Новости науки и техники: нанотехнологии (стр. 3 из 4)
По мере продвижения влажного воздуха сквозь сеть вода накапливается, капли растут и, в конце концов, (гравитация как-никак) начинают падать вниз, попадая в специальный жёлоб. По нему они стекают в два резервуара, а затем и в бассейн.
Уже сейчас ясно, что в хорошие дни "улов" может превысить 550 литров. Немыслимое количество по меркам перуанцев. Впрочем, и сами учёные не могут удержаться от красивых сравнений.
"Поднимаешься по дороге, близ сетей стоит густой туман, через некоторое время налетает ветер, и становится слышно, как накопившаяся вода начинает стекать. Будто открывается кран. Удивительные ощущения", - делится впечатлениями Анне.
Биологи создали и другой тип "ловца тумана" - многослойный. Его впервые опробовали в 2007 году. Он занимает столько же места, но при этом выдаёт более 2200 литров пресной воды в день!
Данные устройства помогает людям для удовлетворения собственных нужд в воде, которые уже смогли осторожно встроиться в природные циклы и не только не нарушить шаткое равновесие в природе, но и немного его укрепить.Спиральный робот перенял у бактерий стиль плавания
Если одни бактерии заражают человека, стоит попробовать снарядить на борьбу с болезнями другие микроорганизмы. Но пока генетические эксперименты в этой области не дают яркого результата, может, лучше взять, да и построить искусственные бактерии, которые будут выполнять "поручения" медиков? Неизвестно, какой подход выглядит более фантастичным, но управляемые роботы размером с микробов уже созданы и совершают свои первые заплывы в чашках Петри.
Целый ряд бактерий, таких как широко известная кишечная палочка (E. coli), ловко перемещаются в окружающей среде при помощи длинных жгутиков, завитых словно пружинки. Жгутики эти вращаются с очень высокой скоростью в ту или иную сторону, заставляя микроорганизм плыть вперёд и совершать кувырки да повороты.
Учёные не один раз с восторгом поглядывали на этот природный механизм, мечтая воспроизвести его в искусственной системе. Исследователи из самых разных институтов давно высказывали здравую мысль, что такие "хвостики" могут стать прекрасными движителями для медицинских микроботов, запускаемых в тело пациента. Но первой впечатляющего успеха на этом поприще добилась группа под руководством профессора Брэдли Нельсона (Bradley Nelson) из швейцарского федерального технологического института (ETH Zürich). membrana
Перед нами настоящий технологический шедевр: спиральный медицинский микроробот (фото Institute of Robotics and Intelligent Systems/ETH Zürich). 
Недавно Брэдли и его коллеги первыми сумели построить "Искусственный бактериальный жгутик" (Artificial Bacterial Flagella - ABF) - образование микрометровых размеров. Да ещё прикрепили его к "голове" - аналогу бактерии. Создав несколько таких изделий, названных "Спиральными плавающими микророботами" (Helical Swimming Microrobot), экспериментаторы пустили их в жидкость, воспроизводя ситуацию, когда подобным устройствам потребуется перемещаться не хаотично, но в определённом направлении, задаваемом человеком.
ABF насчитывают в длину от 25 до 75 микрометров, что лишь немногим больше, чем длина настоящих жгутиков у бактерий (5-25 мкм). Представляют собой эти искусственные "хвостики" свитые в спирали плоские ленточки. Толщина лент равна 27-42 нанометрам, ширина - менее 2 микрометров, а диаметр спирали - около 3 мкм.
Голова робота состоит из трёх тонких слоёв: хром, никель и золото. Именно никель, как магнитный материал, отвечает за вращение всего "конструктора". Учёные прикладывают к микроботам магнитные поля, а они заставляют вращаться и поворачиваться головки роботов - вот те и плывут.
Один из первых образцов микроробота с ABF, показанный на этих снимках, при собственной длине 74 микрометра достигал средней скорости движения 5 микрометров в секунду при частоте вращения 470 оборотов в минуту. Тёмная точка вверху - цель, к которой учёные старались направить свою "хвостатую бактерию" (фото Institute of Robotics and Intelligent Systems/ETH Zürich).
Кстати, Нельсон известен нам по созданию хирургического микробота - устройства, похожего на миниатюрную стрелку компаса, управляемую внешним магнитным полем.
Но в новом проекте есть существенные отличия. В первом случае (как и в целом ряде сходных экспериментов, проводимых в других университетах и институтах) крошечные "зонды" напрямую подталкиваются в нужную сторону внешним полем. Исследователи полагают, что такие "микромагниты" можно при помощи электромагнитов внешних довести до нужной точки в теле, чтобы там они могли выполнить свою задачу. К примеру, воздействовать на опухоль или атеросклеротические наросты в сосуде.
А вот ABF, полагают швейцарцы, позволяет управлять движением робота-бактерии куда более точно. Ведь тут внешнее поле лишь приводит в движение "хвост", а он уже толкает всего робота.
Команда Брэдли разработала специальное программное обеспечение, позволяющее создавать при помощи нескольких катушек вращающиеся поля сложной конфигурации. Так, по командам человека ABF может двигаться вперёд и назад, вверх и вниз, а также вращаться во всех направлениях.
Максимальная скорость движения ABF составила 20 микрометров в секунду, но авторы работы уверены, что вскоре её можно будет увеличить до 100. Для сравнения - E. coli разгоняется до 30 мкм/с.
Создатели плавающих микророботов полагают, что в будущем такие устройства смогут точечно поставлять лекарства к очагам поражения внутри человека. При этом такой способ выгодно отличается от прямого перетягивания каких-либо капсул магнитом. Ведь для движения ABF необходимо приложить очень слабое, совершенно безопасное поле (1-2 миллитесла).
Можно, конечно, заставить перевозить полезный груз и живые клетки (мы видели такие эксперименты - простой и более сложный), но тут придётся полагаться на их собственные "соображения", куда нужно двигаться.
Для реализации такой цели авторы проекта намерены ещё уменьшить размер своих роботов и повысить их скорость движения, равно как поработать над управляющей системой. Нельсон уверен - спирали ABF найдут применение и в медицине, и в фундаментальных исследованиях.
Создатели Helical Swimming Microrobot радуются, что их роботы так похожи на бактерии. Учёным не потребовались миллиарды лет, чтобы придумать прекрасный способ перемещения микрометровых объектов в жидкой среде - за исследователей это сделала Природа.
Membrana.ru.22 апреля 2009
Фургон стреляет облаком мороженого ради нанотехнологий
"Ранее в нынешнем году я получил письмо столь интригующее, что сразу увлёкся. Это была просьба о помощи с довольно необычной разработкой. Чтение по диагонали выхватило фразы вроде "геоинжиниринг", "фургон с мороженым", "нанотехнологии", "облако со вкусом мороженого". Заинтересовался сильно. Но потом я увидел слова "жидкий азот" и был пойман на крючок!"
Так рассказывает Эндрю Мейнард (Andrew Maynard), главный научный советник "Проекта развивающихся нанотехнологий" (Project on Emerging Nanotechnologies), о своём скромном участии в необычном арт-начинании.
Возможность соединить популяризацию науки с развлечением и весельем понравилась физику Эндрю Мейнард, к опыту и знаниям которого не раз обращались политики как из Белого дома, так и из других весомых "структур", когда подготавливали документы, связанные с развитием научной отрасли. А ещё Эндрю, наверное, не смог отказаться от вкусного угощения.
О чём вы мечтали в детстве? О пряничном домике, реке из киселя, радуге из мармелада? Полагаем, об одном вы думали точно: пробуя на вкус снег, вы мечтали, чтобы с неба падали не обычные снежинки, а мороженое. Клубничное, например. Новый британский проект - это шаг к реализации детской мечты. Причём научный "бэкграунд" у него вполне серьёзный.
"Проект Облако" (Cloud Project) реализовали дизайнеры Зои Пападопоулу (Zoe Papadopoulou) и Кэтрин Крамер (Cathrine Kramer).
Именно Зои написала послание Мейнарду с тем, чтобы исследователь проконсультировал художниц по научной части замысла. А ведь идея была, честно говоря, просто сумасшедшей: если нынешние технологии позволяют искусственно вызывать дождь или снег, распыляя реагенты в небе, то почему бы технологиям будущего не создавать ванильные, клубничные или шоколадные осадки? Переделанная для "изготовления облаков" машина - это старый фургон для мороженого на базе Leyland Sherpa 1980 года. На переоборудование его под замысел дизайнеров ушёл не один месяц ручной работы (фото ha++/flickr.com).
Идея облака-мороженого родилась у двух студенток после того, как отделение "Дизайна взаимодействий" (Design Interactions) Королевского колледжа искусств посетил учёный Ричард Джонс (Richard Jones), специалист по нанотехнологиям, бывший советник британского правительственного агентства по инжинирингу и естествознанию (EPSRC).
Вдохновлённые перспективами нанотехнологий и огорчённые массой препятствий на пути к их триумфу, девушки задумали смешать наивную фантазию с передовыми разработками.
Цепочка рассуждений была примерно такова: если делать мороженое при помощи жидкого азота (быстрая заморозка), получается очень "гладкая" система с частицами нанометровых размеров. В то же время известно, что различные наночастицы могут применяться в качестве центров кристаллизации в опытах с управляемой погодой (в свою очередь способных влиять на климат).