РАЗРАБОТКИ
Лаборатории Белла - место с самой высокой плотностью нобелевских лауреатов. Сотрудники этого знаменитого института не устают удивлять мир замечательными открытиями и перспективными технологическими разработками.
Недавно исследователи Лабораторий открыли новый метод управления поведением капель жидкости путем приложения электрического заряда к специальным образом сформированной кремниевой поверхности, которая при большом увеличении напоминает аккуратно подстриженный газон. Размер отдельных стеблей силиконовой травы такого газона не превышает нескольких нанометров.
Взаимодействие подобной поверхности с каплями жидкости обнаруживает совершенно новые свойства. Площадь их соприкосновения значительно уменьшается, одновременно в 100-1000 раз снижается и сила взаимодействия. В проведенных опытах "наногазон" покрывали водоотталкивающим материалом, после чего капли перемещались по поверхности, не смачивая ее. Прикладывая незначительное напряжение, ученые управляли движением капель, заставляя их проникать в глубь "газона" и растекаться по определенным его участкам, а затем продолжать дальнейшее движение. Кроме того, выяснилось, что капли реагируют на изменение температуры. Это говорит о возможности использования новой технологии в системах охлаждения электронных компонентов.
Другая вероятная сфера применения - это оптические сети. Перемещая капли жидкости по "наногазону", можно изменять оптические свойства среды передачи световых лучей, что, по словам руководителя исследований Тома Крупенкина, может быть полезным в оптической коммутации и при разработке оптических фильтров.
Еще одним возможным применением Крупенкин считает создание "однокристальных лабораторий": тысячи различных реагентов, размещенных в корнях "наногазона", позволят создавать новые приборы для комбинаторной химии, генетического анализа и т. д. Ученый также предполагает, что новая технология может быть востребована для создания торпед с низким коэффициентом трения, самоочищающихся автомобильных стекол, корпусов скоростных судов и других устройств, где большое значение имеют водоотталкивающие свойства материала.
Подробное описание новой нанотехнологии появится в майском номере журнала Американского химического общества Langmuir.
Однако пока научный мир ожидает сообщений о новых возможностях кремниевых поверхностей, готовясь к дискуссиям и новым исследованиям, бизнес делает ставку на прикладные перспективы открытия.
Как реальная и довольно близкая перспектива рассматривается такая область применения, как построение резервных аккумуляторов следующего поколения, в которых электролит в процессе хранения будет физически изолирован от электродов, что исключит ток саморазряда и существенно увеличит срок службы. Компании Lucent Technologies и mPhase Technologies уже заключили соглашение о совместной разработке новых элементов питания на основе созданной группой Крупенкина нанотехнологии, позволяющей динамически контролировать взаимодействие жидкостей с поверхностью твердых тел. Предполагается, что новые элементы питания будут иметь практически неограниченный срок хранения и возможность активации по запросу. Такие аккумуляторы могут быть использованы, например, в различных автономных датчиках, передающих сигнал только при наступлении определенных событий. Среди возможных областей применения называются аварийные и резервные источники питания для оборонной, промышленной и потребительской техники.
Как отметил вице-президент Лабораторий Белла Дэвид Бишоп, до сегодняшнего дня источники питания совершенствовались незначительными темпами, 5-7% в год; новая же нанотехнология может привести к существенному прогрессу в этой области.
