Tecnologia

Un motore elettrospray applica un campo elettrico a un liquido conduttivo, generando un getto ad alta velocità di minuscole goccioline in grado di spingere un veicolo spaziale.

I ricercatori dell'University of Cambridge e dell'University of California, Berkeley hanno sviluppato un metodo pratico per produrre idrocarburi (molecole composte da carbonio e idrogeno) utilizzando esclusivamente l'energia solare. Il dispositivo da loro sviluppato combina una “foglia” che assorbe la luce realizzata con un materiale per celle solari ad alta efficienza chiamato perovskite, con un catalizzatore di un nanoflower di rame, per convertire l'anidride carbonica in molecole utili. A differenza della maggior parte dei catalizzatori metallici, che possono convertire solo la CO₂ in molecole monoatomiche, i fiori di rame consentono la formazione di idrocarburi più complessi

Il nuovo sistema potrebbe aiutare a migliorare la sicurezza, il monitoraggio e il telerilevamento consentendo immagini dettagliate anche in condizioni ambientali difficili o quando gli oggetti sono oscurati da fogliame o reti mimetiche. «Il nostro sistema utilizza un rilevatore di fotoni singoli circa due volte più efficiente dei rilevatori impiegati in sistemi LiDAR simili segnalati da altri gruppi di ricerca e ha una risoluzione temporale del sistema almeno 10 volte migliore», ha affermato il membro del team di ricerca, il dottor Aongus McCarthy (1), della Heriot-Watt University nel Regno Unito.

I sistemi di percezione neuromorfa di ispirazione bioelettronica hanno il potenziale per stimoli ambientali di rilevamento e elaborazione efficienti. Tuttavia, i neuroni e le sinapsi artificiali costruite con silicio e materiali inorganici sono determinati dalla loro limitata compatibilità con i sistemi biologici. Transistor elettrochimici organici (OECT) sono emersi per la costruzione di neuroni elettrochimici organici (OECN) perché i loro meccanismi di lavoro assomigliano a quelli di vari processi biologici. Tuttavia, espandere la gamma di risposte dei neuroni che gli OECN possono imitare rimane impegnativo.

I progressi significativi nella fotonica integrata hanno consentito sistemi ad alta velocità ed efficienza energetica per varie applicazioni, dalle comunicazioni di dati e dal calcolo ad alte prestazioni alla diagnosi, al rilevamento e al raggio medico. Tuttavia, l'archiviazione dei dati in questi sistemi è stata dominata da memorie elettroniche che, oltre alla conversione del segnale tra domini ottici ed elettrici, richiede la conversione tra domini analogici a digitali e movimento dei dati elettrici tra processore e memoria che riducono la velocità e l'efficienza energetica.

La manipolazione e il controllo della luce sono essenziali in varie tecnologie contemporanee e, con l'evoluzione di queste tecnologie, aumenta la domanda di componenti ottici miniaturizzati. Le tecnologie delle lenti planari, come le metasuperfici e gli elementi ottici diffrattivi, hanno attirato l'attenzione negli ultimi anni per il loro potenziale di ridurre drasticamente lo spessore dei tradizionali sistemi ottici rifrattivi. Tuttavia, la loro fabbricazione, in particolare per le lunghezze d’onda visibili, comporta processi complessi e costosi, come la litografia ad alta risoluzione e l’incisione a secco, che ne hanno limitato la disponibilità.

I semiconduttori drogati possono mostrare proprietà simili a quelle metalliche che vanno dalla superconduttività alle risonanze plasmoniche superficiali localizzate e sintonizzabili. Il diamante è un semiconduttore ad ampio gap di banda reso elettronicamente attivo incorporando un drogante per lacune, il boro. Sebbene gli effetti del drogaggio con boro sulla struttura a bande elettroniche del diamante siano ben studiati, non è mai stato dimostrato alcun collegamento tra portatori di carica e plasmoni.

Sfruttando l’intero spazio della permettività dielettrica complessa, la fotonica non hermitiana ha alterato radicalmente la propagazione delle onde con potenziali ottici complessi e ha inaugurato una serie di nuove applicazioni fotoniche. Attraverso la simmetria del tempo di parità e la sua rottura – una delicata interazione tra guadagno e perdita – anche l’interazione tra due sole entità diventa controintuitiva e intrigante. Ogni secondo, terabyte di dati, l'equivalente di scaricare migliaia e migliaia di film contemporaneamente, viaggiano in tutto il mondo come luce in cavi in ​​fibra ottica, come tante auto stipate su un'autostrada superveloce.

La spettroscopia laser miniaturizzata in grado di rilevare gas in traccia a livello di ppb (parts per billion) in situ e in tempo reale è di fondamentale importanza per numerose applicazioni, tra cui il monitoraggio ambientale, il controllo dei processi industriali e la diagnosi biomedica. I sistemi di spettroscopia laser da banco basati sull'assorbimento diretto, sulla fotoacustica e sugli effetti Raman mostrano un'elevata sensibilità ma devono affrontare sfide per il rilevamento del gas in situ e in tempo reale a causa delle loro dimensioni ingombranti, della risposta lenta e del campionamento offline.

I big data e l’intelligenza artificiale stanno guidando la crescente domanda di storage di dati ad alta densità. L'archiviazione dei dati basata su sonde, come l'archiviazione meccanica utilizzando la punta di un microscopio a forza atomica, è una potenziale soluzione con densità di archiviazione superiori ai dischi rigidi. Tuttavia, il supporto di memorizzazione deve essere modificabile su scala nanometrica. Sebbene i polimeri siano mezzi di memorizzazione promettenti, devono affrontare sfide legate alla sintesi, all’eliminazione delle temperature e alla stabilità.