В цвете событий: лепестки против микробов и передача звука без наушников
Российские инженеры создали новую установку для изготовления микросхем, а их китайские коллеги предложили собирать телескоп на орбите. Вместе с тем американские ученые нашли способ персональной доставки звука прямо в ухо без наушников и без дискомфорта для окружающих. Кроме того, отечественные материаловеды заимствовали микрорельеф лепестков для антибактериальных покрытий и создали испытательную машину для изучения авиакомпозитов по миниатюрным образцам. Об этом — в подборке самых интересных новостей науки, подготовленной «Известиями».
Новое оборудование для производства чипов
В России создали новую установку для производства микроэлектроники. Это комплекс для плазмохимического осаждения (ПХО) на кремниевых пластинах 300 мм. Оборудование разработали в НИИТМ (входит в ГК «Элемент»).
— Технология ПХО — один из базовых процессов при производстве микросхем. Значение проекта в том, что в стране выстраивают собственную технологическую линейку для производства чипов. Прежде для выполнения этой операции использовали импортное оборудование, а отечественные машины были рассчитаны на 200-миллиметровые подложки, — рассказал «Известиям» начальник отдела перспективных разработок НИИТМ Георгий Ерицян.
Переход на 300-миллиметровые пластины важен, потому что делает российскую микроэлектронику конкурентоспособной, отметил ученый. По сравнению с 200-миллиметровым форматом на таких пластинах размещается в два с лишним раза больше чипов. Кроме того, новое оборудование позволяет осваивать перспективные технологии вплоть до топологии 28 нм.
В процессе разработки ученые изготовили опытный образец, который состоит из четырех технологических модулей, объединенных общей роботизированной транспортной системой для перемещения пластин. Комплектование кластеров из модулей позволяет гибко конфигурировать оборудование под конкретные производства.
Разработчики рассчитывают, что, кроме российского рынка, новая техника будет востребована за рубежом, где наша страна может стать альтернативным поставщиком решений для производителей микроэлектроники.
Цветы подсказали форму антимикробных поверхностей
Чтобы защититься от колоний патогенных бактерий, растения создают на поверхности листьев сложный рельефный рисунок. Ученые предложили перенять этот способ для создания эффективных антимикробных поверхностей.
В проекте приняли участие специалисты из Московского физико-технического института, Тамбовского государственного технического университета и Института биохимии и генетики Уфимского ФИЦ РАН.
Они залили силиконом лепестки розы, ромашки, анютиных глазок и магнолии. Затем на полученные слепки высаживали колонии кишечной палочки и исследовали их.
— Мы тщательно изучили взаимосвязь между структурой поверхности лепестков и их устойчивостью к колонизации микроорганизмами. Это позволило разработать алгоритм прогнозирования антибактериальных свойств синтетических материалов, поверхность которых имитирует ткани растений, — пояснила старший научный сотрудник лаборатории контролируемых оптических наноструктур МФТИ Мария Баршутина.
Согласно результатам опыта, самый сложный рельеф лепестков у роз и ромашек. Также у них наиболее выражены антибактериальные свойства. По словам ученых, нанесение «цветочного» рельефа на поверхности — перспективный метод защиты от микробов. Такие покрытия будут востребованы при изготовлении медоборудования и предметов коллективного пользования (дверных ручек, перил и т.п.) Преимущество метода в том, что он легко масштабируется.
Испытания на мини-образцах композитов ускорят создание самолетов
Исследователи из Сколтеха, МАИ и МИСИС разработали новаторскую методику исследования авиа- и космических композитных материалов. Новый способ позволит вместо габаритных образцов проводить испытания на объеме материала до 1 куб. см.
Для реализации технологии ученые изготовили испытательную машину — лабораторный комплекс, который помещается внутрь сканирующего электронного микроскопа. Во время испытаний образцы закрепляют на раме и деформируют в контролируемом режиме.
— Композиты обладают внутренней неоднородностью свойств. Традиционно испытания проводят на крупных образцах, что требует большого расхода материала и сложных экспериментальных установок. Мы показали, что эти же данные можно получить на миниатюрных образцах. Причем последние изготовить проще и дешевле. А при наличии их большого количества можно собрать большую статистику, — прокомментировал один из разработчиков, научный сотрудник Центра системного проектирования Сколтеха Евгений Статник.
На следующем этапе полученные данные используют для расчетно-экспериментальной корреляции. Такое сочетание экспериментальных и вычислительных данных позволяет получить более полное представление о свойствах материала. Устройство позволяет проводить испытания на изгиб, растяжение и сжатие.
Ученые предложили способ передачи звука без наушников
Ученые из Пенсильванского университета (США) разработали технологию, которая позволяет направить звук таким образом, что его можно услышать только в определенной зоне — «анклаве». При этом в других зонах, даже рядом, звук не будет улавливаться.
Суть разработки в особых излучателях и преобразователях, которые направляют звуковые волны на двух немного отличающихся частотах. Каждый из этих лучей сам по себе не издает звука, он возникает в месте пересечения и взаимодействия волн.
— Мы используем два ультразвуковых преобразователя в сочетании с акустической метаповерхностью, которые излучают самонастраивающиеся лучи, пересекающиеся в определенной точке. Человек, стоящий в этой точке, может слышать звук, а любой другой человек, стоящий поблизости, — нет. Это создает барьер конфиденциальности между людьми для приватного прослушивания, — рассказал один из авторов исследования Юнь Цзин.
В дальнейшем разработка может быть положена в основу систем, которые позволят создать персональные звуковые трансляции для каждого пассажира автомобиля или самолета. При этом они смогут обходиться без наушников.
Китайские ученые соберут мегателескоп на орбите
Ученые из КНР представили концепт телескопа, который соберут на орбите. Информацию об этом опубликовало Китайское национальное космическое управление (CNSA). Длина аппарата составит 10 м, а масса — около 18 т.
Для запуска элементов конструкции в космос планируют использовать тяжелую ракету-носитель «Чанчжэн-5» («Великий поход»). В зависимости от возможностей грузовой платформы запуск может быть разделен на два или более этапов.
Первый вариант предполагает сборку телескопа с помощью роботизированной руки на орбитальной станции «Тяньгун» («Небесный дворец»). Второй — автономную сборку на низкой орбите с использованием собственной роборуки телескопа.
Согласно последнему проекту, сначала на низкую орбиту выведут центральный модуль. Он развернет солнечные панели и роботизированный комплекс с семью степенями свободы.
Затем отдельными пусками доставят следующие модули. Из них роборука соберет компоненты телескопа — главное и вторичное зеркала. После чего аппарат, используя собственное топливо, перейдет на целевую орбиту.
