3D-печать на уровне атомов

04.09.2025

Трехмерная печать давно перестала быть лишь инструментом для создания прототипов и игрушек. Сегодня эта технология постепенно проникает в фундаментальную науку, где решаются задачи, связанные с энергетикой, квантовыми вычислениями и новыми материалами. Яркий пример такого применения продемонстрировали исследователи из Корнелльского университета, разработавшие методику 3D-печати, позволяющую формировать материалы на уровне атомов и тем самым улучшать характеристики сверхпроводников.

Руководил проектом профессор Ульрих Визнер с кафедры материаловедения и инженерии. Его команда почти десять лет работала над идеей создания пористых кристаллических структур с рекордной площадью поверхности. Такой подход открывает возможность для изменения свойств материалов и делает сверхпроводники более эффективными для будущего применения в квантовых устройствах.

Суть метода заключается в том, что исследователи использовали особые чернила, состоящие из сополимера и неорганических частиц. Эти чернила наносились на поверхность при помощи 3D-принтера, а затем подвергались нагреву. В процессе нагрева материал перестраивался на атомном уровне, образуя то, что ученые назвали "пористым кристаллическим сверхпроводником".

Примечательно, что еще до нагрева структура укреплялась более крупными частицами из тех же чернил, что помогало удерживать форму. Благодаря этому при дальнейшем перестроении атомов образовывалась кристаллическая решетка с рекордной площадью поверхности. Подобные свойства чрезвычайно важны для сверхпроводников, поскольку они напрямую влияют на эффективность передачи электричества и стабильность работы.

Исследователи отмечают, что на данный момент технология испытана только на кристаллическом нитриде. Тем не менее в перспективе метод можно будет адаптировать для металлических соединений, например для нитрида титана. Это откроет доступ к материалам с аналогичной площадью поверхности, но с другими уникальными характеристиками.

По словам авторов работы, их открытие может оказать влияние не только на физику сверхпроводимости, но и на смежные области. В частности, квантовые вычисления, требующие высококачественных и стабильных сверхпроводников, получат мощный импульс для развития. Потенциал здесь настолько велик, что новая технология может изменить сам подход к проектированию квантового оборудования.

Пока что метод находится на ранней стадии развития, и до его практического внедрения пройдет еще немало времени. Однако сам факт, что печать на уровне атомов стала возможной, свидетельствует о начале новой эпохи в материаловедении.

<< Назад: Электровелосипед Kingbull Rover 2.0 05.09.2025

>> Вперед: Ноутбук Acer Predator Helios 18P AI 04.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива В доспехах на пробежку 20.06.2012 Английский физиолог Грэм Аскью из университета Лидса заимствовал из Королевской оружейной палаты рыцарские доспехи XV века, одел в них четырёх молодых здоровых добровольцев и послал их на "бегущую дорожку". Доспехи весили 30 - 50 килограммов, только защита ног (наголенники) и стальные башмаки с заострёнными концами, которыми рыцарь мог пинать противника, весили 7 - 8 килограммов. При разной скорости дорожки у подопытных измеряли частоту пульса и дыхания, потребление кислорода и длину шага. Оказалось, что в броне на бег тратится в 1,9 раза больше энергии, а на ходьбу - в 2,32 раза больше, чем без брони. Любопытно, что потребление кислорода не возрастало, так как тесный стальной нагрудник мешал дышать. Тяжёлые доспехи надевали и на рыцарских лошадей. Аскью хотел бы провести аналогичные исследования и с лошадью, но опасается вводить коня в доспехах в свою лабораторию, полную точных приборов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026