Электричество из вакуума и ДНК-транзистор: новости науки

Разработаны неиссякаемые источники питания на энергии вакуума

Создатели стартапа Casimir, выходцы из NASA, заявили о разработке неиссякаемых источников питания, черпающих энергию из квантовых колебаний вакуума. Исследователь Гарольд Уайт с 2010-х годов работал над совместными проектами NASA и DARPA по изучению эффекта Казимира для микрорезонирующих полостей. Эффект Казимира заключается в том, что две близко расположенные в вакууме пластины начинают притягиваться друг к другу под давлением квантовых колебаний вакуума — электромагнитных колебаний квантовых полей. Разработанный Гарольдом Уайтом MicroSparc представляет собой структуру нанополостей, в которой возникает асимметрия плотности квантовых колебаний, создающая устойчивый поток энергии. Между полостями располагается массив электрически связанных наностержней. Внешнее давление колебаний вакуума оказывает воздействие на стенки полостей, но, поскольку они жестко закреплены на подложке, все усилия приводят к туннелированию электронов из стенок полостей в сторону наностержней. Создается устойчивый поток электронов от стенок к стержням и дальше по цепи. Поскольку вакуум постоянно «кипит» от полей, этот поток (и ток в цепи) будет бесконечным. Представить бесконечные источники питания на колебаниях вакуума планируют в 2028 году. Целевым показателем станет создание чипа со сторонами 5 мм и выходным напряжением 1,5 В при токе 25 мкА, рассказывает 3DNews.

Что нужно, чтобы человек видел в инфракрасном спектре

Человеческий глаз видит излучение в видимом диапазоне длин волн, то есть регистрирует фотоны с длиной волны 380–780 нм. Но в особых условиях люди могут видеть и инфракрасное излучение. Это следствие явления двухфотонного поглощения — пигмент родопсин может поглотить одновременно два фотона из инфракрасного спектра. Польские физики выяснили, что эффективность двухфотонного зрения напрямую зависит от диаметра лазерного пучка и точности его фокусировки на сетчатке глаза. Ученые провели эксперимент, в ходе которого следили, как волонтеры видят лазерные импульсы при разном диаметре пучка и изменяющейся степени расфокусировки в темноте и освещенной зеленым светом среде. Оказалось, что чем меньше диаметр лазерного пучка, тем больше может быть степень расфокусировки, при которой человек еще видит инфракрасные вспышки. Ученые считают, что выводы их исследования помогут проектировать экраны и сенсоры нового поколения, а также разовьют новые методы диагностики зрения, сообщает Naked Sciense.

Молекула ДНК шириной в атом сможет заменить транзистор

Компьютер можно собрать не только из кремния, но и из молекул ДНК. Команда из Высшей школы инженерной биологии Корейского передового института науки и технологий (KAIST) показала, как такие молекулы могут не просто реагировать на сигнал, а выполнять вычисления и хранить результат внутри одной и той же системы. Они разработали ДНК-биотранзистор — это молекулярная конструкция, которая напоминает транзистор в полупроводниковой электронике: принимает входной сигнал, меняет состояние и участвует в вычислении. На основе этого элемента ученые собрали молекулярную схему, которая одновременно обрабатывает и запоминает информацию. Главная проблема прежних ДНК-схем заключалась в одноразовом характере реакций. После срабатывания молекулярная система тратила исходные компоненты. Команда KAIST решила проблему за счет молекул ДНК, которые меняют конфигурацию связывания под действием входного сигнала и сохраняют новую конфигурацию во времени. Получившееся состояние работает как память: схема не только фиксирует уже обработанную информацию, но и использует прежний результат при следующих операциях. Авторы называют разработку шагом к программируемым молекулярным компьютерам, где отдельные молекулы выполняют роль логических элементов и ячеек памяти, рассказывает Security.Lab.