Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Trwają prace nad hybrydowym półprzewodnikiem
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Amerykańska ustawa CHIPS and Science Act, która wywołała spory między USA a Unią Europejską, przynosi pierwsze efekty. Jej celem jest m.in. zachęcenie do budowy w USA nowych fabryk półprzewodników. Firmy mogą liczyć na ulgi podatkowe czy dopłaty. Przeznaczono na ten cel 39 miliardów USD i najwyraźniej zachęciło to gigantów. Micron zapowiedział, że zainwestuje do 100 miliardów dolarów w nową fabrykę w stanie Nowy Jork, TMSC – który buduje wartą 12 miliardów USD fabrykę w Arizonie – wybuduje drugi zakład, zwiększając wartość inwestycji do 40 miliardów, Samsung chce za 17 miliardów wybudować fabrykę w Teksasie, a Intel rozpoczął wartą 20 miliardów USD inwestycję w dwie fabryki w Ohio.
Każda z tych fabryk będzie potrzebowała setek inżynierów i techników. Tymczasem obecnie USA wytwarzają 12% światowych półprzewodników, podczas gdy w roku 1990 było to 37%. Nic więc dziwnego, że w ostatnich dekadach zapotrzebowanie na odpowiednio wykształconą kadrę zmniejszało się, co spowodowało stagnację na rynku edukacyjnym. Wraz z CHIPS Act zaczęło się to zmieniać. Za zainteresowaniem przemysłu idzie oferta edukacji. Bo zapotrzebowanie będzie olbrzymie. Pod koniec ubiegłego roku amerykański przemysł półprzewodnikowy poszukiwał około 20 000 pracowników. Profesor Peter Bermel z Purdue University szacuje, że nawet jeśli skutkiem CHIPS Act będzie umiarkowany wzrost na amerykańskim rynku półprzewodników, to w ciągu najbliższych 5 lat potrzebnych będzie co najmniej 50 000 dodatkowych pracowników. Dlatego też koledże i uczelnie wyższe zwiększają swoją ofertę dla studentów, a przemył półprzewodnikowy próbuje im w tym pomóc.
Intel, który chce w Ohio stworzyć „Silicon Heartland” przeznaczył 50 milionów dolarów dla 80 szkół wyższych w tym stanie. Za te pieniądze szkoły chcą doposażyć swoje pracownie, wynająć specjalistów i poszerzyć ofertę dla studentów. Intel zaś wspomoże je swoimi radami, doświadczeniem, stypendiami oraz dostępem do własnych centrów badawczych. Będzie to o tyle łatwiejsze, że już w 2011 roku władze stanowe przyjęły inicjatywę, w ramach której wspomagają uczelnie w zwiększeniu liczby studentów kierunków inżynieryjnych, technologicznych i medycznych. Dzięki niej na przykład, od 2021 roku studenci Ohio State University mogą uczyć się procesów wytwarzania układów scalonych w uniwersyteckim laboratorium, bez potrzeby korzystania z bardzo drogiego specjalistycznego clean-roomu. Uczelnia pracuje też nad narzędziami rzeczywistości wirtualnej i rzeczywistości rozszerzonej, dzięki którym studenci poczują się tak, jakby pracowali w prawdziwej fabryce półprzewodników.
Kilkaset kilometrów dalej firma SkyWater Technology buduje wartą 1,8 miliarda dolarów fabrykę, a sąsiadujący z niż Purdu University uruchomił interdyscyplinarny Semiconductor Degrees Program, dzięki któremu studenci różnych wydziałów mogą nabyć umiejętności potrzebnych podczas pracy w przemyśle półprzewodnikowym. Uniwersytet rozpoczął też program edukacji pracowników na potrzeby SkyWater.
Nie wszystkie stanowiska w przemyśle półprzewodnikowym wymagają ukończenia wyspecjalizowanych studiów. Zdaniem Intela, kluczem do sukcesu są pracownicy po lokalnych szkołach średnich. Intel rozbudowuje swoje fabryki w Arizonie, Nowym Meksyku i Oregonie. Będzie potrzebował dodatkowych 7000 pracowników. Około 40% tych stanowisk czeka na ludzi po dwuletnich szkołach, a tylko na 20% stanowisk wymagany jest tytuł licencjata, magistra lub doktora.
Inne firmy również inwestują w swoich przyszłych pracowników. Samsung i Silicon Labs wspomagają lokalne koledże i szkoły techniczne oferując szkolenia, stypendia czy letnie staże. Samsung na przykład dołączył do lokalnej inicjatywy Austin Community College, w ramach której uczniowie, którzy chcą dodatkowo zdobyć zawód technika przemysłu półprzewodnikowego, szkolą się przez 2 dni w tygodniu. Piątkowym uczniom firma pokrywa całość kosztów nauki.
Problemy z kadrą techniczną są widoczne na całym świecie. W dużej mierze są one spowodowane popularnością studiów informatycznych. Bardzo wiele osób o zainteresowaniach technicznych wybiera karierę programisty. Jednak, jako że programiści również są potrzebni, przemysł półprzewodnikowy nie próbuje zachęcać ich do zmiany zawodu, a stara się, by więcej osób decydowało się na pracę na rynku nowoczesnych technologii.
CHIPS and Science Act został podpisany przez prezydenta Bidena w sierpniu 2022 roku. Spotkał się z ostrą krytyką ze strony Unii Europejskiej, która oskarżyła USA o protekcjonizm. Ustawa przewiduje dofinansowanie rozwoju amerykańskiego przemysłu półprzewodnikowego łączną kwotą w wysokości 280 miliardów dolarów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas rzeczywistego użytkowania hybrydy plug-in zużywają więcej paliw kopalnych i emitują do atmosfery więcej dwutlenku węgla niż wynika to z badań laboratoryjnych. Częściowo dzieje się tak dlatego, że kierowcy nie wykorzystują napędu elektrycznego tak często, jakby mogli – wynika z badań niemieckich naukowców. Aby zaradzić temu problemowi uczeni proponują wprowadzenie przepisów, które zachęcą właścicieli hybryd do częstszego ich ładowania.
Hybrydy typu plug-in korzystają z silnika spalinowego oraz elektrycznego. Emitują więc mniej szkodliwych gazów do atmosfery, szczególnie jeśli prąd, z którego korzystają, pochodzi z czystych źródeł. Tak mówi teoria i wyniki badań laboratoryjnych. Jednak, jak wynika z nowych badań, rzeczywiste zużycie paliwa i emisja z hybryd zależą od zachowania kierowców oraz tego, jaką część trasy przejeżdżają na silniku elektrycznym.
Dotychczas brakowało jednak danych z rzeczywistego używania samochodów hybrydowych, a dane laboratoryjne budziły liczne kontrowersje. Na przykład w marcu ukazały się badania brytyjskiej organizacji Which?, z których wynikało, że w rzeczywistości hybrydy mogą zużywać nawet 4-więcej paliwa niż wynika z testów w laboratoriach. Najgorzej wypadł tutaj BMW X5, który był aż o 72% mniej efektywny, niż twierdził producent, a roczne koszty paliwa były o 669 funtów wyższe, niż wynikało to z badań w laboratorium.
Patrick Plötz i inni niemieccy naukowcy w Instytutu Fraunhofera przyjrzeli się zużyciu paliwa, liczbie przejeżdżanych kilometrów rocznie oraz częstotliwości użycia silnika elektrycznego w ponad 100 000 hybrydach plug-in używanych w Kanadzie, Chinach, Niemczech, Holandii, Norwegii i USA. Dane pochodziły z wcześniej wykonywanych studiów oraz z baz, do których kierowcy indywidualni oraz firmy posiadające hybrydy mogą wpisywać informacje na temat samochodów.
Analiza danych wykazała, że w rzeczywistości hybrydy plug-in emitują od 50 do 300 gramów CO2/km, czyli 2 do 4 razy więcej niż w testach laboratoryjnych. Zużycie paliwa również było 2 do 4 razy wyższe niż podczas testów, a przyczyną takie stanu rzeczy była niska częstotliwość ładowania samochodów przez kierowców. Plötz mówi, że oficjalne wartości, jakimi posługują się urzędy w wielu krajach – Worldwide harmonized Light-duty vehicles Test Procedure i jego odmiana New European Driving Cycle – bazują na danych z samochodów konwencjonalnych, do których dodano pewne założenia, ale nie dane z rzeczywistego użycia hybryd. Dlatego też założenia dotyczące używania silnika elektrycznego w pluginach są, jak widać, zbyt optymistyczne.
Problem szczególnie jest widoczny w przypadku... samochodów służbowych. Za ich tankowanie płaci firma. Natomiast koszt ładowania akumulatorów zwykle spada na kierowcę. Zatem użytkownicy takich samochodów korzystają niemal wyłącznie z silnika spalinowego. Widoczne są też spore różnice regionalne. Na przykład w Norwegii, gdzie jest drogie paliwo a tani prąd, pluginy częściej jeżdżą na silniku elektrycznym. Co ciekawe, także w USA, kraju, w którym paliwo jest tanie, kierowcy częściej używają silników elektrycznych. Plötz stwierdza, że wielu kierowców z USA w badanej próbce miało wysoką świadomość ekologiczną, co motywowało ich do częstego ładowania i jazdy na silniku elektrycznym.
Naukowcy zaproponowali też rozwiązania problemu. Kierowcy indywidualni potrzebują łatwych do zainstalowania urządzeń ładujących kompatybilnych z domową infrastrukturą elektryczną. Ponadto różnego typu ulgi związane z posiadaniem hybrydy powinny być uzależnione od rzeczywistego wykorzystania silnika elektrycznego. Z kolei posiadaczy służbowych hybrydy powinno się zachęcać do ładowania samochodu w domu. Mogliby np. mieć dzięki temu tańszy prąd. Nie powinni też mieć możliwości nieograniczonego bezpłatnego tankowania.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Japonia jest pierwszym krajem, który zezwoli na tworzenie samodzielnie żyjących ludzko-zwierzęcych hybryd. Naukowcy będą mogli tworzyć zwierzęce embriony zawierające ludzkie komórki i wprowadzać je do organizmów zwierząt.
Hiromitsu Nakauchi, który stoi na czele zespołu z Uniwersytetu Tokijskiego i Uniwersytetu Stanforda, planuje hodowanie ludzkich komórek w embrionach myszy i szczurów, następnie wszczepianie ich do surogatek odpowiednich gatunków. Ostatecznym celem jest stworzenie zwierząt z ludzkimi organami, które będzie można przeszczepiać ludziom.
Aż do marca w Japonii obowiązywało prawo, które zakazywało utrzymywania przy życiu dłużej niż przez 14 dni zwierzęcych embrionów zawierających ludzkie komórki lub też przeszczepianie takich embrionów do surogatek. W marcu opracowano zasady zmieniające dotychczasowe przepisy, zezwalając na tworzenie hybryd, wszczepianie ich surogatkom i doprowadzanie do porodu.
W innych krajach, w tym w USA, przepisy zabraniają na doprowadzanie do porodu hybryd. Zresztą od 2015 roku w Stanach Zjednoczonych w ogóle obowiązuje moratorium na badania nad hybrydami.
Prace Nakauchiego są pierwszymi, które zostaną zaakceptowane na gruncie nowych przepisów. Zgoda powinna zostać wydana w sierpniu.
Nakauchi twierdzi, że swoje prace będzie prowadził powoli i początkowo nie będzie oprowadzał do porodu. Na początku hybrydowe embriony myszy będą utrzymywane przy życiu przez 14,5 doby. W kolejnym etapie badań hybrydy szczura z ludzkimi komórkami będą hodowane przez 15,5 doby. Ciąża u szczurów trwa około 22 dni. Nakauchi ma następnie zamiar zwrócić się o zgodę na hodowanie przez 70 dni embrionów świni zawierających ludzkie komórki.
Niektórzy bioetycy wyrażają obawy, że ludzkie komórki mogą opuścić organy, które mają z nich powstać, dostać się do rozwijającego mózgu zwierzęcia i wpłynąć na jego świadomość. Nakauchi zapewnia, że brał po uwagę taką możliwość i że na tyle kontroluje cały proces, iż komórki trafią tylko do tego organu, który ma powstać.
Naukowcy chcą tworzyć zwierzęce embriony, którym brakuje genów niezbędnych do powstania konkretnego organu, następnie wstrzykiwać w embriony ludzkie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste, z których w ciele zwierzęcia rozwinie się ludzki organ.
Już w 2017 roku Nakauchi poinformował, że w wraz z zespołem wstrzyknęli mysie indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste do szczurzego embrionu, który nie był w stanie wytworzyć trzustki. U szczura wytworzyła się trzustka zbudowana całkowicie z mysich komórek. Następnie trzustka ta została przeszczepiona genetycznie zmodyfikowanej myszy, u której wywołano cukrzycę. Trzustka podjęła normalną pracę.
Jednak z wyhodowaniem ludzkich organów nie będzie tak łatwo. W 2018 roku Nakauchi informował, że eksperyment z ludzkimi komórkami wszczepionymi do embrionu owcy nie powiódł się. Po 28 dniach embrion zawierał bardzo mało ludzkich komórek i nic, co przypominałoby trzustkę. Stało się tak prawdopodobnie ze względu na niewielkie powiązanie genetyczne pomiędzy człowiekiem a owcą.
Jun Wu, który na University of Texas bada ludzko-zwierzęce hybrydy mówi, że nie ma sensu doprowadzanie do porodu hybryd embrionów tak odległych gatunków jak świnia czy owca oraz człowiek, gdyż ludzkie komórki zostaną szybko z embrionów wyeliminowane. Aby pokonać tę barierę i móc hodować ludzkie organy w organizmach zwierząt odległych od nas genetycznie musimy najpierw zrozumieć mechanizmy molekularne leżące u podstaw rozwoju.
Dlatego też Nakauch chce pracować stopniowo, by dowiedzieć się, co ogranicza rozwój ludzkich komórek w zwierzęcych embrionach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Aspiryna zapobiega różnym nowotworom, np. rakowi jelita grubego, ale powoduje też wrzody i krwawienie z przewodu pokarmowego. Dodając dwa do dwóch, Khosrow Kashfi z The City College of New York stwierdził, że skoro wyściółka jelit chroni się przed uszkodzeniami, produkując tlenek azotu(II) i siarkowodór, warto stworzyć przeciwnowotworową wersję z oboma gazami - aspirynę-NOSH.
Nowa aspiryna uwalnia NO i H2S podczas rozkładu. W artykule opublikowanym w Medicinal Chemistry Letters Kashfi ujawnił, że stworzono serię czterech hybrydowych aspiryn NOSH. Amerykanie dodawali je do 11 linii komórek nowotworowych, w tym raka prostaty, piersi czy trzustki. Linie miały różne pochodzenie: gruczołowe, nabłonkowe oraz limfocytowe. Okazało się, że [hybryda] jest znacznie skuteczniejsza od samej aspiryny. Wszystkie NOSH wyjątkowo efektywnie hamowały wzrost linii, ale najlepsza była hybryda NOSH-1. Później, bazując na wydzielaniu dyhydrogenazy mleczanowej (LDH), wykazano, że nie jest ona cytotoksyczna.
Poziom LDH wzrasta w wyniku wzmożonego rozpadu czerwonych krwinek, stanowi także wykładnik obrotu komórkowego niektórych nowotworów, np. czerniaka czy białaczek.
W przypadku raka jelita grubego skuteczność aspiryny-NOSH była aż 100.000 razy wyższa od zwykłej aspiryny. Komórki rakowe przestawały się dzielić i obumierały. Wszystko wskazuje więc na to, że do zwalczenia guza można będzie stosować mniejsze dawki.
Podczas badań na zwierzętach Kashfi stwierdził, że aspiryna-NOSH im nie szkodzi. U gryzoni z ludzkim rakiem jelita grubego 18-dniowa terapia zmniejszyła guzy aż o 85%, nie uszkadzając przy tym jelita.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół z University of California, Riverside stworzył półprzewodnikową technologię, która może pozwolić na budowę niezwykle wszechstronnego lasera ultrafioletowego, przydatnego zarówno do zabijania wirusów jak i zwiększania pojemności DVD.
Lasery ultrafioletowe są szeroko stosowane w przechowywaniu danych czy biologii, jednak są to urządzenia duże, kosztowne i wymagające użycia dużych ilości energii. Obecne lasery ultrafioletowe bazują na azotku galu. Profesor Jianlin Liu i jego współpracownicy dokonali przełomu tworząc falowód lasera z tlenku cynku, co pozwala na produkcję mniejszych i tańszych laserów, które będą charakteryzowały się większą energią promienia i mniejszymi długościami fali.
Dotychczas tlenek cynku nie nadawał się do budowy laserów, gdyż brakowało mu typu p. Liu rozwiązał ten problem domieszkując go antymonem tworząc półprzewodnik typu p. Nanokable tlenku cynku typu p połączono z tlenkiem cynku typu n tworząc diodę p-n.
Przyłożenie napięcia wywołało emisję światła laserowego z końcówek nanokabli.
„Od dziesięciu lat naukowcy zajmujący się tlenkiem cynku próbowali osiągnąć taki wynik. Nasze badania prawdopodobnie popchną naprzód całą technologię".
Odkrycie uczonych z Kalifornii pozwoli na stworzenie laserów odczytujących i zapisujących znacznie gęściej zapisane dane, gdyż długość fali światła ultrafioletowego jest znacznie mniejsza niż wykorzystywanego obecnie światła czerwonego. W biologii i medycynie ultrafioletowy laser może penetrować wnętrze żywych komórek, zmieniać ich funkcje, służyć do dezynfekcji wody pitnej. W fotonice pojawią się dzięki niemu urządzenia przetwarzające i przesyłające dane znacznie szybciej niż ma to miejsce obecnie.
Profesor Liu zauważa, że potrzebne są dalsze prace nad zwiększeniem stabilności półprzewodnika typu p z tlenku cynku.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.