Единичные молекулы и молекулярные структуры используются сейчас в качестве отдельных элементов и компонентов в самых различных областях, включая нанотехнологии, электронику, оптику, биомедицину и т.п. Одним из основных видов таких молекулярных структур являются наноструктуры из углерода, к которым можно отнести широко известные углеродные нанотрубки, листы графена различной формы, молекулы фуллерена, которые все имеют относительно простые геометрические формы. Но для реализации ряда новых технологий иногда требуется нечто более сложное, однако, до последнего времени проблема синтеза сложных молекулярных углеродных наноструктур была связана со многими трудностями технологического плана.

Область применения крошечных молекулярных механизмов и нанороботов становится все шире и шире буквально с каждым днем, эти наноразмерные "рабочие" уже используются в процессах изготовления некоторых электронных компонентов, сложных органических молекул, они транспортируют лекарства, действуя прямо внутри живых организмов, при их помощи осуществляется управление отдельными живыми клетками. И недавно исследователи из университета Эрлангена-Нюрнберга (University of Erlangen-Nuremberg, FAU), Германия, создали еще один узел для крошечных механизмов, самую маленькую в мире шестеренчатую передачу.

Группа ученых, возглавляемая исследователями из Вашингтонского университета, сделала очень большой шаг на пути к созданию технологии массового производства роторно-осевых наномашин. Ученые использовали технологию кодирования ДНК для того, чтобы заставить бактерии вида E.coli производить все необходимые белковые компоненты, которые, сворачиваясь, самостоятельно собирались и формировали оси, роторы и прочие элементы крошечных наномеханизмов.

На свете существует достаточно редкая форма материи, называемая спин-стеклом. Долгое время эта форма была чисто теоретическим понятием, но недавно группе исследователей из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, наконец, удалось создать спин-стекло в реальности, и, более того, при помощи технологии электронно-лучевой литографии изготовить один из вариантов искусственных нейронных сетей. Другими словами, спин-стекло можно использовать для изготовления алгоритмов, реализованных не в виде программного кода, а в виде аппаратных средств. А это, в свою очередь, позволит выполнять тяжелые вычислительные задачи, такие, как распознавание изображений, с минимальными затратами энергии.

Большинству наших читателей наверняка известно, что представляет собой железнодорожная сортировочная станция. А тем, кто не в курсе, поясним - это место, заполненное рельсовыми путями и стрелками, где происходит формирование железнодорожных составов и их отправка в нужном направлении. И не так давно группе японских ученых-биологов удалось создать то, что можно назвать наноразмерным аналогом сортировочной станции. Только в качестве рельс были использованы изготовленные из спирали ДНК нанотрубки, по которым двигались аналоги вагонов и поездов, представляющие собой белковые молекулы определенной структуры.

Когда в 2010 году начали появляться первые самоуправляемые автомобили-роботы, большинство из них было оборудовано механическими лазерными сканнерами LiDAR, устанавливаемыми на крыше. Сканер LiDAR представляет собой оптический аналог радара и они, вместе с обычными камерами и радарами, используются для составления трехмерной карты окружающего пространства, которая позволяет автомобилям безопасно двигаться и избегать препятствий.

Очень часто вес является той ценой, которую приходится платить за увеличение эффективности пуленепробиваемых материалов, используемых для создания индивидуальных средств защиты. Но исследователям из университета Висконсина в Мэдисоне удалось создать новый тип сверхлегкого материала, который является "циновкой", сплетенной из нановолокон. Более того, при работе этого материала задействуются определенные химические процессы, что делает его более эффективным, чем традиционный кевлар и сталь.

Постоянно продолжающаяся миниатюризация электроники вынуждает ученых и инженеров переосмысливать существующие и изобретать новые технологии, которые служат для снабжения микроэлектронных устройств необходимой для их работы энергией. Одним из достижений в этой области является разработка ученых из Технологического университета Хемница, Германия, которые создали самую маленькую на сегодняшний день батарею, которая идеально подходит для питания крошечных датчиков и имплантатов, устанавливаемых в теле человека.

Исследователи из Лундского университета (Lund University), Швеция, создали достаточно простую молекулу одного из видов углеводородов, которая с электрической точки зрения выполняет функцию логического ключа. Другими словами, эта молекула представляет собой крошечный молекулярный транзистор, на базе которого можно будет создать более сложные логические цепи и даже элементы высокопроизводительных и энергоэффективных процессоров.

Различные механизмы, электрические и электронные устройства вырабатывают достаточно большое количество тепла, которое достаточно тяжело использовать в полезных целях. И если бы на свете появились генераторы электроэнергии, способные работать на низкопотенциальной тепловой энергии, это решило бы не только упомянутую выше проблему, такая технология стала бы идеальным решением для снабжения энергией малопотребляющих устройств Интернета Вещей, портативных компьютеров, медицинских датчиков и многого другого.

Ученые недавно создали самую маленькую на сегодняшний день антенну в мире, длина которой составляет всего 5 нанометров. В отличие от ее более крупных "коллег", эта крошечная наноантенна не предназначена для приема или передачи радиоволн. Но предоставляемые ею возможности дают ученым новый и точный метод, позволяющий разгадать некоторые из тайн постоянно меняющих свою структуру белков.

Водород уже давно считается одним из видов перспективных энергоносителей, экологически чистым видом топлива для автомобилей, самолетов, поездов и морских судов. Однако, технологии хранения водорода все еще крайне дороги, этот газ должен быть сохранен в герметичных резервуарах под высоким давлением или же он должен быть превращен в жидкость путем охлаждения до -253 градусов Цельсия. Оба упомянутых выше метода требуют значительных дополнительных затрат энергии, что и обуславливает их дороговизну.

Согласно негласной традиции, ученые отмечают приближение Рождества и Нового Года созданием различных причудливых вещей на эту тему. Мы все уже видели крошечных снеговиков, новогодние открытки, рождественские упряжки с роботами, танцы роботов под новогодние мелодии и даже являлись свидетелями эпического сражения между армией пингвинов и армией Санта-Клаусов в игровой виртуальной реальности. А в этом году исследователи из Датского технического университета (Technical University of Denmark, DTU) решили выразить свое отношение к наступающим праздникам созданием того, что можно назвать самой тонкой новогодней елкой, так как она, эта елка, изготовлена из листа графена одноатомной толщины.

Международная группа ученых, в состав которой входили исследователи из Японии, Китая, России и Австралии, использовали разработанный ими уникальный инструмент, встроенный в конструкцию типового электронного микроскопа, и создали крошечный транзистор, размер которого в 25 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Создание этого транзистора, исходным материалом для которого была обычная углеродная нанотрубка, стало результатом работы и исследований, длившихся без малого пять лет.

Поскольку все наноразмерные объекты являются невероятно малыми, их поверхность не может отражать достаточно света для того, чтобы даже самые чувствительные микроскопы смогли различить такие детали, как цвет поверхности. Однако теперь эта проблема решена за счет использования крошечного наноразмерного "фонарика", способного сфокусировать достаточно сильный световой поток на очень маленьком участке поверхности нанообъекта.