系统:4月4日

Nanodevices极端环境的空间,在地球上
研究人员斯坦福极端环境微系统实验室(XLab)的使命征服条件如发现金星上:热面扔了硫酸的降雨,480摄氏度,气氛炒今天的电子产品。通过开发高温、腐蚀和耐辐射的电子产品,研究小组称他们希望继续研究极端的地方在宇宙中——包括在地球上。这一切开始于小,纳米片材料。

航空航天和助理教授黛比Senesky XLab首席研究员,说:“我认为重要的是要理解,通过调查这些独特的环境中获得新的见解。”

黛比Senesky教授(左)与研究生凯特琳查宾电子,能抵抗极端环境中。(来源:斯坦福大学)

她建议通过研究金星我们可以更好地理解我们自己的世界。虽然很难想象,炎热和腐蚀性金星看起来像地球,科学家认为它曾经是凉爽多了。几十亿年前,一个失控的温室效应可能导致地球吸收更多的热量比它可以反映,形成了今天的灼热的条件。了解金星太热可以帮助我们了解我们的大气层。

更重要的是,设备可以承受严酷的太空旅行也可以监控在地球上同样困难的条件下,比如在我们的汽车。

研究极端环境的一个障碍是热量。硅基半导体功率我们的智能手机和笔记本电脑,停止工作在300度c加热,金属零件开始融化到邻近的半导体和不要动电效率。Ateeq Suria,研究生在机械工程,是一个人的温度XLab努力克服这个障碍。他创造了一个原子那么厚,耐热层涂层设备和允许他们可以高达600摄氏度的空气。研究人员正在努力改善这些纳米器件,测试材料在温度高达900摄氏度。

了解空间电子生存很长一段时间,XLab团队测试材料和纳米器件他们创造内部在高温探头站或在一个金星模拟器美国宇航局格伦研究中心在克利夫兰,俄亥俄州。模拟器模拟压力、化学和温度的金星。镜子空间辐射的影响,他们还测试材料洛斯阿拉莫斯国家实验室而在美国宇航局艾姆斯研究中心。

此外,其他工作XLab表明传感器他们已经开发了可以存活50年的辐射轰击在地球轨道。

他们相信如果纳米材料的制作过程中证明是有效的,它可能会纳入技术被发射升空。然而,在此之前,设备可以立即使用在汽车行业,和其他的,高压地球环境如石油和天然气井筒、地热通风口、飞机发动机、燃气轮机和高超音速结构。

单像素相机更快
压缩感知是一种新的计算技术从信号中提取大量的信息,获得了更多的关注。在一个演示中,研究员莱斯大学建立了一个相机,只能生产2 d图像使用单一光传感器,而不是数以百万计的光传感器中发现一种商品相机。同时,使用压缩传感图像采集是低效的。单像素相机”,“需要成千上万的敞口产生相当清晰的图像。

现在,研究人员麻省理工学院媒体实验室描述了一种新技术,使吗图像采集有效使用压缩传感50倍。

在单像素相机的情况下,它可能会曝光的数量从数千到几十个,他们说。

麻省理工学院媒体实验室的研究人员开发出一种新技术,使图像采集使用压缩传感50倍效率。在单像素相机的情况下,它可能会暴露从数千到几十个的数量。这样的例子压缩超快的成像技术显示在底部行。(来源:麻省理工学院)

compressed-sensing成像系统的一个有趣的方面是,与传统相机,它们不需要眼镜。可以让他们有用在严酷的环境下或在应用程序使用可见光谱以外的波长的光。清除镜头打开新局面的成像系统的设计。

家伙Satat,研究生在实验室一篇新论文的第一作者在这个问题上说,“以前,成像需要镜头,镜头将传感器像素在空间映射到一个数组,一切精确结构和设计。在计算成像,我们开始问:镜头有必要吗?传感器必须结构化数组吗?像素传感器应该多少?是单个像素足够吗?这些问题基本上打破什么是相机的基本思想。只需要一个单一的像素和镜头不再是必要的放松主要设计约束,并使小说成像系统的发展。使用超快的感应使测量更有效。”

研究小组已经详细的压缩传感的理论分析,利用飞行时间信息。他们的分析表明,有效的技术可以提取视觉场景的信息,在不同的分辨率和不同数量的传感器和它们之间的距离。

他们还描述一个程序计算光模式,最大限度地减少风险敞口的数量。使用合成数据,他们比较他们的重建算法的性能,现有compressed-sensing算法。但在正在进行的工作,他们正在开发一个原型系统,以便他们可以测试算法的真实数据。

Nanomagnets未来的数据存储
着眼于新的微型数据存储设备的发展,国际领导的研究小组苏黎世联邦理工学院已经开发出一种方法沉积单可磁化的原子到表面。这是特别有趣的新微型数据存储设备的发展。

他们的想法是有趣的:如果只有单个原子或小分子是一个单元所需的数据(一个0或1的二进制数码技术),大量的数据可以存储在最小的空间。

镝(绿色)纳米粒子表面的原子可以被磁化的只有两种可能的方向:“自旋”或“旋转”。(来源:苏黎世理工学院/大学德雷恩)

这在理论上是可能的,他们解释说,因为某些原子可以在只有一个磁化的两个可能的方向:“自旋”或“自旋。“信息可以存储和读取的分子序列的磁化方向。

前几个障碍仍然需要克服单分子磁体数据存储成为现实。发现分子可以永久存储磁信息,而不只是飞快地是一个挑战,这是更加难以安排这些分子在固体表面构建数据存储载体。为了解决后者的问题,一个国际研究小组的研究由化学家从苏黎世联邦理工学院已经开发出一种新方法,提供了很多优于其他方法。

教授克利斯朵夫Coperet无机化学实验室苏黎世联邦理工学院,和他的团队开发了一种分子镝原子在其中心。是一个属于稀土金属镝元素。

分子镝原子(蓝色)在他们中心首先沉积到硅纳米颗粒的表面(红色和橙色),然后融合。(来源:苏黎世理工学院)

这个原子周围是一个分子的支架上,作为车辆。科学家们还开发了一种沉淀的方法分子表面的二氧化硅纳米粒子和融合等通过退火在400摄氏度。分子结构用作车辆分解过程中,产生纳米粒子与镝原子在表面的说法。科学家们发现,这些原子可以磁化和维护他们的磁场信息。

ETH的科学家和同事一起工作里昂和雷恩的大学,法兰西学院在巴黎,保罗谢勒研究所在瑞士,伯克利国家实验室。