Во втором квартале 2025 года глобальная выручка мировых контрактных производителей микросхем достигла рекордных $41,7 млрд. Лидером отрасли остаётся TSMC: её выручка выросла на 18,5% до $30,24 млрд, а доля рынка достигла рекордных 70,2%. На втором месте расположилась Samsung Foundry с выручкой $3,16 млрд и долей рынка 7,3%. Разрыв между ведущей компанией и южнокорейским производителем остаётся колоссальным. Глобальная выручка заводов полупроводников во втором квартале 2025 года достигла рекордных $41,7 млрд, увеличившись на 14,6% по сравнению с предыдущим кварталом, сообщает исследовательская компания Trend Force. Рост был обусловлен программами потребительских субсидий в Китае, которые стимулировали формирование запасов, а также ожидаемым спросом на новые смартфоны, ноутбуки и серверы, поступление которых на рынок ожидается во второй половине года.

Лидером роста стала Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Выручка компании увеличилась на 18,5% в квартальном исчислении и достигла $30,24 млрд. Это позволило TSMC довести свою долю рынка до рекордных 70,2%, ещё больше укрепив лидерские позиции в отрасли. Ключевым драйвером роста стали заказы на чипы для смартфонов, графические процессоры с искусственным интеллектом, а также компоненты для ноутбуков и ПК. Компания обслуживает крупнейших мировых производителей электроники и занимает лидирующие позиции в области продвинутых техпроцессов. Второе место заняла Samsung Foundry, выручка которой составила $3,16 млрд — рост на 9,2% по сравнению с предыдущим кварталом. Доля компании на мировом рынке достигла 7,3%. Важную роль сыграли продажи смартфонов и игровых консолей, включая Nintendo Switch 2. Однако отрыв от TSMC остаётся огромным: доля южнокорейского производителя почти в десять раз меньше.

На третьем месте расположилась китайская SMIC с выручкой в $2,21 млрд и долей 5,1%. Несмотря на поддержку со стороны китайских субсидий и интерес к локализации производства, компания продолжает испытывать трудности с выпуском продукции на передовых узлах, что приводит к задержкам поставок и снижению цен. Тайваньская UMC увеличила выручку на 8,2% до $1,9 млрд, заняв долю рынка 4,4% и четвертое место благодаря росту поставок и повышению средней цены продажи. GlobalFoundries показала рост на 6,5% до $1,69 млрд, заняв пятое место с долей 3,9%. Китайская HHGrace, дочерняя компания Hua Hong Group, увеличила загрузку производственных мощностей и общий объем поставок пластин, что позволило консолидированной выручке группы вырасти примерно на 5% до $1,06 млрд и удержать долю рынка в 2,5%.

Меньшие заводы также отметились ростом. Vanguard подняла выручку на 4,3% до $379 млн, заняв седьмое место, а Tower увеличила показатели на 3,9% до $372 млн, поскольку клиенты возобновили пополнение запасов для запусков во второй половине года. Nexchip воспользовалась субсидированным спросом на периферийные микросхемы, увеличив выручку почти на 3% до $363 млн и заняв девятое место. PSMC продемонстрировала рост на 5,4% до $345 млн и обеспечила себе десятое место в рейтинге. По прогнозам Trend Force, в третьем квартале ожидается дальнейшее увеличение заказов благодаря сезонному росту спроса на новые продукты. Продвинутые техпроцессы продолжат выигрывать за счёт спроса на флагманские решения, а зрелые узлы будут поддерживаться заказами на периферийные микросхемы. Однако темпы роста выручки будут более умеренными, чем во втором квартале. Для TSMC это означает сохранение доминирующей роли и, вероятно, дальнейшее укрепление рекордной доли рынка.

Tesla опубликовала «Генеральный план. Часть 4», в котором делает ставку на искусственный интеллект, беспилотные авто и робота Optimus с целью создания мира «устойчивого изобилия», где технологии решают реальные проблемы общества и делают жизнь людей безопаснее и удобнее. План объединяет опыт компании в производстве электромобилей, энергетических решений и робототехники. Илон Маск считает, что 80% стоимости Tesla в будущем будет приходиться на Optimus. Критики же отмечают, что гуманоид Tesla пока даже не работает автономно, а фокус на ИИ и робототехнике отвлекает компанию от проверенных направлений на фоне снижающихся продаж и падения прибыли. Генеральные планы Tesla публикуются с 2006 года, чтобы обозначить миссию компании и дорожную карту продуктов. Нынешний, четвертый план сосредоточен на объединении опыта Tesla в производстве электромобилей, энергетических систем и робототехники. Главная цель Tesla — создать мир «устойчивого изобилия», в котором экономический рост не зависит от дефицита ресурсов и не вредит планете. Достичь этого планируется за счет интеграции искусственного интеллекта в физический мир через создание единой экосистемы, объединяющей аппаратные и программные решения. Экосистема базируется на трёх столпах: автономном электротранспорте для экологичной мобильности, устойчивой энергетике на основе солнца и аккумуляторов, а также робототехнике в лице Optimus.

В основе плана Tesla лежит несколько принципов. Во-первых, компания верит в бесконечный рост, считая, что технологии и инновации позволяют преодолевать дефицит ресурсов без ущерба для других сфер. В качестве примера приводятся полупроводники и интернет, которые расширили экономические и социальные возможности во всех аспектах жизни. Во-вторых, технологии должны решать реальные проблемы. Tesla стремится снизить загрязнение окружающей среды, повысить безопасность транспорта и автоматизировать рутинный или опасный труд с помощью Optimus, освобождая людям время для более творческих занятий. В-третьих, компания придерживается принципа доступности и масштабируемости, чтобы передовые технологии были в распоряжении каждого. Наконец, развитие автономных систем, включая автомобили и роботов, должно подчиняться главной цели — улучшению и безопасности человеческой жизни.

В своем твите Илон Маск отметил, что около 80% будущей стоимости компании будет приходиться на роботов Optimus. Это подчеркивает, что Tesla рассматривает робототехнику как ключевой актив будущего и основной драйвер технологического прогресса. Однако план столкнулся с скепсисом. Критики отмечают, что робот Optimus пока не способен выполнять задачи автономно — все демонстрации проводились с дистанционным управлением. Недавний пример — использование Optimus для подачи попкорна посетителям ресторана Tesla в Лос-Анджелесе. Кроме того, некоторые считают, что Tesla отвлекается от проверенных и стратегически важных направлений, таких как производство электромобилей и систем хранения энергии, переключаясь на ИИ и робототехнику, успех в которых далеко не гарантирован.

Международная группа ученых представила схему организации необычных, узловатых световых узоров в повторяющиеся кристаллы, простирающиеся как в пространстве, так и во времени. В работе описывается, как создавать и управлять решетками хопфионов — топологических солитонов — с помощью структурированных пучков двух разных цветов. Открытие может привести к появлению новых фотонных систем обработки информации, отличающихся большей плотностью и надежностью. Хопфионы — трехмерные топологические текстуры, внутренние спиновые паттерны которых сплетаются в замкнутые, взаимосвязанные петли. Ученые и прежде наблюдали их в магнитных и световых полях, но создавали преимущественно как изолированные объекты. Авторы нового исследования показали, как собрать хопфионы в упорядоченные, периодические структуры, напоминающие кристаллические решетки. Только в данном случае закономерность повторяется как во времени, так и в пространстве, пишет EurekAlert.

Ключевой элемент кристалла —бихроматическое световое поле, электрический вектор которого отслеживает изменение состояния поляризации во времени. Тщательно накладывая лучи с различными пространственными модами и противоположными круговыми поляризациями, можно определить «псевдоспин», который развивается в управляемом ритме. Когда два цвета находятся по отношению друг к другу в простом соотношении, поле пульсирует с фиксированным периодом, создавая цепочку хопфионов, повторяющихся в каждом цикле. «Рождение пространственно-временных хопфионных кристаллов, — пишут авторы, — открывает путь к конденсированной, надежной топологической обработке информации в оптическом, терагерцовом и микроволновом диапазонах». Отталкиваясь от этой одномерной цепочки, исследователи описывают методику создания версий более высокого порядка, топологическая сила которых может быть увеличена или уменьшена. Она позволяет настроить целое число, которое вычисляет количество оборотов внутренних петель, и даже изменить его знак, поменяв местами две длины волн. При моделировании полученные поля демонстрируют почти идеальное топологическое качество при интегрировании за полный период.

Помимо повторения во времени, в статье описывается путь к истинным трехмерным хопфионным кристаллам: решетке дальнего поля, образованной массивом крошечных излучателей с индивидуально подобранной фазой и поляризацией, каждый из которых возбуждается двумя близкими цветами. Решетка естественным образом делится на подъячейки с противоположной локальной топологией, сохраняя при этом чистый, чередующийся рисунок по всей структуре. Топологические текстуры — например, скирмионы, — уже изменили представления ученых о плотном хранении данных и маршрутизации сигналов. Распространение этого инструментария на хопфионные кристаллы может открыть доступ к новым схемам кодирования, устойчивой связи, методам захвата атомов и новым взаимодействиям света с материей.

Laser Weeder G2 от Nvidia и Carbon Robotics использует искусственный интеллект и лазеры, чтобы мгновенно уничтожать сорняки на полях, снижая трудозатраты и исключая химические гербициды. Компании Nvidia и Carbon Robotics представили Laser Weeder G2 — агрегат на базе 24 графических процессоров и 36 камер, способный уничтожать до 600 000 сорняков в час без химии и заменяющий работу десятков человек на поле. Агрегат Laser Weeder G2, буксируемый трактором шириной около шести метров, использует вычислительную мощность 24 графических процессоров Nvidia и данные 36 высокоточных камер для идентификации сорняков. С помощью 24 лазерных диодов мощностью 240 Вт каждый машина мгновенно сжигает до 10 000 сорняков в минуту, что эквивалентно около 600 000 в час, без применения химических гербицидов.

С 2018 года техника поставлена более чем на 150 ферм в 14 странах и доказала свою эффективность. Laser Weeder G2 обрабатывает 0,6–1,2 гектара в час с точностью менее миллиметра, заменяя работу ручной бригады из 75 человек и уничтожая до 99 % сорняков на участке. Ключевое преимущество технологии — невозможность выработки устойчивости у сорняков к лазерному воздействию. Машина весит около 3 265 кг и требует для буксировки трактора мощностью не менее 145 лошадиных сил. Каждая система поставляется с годовой гарантией, круглосуточной программной поддержкой и возможностью удалённого сопровождения. Расширенные сервисные пакеты доступны за дополнительную плату. Carbon Robotics также разрабатывает систему Auto Tractor для решения проблемы нехватки рабочей силы. С её помощью существующая сельхозтехника сможет работать автономно круглосуточно с удалённым мониторингом и управлением. По данным компании, более 25 % продуктовых культур в США остаются несобранными из-за дефицита работников.

В США испытали новый дрон Osprey MK III, который использует магнитную, визуальную и радионавигацию вместо GPS, открывая новые перспективы автономных беспилотников. Современные беспилотные летательные аппараты зависят от GPS, который обеспечивает точную навигацию и координацию в реальном времени. Однако военные отмечают, что спутниковые сигналы становятся всё более уязвимыми. Глушение и спуфинг создают серьёзные угрозы как для боевых операций, так и для гражданских миссий, где автономность и точность крайне важны. Именно поэтому активно развиваются технологии альтернативной навигации, и ярким примером стал новый дрон Osprey MK III, прошедший успешные испытания. Эта разработка показывает, что будущее автономных полётов может быть независимым от спутниковых систем.

Osprey MK III — это компактный беспилотный аппарат длиной около двух метров и весом примерно двадцать три килограмма. Он был создан в рамках программы Autonomy, Data, and AI Experimentation Proving Ground (ADAx), которая является частью инициативы APEX, направленной на развитие автономных технологий. Основная задача платформы — отработка решений, позволяющих дронам действовать в условиях, когда GPS недоступен. Аппарат выполнен максимально простым и дешёвым, что делает его идеальным для тестирования. В отличие от тяжёлых самолётов или сложных БПЛА, Osprey можно использовать в большом количестве экспериментов, не опасаясь серьёзных затрат. Его отличительная черта заключается не во внешнем виде, а в навигационной системе, которая сочетает сразу несколько методов определения местоположения.

Ключевой элемент технологии Osprey MK III — это система MagNav, которая считывает природное магнитное поле Земли с помощью сверхчувствительных датчиков. Данные сравниваются с заранее загруженной магнитной картой, что позволяет аппарату точно определять собственные координаты. Преимущество магнитной навигации заключается в том, что она не подвержена радиоэлектронному подавлению, а значит, дрон может продолжать полёт даже при полном отсутствии спутникового сигнала. Эта технология уже ранее демонстрировала свою эффективность на крупных платформах вроде C-17, однако применение её на лёгком беспилотнике стало настоящим прорывом. Теперь MagNav можно масштабировать для массового использования, что открывает путь к созданию целых роёв дронов, действующих в сложной среде.

Вторая технология, встроенная в Osprey MK III, получила название сигналы-возможности. Дрон способен использовать радиоволны от телевизионных вышек, радиостанций или сотовых башен для ориентирования в пространстве. Эти сигналы образуют вторичную навигационную сетку, которая особенно полезна в урбанизированной среде. Даже если магнитная карта недостаточно точна или область полёта сильно искажена, система сигналов-возможностей обеспечивает дополнительный уровень надёжности. Таким образом, аппарат получает возможность постоянно сверять данные из разных источников, минимизируя риск ошибки и сохраняя контроль даже при агрессивном радиоэлектронном воздействии противника. Третьим уровнем защиты от потери координат является визуальная навигация, основанная на камерах и алгоритмах искусственного интеллекта. Osprey MK III способен распознавать объекты на поверхности земли и сопоставлять их со спутниковыми снимками, загруженными в память. Такой метод работает по принципу человеческого зрения: дрон «смотрит» на мир и ориентируется, используя характерные ориентиры, будь то здания, дороги или природные объекты. Алгоритмы ИИ позволяют не только фиксировать положение, но и обучаться на новых данных, улучшая точность со временем. В условиях, когда магнитное поле может быть искажено, а радиосигналы отсутствуют, именно визуальная система становится ключевой.

Проблема уязвимости GPS уже проявлялась в современных конфликтах. В Европе и на Ближнем Востоке фиксировались случаи массового глушения сигналов, из-за чего беспилотники и даже гражданские самолёты теряли устойчивую навигацию. Многие армии мира ищут решения, но чаще всего они связаны с дорогими и сложными системами. На этом фоне Osprey MK III выгодно выделяется. Он является дешёвой и доступной платформой для проверки технологий, которые раньше тестировались только на больших самолётах. При этом его многоуровневая архитектура делает систему гораздо более надёжной, чем традиционные навигационные комплексы. Если сравнивать с аналогами, то большинство современных дронов остаются зависимыми от GPS и лишь частично используют инерциальные системы. Osprey демонстрирует целостный подход, при котором потеря одного канала не приводит к потере контроля. Это выводит разработку на принципиально новый уровень. Испытания Osprey MK III стали отправной точкой для широкого внедрения GPS-альтернативных технологий. В перспективе они могут быть использованы не только в военной сфере, но и в гражданской. Коммерческие дроны, выполняющие доставку грузов, инспекцию линий электропередач или поиск людей после катастроф, смогут работать без риска потери сигнала.

Ученые из Microsoft сообщили о разработке усовершенствованных полых волоконно-оптических кабелей, которые позволяют снизить потери мощности при передаче сигнала. Это означает, что скорость связи возрастет, а задержки станут меньше: если по обычному оптоволокну свет распространяется со скоростью порядка 200 тыс. км/сек, то в новом кабеле он распространяется со скоростью почти 300 тыс. км/сек. Исследователи называют свою инновацию «одним из самых значимых достижений в области волноводной оптической технологии за последние 40 лет» и «потенциальной революцией в оптической связи».

Несколько лет назад Microsoft приобрела стартап Lumenisity, созданный специалистами Саутгемптонского университета, который разработал инновационное «полое волокно» (hollow-core fiber, HCF). Сердечник с отверстиями, заполненными воздухом или вакуумом, позволяет значительно снизить эффект затухания сигнала по сравнению с волокном со сплошным сердечником. Получив доступ к ресурсам Microsoft, та же команда исследователей разработала новую конструкцию, которая может значительно превзойти традиционные оптические волокна как по потерям, так и по пропускной способности, сообщает Register. По словам Франческо Полетти, соучредителя Lumenisity, разработка позволит создавать более быстрые сети для обучения моделей ИИ, удаленной хирургии и беспилотных автомобилей.

Ранние версии полого волокна были непрактичны из-за слишком больших потерь мощности сигнала. Тогда как современные оптические волокна со сплошным сердечником дают минимальные потери 0,14 дБ/км, полые сердечники первого поколения не могли обеспечить менее 1 дБ/км, что требовало применения дополнительных оптических усилителей сигнала. Однако теперь у Microsoft есть усовершенствованный вариант полого волокна, в котором сверхтонкие стеклянные мембраны вокруг полого сердечника помогают направлять свет. Новая конструкция впервые продемонстрировала потери менее 0,1 дБ/км. Если по обычному оптоволокну свет распространяется со скоростью порядка 200 тыс. км/сек, то в HCF он распространяется со скоростью почти 300 тыс. км/сек. Разработчики обещают, что новинка позволит увеличить скорость передачи данных на 45% по сравнению с обычным оптоволокном. А дальнейшие усовершенствования конструкции смогут поддерживать в пять-десять раз более широкую полосу пропускания.

Физики обнаружили, что обычный лед демонстрирует флексоэлектрические свойства, генерируя электричество при изгибных деформациях. Такое поведение льда ученые объяснили сегнетоэлектрическим фазовым переходом в приповерхностном слое толщиной всего 15-20 нанометров. Работа физиков также указала на возможный вклад флексоэлектричества в разделение зарядов в грозовых облаках. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.

Хоть физики открыли уже 19 кристаллических модификаций водяного льда, характеристики даже самого распространенного обычного льда (он же лед-Ih), изучены далеко не полностью. Например, остается открытым вопрос о его электромеханических свойствах: исследователи неоднократно обращали внимание на связь атмосферного электричества и кристаллов льда в облаках. При этом правила Бернала — Фаулера запрещают льду-Ih генерировать свободные заряды при сжатии или растяжении, поскольку в таком кристалле атомы водорода не демонстрируют структуры дальнего порядка. Другими словами, несмотря на гексагональную решетку, выстроенную атомами кислорода, этот тип льда представляет собой скопление хаотично ориентированных диполей, что противоречит сути пьезоэлектричества. Следовательно, причина появления электрических зарядов должна быть в чем-то другом.

Физики из Испании, Китая и США под руководством Вэнь Синя (Xin Wen) из Университета Сиань Цзяотун предположили, что лед-Ih может генерировать заряды благодаря флексоэлектрическому эффекту — явлению, при котором существует связь между поляризацией материала и градиентом его деформации. Чтобы проверить свою гипотезу, ученые изготовили конденсаторы из двух покрытых золотом алюминиевых пластин, между которыми заморозили слой сверхчистой воды толщиной примерно два миллиметра. Сначала физики провели пьезоэлектрические измерения, чтобы подтвердить не пьезоэлектрическую природу ледяных образцов, а затем использовали динамический механический анализатор и создали в конденсаторах трехточечную изгибную деформацию с максимальным напряжением в 0,006 гигапаскаля, зафиксировав края конденсатора и приложив силу посередине. Такой подход спровоцировал в материале флексоэлектрический отклик, который авторы работы измерили в диапазоне температур от 143 до 273 кельвин.

При температуре выше 248 кельвин флексоэлектричество заметно усилилось, что физики объяснили переходом льда в квазижидкие слои, характерные для тех случаев, когда материал находится в состоянии перед началом плавления, — в таких слоях заключено большое количество подвижных ионов, переносящих заряд. В диапазоне 203-248 кельвин флексоэлектрический коэффициент проявил константные свойства со средневзвешенным значением в 1,14 ± 0,13 нанокулон на метр. Такой результат оказался схожим с диэлектрической керамикой, а коэффициент флексосвязи (флексоэлектрический коэффициент, деленный на диэлектрическую проницаемость), равный 1,29 ± 0,15 вольт, попал в диапазон для собственного флексоэлектричества в твердых телах.

Однако при температуре ниже 203 кельвин флексоэлектрический коэффициент снова вырос, достигнув пика в 7,6 нанокулона на метр при температуре 164,6 ± 1,7 кельвина. Авторы работы отметили, что такая температурная зависимость ранее наблюдалась только в керамических материалах с явными сегнетоэлектрическими свойствами. В итоге физики предположили, что причиной этого флексоэлектрического максимума стал сегнетоэлектрический фазовый переход, ограниченный приповерхностной областью материала. Дополнительным подтверждением гипотезы стала измеренная петля гистерезиса, имевшая форму бабочки, а также вычисленная свободная энергия Гельмгольца, которая показала смещение температуры Кюри к 164,6 кельвина при толщине скин-слоя в 14,6 нанометра (экспериментальная оценка составила 20,3 нанометра). Эта модель очень сильно упрощает все промежуточные процессы, и по мнению физиков, требует дальнейшего уточнения.

Практически все современные ракетные двигатели используют для максимального повышения производительности аддитивные технологии. Студенты Швейцарской высшей технической школы Цюриха создали высокоскоростной многокомпонентный металлический принтер, который может кардинально изменить процесс 3D-печати металлических деталей, значительно сократив время и стоимость производства. Система открывает новые возможности для аэрокосмической и других отраслей промышленности: можно за один бесшовный этап напечатать сопло ракеты с медным сердечником и внешним слоем из никелевого сплава. Изначально команде студентов предстояло решить конкретную инженерно-конструкторскую задачу: разработать двухкомпонентное ракетное сопло для Швейцарской научной космической инициативы (ARIS). В течение следующих нескольких лет ARIS планирует построить ракету и достичь на ней линии Кармана — условной границы космоса на высоте 100 километров.

Однако для того, чтобы выдерживать интенсивные жар и давление во время длительного запуска, ракетные сопла в идеале должны быть изготовлены из нескольких металлов. Например, их внутренняя часть может быть изготовлена из проводящей тепло меди со встроенными охлаждающими каналами, а внешняя — из жаропрочного никелевого сплава. «Для небольших компаний, таких как наша студенческая ракетная команда, подобные многокомпонентные технологии до сих пор были слишком сложными и дорогими, что делало их недоступными», — сказал Михаэль Тукер, руководитель команды. Так появился новый принтер по металлу. Он позволяет решить две основные проблемы современной металлической 3D-печати: скорость и возможности работы с несколькими материалами, пишет IE.

Традиционные принтеры, использующие технологию лазерного плавления в порошковом слое (LPBF), действуют в стартстопном режиме, последовательно нанося и сплавляя каждый слой. Команда отказалась от этого подхода и применила новое решение — вращение печатной платформы. Так можно наносить и сплавлять порошок непрерывно, увеличивая производительность и снижая сроки производства для цилиндрических компонентов более чем на две трети. «Этот процесс идеально подходит для сопел ракет, вращающихся двигателей и многих других компонентов в аэрокосмической промышленности, — сказал Такер. — Обычно они имеют большой диаметр, но очень тонкие стенки».

Традиционные системы работают в несколько этапов и расходуют много металлического порошка, значительная часть которого превращается в отходы. Новый метод позволяет осаждать материал только там, где он действительно необходим. Кроме того, аппарат оснащен механизмом обдува инертным газом области расплавления порошка. Это предотвращает окисление детали во время печати. Сажа, брызги и другие побочные продукты удаляются через выходное отверстие. А благодаря вращающейся конструкции условия подачи газа можно контролировать гораздо точнее. «Сначала мы недооценивали, насколько механизм подачи газа влияет на качество продукции, — пояснил Такер. — Теперь мы знаем, что это критически важно». Диаметр деталей, которые выходят из нового принтера, пока не превышает 20 см. Команда ищет возможности увеличения размеров изделий и скорости печати, а также — отраслевых партнеров для сотрудничества с целью дальнейшего развития и внедрения своей технологии.

Группа биоинженеров из Японии синтезировала бактерии кишечной палочки, способные вырабатывать альтернативу полиэтилентерефталата (ПЭТ), крайне распространенного в промышленности термопластика, из которого изготавливают посуду и упаковку. Новый материал не только разлагается в природных условиях, но и обладает превосходными физическими качествами. К тому же, бактерии способны производить его из глюкозы в беспрецедентных количествах и без побочных продуктов. Долговечность пластика — одно из главных преимуществ этого материала, но также причина озабоченности защитников окружающей среды. К тому же, его производят из нефтепродуктов, отношение к которым зависит от геополитики. Многие исследовательские команды ищут замену пластмассе, которая быстро распадалась бы на составные элементы в природных условиях, но зачастую сталкиваются с проблемами низких выхода и чистоты продукта и, как следствие, высокой себестоимости.

«Большинство методов производства на основе биомассы ориентированы на молекулы, состоящие из углерода, кислорода и водорода, — заявил Цутому Танака из Университета Кобе. — Однако существуют весьма перспективные соединения для производства высокопроизводительных пластиков, включающие другие элементы, такие как азот, но эффективных стратегий биопроизводства не существует. А чисто химические реакции неизбежно приводят к нежелательным побочным продуктам». Танака и его коллеги подошли к задаче с нового ракурса: для усвоения азота и создания соединения от начала до конца они решили использовать клеточный метаболизм. А в качестве перспективного соединения они выбрали пиридиндикарбоновую кислоту (ПККК). Она биоразлагаемая, а материалы на ее основе демонстрируют физические свойства, сопоставимые или даже превосходящие качества ПЭТ. Ученым удалось получить ПДКК в биореакторах в концентрациях, которые более чем в семь раз превышали предыдущие достижения биоинженеров, сообщает Science Daily.

«Значимость нашей работы заключается в демонстрации того, что метаболические реакции могут быть использованы для включения азота без образования нежелательных побочных продуктов, что обеспечивает чистый и эффективный синтез целевого соединения», — сказал Танака. В процессе группа столкнулась с рядом проблем, самая сложная из которых состояла в том, что один из ферментов вырабатывал перекись водорода. Это соединение атаковало фермент, который его продуцировал, тем самым дезактивируя его. Ученые смогли обойти эту трудность посредством оптимизации условий культивирования, но признают, что найденное ими решение может создать новые экономические и логистические трудности для крупномасштабного производства.

Полимеры, синтезированные учеными из Литвы, относятся к классу витримеров, соединению, сочетающему свойства термопластичности и термореактивности. Они могут найти применение в различных областях, где важны чистота, точность и долговечность. Их отличает не только функциональность, но и экологичность: они изготавливаются из возобновляемого сырья, а в процессе производства не используются растворители.

«Витримеры — это термореактивные полимеры, которые благодаря динамическим ковалентным связям могут подвергаться термической переработке или изменению формы, подобно термопластам. При определенных температурах они способны самовосстанавливаться после повреждений, а также сохранять временную форму, которую впоследствии можно восстановить — это называют термочувствительная памятью формы», — объяснила профессор Жолита Остраускайте. Полимеры с такими свойствами считаются интеллектуальными материалами, открывающими новые возможности для передовых высокотехнологичных приложений.

До сих пор большинство витримеров получали из нефтепродуктов, для переработки которых требовались катализаторы, пишет EurekAlert. Полимеры, разработанные специалистами Каунасского технологического университета (КТУ), созданы из растительных соединений. Благодаря своей химической структуре они становятся твердыми под действием ультрафиолетового излучения или видимого света и не нуждаются в катализаторах. Это не только упрощает технологический процесс, но и дает экономию: катализаторы обычно дорого стоят, производятся из невозобновляемых ресурсов и могут быть токсичными. Благодаря отказу от катализаторов сокращается расход материала, не требуются дополнительные добавки, а технология становится проще, безопаснее и экологичнее.

Новый полимер подходит для оптической 3D-печати при комнатной температуре. Их него можно изготавливать изделия сложной формы, например, соединители для медицинских устройств, линзы или электронные компоненты, требующие исключительно точных размеров и геометрии. Кроме того, материалу можно придавать временные формы, которые впоследствии можно менять или исправлять, что отлично подходит для прототипирования. Еще одно важное нововведение — антимикробные свойства полимеров, обусловленные наличием в их составе структурных фрагментов. Проведенные испытания показали, материал эффективно подавляет распространенные микроорганизмы.

Ученым из Японии удалось вырастить новые продолговатые наноструктуры, которые они назвали золотыми квантовыми иглами. В отличие от типичных сферических кластеров, эти напоминающие карандаш образования демонстрируют уникальное квантовое поведение и реагируют на инфракрасный свет, что делает их перспективными инструментами для биомедицинской визуализации и энергетической отрасли. Исследователи из Токийского университета успешно визуализировали геометрическую структуру растущих золотых нанокластеров на самых ранних стадиях развития. В ходе этого процесса они синтезировали новую структуру, которую назвали «золотыми квантовыми иглами». Благодаря своей чувствительности к свету в ближнем инфракрасном диапазоне эти «иглы» могут обеспечить гораздо более высокое разрешение биомедицинской визуализации и более эффективное преобразование световой энергии.

Золото — важнейший для современных нанотехнологий химический элемент, обладающий уникальной наноструктурой и свойствами. Наноскопические кластеры золота, состоящие менее чем из 100 атомов, обычно синтезируются путем восстановления, то есть присоединения электронов, к ионам-прекурсорам золота в присутствии защитных лигандов. Однако синтез золотых кластеров требуемого размера, формы и состава по-прежнему представляет собой сложную задачу, пишет Science Daily. Таким образом, исследователи поставили перед собой задачу определить геометрическую структуру золотых нанокластеров на начальных стадиях их формирования. Они использовали несколько необычные условия синтеза, чтобы изучить кластеры на самых первых стадиях роста. Рентгеноструктурный анализ монокристаллов показал, что золотые нанокластеры растут анизотропно, с разной скоростью в разных направлениях.

Более того, ученые заметили совершенно новую структуру: нанокластеры продолговатой формы, состоящие из треугольных тримеров и тетраэдрических тетрамеров. Исследователи назвали их «золотыми квантовыми иглами», поскольку электроны, заключенные в этих нанокластерах, демонстрируют квантовое поведение. Структурные снимки, полученные исследователями при поэтапном росте золотых нанокластеров, вносят значительный вклад в наше понимание механизма их формирования. Однако команда ученых уже думает о следующих шагах. «Мы хотели бы изучить возможность синтеза других, уникальных нанокластеров, совершенствуя условия синтеза, — сказал Цукуда Тацуя, один из исследователей. — Мы также хотели бы сотрудничать с другими экспертами в применении золотых квантовых игл, использовании их выдающихся оптические свойств».