8 Устранение электромагнитных помех
Этот фактор не представляет непосредственной угрозы для здоровья или самочувствия пользователей, но может ухудшить рабочие условия в помещении.
Источником электромагнитных помех чаще всего являются бытовые приборы работающие в непосредственной близости от компьютеров. Рассмотрим в качестве примера случай из жизни. В маленьком помещении летом работают шесть компьютеров и кондиционер (старенький БК). Кондиционер работает в режиме поддержания температуры – периодически включает и отключает блок охлаждения. И при каждом включении изображение на мониторах всех компьютеров дрожит в течение 5 –7 с.
Как правило, подобные проблемы возникают только с мощными электрическими устройствами. Чтобы свести воздействие к минимуму, обычно рекомендуется переместить компьютер на достаточное расстояние от источника помех, изредка применяют экранирование.
Стандарт безопасности определяет требования к техническому обеспечению переработки информации. При последовательной замене MPR-II на TCO’92 и TCO’99 ужесточались требования к уровню электромагнитных излучений, эргономические и экологические характеристики, параметры средств энергосбережения, обеспечивающие удобство работы, сохранение здоровья пользователей и использование чистых материалов. Стандарт сначала разрабатывался для мониторов, потом был распространён на все устройства переработки информации.
Концепция нанотехнологий предусматривает применение атомов и молекул различных веществ в качестве проводников или даже законченных устройств – это очередной, революционный, этап в развитии науки и техники, сопоставимый по значимости с введением в практику полупроводниковых устройств, изобретенных в 1948 г. Так что же такое фуллерены и нанотрубки? Углеродные нанотрубки - это открытая в 1991 г. новая форма существования углерода в виде свернутых в трубочку «графитовых сеток», при исследовании разрядов вольтовой дуги в атмосфере гелия. Угольные электроды в инертной атмосфере выделяют в процессе дугового разряда огромное количество сажи, содержащей молекулы углеродных сфер – фуллеренов, с образованием неприглядного вида серого обрубка, вырастающем на катоде. Обрубок, подобно карандашу, содержал угольно-черную сердцевину, электронная микроскопия которой показала наличие протяженных полых объектов диаметром несколько десятков микрометров – это и были первые наблюдавшиеся нанотрубки (1 нм=10-9 м).
Оказалось, что нанотрубки могут быть большие и маленькие, однослойные и многослойные, прямые и спиральные. Узор однослойной нанотрубки определяет ее электронные свойства: нанотрубки с разными узорами могут быть металлами, полуметаллами и полупроводниками. Наметился переход с кремния (основного материала в производстве полупроводниковых устройств) на нанотрубки в ближайшие 10-15 лет. Выявлена и опасность: при таких малых размерах и химической активности воздействие на живой организм не всегда нейтрально!!!
Свойства нанотрубок: - высокая прочность (не рвутся, а перестраиваются; могут открываться и закрываться, сохраняя жидкость или газ);
- удельное сопротивление меняется в широком диапазоне; большей частью – это проводники, некоторые – полупроводники;
- обладают сверхпроводимостью и резком изменении проводимости при изгибах и скручивании (применение в датчиках деформаций, преобразователях механической энергии в электрическую).
Примеры применения
1. Батареи на основе нанотрубок могут скоро заменить Li-ION и Ni-Cd аккумуляторы. Батареи на основе Li4Ti5O12 будут заряжаться за несколько минут и количество циклов «заряд - разряд» будет практически не ограничено. Нано-устройство представляет собой не простой аккумулятор, а конденсатор. Электроды, покрытые слоем нанотрубок, позволяют конденсатору разряжаться не мгновенно, а за несколько часов. Этот эффект достигнут благодаря увеличению площади электродов батареи-конденсатора с помощью нанотрубок. Полученные образцы суперконденсаторов свидетельствуют о том, что количество циклов «разряд - заряд» может достигать нескольких тысяч, что, естественно, несопоставимо с традиционными аккумуляторами (до 1000 циклов при времени зарядки, измеряемом часами).
2. Использование сверхпрочные волокна в качестве материала троса, по которому сможет перемещаться тело. В микроскопе вместо «иглы» для удержания атомов и молекул. Наномотор – углеродная трубка (ось), на ней ротор.
3. Микровесы – по частоте собственных колебаний тросика и системы с грузом (преобразуя механические колебания в электрические при смене частоты с 3 до 1 МГц взвесили 200 фемтограмм, фг=10-15 г).
4. Созданы:
- транзистор из нанотрубки и органики – размер 3х2 нм (23.08.04 г.),
- Y-образный нанотранзистор с аналогом Б-К-Э (2005 г.),
- BDT (баллистический транзистор с отклоняющимся полем), выделяет меньше тепла и работает быстрее (2006 г.),
5. Показан 1.03.05 г. прототип процессора на 65-нм (далее 45-32-13-5-нм). Пока процессоры имеют около 1 миллиарда транзисторов при 20 ГГц и 1 В (2006г.– 4-хядерный имеет 582 млн.), но первые образцы наноустройств сразу же смогут увеличить это число примерно в 1000 раз (до триллиона транзисторов). Соотношение производительности такого процессора к аналогичному показателю Pentium 4 будет примерно аналогично производительности Р-4 по сравнению с первыми ЭВМ на электронных лампах.
6. Внедряются на основе нанотехнологий практически пригодные радиаторы для охлаждения мощных процессоров.
7. Запатентована технология повышения плотности записи на ЖМД при помощи использования нанотрубок в качестве смазывающего слоя. Плотность записи можно повысить и путем сокращения зазора между головками чтения - записи и самой магнитной пластины. Seagate предлагает ввести головки практически в полный контакт с магнитными пластинами, разделив их тончайшим слоем смазки на основе нанотрубок. Специальный лазер будет подогревать ту часть пластины, с которой должна работать головка - это делается для повышения точности ориентации магнитных частиц. Предполагается, что таким образом можно будет создавать достаточно компактные и дешевые накопители информации емкостью в сотни и тысячи Тбайт.
8. Разработан новый тип памяти NRAM – Nanotube-based/Nonvolatile RAM, что означает «память с произвольным доступом, базирующаяся на нанотрубках, не требующая постоянного питания». Новые чипы будут по сравнению с традиционной флеш-памятью, но и более быстрыми и намного более долговечными. План: выпуск в 2007 году.
9. Созданы и опробованы прототипы тонких плоских дисплеев CNT (Carbon Nanotube Technology): под действием напряжения, прикладываемого к одному из концов нанотрубки, с другого конца начинают испускаться электроны, которые попадают на фосфоресцирующий экран и вызывают свечение очень малого пикселя - порядка микрона! Уже показан прототип 5“ и толщине 3,3 мм (разрешение HDTV; цена примерно LCD, но намного ниже PDP).
10. Био -переключатель на основе молекул ДНК («молекулярная динамо-машина» обеспечивает связь компьютера с протезом и мышцами, обнаружение токсических веществ).
11. Объявлено 6.04.06 г. о начале разработки первой в мире нанопамяти по трехмерной архитектуре (3D-memory technology). Трехмерная архитектура будет одним из основных направлений квантовой наноэлектроники: чип будет представлять собой интегрированную кремниевую микросхему, на которой будут последовательно наращиваться слои чипа, что позволит производить доступ к "ядру" памяти с очень высокой плотностью записи данных", а многослойность и логическая взаимосвязь между слоями обеспечит их наращивание "ввысь" практически неограниченно.
12. Компания HP заявила о новой архитектуре компьютеров: она основана на новых молекулярных ключах, представляющих собой пересекающиеся линии, между которыми при подаче на них напряжения возникают проводящие мостики. Преимущество нового ключа состоит в том, что благодаря конструкции устройства емкость памяти на его основе будет выше той, которая существует сейчас. Если же использовать каждый ключ в качестве элемента памяти, то емкость одного слоя составит 2,5 Гбит/см2 (сейчас самые "сверхплотные" чипы памяти дают только 1,0 Гбит/см2). "Узловая"(crossbar) архитектура, сформированная пересекающимися нанопроводниками, позволит упростить массовое производство чипов, они будут дешевле обычных кремниевых благодаря большим объемам производства.
Источники информации