вторник, 7 февраля 2012 г.

Плазмонные колебания как сварочный процесс для нанопроводов

Плазмонные колебания как сварочный процесс для нанопроводовИсследователи из Стэнфордского университета (CША) разработали новый метод сварки сеток тончайших нанопроводов. Работа может распахнуть новые горизонты для применения наноматериалов в электронике и солнечной энергетике. Для достижения успеха учёные обратились к физике плазмонов.

Одна из наиболее популярных тем научных изысканий в области наноматериалов — создание электропроводных сеток из металлических нанопроволок. Обещая нам исключительную проводимость, низкую стоимость и лёгкость производства, инженеры только и говорят о том дне, когда подобные проводящие сетки станут обыденностью в тачскринах, дисплеях, светоиспускающих диодах и тонкоплёночных солнечных батареях.

К сожалению, на пути этого светлого завтра стоит полное инженерных проблем неприглядное сегодня. Дело в том, что для спаивания крест-накрест нанопроволочек, образующих решётки, тончайшие сеточки должны быть нагреты и вдавлены друг в друга. Подобная «пытка» часто приводит к безвозвратной потере исходных образцов.

Но у любой проблемы рано или поздно найдётся своё простое и вместе с тем гениальное решение. В только что опубликованной в журнале Nature Materials статье группа исследователей из Стэнфорда продемонстрировала как раз такое изящное и многообещающее решение. Речь идёт о методе соединения, использующем энергию обычного яркого света для генерации локализованных поверхностных плазмонов, которые и нагревают проволочки, обеспечивая их спаивание.

Сердцем новой технологии является физика плазмонов — квазичастиц, отвечающих квантованию коллективных колебаний электронного газа.

Если говорить о пересекающихся крест-накрест нанопроволочках, то падающий свет будет генерировать волны плазмонов только в том месте, где нанопроволочки встречаются, образуя горячий узел. Особое изящество заключается в том, что горячий узел существует лишь до тех пор, пока нанопроволочки касаются друг друга, и сразу же исчезает, когда они сплавляются. Таким образом, процесс сварки является самотормозящимся. Остальной материал и, что не менее важно, материал, находящийся под проволочками, остаётся совершенно нетронутым.

Сравнивая электронные микрофотографии до и после сварки, легко увидеть, что отдельные нанопроволочки до освещения остаются визуально разделёнными. Они просто лежат друг на друге, как поваленные деревья в лесу. Однако во время освещения верхняя нанопроволочка начинает работать как антенна, направляя плазмонные волны на нижнюю и генерируя тем самым тепло, которое сплавляет проволочки друг с другом. Фотография, сделанная после освещения, показывает равномерно плоскую Х-образную спайку нанопроводков.

Исследователи утверждают, что новая технология могла бы открыть возможность получения сеток нанопроводников, привязанных к гибкому прозрачному пластику. Это, думается, могло бы позволить изготавливать недорогие оконные покрытия, генерирующие электричество (от солнечного света) и при этом уменьшающие засвеченность внутренних помещений. Никакие другие сварочные методики, использующие нагревательные плитки, на такое не способны.

Подготовлено по материалам PhysOrg.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Мужчины становятся более щедрыми в обществе красивых женщин
Мужчины в присутствии привлекательных женщин склонны к щедрости и "широким" жестам, свидетельствует исследование, результаты которого опубликованы в журнале British Journal of Psychology. Психологи из Оксфорда и университета Шеффилд Халлам (Sheffield Hallam) доказали, что присутствие представителей противоположного пола по-разному влияет на проявления щедрости у мужчин и женщин. Мужчины склонны ...
  (читать дальше)

Размер глазниц у человека увеличивается вдали от экватора
Антропологи пытаются объяснить обнаруженную ими закономерность: в пределах одной человеческой расы размер глазниц меняется от популяции к популяции; наименьшими обладают жители тропиков, наибольшими — жители отдалённых севера и юга. Каждый слышал, что человеческий вид делится на несколько рас, пусть даже про негроидов, монголоидов и европеоидов знают все, а про расы американоидов и пигмеев — тол...
  (читать дальше)

Запах тухлых яиц невыносимым делает медь на слизистой оболочке носа
Ионы меди в слизистой оболочке носа играют ключевую роль в распознавании запахов сернистой органики - именно они делают эти запахи невыносимыми для человека и помогают мышам и другим грызунам улавливать аромат, которым они приманивают самок, заявляют американские и китайские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. "Когда мы проводили эксперимен...
  (читать дальше)

Google переманила директора Apple для секретного проекта - СМИ
Компания Google переманила старшего директора Apple Симона Пракаша (Simon Prakash), который контролировал качество продуктов на всех этапах от разработки до производства, для работы над неким секретным проектом, сообщил сайт VentureBeat. Издание не располагает подробностями о проекте, в котором будет занят Пракаш. Предположительно, этот проект курирует один из основателей Google Сергей Брин, кот...
  (читать дальше)

Google отмечает 200-летие со дня рождения Диккенса новым логотипом
Крупнейший мировой поисковик Google отмечает 200-летие со дня рождения известного английского писателя Чарльзя Диккенса (1812-1870) праздничным логотипом (дудл) на главной странице своего сайта. Традиционный логотип Google заменен на рисованный, на котором изображены герои произведений Диккенса. При клике на дудл, пользователь попадает на страницу с поисковой выдачей по запросу "Чарльз Диккенс"...
  (читать дальше)

Третий ежегодный Форум безопасного интернета пройдет в РИА Новости
Третий ежегодный Форум безопасного интернета, приуроченный к Международному дню безопасного интернета, пройдет во вторник в пресс-центре РИА Новости в Москве и соберет ведущих отраслевых экспертов. Основными темами обсуждения на форуме станут новые подходы в использовании интернета, способы защиты от опасностей в сети, проблемы позитивного и развивающего контента, вопросы статистики и мониторинг...
  (читать дальше)

Браузер Google Chrome удержал лидирующие позиции в России
Интернет-браузер Chrome утвердился на позиции самого часто используемого браузера в России в январе, следует из данных статистических сервисов. Браузер Google Chrome, появившийся чуть более трех лет назад, активно завоевывает пользовательскую аудиторию во всем мире, пока его конкуренты постепенно теряют доли на мировом рынке. Среди причин роста эксперты называют как агрессивное продвижение брауз...
  (читать дальше)

Процесс фотоионизации молекул обнаружил чёткую размерную зависимость
Эксперименты, выполненные в Центре синхротронного излучения Висконсинского университета в Мэдисоне, показали, что двойная фотоионизация молекул имеет чёткую размерную зависимость. Двойной фотоионизацией, как несложно догадаться, называют эффект одновременного выбивания двух электронов одним фотоном. Этот процесс хорошо изучен на примере атомов: около пятнадцати лет назад американские учёные, ска...
  (читать дальше)

Мозг понимает метафоры буквально
Чтобы разобраться с метафорическим выражением, наш мозг обращается за дополнительной информацией непосредственно к тем ощущениям, на которых строится метафора. Как мы понимаем метафорические высказывания? Когда мы слышим, как кто-то говорит, что у него был «тяжёлый день» , то знаем, что прилагательное «тяжёлый» употреблено в переносном смысле: «тяжёлый день» не обязательно означает, что говорящи...
  (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)