Компьютерра, 2008 № 46 (762) - [8]
В более крупных конструкциях цилиндры будет проще устанавливать на дно вертикально, и, согласно оценкам, подобный "лес" размером со стадион и высотой в пару этажей сможет обеспечить энергией сто тысяч домов. Стоить "водяное электричество" будет меньше, чем вырабатываемое ветряками, но дороже полученного на атомных станциях. Во всяком случае, технология обещает быть вполне конкурентоспособной, и в ближайших планах ученых установить такой генератор на дне реки Детройт. ГА
Команде физиков из Корейского университета в Сеуле, Университета Нотр-Дам и Национального института стандартов и технологий США впервые удалось наблюдать антиферромагнитное спаривание в трехслойном бутерброде из магнитных и немагнитных полупроводников. Этот тонкий эффект может стать основой для целого класса новых спинтронных устройств, способных одинаково хорошо хранить и обрабатывать информацию.
Новый эффект очень похож на эффект гигантской магниторезистивности GMR, за открытие которого в прошлом году была присуждена Нобелевская премия по физике. Именно благодаря его использованию в считывающих головках современных винчестеров инженерам удалось добиться высочайшей плотности записи информации. В головках используются спиновые вентили, состоящие из двух слоев магнитного материала вроде железа, разделенных тонким нанометровым слоем немагнитного проводника, например меди. В таком бутерброде в отсутствие магнитного поля в слоях железа спонтанно появляется противоположное направление намагниченности, и электрическое сопротивление бутерброда велико. Это и означает антиферромагнитное спаривание, возникающее благодаря сложному взаимодействию электронов проводимости среднего слоя с атомами магнитных слоев. Но даже слабое магнитное поле может разрушить взаимодействие и сделать слои железа намагниченными одинаково, что ведет к резкому падению сопротивления бутерброда. Это резкое падение сопротивления и используют при считывании информации с магнитных дисков.
Теперь похожий трехслойный бутерброд сделали не из проводников, а из полупроводника арсенида галлия. Во внешних слоях три процента галлия заменили магнием, что превратило этот полупроводник в ферромагнетик, а средний слой допировали бериллием, благодаря чему посередине появилась электронная проводимость. В новом бутерброде также наблюдалось спонтанное антиферромагнитное спаривание, которое легко разрушалось внешним магнитным полем. Если бериллий не добавляли, то эффекта не возникало, поскольку отсутствовали свободные электроны проводимости. За направлением намагниченности слоев ученые следили с помощью пучка нейтронов, которые частично отражались с разной глубины бутерброда и несли в ориентации своего спина сведения о направлении намагниченности материала.
Поскольку металлы в бутерброде удалось заменить полупроводником, появились новые принципиальные возможности управления электронами проводимости и намагниченностью слоев, как, скажем, это делают в обычных полупроводниковых чипах. Сейчас даже трудно представить, какие устройства, способные хранить и обрабатывать информацию, можно будет сделать на основе таких слоистых структур. К сожалению, первые эксперименты удалось привести лишь при низких температурах около 30 градусов выше абсолютного нуля. Но авторы уверены, что вскоре это неудобство будет преодолено, и слоистые магнитные полупроводники быстро найдут себе работу. ГА
Физики из Цюрихского университета разработали простую технологию, позволяющую превратить практически любую ткань в водоотталкивающую без изменения ее прочности, цвета или тактильных свойств. Такую ткань можно два месяца продержать под водой и вынуть абсолютно сухой.
Чудесное превращение происходит всего за одну стадию - на волокнах ткани из газовой фазы выращиваются миллиарды силиконовых нанощетинок диаметром сорок нанометров. Эксперименты проводились с шерстью, хлопком и еще дюжиной других материалов, но лучшие результаты были получены на полиэстере. Силикон гидрофобен и сам по себе, однако слой торчащих нанощетинок усиливает водоотталкивающий эффект подобно тому, как нанопупырышки сохраняют листья лотоса сухими, сокращая площадь соприкосновения поверхности листа с водой. Новое покрытие так хорошо отталкивает воду, что достаточно наклонить ткань всего на два градуса от горизонта, и капли скатятся с нее подобно стеклянным бусинам.
Кроме того, между нановолокнами всегда остается слой воздуха, как между щетинками на теле многих живущих в воде насекомых. Вода просто не достает до волокон ткани, никак с ними не взаимодействует, что и позволяет ткани, даже полностью погруженной в воду, месяцами оставаться совершенно сухой. Воздушная прослойка на 20% сокращает силу трения ткани о воду, делая заманчивым ее использование для одежды пловцов.
Эксперименты показали, что нановолокна сохраняют свои свойства и удерживаются на ткани, даже если ее сильно измять или потереть наждачной бумагой. Однако ежедневную стирку в стиральной машине водоотталкивающие нановолокна все же не выдержат, и это заставляет ученых продолжать изыскания. ГА
