вторник, 7 февраля 2012 г.

3D-моделирование выявило важные особенности диффузионного поведения наночастиц

3D-моделирование выявило важные особенности диффузионного поведения наночастицНекоторые наноразработки полагаются на то, как наночастицы движутся и диффундируют в неидеальных или даже экстремальных условиях. Ригоберто Эрнандес, химик из Технологического университета штата Джорджия (США), вплотную занялся проблемой взаимосвязи между диффузией и свойствами наносистемы, использовав компьютерное моделирование трёхмерной динамики движения частиц. Его работа, рассматривающая перемещение сферических частиц в среде статических наноигл (коротких наностержней), удостоилась обложки февральского выпуска Journal of Physical Chemistry B.

Г-н Эрнандес исследовал матрицу из стержнеобразных наноигл в двух предельных случаях организации — при полном беспорядке (изотропия) и абсолютной упорядоченности нематического типа (параллельные нити уложенных строго друг за другом коротеньких наноиголок). В состоянии хаотического беспорядка, согласно расчётной модели, сферические наночастицы двигались бы сквозь матрицу равномерно во всех направлениях. Напротив, при нематической ориентации, когда каждая иголочка располагалась в одном и том же направлении, частицы диффундировали сквозь нематическую матрицу только по ориентации игл. Иными словами, частицы двигались строго по каналам между нитями из наноигл, что довольно очевидно.

Удивило другое: в нематическом окружении частицы диффундировали быстрее, чем в хаотической матрице. То есть каналы, образованные упорядоченными нанонитями, не просто проводят наночастицы в единственном направлении (вдоль каналов); они также обеспечивают им возможность разгоняться, пролетая по каналу.

При увеличении плотности нематической матрицы каналы становятся всё более и более тесными, и скорость диффузии частиц в них, как и следовало ожидать, резко падает. А вот что оказалось неожиданным, так это то, что нематическая матрица продолжала и в этом случае обеспечивать более высокую скорость диффузии, чем хаотическая (хотя, казалось бы, в хаосе частицы не ограничены одним направлением, не должны толпиться в узких каналах, а имеют возможность двигаться туда, куда укажет градиент, избирая любой подходящий маршрут и обходя зоны повышенной скученности).

По словам исследователя, полученные результаты приближают нас к созданию наноразмерных устройств, которые позволили бы контролировать потоки наночастиц.

Например, если необходимо, чтобы частица диффундировала в строго определённом направлении с конкретной скоростью, можно спровоцировать ориентацию наностержней в требуемом направлении. Если нужно поменять направление распространения частиц, просто переориентируйте нанонити. Причём триггером для переориентации может стать даже сам факт недостаточного количества наночастиц в данном пространстве устройства. Таким образом, следующая переориентация наностержней будет стремиться восстановить популяцию наночастиц, присутствие которых в достаточном количестве именно на этом участке может быть необходимо для каких-то дальнейших действий — к примеру, для усиления светового потока.

Подготовлено по материалам Технологического университета штата Джорджия.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Компьютеры":

Digma iDx8 и iDx9: планшеты на платформе Android 2.3
В России начались продажи планшетных компьютеров Digma iDx8 и iDx9, оснащённых сенсорным дисплеем с диагональю 8 и 9 дюймов соответственно. Устройства выполнены на процессоре Rockchips RK2918 (тактовая частота не уточняется); объём интегрированной флеш-памяти равен 8 Гб. Есть адаптер беспроводной связи Wi-Fi с поддержкой стандартов IEEE 802.11b/g/n, слот для карт MicroSD, камера с 2-мегапиксельн...
  (читать дальше)

Неттоп Acer Revo RL70 стоит 330 долларов
Компания Acer выбрала аппаратную платформу AMD Brazos для настольного компьютера небольшого формфактора Revo RL70. В неттопе применён процессор E-450 с двумя вычислительными ядрами Bobcat и графическим контроллером Radeon HD 6320, поддерживающим программный интерфейс DirectX 11. Объём оперативной памяти равен 2 Гб; жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 5 400 об/мин вмещает 500 Гб данных. ...
  (читать дальше)

MSI Wind U180: нетбук на платформе Intel Cedar Trail
Компания MSI в ближайшее время начнёт продажи нетбука Wind U180, оборудованного 10,1-дюймовым дисплеем со светодиодной подсветкой. Мини-компьютер выполнен на аппаратной платформе Intel Cedar Trail: он может комплектоваться 1,6-гигагерцевым процессором Atom N2600 или 1,86-гигагерцевым Atom N2800. Чипы имеют два ядра, контроллер памяти DDR3, а также графический контроллер с поддержкой программного...
  (читать дальше)

Fujitsu Stylistic M350: 7-дюймовый планшет для бизнес-пользователей
Компания Fujitsu начинает продажи планшетного компьютера Stylistic M350/CA2, ориентированного на корпоративный рынок. В основе гаджета лежит ARM-процессор Freescale i.MX, функционирующий на тактовой частоте 1 ГГц. Объём оперативной памяти равен 512 Мб; вместимость твердотельного накопителя составляет 8 Гб (расширяется за счёт MicroSD-карт). Сенсорный дисплей имеет диагональ 7 дюймов; его разре...
  (читать дальше)

Начинаются слушания по иску Microsoft к Barnes & Noble
Компания Microsoft скорректировала свои патентные претензии к Barnes & Noble. Редмондская корпорация обвиняет Barnes & Noble в незаконном использовании ряда технологий, связанных с организацией интерфейса в компьютерных устройствах, отображением информации, добавлением аннотаций и пр. Эти запатентованные разработки, по заявлениям Microsoft, применяются в ридерах Nook под управлением опер...
  (читать дальше)

Apple может представить новую модель iPhone на конференции WWDC 2012
Apple, по сообщениям веб-источников, наметила анонс коммуникатора iPhone нового поколения на июнь. По предварительным данным, новый iPhone получит высококачественный дисплей, диагональ которого незначительно превысит 4 дюйма, а также улучшенную камеру. Ранее сообщалось, что задняя часть корпуса аппарата будет изготовлена из алюминия. Смартфон обзаведётся пластиковой или резиновой окантовкой, кот...
  (читать дальше)

Ekoore Python S: планшет с тремя операционными системами
Компания Ekoore начала продажи планшетного компьютера Python S с 10,1-дюймовым сенсорным дисплеем, выполненного на аппаратной платформе Intel Atom. Особенность новинки заключается в том, что на неё инсталлированы сразу три операционные системы: при запуске пользователи смогут выбирать между Android 3.2 Honeycomb, Ubuntu Linux 11.10 и Windows 7. В перспективе станет доступно обновление до Android...
  (читать дальше)

Microsoft убрала кнопку "Пуск" из операционной системы Windows 8 - СМИ
Компания Microsoft убрала кнопку "Пуск" из готовящейся к выпуску версии операционной системы Windows 8, предназначенной для публичного тестирования, свидетельствуют неофициальные скриншоты, опубликованные сайтом PCBeta. Кнопка "Пуск" впервые появилась в системе Windows 95, выпущенной в 1995 году. Начиная с Windows Vista надпись с кнопки исчезла и на ней осталось только изображение логотипа систе...
  (читать дальше)

Final Fantasy 13-2 — лидер британского чарта
Футбольный симулятор FIFA 12 наконец-то уступил многонедельное лидерство в британском мультиплатформенном чарте компьютерных и видеоигр. На прошлой неделе, как сообщает GFK Chart-Track, полностью сменилась тройка лидеров. Кстати, это первые серьёзные подвижки в местном чарте в этом году. Итак, на вершине основалась новинка — ЯРПГ Final Fantasy XIII-2, европейский релиз которой состоялся 3 феврал...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)