Новая электроника выдержит радиацию и нагрев

28.06.2012

Инженеры из Университета штата Юта разработали микроскопические механические устройства (MEMS), которые выдерживают мощнейшее радиоактивное излучение и нагрев. По оценкам ученых, созданные ими устройства могут управлять роботами или компьютерами даже внутри реактора или в глубоком космосе.

Ионизирующее излучение быстро повреждает традиционную электронику, поэтому приходиться использовать многочисленные дублирующие цепи и мощную защиту, как это было, например, с роботами, работавшими на аварийной АЭС Фукусима. Но даже защищенные роботы, направленные для наблюдения за поврежденными реакторами, перестали работать уже через несколько часов. Все дело в том, что мощное ионизирующее излучение пробивает в полупроводниках "лишние" токопроводящие каналы, что выводит электронику из строя.

Впервые ученым удалось разработать уникальную технологию, которая продолжает работать в присутствии даже мощнейшего ионизирующего излучения. Новые устройства являются логическими элементами размерами 25х25 микрон, которые выполняют простейшие логические операции: "вкл" или "выкл". Микроскопические механические устройства могут работать даже внутри ядерного реактора

В ходе экспериментов новые устройства на два часа погружали в активную зону университетского реактора, и MEMS продолжали работать как ни в чем не бывало. MEMS не были разрушены ионизирующим излучением, поскольку они не используют полупроводниковые каналы. Это простые микроскопические выключатели с вольфрамовыми электродами, которые соприкасаются друг с другом и замыкают или размыкают цепь.

В плане "традиционного" применения MEMS имеют определенные недостатки, например, они в 1000 раз медленнее кремниевой электроники и, к тому же, менее долговечны (из-за наличия подвижных частей). Однако когда дело доходит до экстремальных условий эксплуатации, то MEMS нет равных. Так, в ходе экспериментов микроскопические механические устройства часами работали в вакууме при температуре 277 градусов по Цельсию и даже в ядре 90-кВт исследовательского реактора. Даже самая надежная и защищенная кремниевая электроника в таких условиях выходила из строя уже через несколько минут. В обычных условиях MEMS проработали около 2-х месяцев, выполнив без сбоев более одного миллиарда циклов. В настоящее время ученые планируют улучшить этот показатель в миллион раз.

Использование MEMS открывает совершенно новые возможности для контроля работы АЭС, двигателей внутреннего сгорания и создания зондов, которые смогут проникать в самые опасные места, не требуя мощных и тяжелых защитных систем.

<< Назад: Магнит мешает лгать 29.06.2012

>> Вперед: Появился новый остров 28.06.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Электронные сигареты провоцируют аритмию 03.01.2025 Несмотря на расхожее мнение о меньшей вредности электронных сигарет по сравнению с традиционными табачными изделиями, они могут оказывать такое же негативное воздействие на здоровье, особенно на сердечно-сосудистую систему. Специалисты Университета Луисвилля показали, что вейпинг может вызвать такие же опасные для сердца нарушения ритма, как и традиционные табачные изделия. Аритмия, спровоцированная использованием электронных сигарет, может привести к серьезным осложнениям, таким как инсульты, тромбы или, в самых тяжелых случаях, остановка сердца. Для проведения исследования ученые использовали лабораторных мышей, подвергнув их воздействию пара от электронных сигарет. Результаты показали, что у грызунов развивалась аритмия, которая проявлялась в виде преждевременных и длительных сокращений сердца. После воздействия пара у мышей наблюдалось резкое снижение частоты сердечных сокращений, а затем быстрый и неожиданный скачок частоты, что является характерным признаком нарушений ритма. Особенно выраженные изменения в сердечном ритме наблюдались у животных, которые подвергались воздействию электронных сигарет с фруктовыми и ментоловыми вкусами. Эти виды жидкостей становятся все более популярными, особенно среди молодежи, что вызывает обеспокоенность у специалистов. Исследования показали, что именно химические компоненты, содержащиеся в жидкостях с этими вкусами, вызывают наибольшее влияние на сердечно-сосудистую систему. Ранее было установлено, что обычные сигареты уже через 20 минут после курения вызывают замедление частоты сердечных сокращений, за которым впоследствии следует увеличение темпа. В отличие от этого, кратковременное воздействие пара от электронных сигарет может дестабилизировать сердечный ритм из-за присутствующих в жидкости химических компонентов, которые оказывают влияние на организм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025