностью, чем обычный. В результате луч начинает отражаться от стенок им же создаваемого канала и двигается без рассеяния, как в нити оптоволокна. Такой луч называют самосфокусированным.
Но ключевая особенность нового гидрогеля не в этом, самофокусирование наблюдалось и ранее. Главное, что проходящий по нему свет оставляет за собой широкий след из полимеризованных молекул, и за счет этого параллельные лучи, изменяя характеристики геля вокруг себя, влияют на интенсивность друг друга на значительном расстоянии, в десять раз большем, чем ширина пучка. Это позволяет при помощи одного луча управлять другим, так же как управляющее напряжение в полупроводниковом транзисторе контролирует протекание тока. Ранее в Австралии предложили использовать акустическую память для оптических чипов. Также умный гель позволил контролировать ввод инсулина пациенту без использования электроники.
Источник: https://nplus1.ru

Зарядка будет происходить автоматически и незаметно для пользователя — через экран, снабженный новой технологией превращения света в энергию на основе пленки с квантовыми точками.
Команда австралийских инженеров совершила прорыв в создании солнечной «кожи» на квантовых точках — им удалось сразу на 25% улучшить КПД генерации электрического тока под действием солнечной энергии. Их рекорд знаменует важный шаг к коммерческому применению технологии.
Инженеры-материаловеды из Университета Квинсленда побили мировой рекорд по преобразованию солнечной энергии в электричество при помощи квантовых точек — крошечных искусственных кристаллов. Эти наночастицы можно печатать на гибких листах и использовать как прозрачную искусственную кожу для питания мобильных телефонов и электромобилей, клеить на окна и другие поверхности, сообщает Guardian.
По сравнению с традиционными солнечными элементами, разработка австралийцев отличается малым весом, эластичностью и способностью работать при слабом освещении — в облачную погоду или в помещении.
Предыдущий рекорд по конверсии солнечного света в электричество с помощью квантовых точек составляет 13,4%. Команда профессора Вана Ляньчжоу добилась КПД 16,6%. Этот рекорд были признан Национальной лабораторией по изучению возобновляемой энергии (NREL) США.
По словам профессора Вана, прогресс почти на 25% — значительный шаг к коммерциализации этой технологии и сокращению эмиссии углекислого газа. Эта разница отделяет перспективную разработку от экономически выгодного процесса. Но на этом ученые не собираются останавливаться. Их цель — довести КПД до 20% (они уверены, что это достижимо) и разработать технологию серийного производства больших солнечных элементов.
«Мы собираемся и дальше бить рекорды в этой категории», — заявил Ван.
По словам Вана, его группа надеется за два года разработать готовый к коммерческому применению продукт, который позволит забыть о необходимости зарядки смартфонов — они смогут заряжаться самостоятельно через экран при любом освещении. А в течение трех-пяти лет на рынке должны будут появиться более габаритные решения — например, для питания электромобиля за счет его поверхностей, улавливающих свет и превращающих его в энергию.
Источник: https://hightech.plus/

За одну секунду вокруг и внутри нас происходит множество разнообразных и очень быстрых процессов. На то, чтобы один раз моргнуть нужно всего лишь 300 миллисекунд (0.3 с), а для одного разряда молнии хватит и 30 микросекунд (0.00003 с). Столь быстрые процессы поражают своей непродолжительностью, однако есть и те, скорость которых сложно даже представить.
Определенные химические реакции активируются за счет поглощения света. В первые мгновения после поглощения распределение электронов в электронной оболочке атома меняется, что сильно влияет на протекающую реакцию и ее исход. Эти электронные перестановки занимают невероятно малый временной отрезок, часто измеряемый в аттосекундах. А одна аттосекунда равна одной квинтиллионной доле секунды, т.е. 0.000000000000000001 секунд.
Отследить такие быстрые процессы крайне сложно, но вполне реально. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из Фрайбургского университета (Германия) создали новую методику, позволяющую наблюдать в реальном времени колебания электронов в электронной оболочке атомов благородных газов. Какие технологии легли в основу нового метода и что удалось зафиксировать? Ответы мы найдем в докладе ученых.
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/

Ученые нашли способ неинвазивного высвобождения лекарственных препаратов внутри раковых клеток. Это очередной шаг к созданию системы таргетной доставки противораковых препаратов. Результаты исследования опубликованы в журнале Laser and Photonics Reviews.
В настоящее время существуют лекарственные препараты, способные бороться со злокачественными новообразованиями, но для их эффективной работы нужны новые подходы таргетной доставки лекарств непосредственно к раковым клеткам, оставляя здоровые клетки нетронутыми. Одним из таких подходов является доставка лекарственных препаратов с помощью микро- и наночастиц, при которой создаются локально высокие концентрации препарата в зоне опухоли при минимальных системных концентрациях во всем организме.
Резонансные полупроводниковые наночастицы оксида железа — того самого, из которого состоит всем знакомая ржавчина, — способны локально нагреваться под воздействием лазера и преобразовывать получаемый свет в тепло. Если такие частицы включить в оболочку полимерных контейнеров-капсул для доставки биоактивных веществ в клетки, то можно будет, дистанционно нагревая их, управлять высвобождением лекарств в нужном месте и в нужное время.
Российским ученым в сотрудничестве с французскими и китайскими коллегами удалось разработать такие капсулы, распределив между собой роли в проекте. За синтез и оптические характеристики наночастиц оксида железа отвечали ученые Университета ИТМО — задачей наших ученых было сделать частицы-носители светочувствительными. Французские коллеги составили полное описание всего спектра структур полупроводниковых наночастиц. Коллеги из Китая визуализировали процесс вскрытия капсул с лекарством, а сотрудники Первого медицинского университета Санкт-Петербурга провели биологические эксперименты по доставке противоопухолевого препарата в первичные опухолевые клетки.
«Мы протестировали наши системы для доставки лекарств инвитро на стволовых и опухолевых клетках. Стволовые клетки в этом эксперименте были использованы как модель здоровых клеток, а опухолевые клетки — как модель больных клеток. В качестве контроля клетки были просто облучены лазером с теми же параметрами. В итоге действие противоопухолевого лекарства было направлено в отношении опухолевых клеток при облучении их лазером, в то время как в отношении здоровых клеток практически не наблюдалась токсичность лекарств. Таким образом были созданы эффективные светочувствительные системы для доставки лекарств в клетки», — приводятся в пресс-релизе Университета ИТМО слова Михаила Зюзин, одного из авторов исследования.
Преимущество оксида железа состоит в том, что этот материал — не только эффективный нанонагреватель, но и локальный нанотермометр. То есть при облучении частиц можно контролировать температуру, тем самым предотвращая перегрев здоровых клеток и тканей.
«Наночастицы в данном случае выступают как преобразователи света в тепло и одновременно как термометр. Дело в том, что измерить температуру традиционными способами на таких маленьких объектах крайне сложно. Например, есть разные методики, которые используют красители, которые при достижении определенной температуры выгорают и перестают светить. Но проблема в том, что это не многоразовая термометрия, а также она бинарна, то есть мы можем понять только: это выше какой-то температуры или ниже — да или нет. Конкретных показателей там не будет. А полупроводниковые наночастицы эффективно поглощают свет и преобразуют его в тепло. Из-за этого у него начинает немного меняться частота колебания кристаллической решетки и иначе начинает рассеиваться свет. По этим изменениям мы можем определить, насколько мы нагрели частицу, а также видим на спектрометре эти данные», — объясняет первый автор статьи Георгий Зограф.
Исследователи намерены продолжать работу и совершенствовать полученные результаты. На следующий год запланировано проведение доклинических исследований на лабораторных животных.
Источник: https://ria.ru/

Tout sur Kamagra ici https://www.kamelef.com/kamagra-ou-viagra.html.

Поиск