تازه های فناوری نانو (2)
پژوهشگران مهندسی از دانشگاه میشیگان راهی برای بهبود عملکرد مواد فروالکتریک یافته اند که دارای قابلیت ساخت افزاره های حافظه ای با ظرفیت ذخیره بیشتر نسبت به حافظه های مغناطیسی سخت و نیز سرعت نوشتاری سریع تر و طول عمر بلندتر نسبت به حافظه های فلش، است.
در حافظه های فروالکتریک جهت قطبش الکتریکی مولکول ها در نقش بیت 0 و 1 بکار می رود. از یک میدان الکتریکی برای تغییر قطبش استفاده می شود، که همان نحوه ذخیره داده است.
ژاکنیگ پان و همکارانش از دانشگاه کرنل، دانشگاه ایالت پن، و دانشگاه ویسکونزین، مادیسون، ماده ای طراحی کرده اند که بطور خود به خود تشکیل مارپیچ های نانو اندازه ای کوچک از قطبش الکتریکی در بازه های قابل کنترل می دهد. این مارپیچ ها می توانند در نقش جایگاه های طبیعی رویش برای سوئیچ قطبش ظاهر شوند و توان مصرفی مورد نیاز برای تغییر هر بیت را کاهش دهند.
این پژوهشگران برای اولین بار توانستند از قطبش مربوط به یک ماده با لبه تیز جهت تراشه‌های حافظه‌ای، در مقیاس اتمی نقشه‌برداری کنند
پان گفت: <<برای تغییر حالت یک حافظه فروالکتریکی شما مجبور هستید که میدان الکتریکی مورد نیاز برای سوئیچ قطبش در یک ناحیه کوچک را تأمین کنید. با ماده ما، دیگر نیازی به چنین عامل نیست. جایگاه های هسته زایی به طور ذاتی در فصل مشترک این ماده وجود دارند.
برای انجام این کار، مهندسان مذکور لایه ای از ماده فروالکتریک را روی عایقی که دارای شبکه های بلوری مشابه بود، قرار دادند. قطبش باعث برقراری میدان های الکتریکی قوی در سطح فروالکتریک می شود که مسئول شکل گیری خود به خود جایگاه های رویش به نام «نانو حوزه های گردابی» هستند.
این پژوهشگران همچنین توانستند از قطبش این ماده با دقت اتمی نقشه برداری کنند که با توجه به کوچکی مقیاس کار خیلی مشکلی بود. آنها از تصاویر گرفته شده از میکروسکوپ عبور الکترونی با قدرت تفکیک زیر آنگسترومی واقع در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، استفاده کردند. آنها همچنین یک نرم افزار پردازش تصویر برای انجام این کار تهیه کردند.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله ی Nano Letters به چاپ رساندند.
تازه های فناوری نانو (2)
تراشه های حافظه ای بهتر، در نتیجه یک کشف بنیادی
پژوهشگران مهندسی از دانشگاه میشیگان راهی برای بهبود عملکرد مواد فروالکتریک یافته اند که دارای قابلیت ساخت افزاره های حافظه ای با ظرفیت ذخیره بیشتر نسبت به حافظه های مغناطیسی سخت و نیز سرعت نوشتاری سریع تر و طول عمر بلندتر نسبت به حافظه های فلش، است.
در حافظه های فروالکتریک جهت قطبش الکتریکی مولکول ها در نقش بیت 0 و 1 بکار می رود. از یک میدان الکتریکی برای تغییر قطبش استفاده می شود، که همان نحوه ذخیره داده است.
ژاکنیگ پان و همکارانش از دانشگاه کرنل، دانشگاه ایالت پن، و دانشگاه ویسکونزین، مادیسون، ماده ای طراحی کرده اند که بطور خود به خود تشکیل مارپیچ های نانو اندازه ای کوچک از قطبش الکتریکی در بازه های قابل کنترل می دهد. این مارپیچ ها می توانند در نقش جایگاه های طبیعی رویش برای سوئیچ قطبش ظاهر شوند و توان مصرفی مورد نیاز برای تغییر هر بیت را کاهش دهند.
این پژوهشگران برای اولین بار توانستند از قطبش مربوط به یک ماده با لبه تیز جهت تراشه‌های حافظه‌ای، در مقیاس اتمی نقشه‌برداری کنند
پان گفت: <<برای تغییر حالت یک حافظه فروالکتریکی شما مجبور هستید که میدان الکتریکی مورد نیاز برای سوئیچ قطبش در یک ناحیه کوچک را تأمین کنید. با ماده ما، دیگر نیازی به چنین عامل نیست. جایگاه های هسته زایی به طور ذاتی در فصل مشترک این ماده وجود دارند.
برای انجام این کار، مهندسان مذکور لایه ای از ماده فروالکتریک را روی عایقی که دارای شبکه های بلوری مشابه بود، قرار دادند. قطبش باعث برقراری میدان های الکتریکی قوی در سطح فروالکتریک می شود که مسئول شکل گیری خود به خود جایگاه های رویش به نام «نانو حوزه های گردابی» هستند.
این پژوهشگران همچنین توانستند از قطبش این ماده با دقت اتمی نقشه برداری کنند که با توجه به کوچکی مقیاس کار خیلی مشکلی بود. آنها از تصاویر گرفته شده از میکروسکوپ عبور الکترونی با قدرت تفکیک زیر آنگسترومی واقع در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، استفاده کردند. آنها همچنین یک نرم افزار پردازش تصویر برای انجام این کار تهیه کردند.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله ی Nano Letters به چاپ رساندند.
تازه های فناوری نانو
همان طور که می دانیم فناوری نانو هنر دستکاری مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی و به خصوص ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی می باشد. طی سال‌های گذشته، محققان ازنانوذرات برای جذب نور و افزایش بازده پیل‌های خورشیدی استفاده کرده‌اند. اخیرا پژوهشگران یک گام دیگر به جلو برداشته و ثابت کرده‌اند که برخی نانو ذرات می‌توانند بازده پیل‌های خورشیدی راتا50 درصد افزایش دهند.
براندون مک دونالد با همکاری گروه‌هایی از مرکز CSIRO و دانشگاه ملبورن استرالیا موفق به ساخت پیل خورشیدی بسیار نازکی شدند که قابل چاپ و انعطاف‌پذیر بوده و همچنین می‌تواند هزینه انرژی تجدیدپذیر را به شدت کاهش دهد.
در این فناوری که به‌صورت پتنت ثبت شده است، از جوهرهای حاوی نانوبلورهای نیمه‌هادی بسیار کوچک استفاده شده است. این جوهرها می‌توانند مستقیما روی سطوح مختلف بنشینند. اگر ترکیب مناسبی از جوهر و سطح انتخاب شود آنگاه می‌توان پیل‌های خورشیدی کارا با استفاده از هزینه بسیار کم تولید کرد.
براندون مک دونالد می‌گوید:
تازه های فناوری نانو
همان طور که می دانیم فناوری نانو هنر دستکاری مواد در مقیاس اتمی یا مولکولی و به خصوص ساخت قطعات و لوازم میکروسکوپی می باشد. طی سال‌های گذشته، محققان ازنانوذرات برای جذب نور و افزایش بازده پیل‌های خورشیدی استفاده کرده‌اند. اخیرا پژوهشگران یک گام دیگر به جلو برداشته و ثابت کرده‌اند که برخی نانو ذرات می‌توانند بازده پیل‌های خورشیدی راتا50 درصد افزایش دهند.
ارائه روشی برای تولید پیل‌های خورشیدی نازک‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر
در این فناوری که به‌صورت پتنت ثبت شده است، از جوهرهای حاوی نانوبلورهای نیمه‌هادی بسیار کوچک استفاده شده است. این جوهرها می‌توانند مستقیما روی سطوح مختلف بنشینند. اگر ترکیب مناسبی از جوهر و سطح انتخاب شود آنگاه می‌توان پیل‌های خورشیدی کارا با استفاده از هزینه بسیار کم تولید کرد.
براندون مک دونالد می‌گوید:
پرده برداری از رازهای ماه
ناسا از سال گذشته دوران 23ماهه ای را به نام "سال منظومه شمسی" نام گذاری کرده است. قرار است این سازمان تقریبا در هر ماه از این دوران مجموعه‌ای از فضاپیما‌ها، مدارگردهای سیاره‌ای و کاوشگرها و سطح‌نوردهای اکتشافی را به فضا ارسال کند یا موفیقت رسیدن هر کدام از آن ها را به هدف خود جشن بگیرد. بخش دانش و فناوری تبیان از هفته های پیش اقدام به معرفی هر یک از این پروژه های فضایی نموده است که این بار قصد داریم به معرفی ماموریت GRAIL و اهداف آن بپردازیم.
ماموریت گریل، پروژه ای اکتشافی است که در آن قرار است دو فضاپیمای دوقلو با نقشه برداری دقیق از میدان گرانشی ماه پرده از ساختار درونی تنها قمر زمین بردارند. این دو فضاپیما در مدارهای مشابهی سطح ماه را پویش خواهند کرد تا بتوانند اطلاعات دقیقی از آن به زمین ارسال کنند.
این دو فضاپیما را می توان تقریبا دوقلو دانست. هر کدام از آن ها در حدود یک ماشین لباس شویی اندازه دارند و تنها در موارد جزیی با یکدیگر تفاوت می کنند که موجب می شود فضاپیمای GRAIL-A جفت دیگر خود یعنی GRAIL-B را به دور ماه دنبال کند.
پرده برداری از رازهای ماه
ناسا از سال گذشته دوران 23ماهه ای را به نام "سال منظومه شمسی" نام گذاری کرده است. قرار است این سازمان تقریبا در هر ماه از این دوران مجموعه‌ای از فضاپیما‌ها، مدارگردهای سیاره‌ای و کاوشگرها و سطح‌نوردهای اکتشافی را به فضا ارسال کند یا موفیقت رسیدن هر کدام از آن ها را به هدف خود جشن بگیرد. بخش دانش و فناوری تبیان از هفته های پیش اقدام به معرفی هر یک از این پروژه های فضایی نموده است که این بار قصد داریم به معرفی ماموریت GRAIL و اهداف آن بپردازیم.
ماموریت گریل، پروژه ای اکتشافی است که در آن قرار است دو فضاپیمای دوقلو با نقشه برداری دقیق از میدان گرانشی ماه پرده از ساختار درونی تنها قمر زمین بردارند. این دو فضاپیما در مدارهای مشابهی سطح ماه را پویش خواهند کرد تا بتوانند اطلاعات دقیقی از آن به زمین ارسال کنند.
این دو فضاپیما را می توان تقریبا دوقلو دانست. هر کدام از آن ها در حدود یک ماشین لباس شویی اندازه دارند و تنها در موارد جزیی با یکدیگر تفاوت می کنند که موجب می شود فضاپیمای GRAIL-A جفت دیگر خود یعنی GRAIL-B را به دور ماه دنبال کند.
