Исследователи из Гонконга совершили ряд открытий в области нанотехнологий

В HKUST исследователи работают над совершенствованием нанотрубок, которые полезны в первую очередь для эффективной передачи электронов на высоких скоростях

Все они способны оказать огромное влияние на информационные технологии.

Среди открытий, связанных с наномиром, сделанных на физическом факультете HKUST, — трубки толщиной всего в несколько молекул, лист для улавливания микроволнового излучения тоньше листа бумаги и сцепление, которое может останавливать и запускать микромотор даже без использования миниатюрного привода. Эти открытия, как рассчитывают ученые, позволяют сделать плоскопанельные дисплеи намного дешевле, сотовые телефоны — безопаснее, а микродвигатели — долговечнее.

Как следует из названия, нанотехнологии имеют дело с устройствами, размеры которых меньше, чем нанометр (одна миллиардная метра). Для сравнения, толщина человеческого волоса равна 30 тыс. нанометров. Нанотехнологии часто называют ключом к новым открытиям в медицине и робототехнике. Однако в HKUST убеждены, что ряд открытий сотрудников университета может использоваться в компьютерных системах.

В мае университет открывает на базе факультетов электроники, физики и химии Институт нанотехнологий, в который уже инвестирован 1 млн. долл. Специалисты по нанотехнологиям ведущих университетов США, в том числе Принстона, Стэнфорда и Беркли, будут принимать участие в работе нового института в качестве экспертов-консультантов. Приоритет будет по-прежнему отдаваться фундаментальным исследованиям.

В числе разработок последних двенадцати месяцев — вещество, предложенное Вейджем Веном. Оно представляет собой порошок, который при соединении с бензином становится жидким и который меняет свою вязкость под воздействием электрического тока — свойство, называемое электрореологией. Порошок Вена далеко не первая субстанция, обладающая такими свойствами, однако он намного превосходит свой аналог, который корпорация General Motors предполагала использовать в сцеплении и на разработку которого у нее ушло более десяти лет.

В автомобиле такое сцепление прослужит дольше, чем механическое. В миниатюрном же дисководе, таком, как используется в карманном устройстве, подобное вещество позволит отказаться от необходимости применения тонких дорогих приводов и сцеплений. Коммерческие решения на основе этой технологии можно было бы создать в течение двух-трех лет.

«До тех пор пока компьютерные системы не смогут полностью избавиться от движущихся деталей, нам понадобится нечто для передачи силы и вращения на микроуровне», — считает Вен.

В лаборатории HKUST Зи Канг Танг, преподаватель физического факультета, работает над совершенствованием так называемых нанотрубок. Танг открыл способ использования кристаллов цеолита в качестве шаблонов для трубок из графита, что позволяет делать их меньше, тоньше и абсолютно одинаковыми. Трубки Танга меньше нанометра в диаметре.

Нанотрубки полезны в первую очередь для передачи электронов эффективным образом и на высоких скоростях. Для тех же целей предназначены и катодно-лучевые трубки в телевизорах и традиционных компьютерных мониторах, однако электроны в трубках требуют большего пространства для «разгона» и поэтому нуждаются в применении усилителей. С помощью нанотрубок производители мониторов могут сделать электронно-лучевые трубки почти такими же тонкими, как жидкокристаллические дисплеи на активных матрицах, но при этом они обойдутся намного дешевле и будут менее энергоемкими.

Производители ЖК-дисплеев также пытаются использовать уже существующие нанотрубки, которые, как правило, теряют свою яркость буквально за несколько часов. Танг считает, что более совершенные нанотрубки позволяют решить эту задачу.

«Если задача продолжительности работы будет решена, то такие трубки найдут применение в коммерческих продуктах уже в следующем году», — считает Танг.

Еще один проект, ведущийся в HKUST, связан с созданием небольшого и простого устройства, способного решить серьезную проблему. Вен и Пинг Шенг недавно создали (по уверениям Вена, совершенно случайно) гибкий материал, который тоньше, чем бумага, и способен поглощать более 95% направленного на него микроволнового излучения.

Вен предлагает изготовить небольшой экран для сотового телефона, который пользователь мог бы надевать на антенну, чтобы защитить себя от радиации. Это позволило бы разрешить все споры по поводу влияния радиации сотовых телефонов на головной мозг.

Каково бы ни было влияние микроволнового излучения, по словам Вена, «никто не будет отрицать, что чем меньше излучения, тем лучше».

В HKUST добились немалых успехов в области нанотехнологий за последние несколько лет, поскольку здесь всегда отдавали предпочтение исследованиям в области физики металлов, а не космологии или других аспектов физики. Ученые также сотрудничают с экспертами в области нанотехнологий из Китая, где этот предмет изучают в ряде ведущих университетов, но только в рамках сугубо академических исследований, достижениями в которых они готовы обмениваться с учеными во всем мире.

По всей видимости, разработки, направленные на создание реальных устройств, где были бы использованы открытия ученых HKUST, будут вести коммерческие компании. Бюджет лаборатории ограничен и предназначен для проведения фундаментальных исследований.

«Для того чтобы найти практическое применение нашим открытиям, у нас просто нет денег», — подчеркнул Вен.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями