Znajdź zawartość

Uczeni z University of Manchester wpadli na pomysł, który przybliża moment praktycznego wykorzystania grafenu do budowy komputerów. Grafen jest bardzo obiecującym materiałem, ale sprawia on spory kłopot, gdy... przewodzi elektrony zbyt dobrze. To powoduje, że dochodzi do olbrzymich wycieków prądu z grafenowych urządzeń. Co prawda specjaliści zaprezentowali już pojedyncze grafenowe tranzystory, które pracują z częstotliwością nawet do 300 GHz, ale wycieki prądu powodują, że tranzystory takie nie mogą być zbyt gęsto upakowane. Natychmiast uległyby bowiem stopieniu. Naukowcy z Manchesteru zaproponowali interesujące rozwiązanie problemu. Ich zdaniem należy stworzyć grafenową diodę tunelującą. W diodzie takiej elektrony tunelują się pomiędzy metalicznymi warstwami za pośrednictwem rozdzielającego je dielektryka. Doktor Leonid Ponomarenko, który stał na czele zespołu badawczego, mówi: Stworzyliśmy projekt nowej grafenowej elektroniki. Nasze tranzystory pracują dobrze. Myślę, że można je jeszcze udoskonalić, zminiaturyzować i przystosować do pracy z zegarami taktowanymi z częstotliwościami subterahercowymi. Nowe podejście zakłada połączenie warstw grafenu, azotkuboru i disiarczku molidenu. Tranzystory układa się warstwa po warstwie. Profesor Geim, jeden z wynalazców grafenu, mówi, że projekt takiego tranzystora to bardzo ważne wydarzenie, ale jeszcze ważniejsze jest prawdopodobnie wykazanie, iż można w skali atomowej układać warstwy. Drugi wynalazca grafenu, profesor Novoselov dodaje, iż tranzystor tunelowy to jeden z niewyczerpanej gamy urządzeń, które mogą powstać za pomocą układania warstwami.

Skakuny nie tkają sieci, tylko jak wskazuje ich nazwa, skaczą na swoje ofiary. Są tak sprawne, że potrafią jednym susem pokonać odległość kilkakrotnie przewyższającą długość ich ciała. Jak jednak oceniają, ile centymetrów dzieli je od smacznego kąska? Wykorzystują do tego zielone światło (Science). Biolodzy z Osaka City University badali występujące na terenie uniwersytetu skakuny Hasarius adansoni. Mają one 4 pary oczu, a najważniejsze wydają się te ze środka. Prof. Akihisa Terakita oraz doktorzy Mitsumasa Koyanagi i Takashi Nagata wiedzieli, że oceniając odległość, pająki nie wykorzystują widzenia dwuocznego, akomodacji (ich soczewka jest umieszczona w sztywnej pochewce, nie może się więc wyginać i zmieniać grubości) ani paralaksy (niezgodności różnych obrazów jednego obiektu obserwowanych z różnych kierunków). Gatunki bazujące na paralaksie, np. modliszki, wychylają się raz w przód, raz w tył, uzyskując w ten sposób 2 różne obrazy obiektu. Nasz skakun tak się jednak nie zachowuje. Co zatem robi? Japończycy zajęli się mechanizmem zwanym głębią z rozogniskowania. W tym przypadku głębia, czyli odległość obiektu, jest określana na postawie pomiaru rozmycia obrazu. Naukowcy z Osaki odwołali się do tego, że w siatkówce skakunów fotoreceptory są ułożone w 4 warstwach, na których dzięki soczewkom o znacznej aberracji chromatycznej skupiane jest światło o różnej długości fali (różnych barwach). W czasie badań okazało się, że mimo iż zielone światło jest skupiane wyłącznie na najniższej warstwie, barwnik wrażliwy na zieleń występuje w fotoreceptorach z najgłębszej i przedostatniej warstwy. Przedostatnia warstwa zawsze otrzymuje zdeogniskowany obraz. Oceniając stopień rozmazania obrazu, skakuny określają odległość. Naukowcy z Kraju Kwitnącej Wiśni przeprowadzili eksperyment, w ramach którego testowali zdolność skoczenia na muchę przy zielonym i czerwonym oświetleniu. Przy zielonym pająki idealnie trafiały w cel. Przy czerwonym systematycznie skracały skok, pokonując ok. 90% odległości od muchy. Można to było przewidzieć na podstawie wyliczeń dotyczących stopnia zdeogniskowania wskutek aberracji chromatycznej soczewek. Terakita uważa, że inne skakuny wykorzystują taki sam mechanizm oceny głębi. Siatkówkę badano u ok. 10 gatunków skakunów [...] i u wszystkich występowały 4 warstwy fotoreceptorów.

Ponieważ hipoteza zupy nie sprawdziła się przy wyjaśnianiu początków życia na Ziemi, Helen Hansma, biochemik z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, zdecydowała się na inne kulinarne porównanie: kanapkę. Wg niej, przypominające ciasto francuskie warstwy pewnego minerału, miki, stworzyły idealne warunki dla formowania się istotnych dla życia substancji. Koncepcję wyjaśniającą powstanie życia procesem zagęszczania bulionu pierwotnego, w wyniku czego utworzyły się koacerwaty, sformułował w 1924 roku Aleksander Oparin. Teoria ta doczekała się wielu wersji. Ostatecznie nauka zna ją jako teorię Oparina-Haldana. Zgodnie z jej założeniami, życie to wynik ewolucji materii, wszystkie organizmy żywe wywodzą się od wspólnych przodków, a życie koncentruje się w koacerwatach, czyli układach względnie odgraniczonych od swojego otoczenia, które wymieniają z nim zarówno materię, jak i energię. Teoria ta zainspirowała wiele późniejszych koncepcji biogenezy. Hansma po raz pierwszy zaprezentowała swoje rozwiązanie zagadki pochodzenia życia na 47. dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Biologii Komórkowej. Mika jest jak olbrzymia kanapka z milionami warstw, które przypominają kromki chleba. W zakątkach między nimi mogła się rozpocząć synteza istotnych dla życia związków. W dodatku blaszki miki stanowiły doskonałą ochronę. Hansma sądzi, że teoria bulionu nie wyznaczała dobrego miejsca, gdzie cząsteczki miałyby ze sobą reagować. Teoria pizzy już je uwzględniła. Miały się one formować na powierzchni naładowanych elektrycznie minerałów. Słabym punktem tej koncepcji jest jednak niewystarczające wyjaśnienie procesu łączenia się pierwotniejszych związków w RNA i inne kluczowe substancje. Teoria kanapki miała zapewnić powierzchnię reakcyjną (warstwę minerału) i substraty, które unosiły się w bulionie uwięzionym między blaszkami. Cały proces przebiegał w przestrzeni odgraniczonej strukturą miki. Skąd energia do przebiegu reakcji? Z przesuwania się warstw minerału, niewykluczone, że także z pływów oceanu czy promieniowania słonecznego. Hansma uważa, że jako pierwsza wykazała, czemu w naszych komórkach znajduje się tak dużo potasu. Mika jest bowiem uwodnionym krzemianem potasu. Na razie kalifornijski zespół przeprowadził tylko wstępne eksperymenty potwierdzające teorię. Pozostało jeszcze dużo pracy...