Loogikaskeem kui puuvili

Kuigi kevadiselt õitsevad paplipuud nii mõnegi kodaniku elamise põrguks muudavad, on Iisraeli Jeruusalemma Ülikooli nanotehnoloogid jõudnud järeldusele, et paplipuu evib lisaks ääretult imposantsele õitsemise protsessile veel ka omadust töödelda teavet. Nimelt uurisid sealsed teadlased paplipuu valgurakke ning avastasid neil omaduse lisaks puu eluks vajaliku teabe edasi transportimise võimele veel ka võime toimida lihtsa kahend-süsteemse loogikaelemendina. Sellise loogikaelemendi juhtimiseks rikastati valgurakku nanomõõtmes räniosakesega ning moodustuski lihtsaim salvestusvõimega varustatud loogikalüli, millel mikroelektroonikas mõõtmatu ulatusega kasutusvõimalused.

Teaduseuudis: kontrollitavad aatomid 20!

28. septembril möödub 20 aastat päevast, mil Don Eigler nimeline teadlane viis IBM uurimiskeskuses esimest korda teaduse ajaloos läbi katse, millega tõestas ära, et inimene on võimeline kontrollima iga üksiku aatomi liikumist.

Selle väite tõestuseks moodustas Eigler STM elektronmikroskoobi abil 35 aatomist tähed I-B-M.

Katsest ja selle olulisusest tänapäeva teaduses räägib allolev video:

Molekulidest said algelised nanomootorid

Majanduslikud probleemid ei ole viinud sädet nanotehnoloogide ja molekulaarteadlaste silmist, kellelt ikka ja jälle põnevaid uudiseid on kuulda. STM elektronmikroskoobi abil molekulide struktuuri uurides, avastasid USA Tufts University teadlased käesoleva aasta kevadel, et lisaks teatud tingimustel helikopteri rootori sarnasteks moodustisteks koondumistele, hakkavad need moodustised madalatel temperatuuridel kiirusel umbes miljon pööret sekundis pöörlema. Erinevatesse molekulaarsetesse keskondadesse paigutatuna suutsid teadlased sedasi pöörlevaid molekule peatada, aga ka pöörlemisenergiat edasi anda teistele molekulidele, moodustades sedasi algsed bioenergial töötavad nanomootorid koos lihtsaima ülekandemehhanismiga.

Tuksuvast südamest sai elektrigeneraator

Võib vaid ette kujutada, kui palju toimub inimorganismis liikumist, mis kannab endas kasutamata jäävat energiat. Alustades muutustest lihasrakkudes, kui ennast liigutame, kuni veresoontes liikuva verega edasi kanduva energiani. Pole siis ka ime, et ka nanotehnoloogia sellele energiale rakendust on otsinud.

Märtsi lõpus andidki USA Georgia Institute of Technology teadlased teada, et on välja töötanud ülitundlikud piesoelektrilised tsink-oksiidi nanoosakesed. Pieso-elektrilisus väljendub siis nende omaduses näiteks madalsageduslike võngete (südamelöök, helivõnked ruumis jms) poolt tekitatud mehaanilise surve all eritada elektrivoolu. Ei ole vaja just erilist fantaasiat, et kujutada ette selliste osakestega kaetud riideesemeid, millistesse integreeritud toitepistiku abil võiksime toita kõiki me käsikasutuses olevaid e-seadmeid.

Süsteemi väljatöötajad pakuvadki, et kui õnnestub nanoosakeste arendamine laiatarbe kasutusse, arvatakse nende põhjal loodavate rakenduste esimesteks kasutajateks olema nii meditsiin kui ka pikemat aega tsivilisatsioonist eemal olevad ametimehed, näiteks sõjaväelased.

Nanoime: 500 DVD’d ühele postmargile

Mäletad veel kümmekond aastat tagasi käibel olnud floppy diskette, kuhu heal juhul vaid loetud hulk megabaite andmeühikuid peale mahtus. Kümmekond aastat nanotehnoloogia kiiret arengut on meid aga toonud tänasesse päeva, kus andmekandjate mahupiiranguks on sõna otseses mõttes taevas. Taevase piiri deviisist on vist lähtunud ka USA Massachusettsi ja Berkeley ülikoolide teadlased, kes on välja töötanud üliõhukese pooljuhtkile, mille abil loodetakse suurt hüpet edasi elektrooniliste andmekandjate tootmises. Varasemad teaduse saavutused sarnaste andmekandjate väljatöötamisel polümeeride baasil on tänaseni takerdunud tõdemusse, et mikroskoopiliselt õhuke materjal kipub suurema pindala korral deformeeruma. Seepärast võtsid teadlased ette safiiri nimelise vääriskivi, mille kristalle kuumutades moodustusid kristalli pinnale nanomõõtmes vaalud, mida arvatakse võimalik olevat kasutada ülipisikeste pooljuhtide loomiseks. Sedasi moodustatud pooljuhtide kogum omaks enam kui 15 korda suuremat tundlikkust kui senikasutatud ning võimaldaks andmete salvestamiseks moodustada andmekandjaid, mille ühe minidiski suurune ühik oleks võimeline talletama kuni 500 tänase DVD andmemahu.

Uuring: universum on üks suur silmapete?

Ootamatult me teele tekkinud uksepiidast muhu saanuna me tõenäoliselt ei mõtle sellele, et tegelikult pole mingit uksepiita olemas ja üleüldse on kõik siin universumis üks suur hologramm. Aga just sellisele väitele paistavad lähedal olevat Saksamaa Max Plancki nimelise Gravitatsioonifüüsikainstituudi teadurid.

Nimelt on tuntud Nobeli Füüsikaauhinna laureaadi Max Plancki nime kandva teadusasutuse uurijad mitme aasta vältel teinud katseid GEO600 nime kandva laser interferomeetriga, millega üritatakse leida gravitatsioonilaineid meid ümbritsevas keskkonnas. Kuigi taoliste lainete olemasolu pole veel suudetud tuvastada, on viimaste kuude jooksul keskseks küsimuseks kasvanud hoopis ülitundliku seadme teatud näitajate juures tekkiv senitundmatu signaalimüra, mille allikat ei osata üheselt kuni tänaseni veel seletada. Küll aga on üheks seni kõige enam kinnitust leidnud hüpoteesiks, et võib-olla on tekkiva müra näol leitud fundamentaalne piir, kus aegruum ei käitu enam ühtse väljana vaid muutub mürana väljenduvaks "teraliseks". Umbes nagu ajalehepilti teatud eristuseni suurendades, näeme me vaid pilti moodustavaid trükiseadme täppe, terasid.

Kui pakutud hüpotees peaks edasist kinnitust leidma siis võib see muuta arusaaama kvantgravitatsioonist ning tõstatada uusi küsimusi kvantmaailma kohta. Nimetatud küsimuste ring on teadlaste laual juba aeg-ajalt käinud seoses mustade aukudega, millised üheaegselt suudavad "neelata" kosmiliselt suuri taevakehasid ning samas müstiliselt lihtsalt aurustuda, nagu neid polekski olnud. Äkki tõesti on kõik me ümber üks suur energiaväljade halogramm, kuid me ei suuda seda piisavalt makrotasemel tunnetada?

Paneme viiruskehad raadiot toitma!

Mäletan lapsepõlvest vaidlust naabripoisiga, kas jaapanlased suudavad leiutada nõelasilma suuruse televiisori või mitte. Täna küll enam ei mäleta, millega kahksakümnendate alguses see vaidlus lõppes, kuid nõelasilma suurune televiisor poleks tänapäva nanotehnoloogia kiire arengu juures enam teab mis saavutus. Pigem oleks kuni tänaseni olnud takistuseks sellise mikrotehnika toiteallika suurus. Tunduks ju päris koomiline, kui tolmukübeme suurust tehnikavidinat mõnegrammisest toiteallikast toidaksime.

Nüüd võib ka see takistus saada möödanikuks. Nimelt andis USA Massachusetts Institute of Technology MIT augustikuu kahekümnendal päeval ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences teada, et on põhimõtteliselt valmis bio- ja nanotehnoloogia saavutusi kombineerides tavatingimustes komplekteerima poole inimraku suuruse akumulaatori.

Tegemist oleks pehme litograafia meetodil loodud imeõhukesele kummipõhjale viirusekeha abil moodustatud anoodi ja katoodiga, mille vahel on elektrolüüt. Viiruskehade elektrokeemilise reageerimise tulemusena akus sisalduvate polümeeride ja metallidega (nt koobalt), moodustatakse nii nanomõõtmes elektroodid, kui toimub ka hiljem elektrolüütiline reaktsioon, mis tavakasutajale väljendub elektrilaenguna.

Viimase pingutusena seisab MIT teadlastel ees lisaks varemloodud anoodile ja elektrolüüdile katsetada veel viiruskeha abil moodustatava katoodi toimimist. Seejärel on teadlased lubanud uurida loodu tarbeks elastsete keskkondade loomist, mis lubaks tulevikus "rakuakusid" kasutada bioloogilistes organismides. Nõelasimaraadio paigaldatuna me sisekõrva saaks aga loodetavasti teoorias reaalsuseks juba lähikuudel.