Технологии и материалы

Компьютер манипулирует потоками электронов с помощью так называемых логических побитовых операций. Фактически это правила, по которым изменяется информация, записанная электрическими полями. А можно ли аналогичным образом манипулировать не информацией, но непосредственно преобразовывать вещество – перемещать его объемные частицы с места на место, проводить с ними химические реакции?

Недалек тот час, когда появятся новые устройства, следящие за состоянием организма, еще более компактные, удобные, чем,например, фитнес-трекеры. Собственно, они уже есть, и недавно мы рассказывали читателям о том, как они передают информацию с поверхности тела или даже из глубины его. А теперь поговорим о материалах, из которых сделаны эти устройства — от гибкой биосовместимой оболочки и микрокапиллярных систем до биохимических сенсоров и гибкой электроники, оперативно передающей результаты анализа на смартфон или планшет.

Илон Маск обещал через четыре года вывести на рынок устройство для прямой передачи информации из мозга, альтернативу речевой коммуникации. Насколько это серьезно?

Зубная эмаль — уникальный композитный материал, созданный природой. Она достаточно жесткая, чтобы зубы могли измельчать и перетирать все виды пищи, и при этом прочная. Многие пытались получить синтетический материал с подобными свойствами, но повторить инженерное решение природы пока никому не удавалось. После многочисленных проб и ошибок исследователи из США и Южной Кореи все же создали материал, который можно назвать точной копией прочнейшей биологической ткани.

Можно ли с помощью микроскопа разглядеть атом, отличить его от другого атома, проследить за разрушением или образованием химической связи и увидеть, как одна молекула превращается в другую? Да, если это не простой микроскоп, а атомно-силовой. А можно и не ограничиваться наблюдением. Мы живем в то время, когда атомно-силовой микроскоп перестал быть просто окном в микромир. Сегодня этот прибор можно использовать для перемещения атомов, разрушения химических связей, изучения предела растяжения одиночных молекул — и даже для исследования генома человека.

В повседневной жизни мы постоянно имеем дело с кристаллами — соль и сахар есть в каждом доме. Однако нас не интересует строение этих кристаллов, и мы спокойно растворяем их в супе или кофе. В пущинском Институте белка РАН кристаллизуют биомолекулы для изучения их пространственной структуры. Это непростая задача: получение кристаллов молекулы белка или РНК балансирует на грани науки и искусства, а информация, которую можно получить с помощью таких кристаллов, чрезвычайно важна: структура биомолекул — ключ к их тайнам.

Ровно семьдесят лет назад, в 1947 году, произошло историческое событие, которое определило дальнейшее развитие цивилизации вплоть до ее современного состояния — с компьютерами, сотовыми телефонами, Интернетом, в общем, со всем тем, что называют технической основой информационного общества. Это событие — изготовление первого точечного транзистора. Его собрали американские физики Уолтер Браттейн и Джон Бардин, работавшие в компании «Bell Telephone Laboratories». Подложкой послужил не привычный сегодня кремний, а германий.

Создание сплава подобно кулинарному искусству — надо в должной последовательности и пропорции соединить основные компоненты, а также приправы. Если пренебречь мелочами, блюдо не получится. А вот как, например, приготовить нержавеющую сталь нового поколения? Многие металлурги считают, что без азота тут не обойтись.

В новой работе химики-синтетики и химики-технологи из Массачусетского технологического института создали новую систему, которая существенно экономит время, уходящее на оптимизацию реакции.

Любой инженер скажет, что универсальный материал — это здорово: облегчается конструирование, исчезают проблема соединения разнородных материалов и проблема взаимодействия, облегчается проблема термонапряжений и поводок. Но это в теории, в идеале; а на практике одних только сталей человечество придумало более тысячи!

Откуда берется титан? Кто дал имя титану? Как создали технологию получения титана? Чем интересен титан материаловеду? Как используют титан в технике? Как титан используют в промышленности? Как к титану относятся медики? Что такое никелид титана? Что такое алюминиды титана? Зачем титан в очистителе воздуха? Как влияет диоксид титана на здоровье? Зачем наночастицы титана в креме? Есть ли титан в России?

Последние годы мы постоянно пользуемся плодами космических технологий. Мы смотрим спутниковое телевидение, почти в каждой машине, а теперь и в каждом смартфоне есть приемник спутниковой системы навигации, мы всегда можем взглянуть на свой дом из космоса с помощью Google Maps или Яндекс.Карт. Но так ли необходимы для этого спутники?

Медики используют системы мониторирования, чтобы отслеживать, скажем, в течение суток температуру тела, пульс, давление крови и др. Можно ли получать эту информацию постоянно, в режиме реального времени? Установить радиометку и устройство для регистрации параметра на человека или внутрь него и принимать сигнал с некоторого расстояния... Возникающим при этом проблемам посвящена данная статья.

Откуда имя у ванадия? Сколько ванадия на Земле? Зачем ванадий металлургам? Зачем ванадий в термоядерном реакторе? Зачем ванадий химикам? Что такое ванадиевая проточная батарея? Зачем ванадий биотехнологам? Нужен ли ванадий медикам? Что такое термохромное стекло?

На олимпиадах и чемпионатах соревнуются не только спортсмены, но и спортивные арены. Сильные и слабые стороны, репутация и рейтинги, место в списке себе подобных — все это есть не только у конькобежцев, но и у катков. Каждому любителю спорта понятно, что создать наилучшие условия для новых рекордов — дело первоочередной важности. Однако только технологи-ледовары знают, чем «олимпийский» лед отличается от обыкновенной твердой фазы H₂O.

По оценкам экспертов из международной консультационной компании «Marketsandmarkets», рынок точного земледелия в ближайшие шесть лет будет расти со скоростью 12% в год и достигнет 4,5 млрд. долларов к 2020 году.