Компьютерра - Журнал Компьютерра №722

Новую технологию для быстрой печати удивительно тонких линий разработали химики из Принстонского университета. Теперь можно печатать линии в десять раз тоньше и на несколько порядков быстрее, чем обычно, что должно дать толчок развитию гибкой электроники и произвести революцию в технологии производства дисплеев.

В основе метода лежит очень старая, известная с 1917 года техника электродинамических струй, при которой жидкость из сопла вытягивается сильным электрическим полем. Главной особенностью таких струй является их неустойчивость, из-за которой струя либо быстро разбивается на мелкие капельки, либо начинает извиваться - бить в разные стороны как кнут. Эти неустойчивости давно используются в различных технологических процессах, например, чтобы свивать волокна или наносить ровный слой краски. Однако природа асимметричной неустойчивости или "неустойчивости биения" до сих пор оставалась неясной.

Ученые обратили внимание на то, что при возникновении асимметричной неустойчивости ток по струе заметно меньше полного тока в цепи. Это заставило предположить, что газ вокруг струи ионизируется и дополнительный ток течет по окружающей струю плазме, влияя на плотность распределения зарядов на поверхности струи и заставляя ее извиваться. Эта гипотеза позволила развить теорию асимметричной неустойчивости электродинамических струй и найти параметры, при которых струи должны быть устойчивы. Недавно ученые опубликовали свои выкладки в журнале Physical Review Letters.

Теория блестяще подтвердилась практикой. В ходе эксперимента удалось получить струи толщиной в сто нанометров, длиной до 8 миллиметров из сопла диаметром в полмиллиметра (то есть в пять тысяч раз толще струи). Длинная струя и широкое сопло позволяют избежать засоров и довести скорость печати линий до нескольких метров в минуту. Раньше линии такой толщины можно было получать только травлением или электронным пучком и не быстрее чем примерно микрон в минуту.

Все области приложения новой технологии сейчас даже трудно представить. Печать проводящими полимерами позволит создавать большие электронные схемы на гибкой основе, крупные дисплеи и сенсоры, напечатанные, например, прямо на крыле самолета. Печать быстро сохнущими полимерами даст нам трехмерные решетки для фотонных кристаллов, быстро останавливающие кровь тампоны и повязки и многое другое.

Ученые уже запатентовали свою технологию и лицензировали ее химической компании Vorbeck Materials, так что можно надеяться, что коммерческие продукты на ее основе не заставят себя ждать. ГА

Новый "рекорд черноты" установили физики из Университета Райса. Разработанное ими покрытие из редко расположенных углеродных нанотрубок отражает лишь 45 тысячных процента падающего света.

Природа не любит ничего идеального. Самая лучшая зеркальная поверхность из серебра поглощает около двух процентов падающего света, а самая черная сажа отражает более четырех процентов. И чтобы приблизиться к идеалу, ученым приходится идти на всевозможные ухищрения. Черные покрытия нужны, например, для повышения эффективности солнечных коллекторов и различных фотоприемников. Без них трудно создать хороший телескоп или любой другой оптический прибор из-за рассеянного оптикой излучения, которое нужно собрать зачерненными стенками, чтобы оно не мешало.

Предыдущий рекорд черноты пять лет удерживали исследователи из Лондонской национальной физической лаборатории. Их покрытие из сплава никеля и фосфора, испещренное специальными кратерами, отражало 0,16% падающего излучения. Новое покрытие, почти вчетверо превысившее прежний рекорд, в сто раз "чернее" самой черной краски. Оно представляет собой редкий лес из углеродных нанотрубок диаметром 8–10 нм и длиной до миллиметра, которые расположены на расстоянии порядка 50 нм друг от друга. Длина трубок выбрана так, чтобы поверхность обладала определенной шероховатостью. Такое покрытие получается очень пористым и лишь на 3–5% состоит из углерода - в остальном это пустоты. Поэтому световая волна проникает в него почти не встречая препятствий на границе, а затем поглощается углеродом.

Механизм поглощения света в новом покрытии качественно иной, чем во всех существующих, и до конца еще не понятен. Он позволяет добиться малого отражения в широком диапазоне длин волн, при любой поляризации и почти любых углах падения излучения. К сожалению, механическая прочность агрегата невелика, хотя материал и выдерживает нагрев до полутора тысяч градусов.

Ученые намерены продолжить исследования, измерив свойства покрытия в инфракрасной и микроволновой области спектра. Кроме того, физики собираются разработать полноценную теорию материалов такого типа и даже вычислить "абсолютный минимум" их возможного отражения. ГА

Группа ученых под руководством доктора Хоуп Ишии (Hope Ishii), изучавших космическую пыль, доставленную зондом Stardust, опубликовала резюме своих исследований в журнале Science. Есть две новости: хорошая и плохая.

Плохая состоит в том, что пылинки, добытые с таким трудом, вовсе не являются образчиком того вещества, из которого когда-то формировалась Солнечная система.

Понять разочарование астрономов можно. Запущенный в 1999 году зонд Stardust, по замыслу авторов проекта, должен был посетить комету Вильда 2 (Wild 2), которая лишь в конце двадцатого века под влиянием Юпитера изменила свою орбиту и стала наведываться в центральную часть нашей планетной системы. До той поры (и это подтверждают расчеты) путь кометы пролегал вдали от Солнца, в областях, "не тронутых высокими температурами". Там, по соседству с планетами-гигантами и дальше, вплоть до существующего в теории облака Оорта, должны были образовываться кометы из того самого первоначального вещества, которое так мечтали заполучить ученые. Однако исследования ясно дали понять, что Вильда 2 родом не оттуда.

Вторая новость заключается в том, что вещество, из которого состоит Вильда 2, подвергалось сильному нагреву. Следовательно, давным-давно комета образовалась вблизи от Солнца, а уже потом была выброшена во внешние области. Этот факт хорош тем, что астрономов ткнули носом в их ошибочные теории. Астероиды и кометы до сих пор делили на два разных класса небесных тел, имеющих разный состав и происхождение. И вот оказалось, что Вильда 2 своим составом больше напоминает астероид. Деление на "черное" и "белое" совершенно себя не оправдало, и, по-видимому, в космосе полно тел, занимающих промежуточное положение. Не все кометы образовались вдали от Солнца, а существующие на этот счет теории придется если не переписывать, то изрядно подправлять.