Одноклеточный микроорганизм из рода Spirostomum, относящийся к классу ресничных инфузорий и имеющий длину около 500 микрон, может в течение миллисекунд сократить свой продольный размер до 25% от исходного. О таких уникальных возможностях разработчики нынешних микроэлектромеханических машин (MEMS) могут только мечтать.

По этой причине интеграция микроорганизмов с MEMS - одно из наиболее интересных направлений развития MEMS. Ученые из университета штата Вашингтон (США) отобрали наиболее пригодные для этих целей микроорганизмы, сообщает PhysOrg.

Микроорганизмы, по мнению американских ученых, могут быть использованы в следующих четырех направлениях - синтезе материалов, образовании точных структурных блоков, в качестве функциональных устройств и при интеграции в управляемые системы. Все микроорганизмы, пригодные для этих направлений, являются одноклеточными или же состоят всего из нескольких клеток, а их размеры не превышают 1 мм.

Микроорганизмы способны синтезировать не менее 64 различных неорганических соединений, используемых в технологиях MEMS. Процессы биоминерализации характерны как для современных, так и для ископаемых организмов. Ученые уже научились проводить генетическую модификацию микроорганизмов, с помощью которой они смогут формировать биогенный кальцит, диоксид кремния и материалы с магнитными свойствами.

Сейчас для производства MEMS используют методы синтеза, требующие высоких температур, газов с высокой коррозионной активностью, вакуума или плазмы. При использовании микроорганизмов реакции происходят при комнатной температуре в водных растворах при рН, близких к нейтральному.

Некоторые микроорганизмы способны образовывать сложные структуры (например, из кристаллов золота или серебра), при этом протекающие процессы более просты, чем традиционная фотолитография. Структуры могут быть линейными, двумерными или трехмерными, и создавать их можно с нанометровой точностью.

Интересно, что при этом микроорганизмы могут создавать структуры с размерами, на несколько порядков превышающими размеры самих микроорганизмов, таким образом осуществляется переход к макромасштабам.

Использование микроорганизмов в качестве функциональных устройств - одно из наиболее перспективных направлений в сфере создания химических и биологических сенсоров. В сенсорах используют свойства микроорганизмов реагировать на то или иное вещество, и специфичность такой реакции обусловлена самой природой микроорганизма.

Генетическая модификация микроорганизма может привести к появлению у него способности реагировать на несколько веществ, для каждого из которых будет отдельный рецептор. Можно также использовать микроорганизмы в качестве преобразователя химической энергию в механическую или же для генерации электрического тока в ходе биохимических превращений (микробиологические топливные элементы).

Занимаясь исследованием снимков Сатурна, группа учёных под руководством сотрудника института космических исследований Годдарда (Goddard Institute for Space Studies) Энтони Дель Дженьо (Anthony Del Genio) обнаружила источник струй, формирующихся в сатурнианской атмосфере.

На Сатурне такие струи представляют собой мощные потоки в атмосфере. Они переносят облака в западном или восточном направлении и хорошо наблюдаются. Тем не менее, учёным не давал покоя один простой вопрос.

Дело в том, что по краям этих струй хорошо видны вихри, но каково их участие в формировании потока – было непонятно. Наиболее разумным казалось предположение о том, что при движении поток закручивает их, передавая свою энергию. "Интуиция подсказывала, что вихри отнимают энергию у потоков из-за трения", — говорит Дель Дженьо.

Однако выяснилось, что такая логика неверна. На самом деле ситуация прямо противоположная: ветры внутри вихрей отдают свою энергию атмосферным струям.

Ранее учёные исследовали взаимодействия подобных потоков и вихрей, имеющих место на Юпитере и даже в земной атмосфере. Однако попытки изучить это на Сатурне, исходя из данных, переданных ранее аппаратами Voyager, оказались безуспешными.

В новом исследовании учёные, работающие в проекте Cassini отследили перемещения облаков внутри этих структур на серии снимков, сделанных в течение 10 часов (примерно один оборот Сатурна вокруг оси).

Анализируя характер этих перемещений, специалисты сказали, что вихри, находящиеся по обе стороны потока, отдают ему энергию, теряя собственный вращательный момент. Таким образом, вихри оказываются своеобразными "моторами", приводящими поток в движение и поддерживающими его.

Судя по анализу других снимков, сделанных в южном полушарии, этот процесс должен происходить именно таким образом на всей планете.

Новая технология полимерных светодиодов, разработанная американскими учеными, позволит в скором времени существенно увеличить яркость ЖК-телевизоров и других LCD-дисплеев.

Профессор Ян Ян (Yang Yang) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и его студент-дипломник Джинсон Хуан (Jinsong Huang) сообщили о предстоящей на следующей неделе демонстрации фосфоресцирующего светодиода, излучающего в красном диапазоне спектра.

В производстве светодиода, о конструкции которого пока не сообщается, использован раствор полимера, поэтому для таких изделий была предложена аббревиатура PLED (Polymer Light-Emitting Diode). Красный PLED отличается рекордной удельной яркостью - световой поток в расчете на 1 Вт для красного светодиода вырос с 12 лм/Вт до 18 лм/Вт. Увеличена также яркость зеленых - до 30 лм/Вт и белых флюоресцентных светодиодов - до 20 лм/Вт.

Столь резкое увеличение показателей светодиодов приведет к значительному снижению энергопотребления ЖК-телевизоров и яркости создаваемых ими изображений. Дисплеи станут легче и тоньше. Кроме того, и затраты на производство светодиодов можно сократить почти в два раза.

Всего этого удалось добиться за счет формирования очень простой однослойной структуры на поверхности стекла. Слой образуется из полимерного порошка, растворенного в жидкости, в которой присутствует также краситель, разработанный компанией Canon. Состав этого красителя до сих пор сохраняется в тайне.

Предполагается, что новая технология выйдет на массовый рынок в течение трех лет. Компания Сanon первой получила лицензию на использование предложенной технологии производства PLED, сообщает PhysOrg.

Исследователи из университета Пердью разработали очень простой способ получения водорода из воды с помощью металлического сплава, состоящего из алюминия и галлия. Способ изобрел профессор Джерри Вудолл (Jerry Woodall), который много лет назад занимался разработкой материалов для микроэлектроники.

Способ удивителен своей простотой. Для получения водорода не нужно сложного химического реактора или другого устройства - достаточно налить воды на поверхность гранулы металлического сплава, чтобы началась самопроизвольная реакция. Водород из сосуда, где происходит его выделение, поступает в двигатель внутреннего сгорания.

Разработанный прототип генератора водорода можно практически сразу использовать для портативных резервных генераторов, газонокосилок или ленточных пил. В принципе, после некоторой доработки его можно использовать и в двигателях легковых или грузовых автомобилей.

Очень привлекательным фактором нового газогенератора является то, что он выдает водород по мере необходимости в нем, а исходные компоненты реакции - сплав алюминия и вода - негорючие. Отпадает необходимость использовать сосуды под давлением для хранения водорода. Реакция не дает никаких вредных газов, загрязняющих окружающую среду.

В пресс-релизе американского университета нет подробного описания механизма реакции. Ясно лишь, что по сути это окислительно-восстановительная реакция с образованием водорода и оксида алюминия, а галлий играет двойственную роль - он предохраняет алюминий от преждевременного окисления с образованием на его поверхности оксидной пленки и одновременно дает ему возможность прореагировать с водой, когда она появляется.

Галлий сам в реакции не участвует, так что его можно собирать и делать из него новый сплав с алюминием, что делается совсем просто - порошок алюминия растворяется в галлии, который плавится при очень невысокой (почти комнатной) температуре.

Реакция была открыта Вудоллом случайно еще в 1967 г. Трудно сказать, почему он вернулся к этой теме 40 лет спустя. Сейчас продвижением проекта занимается молодая компания AlGalCo LLC, которая получила исключительные права от изобретателя.

Будущее покажет, сможет ли новый генератор водорода конкурировать с бензином. При нынешней цене на алюминий чуть более $2 за килограмм 500-километровая поездка обойдется в $60 (при условии возврата образующегося оксида алюминия для его последующей регенерации в металлический порошок путем электролиза или любым другим способом).

Ученые из Великобритании разработали новый способ утилизации отработанных автомобильных покрышек.

Д-р Дэвид Исаак (David Isaac) и его коллеги из университета Суонси (Swansea University) предлагают помещать измельченную резину в камеру, наполненную ионизированным кислородом. Обработанные таким образом резиновые частицы затем могут добавляться к невулканизированнной резине, которая может использоваться для изготовления новых покрышек.

Лабораторные тесты показали, что переработанная шинная резина имеет такую же растяжимость и другие механические свойства, как и резина, полученная обычным способом, сообщает NewScientist.

Как поясняют ученые, при плазменной обработке резины на ее поверхности образуются активные формы кислорода, что позволяет частицам лучше сцепляться с сырой резиной. Однако в таком состоянии частицы пребывают не долго, поэтому их необходимо добавлять к необработанной резине немедленно. Исследователи надеются, что в будущем им удастся найти способ, чтобы продлить действие плазменной обработки резины.

Ранее ученые пытались активировать частицы резины с помощью газообразного фтора или хлора, но вскоре отказались от этого способа, который может представлять опасность для окружающей среды.