Недавно исследователи из IBM Research провели первую демонстрацию работы реального колебательного броуновского двигателя, способного перемещать наноразмерные частицы вдоль предопределенных путей. Это, в свою очередь, позволит реализовать высокоточные процедуры сортировки этих частиц, использовать новый принцип движения в устройствах типа лаборатория-на-чипе и в других устройствах, предназначенных для исследований в области физики, химии, биологии и т.п.

Исследователи из университета Васеды (Waseda University), Япония, продемонстрировали, что крошечные, размером в несколько микрометров, кристаллы могут перемещаться различными способами. В зависимости от формы самого кристалла, они могут вращаться, изгибаться, скручиваться и даже подскакивать. И совсем не тяжело догадаться, что подобные кристаллы могут стать в будущем основой двигательных систем не менее крошечных кристаллических роботов, предназначенных для выполнения различных заданий.

Исследователи из Школы технических и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета разработали технологию изготовления адаптивных металинз, которые являются основой "искусственного глаза", которым можно управлять при помощи электроники. Эта адаптивная металинза может контролировать все три основных параметра, определяющие качество получаемого изображения, фокусное расстояние, астигматизм и центровку изображения. В будущем такие металинзы могут стать основой систем оптического зума и автофокусировки камер сотовых телефонов, "умных" очков, устройств виртуальной и дополненной реальности.

Наноразмерные источники света и светоизлучающие наноантенны уже нашли применение в нескольких областях, включая пиксели высококачественных дисплеев, технологии детектирования света и оптические телекоммуникации. Однако, крупномасштабное производство оптических компонентов, основанных на различных наноструктурах, является весьма сложным делом, ведь подходящие для массового производства материалы, как правило, обладают ограниченной эффективностью по отношению к люминесценции. Более того, единичные квантовые точки или молекулы излучают свет в случайных направлениях, что уменьшает их полезную эффективность. Решением проблемы создания высокоэффективных наноразмерных источников света является размещение наноразмерного источника света в непосредственной близости от светоизлучающей наноантенны, но это также связано с рядом технологических трудностей.

Ученые из исследовательского института CIC nanoGUNE, Сан-Себастьян, Испания, разработали так называемую гиперболическую метаповерхность, которая полностью изменяет форму и другие параметры волн распространяющегося по ней света. Подобные поверхности могут стать основой новых технологий высокоточного контроля и управления светом, которые могут быть использованы в устройствах обработки оптических сигналов, в коммуникационных и квантовых системах.

Группа испанских исследователей, возглавляемая исследователями из центра CIC (nanoGUNE Cooperative Research Center), добилась существенного прогресса в области так называемой молекулярной электроники, электроники, где роль электронных компонентов выполняют отдельные молекулы различных химических соединений. Испанские ученые разработали метод, позволяющий соединить магнитные молекулы порфирина с графеновыми нанолентами, которые могут выполнять роль нанопроводников, связывающих отдельные компоненты в общую электронную схему.

Исследователи из итальянского технологического института IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) разработали и изготовили искусственное гибридное устройство, которое является полным аналогом гематоэнцефалического барьера (blood-brain barrier, BBB), структуры, защищающей центральную часть нашей нервной системы от неблагоприятных внешних факторов, таких, как вирусы и токсичные соединения. Однако, наряду с выполнением столь полезной функции, гематоэнцефалический барьер препятствует проникновению в мозг лекарственных препаратов, введенных в организм внутривенно или другим путем. Новое устройство, созданное итальянскими исследователями, представляет собой комбинацию компонентов искусственного и естественного происхождения, и оно будет использоваться для изучения и разработки новых стратегий преодоления гематоэнцефалического барьера, необходимых для создания новых способов борьбы с заболеваниями головного мозга, такими, как злокачественные опухоли.

Ключевым компонентом коммуникационных технологий следующих поколений, включая те, которые будут работать в пределах одного кристалла полупроводникового чипа, является наноразмерный источник света, способный вырабатывать сверхкороткие импульсы света с большой скоростью. Исследователям из Южной Кореи и США удалось продемонстрировать, что идеальным кандидатом для этого является созданный ими источник света, основой которого является крошечный участок графеновой пленки. За счет использования некоторых технологических уловок этот источник способен вырабатывать импульсы света с частотой до 10 ГГц (10 миллиардов импульсов в секунду), при этом, продолжительность одного импульса не превышает 100 пикосекунд.

Исследовательская группа из университета Аальто, Финляндия, Калифорнийского технологического института, США, и университета Орхуса, Дания, разработала новую литографическую технологию, позволяющую выполнить одновременное параллельное производство множества металлических нанотсруктур с заданными оптическими и плазмонными свойствами. Ключевым моментом этой технологии является технология самосборки ДНК, называемая ДНК-оригами. И именно из-за этого новая технология получила название DALI (DNA-assisted lithography).

Спинтроника - это область, родственная электронике, только в ней для передачи информации используется не электрический заряд, а волны, обусловленные вращением электронов, их спином. К сожалению, спин электронов может находиться в стабильном состоянии лишь очень короткое время, что препятствует дальнейшему изучению и практическому использованию спинтронных эффектов. Исследователи из Института изучения нанотехнологий (Kavli Institute of Nanoscience) Технического университета Делфта (TU Delft), Голландия, нашли работающий при комнатной температуре способ преобразования информации, представленной в виде спина электронов, в соответствующий оптический сигнал. В данной работе использовалась комбинация принципов спинтроники и нанофотоники, а ключевым моментом, позволившим создание такой комбинации, стало использование условно двухмерных материалов.

Исследователи из Северо-западного университета разработали новую технологию, позволяющую производить метаматериалы, материалы, поверхность которых покрыта наноструктурами, что придает им уникальные и экзотические оптические свойства. Ключевым моментом новой технологии являются наночастицы, прикрепленные к поверхности короткими цепочками молекул ДНК. Эти молекулы, в ответ на определенные внешние воздействия, могут сокращаться или удлиняться, что позволяет изменять цвет поверхности материала или делать его вообще невидимым в определенном диапазоне электромагнитного спектра.

Группа немецких ученых из Каролинского института (Karolinska Institutet), используя методы самосборки молекул ДНК, создала крошечного ДНК-наноробота, дистанционное управление которым осуществляется при помощи прикладываемых извне электрических полей. Это далеко не первый ДНК-наноробот, созданный учеными за последнее время, но его отличительной чертой является крайне высокая точность и скорость движений, которая минимум на пять порядков превышает скорость движения других автоматизированных наносистем на базе ДНК.

Исследователи из Манчестерского университета продемонстрировали, что при помощи графена и нитрида бора может быть создан крошечный аналог чашки Петри, позволяющей изучать помещенные в нее жидкие образцы с разрешающей способностью, равной размерам единственного атома. Другими словами, при помощи этой "чашки Петри" можно производить анализ химического состава вещества, исследовать и измерять отдельные атомы, что, в свою очередь, можно будет использовать в будущем во многих областях современной науки и техники.

Исследователи из института Нанотехнологий CNR, Модена, Италия, и университета Страсбурга, Франция, продемонстрировали работоспособные источники света, основой которых является отдельная графеновая нанолента, шириной всего в 7 атомов. Измерив параметры света, ученые выяснили, что яркость этих источников сопоставима с яркостью светоизлучающих устройств на углеродных нанотрубках, помимо этого, цветом излучаемого света можно управлять, изменяя напряжение, подаваемое на наноленту.

Более тридцати лет назад ученые из лаборатории Bell Labs впервые создали устройство, которое при помощи луча фокусированного лазерного света позволяло манипулировать крошечными объектами. Позже эти устройства окрестили термином "оптический пинцет" и они стали одним из видов незаменимых инструментов при проведении исследований в биологии, медицине и т.п. Но до последнего времени оптические пинцеты не позволяли манипулировать объектами, размер которых был меньше нескольких сотен нанометров.