Китайские разработчики продемонстрировали легкие полимерные крылья для роботов-насекомых: не требуя никакого питания, они взмахивают сами, под действием света.
Создавая все более миниатюрные летающие аппараты, инженеры острее испытывают сложности с их питанием — пожалуй, наиболее массивной и объемной частью таких систем. Неудивительно, что разработчики то и дело экспериментируют с самыми разными нестандартными способами обеспечить своих «робонасекомых» энергией.
Новый инновационный подход к решению этой проблемы продемонстрировали Ниньгуй Юань (Ningyi Yuan) и Цзяньнин Дин (Jianning Ding) и их коллеги из Университетов Чанчжоу и Цзянсу. В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, китайские разработчики описывают «гибкое биобабочкино крыло» (Flexible Bio-Butterfly Wing, FBBW), позволяющее крыльям летательного микроаппарата взмахивать самостоятельно, под действием обычного солнечного света.
FBBW состоит из гибкой полимерной пленки, верхняя поверхность которой покрыта тончайшим слоем наноразмерных металлических кристаллов. Излучение, падающее на эту поверхность, разогревает крыло и заставляет его структуры расширяться. При этом полимер — фторэтиленпропилен (фторированный этилен-пропилен, FEP) — расширяется сильнее верхнего металлического слоя, заставляя структуру деформироваться.
Как только крыло скручивается, его верхняя поверхность оказывается в тени. Оно моментально остывает и расправляется, готовое к следующему циклу работы. На испытаниях прототип FBBW закрепили одним концом на неподвижной основе, заставляя крыло изгибаться и взмахивать.
Варьируя различные параметры его работы, инженеры добились частоты взмахов почти в 4,5 Гц — больше, чем у настоящих живых бабочек. Авторы продемонстрировали и некоторые реальные способы применения технологии FBBW, включая миниатюрную плавающую машину и генератор, вырабатывающий электричество из взмахов «солнечного крыла».
Источник: https://naked-science.ru/

Китайские ученые создали прототип контактной линзы, отображающей уровень увлажнения глаза и внутриглазного давления с помощью изменения цвета. Линза состоит из гидрогеля с пористой структурой фотонного кристалла, которая меняется при изменении концентрации воды и меняет свою окраску.
Разработку успешно испытали на кролике, говорится в статье, опубликованной в журнале Journal of Materials Chemistry B. Ученые уже не первый год разрабатывают умные контактные линзы, которые можно использовать не только для коррекции зрения, но и в качестве медицинского датчика. Большая часть исследований в этой сфере сконцентрирована на анализе состава слезы на предмет веществ-маркеров, концентрация которых коррелирует с их концентрацией в крови.
Например, существует несколько прототипов линз с индикатором глюкозы, которые в перспективе могут заменить обычные прокалывающие глюкометры.
На текущем этапе развития технологий эти линзы обычно работают за счет внешнего источника энергии, хотя недавно корейские инженеры создали прототип автономной линзы на ионисторе.
Сюэминь Ду (Xuemin Du) и его коллеги из Шэньчжэньского института передовых технологий предложили использовать пассивную конструкцию без электрических компонентов, которая, однако, способна отображать два физиологических параметра глаза: увлажнение и внутреннее давление.
Источник:т http://www.nanonewsnet.ru/

Исследовательская лаборатория Университета Рочестера, которая недавно использовала лазеры для создания непотопляемых металлических структур, теперь продемонстрировала, как та же технология может быть использована для создания высокоэффективных солнечных генераторов энергии.
В статье, опубликованной в 4 февраля в журнале Light: Science & Applications today, профессор Чунлэй Гуо описывает мощные фемтосекундные лазерные импульсы для травления металлических поверхностей с наноразмерной структурой, которая избирательно поглощают свет только на солнечных волнах.
Много лет назад лаборатория Чунлэй Гуо разработала технологию черного металла, которая превратила блестящие металлы в черный цвет.
“Но чтобы сделать идеальный солнечный поглотитель, — говорит Гуо, — нам нужно больше, чем черный металл, и результатом является этот избирательный поглотитель.”
Эта поверхность не только увеличивает абсорбциу энергии от солнечного света, но также уменьшает тепловыделение на других длинах волны, в действительности, “делая совершенный металлический солнечный амортизатор говорит Guo.
«Это будет полезно для любого теплового поглотителя солнечной энергии или устройства для сбора урожая, особенно в местах с обильным солнечным светом”, — добавляет профессор.
Исследователи экспериментировали с алюминием, медью, сталью и вольфрамом и обнаружили, что вольфрам, обычно используемый в качестве теплового солнечного поглотителя, имеет самую высокую эффективность солнечного поглощения при обработке новыми наноразмерными структурами. Это улучшило эффективность термального электрического поколения до 130 процентов в сравнение с необработанным вольфрамом.
Лаборатория также использовала технологию фемтосекундного лазерного травления для создания сверхгидрофобных (водоотталкивающих) и сверхгидрофильных (водовозвращающих) металлов. Например, в ноябре 2019 года ученые сообщили о создании металлических конструкций, которые не тонут, независимо от того, как часто они погружаются в воду или насколько они повреждены.
Эта новая статья, однако, расширяет первоначальную работу лаборатории с фемтосекундным лазерным травлением черного металла.
Прежде чем создать воду, притягивающую и отталкивающую металлы, Гуо и его помощник Анатолий Воробьев продемонстрировали использование фемтосекундных лазерных импульсов для превращения практически любого металла в черный цвет. Поверхностные структуры, созданные на металле, были невероятно эффективны для захвата входящего излучения, такого как свет. Но они захватывали свет в широком диапазоне длин волн.
Впоследствии его команда использовала аналогичный процесс для изменения цвета ряда металлов до различных цветов, таких как синий, золотой и серый, в дополнение к уже достигнутому черному. Это может помочь в изготовлении цветных фильтров и оптических спектральных устройств на автомобильных заводах, использующих один лазер для производства автомобилей разных цветов; гравировку полноцветной фотографии семьи на дверь холодильника; или предложение с золотым обручальным кольцом, которое соответствует цвету голубых глаз вашей невесты.
Лаборатория также использовала первоначальный метод черного и цветного металла для создания уникального массива нано-и микроразмерных структур на поверхности регулярной вольфрамовой нити накала, что позволяет лампочке светиться более ярко при том же потреблении энергии. Иванов Дмитрий
Источник: https://planet-today.ru/

Российские физики сделали алмазную микролинзу для фокусировки сильного рентгеновского излучения: для ее фабрикации ученые впервые использовали ионно-лучевую литографию.
Система из трех последовательных линз позволила достичь дифракционного предела при фокусировании, что открывает дорогу к рентгеновской микроскопии с нанометровым разрешением. Работа опубликована в журнале Optics Express.
В последние годы синхротроны находят множество применений в микроскопических исследованиях. Однако, из-за необычного для современной оптики диапазона, встает вопрос о создании оптических элементов для источников рентгеновского излучения. За годы развития этой области составные преломляющие линзы стали одним из основных инструментов для работы с рентгеновским излучением из-за их слабой чувствительности к отклонениям в форме линзы, простоты использования и универсальности.
Для создания качественной оптической системы необходимо уметь делать линзы с маленьким радиусом кривизны, который обеспечивает меньшее фокусное расстояние, что позволяет получить большую апертуру и разрешение. Такая идеальная линза может достичь дифракционного предела, однако создание линзы с маленьким радиусом — инженерно трудная задача.
Группа российских физиков под руководством Анатолия Снигирева из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта показали, что ионно-лучевая литография может быть использована для создания преломляющих оптических элементов, и продемонстрировали составную систему из алмазных микролинз.
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/

На протяжении 20 лет ученые изучали вращение света вокруг продольной оси, параллельно направлению его движения. Американским физикам первым удалось доказать, что свет может вращаться еще и вокруг поперечной оси, наподобие циклона. Найти практическое применение этому эффекту можно в целом ряде отраслей. Например, для защищенной передачи большого объема данных.
Современным физикам хорошо известно, что свет обладает линейным импульсом, направленным вдоль направления распространения. Помимо того, ученые открыли, что он может обладать и угловым моментом, и спиновым угловым моментом, связанным с круговой поляризацией, и орбитальным угловым моментом вследствие азимутально-зависимой фазы, говорится в статье.
Даже несмотря на то, что эти угловые моменты в целом продольные, эффект Садовского перпендикулярно направлению распространения света уже открыл ряд интересных областей применения. И напротив, исследования поперечного орбитального углового момента ведутся крайне редко ввиду их сложности.
Ученые из Университета Дейтона продемонстрировали трехмерный волновой пакет — пространственно-временной оптический вихрь с контролируемым чисто поперечным орбитальным угловым моментом. В отличие от спинового углового момента, магнитуда поперечного момента импульса вихря варьируется до большего значения простой корректировкой.
Поскольку пространственно-временной оптический вихрь переносит контролируемый момент импульса уникальным образом, он обладает большим и уникальным потенциалом. Предложенные учеными решения могут применяться в других спектральных режимах и волновых полях, что открывает возможность для использования этих вихрей в ряде отраслей. Например, для защищенной передачи большого объема данных.
Источник: https://hightech.plus/

Сибирские ученые разработали технологию, которая позволяет увидеть, что происходит с металлом во время лазерной сварки, сообщает пресс-служба Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ).
Специалисты Института теоретической и прикладной механики им.С.А.Христиановича (ИТПМ), Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ) и Института химии твердого тела и механохимии провели серию экспериментов в Центре коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения».
«Сочетание высокоинтенсивного источника излучения в жестком рентгеновском диапазоне и лазерного пучка позволило нам разработать методику изучения изменения структуры металлов с высоким временным разрешением», — отмечает старший научный сотрудник ИЯФ Константин Купер.
Ученые проводили рентгеноструктурный анализ материала сварочной ванны с разрешением 0,5 миллисекунд, что позволяет изучить всю последовательность кристаллизации металлических сплавов, возникающих во время лазерной сварки и отработать те режимы лазерной сварки, при которых не успевают развиться процессы, снижающие прочность шва.
Эксперименты проводились на сплаве алюминия и лития, который активно изучается в мировом авиастроении, поскольку в перспективе может позволить перейти от традиционной для сшивки частей фюзеляжа и крыльев самолета технологии клепки металла к сварным соединениям.
«Однако в настоящий момент одной из основных проблем является низкий уровень прочности сварного шва по сравнению с основным материалом. Это связанно с изменением структуры материала, возникающем при быстром его нагреве лазерным излучением и процессами, происходящими во время последующего остывания, кристаллизации сплава», — говорится в сообщении.
Как сообщалось, ранее ученые ИТПМ совместно с томскими коллегами усовершенствовали разработанную в ИТПМ технологию сварки титановых и алюминиевых сплавов для авиастроения, испытания сварного соединения проходят во Всероссийском институте авиационных материалов.
Лазерная сварка, в отличие от классических способов, обладает уникальным свойством — кинжальным проплавлением. Благодаря применению наночастиц специальной керамики, которые перемешиваются с материалом в расплаве и становятся центрами кристаллизации, удается избежать образования длинных кристаллов-дендритов, и прочность соединения увеличивается в несколько раз. В авиастроении этот метод в перспективе позволит перейти от клепаных соединений к сварным, что сделает самолет легче и дешевле в производстве и эксплуатации.
ЦКП «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» создан на базе лабораторий ИЯФ и имеет статус открытой лаборатории, в деятельности которой могут принимать участие российские и зарубежные организации и ученые. Основой для деятельности Центра являются накопители электронов/позитронов ВЭПП-3 и ВЭПП-4М — источники синхротронного излучения, и Новосибирский лазер на свободных электронах — источник терагерцового излучения.
Источник: http://www.interfax-russia.ru/

Разработчиков поддержал Российский фонд фундаментальных исследований грантом почти 10 миллионов рублей
Объём рынка 3D-принтеров за 4 года вырастет на 14 миллиардов долларов, и каждый год будет прирастать на треть. Такой прогноз дают западные аналитики. С помощью этой технологии можно создать здание или свадебный торт. К модному и востребованному тренду присоединились и новосибирские учёные. Они намерены создать модель 3D-принтера для печати биокерамических имплантов. Разработчиков поддержал Российский фонд фундаментальных исследований грантом почти 10 миллионов рублей.
Костная ткань хоть и кажется крепкой, но чувствительна к ударам и падениям. От того, что поскользнулся, неловко упал, толкнули, в костях могут появиться трещины. А ещё ─ образуются пустоты после тяжёлых болезней, в том числе, некоторых видов онкологии. Заполнять подобные полости можно имплантами. Перспективный материал для таких изделий ─ гидроксиапатит. Это родной организму минерал: он входит в состав костей и зубной эмали. В виде порошка его синтезировали новосибирские химики.
Биоразлагаемый имплант ─ основа для роста костей. Поможет, и со временем, растворится. Новосибирские учёные предлагают создавать такие имплантаты с помощью лазерной 3D-печати: порошок плавят слой за слоем под пучком лазера. С господдержкой исследователи намерены создать модель первого устройства.
Главный специалист-технолог Института автоматики и электрометрии СО РАН Сергей Баев подчёркивает главное достоинство этого метода ─ возможность быстро изготавливать индивидуальную модель.
Время изготовления одного импланта ─ несколько часов. Это в разы быстрее существующих на рынке технологий.
Старший научный сотрудник Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН Наталья Булина отмечает, что достижением коллектива является ещё и то, что смогли сделать диаметр пучка лазера очень маленький, всего две десятых миллиметра. В результате, как ручкой можно рисовать тонкую структуру костной ткани.
Порошок испытывают на крысах. Учёные имплантировали материал в костную ткань черепа крыс, где были небольшие дефекты. По сути, засыпали в них порошок. Гидроксиапатит брали с разными добавками, чтобы понять, как будет отличаться скорость восстановления кости. А может быть, организму вообще не нужна помощь, и он сам отлично справится? Первые результаты показали: костная ткань с порошковым имплантом восстанавливается быстрее. Материал показал свою эффективность.
Имплант должен быть прочным и безопасным для человека. В дальнейшем учёные планируют максимально улучшить состав порошка. Модель же лазерного 3D-принтера учёные намерены представить к 2022 году.
Источник: https://www.nsktv.ru/

В НГУ проведены исследования волоконного лазера с оригинальным управляющим элементом, использующим композитный наноматериал нового поколения на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости. Результаты работы опубликованы в престижном журнале Nano Letters.
— Эта работа выполнена в тесной коллаборации с коллегами из Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха, которые предложили технологию электрохимического управления нелинейными оптическими свойствами углеродных нанотрубок. У нас в НГУ данный композитный наноматериал был апробирован в качестве электроуправляемого насыщающегося поглотителя для волоконных лазеров. Лазерное применение этого материала — частный случай, позволяющий быстро продемонстрировать электроуправляемость нелинейными свойствами нового вещества. Область применения нового материала гораздо шире, — рассказал старший научный сотрудник отдела лазерной физики и инновационных технологий НГУ, кандидат физико-математических наук Алексей Иваненко.
Международная группа ученых из Великобритании, Финляндии и России, в которую входят сотрудники отдела лазерной физики и инновационных технологий НГУ — Алексей Иваненко, Борис Нюшков, Сергей Кобцев, Алексей Кохановский, — опубликовала в одном из наиболее престижных журналов в области нанофизики Nano Letters, импакт-фактор которого составляет 12.080, статью «Ionic liquid gated carbon nanotube saturable absorber for switchable pulse generation».
— Управление параметрами генерации волоконных лазеров, генерирующих короткие световые импульсы, является непростой задачей. В качестве «драйвера» для генерации коротких импульсов в волоконных лазерах традиционно используются насыщающиеся поглотители, характеристики которых жестко привязаны к структурным и материальным параметрам поглотителя и не могут быть изменены в процессе генерации лазера. Мы с нашими коллегами из Сколково впервые продемонстрировали в работе волоконный насыщающийся поглотитель с возможностью обратимого электронного управления его характеристиками, что открывает совершенно новые возможности для управления параметрами генерации волоконных лазеров, — объяснил ведущий научный сотрудник отдела лазерной физики и инновационных технологий НГУ, кандидат физико-математических наук Борис Нюшков.
Отдел лазерной физики и инновационных технологий НГУ ведет передовые исследования и занимается разработками в области волоконных и перестраиваемых лазеров, а также в области квантовых стандартов частоты.
— Данное исследование — это еще один шаг навстречу к лазеру-мечте, параметры излучения которого (длина волны, мощность, длительность импульсов и другие) могут изменяться в широких пределах при помощи исключительно электронного управления. Лазеры становятся все «умнее и умнее», в системах управления многих лазеров используются компьютеры, а в программах управления лазерами уже можно встретить технологии искусственного интеллекта. Скоро словосочетание «умный лазер» станет таким же устойчивым, как «умный дом», «умный автомобиль» и т. д., — отметил доктор физико-математических наук Сергей Кобцев.
В 2019 году сотрудники отдела уже опубликовали более 10 работ в журналах, индексируемых в международных базах Scopus и Web of Science. В числе этих журналов: Scientific Reports (импакт-фактор 4.525), Journal of Lightwave Technology (ИФ 4.162), Optics Letters (ИФ 3.866), IEEE Photonics Journal (ИФ 2.729), Optics & Laser Technology (ИФ 2.503), Physical Review E (ИФ 2.353), Journal of the Optical Society of America B (ИФ 2.284), и другие. Результаты работ отдела в 2019 докладывались на крупнейших мировых конференциях по фотонике Photonics West (Сан-Франциско, США) и CLEO/EUROPE-EQEC (Мюнхен, Германия). Работы отдела поддержаны множеством грантов РФФИ, РНФ, ФЦП и Минобрнауки, в выполнении которых участвуют студенты и аспиранты НГУ.
Источник: https://www.nsu.ru/

Компания Bosch разработала устройство Virtual Visor, прототип «умного» солнцезащитного козырька. Это панель с прозрачным LCD-дисплеем, разделенным на шестигранные ячейки (соты). Система самостоятельно определяет, какие поля нужно затемнить, чтобы защитить глаза водителя от солнечного света.
Размер и местоположение тени рассчитывает алгоритм, основываясь на данных со встроенных камер, который определяет расположение головы, направление взгляда и местоположение Солнца. Таким образом, большая часть козырька остается прозрачной и не мешает обзору.
По данным Национального управления безопасности дорожного движения США (NHTSA), солнечные блики становятся причиной тысяч ДТП, а риск автокатастрофы при слепящем водителей солнце на 16% выше, чем в обычных погодных условиях.
Корреспондент СNET протестировал прототип. Вот так это должно работать в идеале.
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/

Исследователи из университетов Ноттингема и Лидса заявили, что они нашли способ получения квантового каскадного лазера, работающего на терагерцовой частоте. Использование таких лазеров в новых системах передачи данных позволит получить скорость в 100 Гбит/с, уверяют авторы изобретения, исследование которых опубликовал портал Рhys.org.
Всем известный и привычный кабель Ethernet (витая пара) передает данные со скоростью в 100 Мбит в секунду, исключением являются только сегменты сети со скоростями в 1 Гбит/с, но они используются редко и для общения между собой высокопроизводительных систем, таких как серверы. Британские исследователи из университетов Ноттингема и Лидса решили ускорить передачу данных, но для этого требовалось получить новый лазер, который работал бы на сверхвысоких частотах, вплоть до терагерцовых. Иными словами лазер должен был бы мигать (включаться и выключаться) со скоростью 100 миллиардов раз в секунду, но добиться этого долгое время не удавалось, пока исследователи не решили объединить возможности света и звука для достижения поставленной цели.
Поскольку электроника, которая должна была бы обеспечить высокую скорость модуляции обычно ее и тормозила, то исследователи нашли другой подход. Была построена специальная система, управляемая электрическим приводом, которая обеспечивала сверхбыструю модуляцию, комбинируя силу акустических и световых волн. Когда электрон проходит через оптический компонент лазера, он проходит также через серию «квантовых ям», в которых уровень энергии электрона падает и в итоге излучается один или сразу несколько фотонов. Во время модуляции этот процесс контролируется акустическими волнами для вибрации квантовых ям внутри квантового каскадного лазера.
Акустические волны создавались другим лазером, воздействующим на алюминиевую пленку, которая сжималась и расширялась, посылая при этом механическую волну через квантовый каскадный лазер. Тони Кент, профессор физики в Ноттингеме, сказал: «По сути, мы использовали акустическую волну, чтобы встряхнуть сложные электронные состояния внутри квантового каскадного лазера. Затем мы могли видеть, что его терагерцовый световой поток изменялся акустической волной».
Итогом научной работы могут стать системы передачи данных, которые будут оперировать скоростями в 100 Гбит в секунду, но когда подобные устройства появятся на рынке, исследователи не уточнили.
Источник: https://vevby.ru/

Ученые Института общей физики имени А. М. Прохорова (ИОФ РАН) разработали технологию выращивания оксидных монокристаллических волокон для повышения надежности медицинских лазерных установок.
Созданный материал на основе сапфира позволит сократить риски поломки оборудования в случае перегрева, сообщил ТАСС в четверг старший научный сотрудник отдела лазерных кристаллов и твердотельных лазеров ИОФ РАН Сергей Русанов.
Сапфир применяется в качестве перспективного кристалла для синтетического производства — он стабильно быстро «растет» из расплава и обладает высокими показателями твердости, прочности и температуры плавления. Монокристаллические волокна из сапфира, а также ряда других оксидных материалов, могут быть использованы в качестве лазеров и нелинейных преобразователей в основе лазерных установок и систем для передачи информации при помощи криптографии, а также в научных областях, занимающихся поиском и изучением новых материалов.
Авторы исследования нашли способ получения волокон из сапфира, которые станут более прочной и безопасной альтернативой волокнам на основе галогенидов таллия и мышьяка. Эти материалы при сильном перегреве выделяют ядовитые вещества и могут нанести вред человеку и окружающей среде, в случае с сапфиром медицинские лазерные установки, которые могут применяться в хирургии и дерматологии, будут лишены данного недостатка.
«Сапфир обладает прекрасными характеристиками прозрачности, он прочный и нетоксичный. Однако у волокон на основе сапфира есть недостаток — отсутствие внутренней светопроводящей структуры, из-за чего их нужно «упаковывать» в оболочки, предотвращающие потерю света. Наш подход заключается в том, чтобы на этапе подготовки основы для
выращивания монокристаллической структуры добавить в сапфировую заготовку определенные вещества, которые в процессе роста концентрируются в середине волокна. То есть можно подобрать компоненты, дающие высокий показатель преломления света именно в центре структуры — тем самым мы создаем некий аналог светопроводящей структуры, которая есть в стеклянных волокнах», — сказал Русанов.
Особенность метода еще и в том, что для выращивания волокон не нужно использовать емкость для нагрева материала (тигель), что снижает затраты на производство.
«Наш метод создания волокон сравнительно более экономичный, при этом мы можем достаточно быстро получить большое количество образцов, на которых можно провести исследования для выращивания волокна с четко выверенным составом для конкретных целей. К тому же у нас нет температурных барьеров, которые создает сам тигель — плавить в нем материал вы можете только при тех температурах, которые выдержит он сам. В данном случае стержень из прессованного сапфира за счет свойств материала сам выполняет роль подставки (емкости) для расплавленного вещества», — пояснил ученый.
Первый лабораторный образец монокристаллического волокна для лазерных установок авторы научной работы планируют получить и протестировать уже в 2020 году.
Источник: https://nauka.tass.ru/

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

Поиск