Naujos technologijos ir nauji technikos principai atsiranda nuolatos. Bet kiekvienų metų pabaiga suteikia gerą progą tam tikro mokslo ir technikos vystymosi etapo pasiekimų apžvalgai. Svarbiausius mokslo ir technikos pasiekimus 2005 metais pabandė įvardinti bene garsiausias pasaulyje, JAV leidžiamas mokslo populiarinimo žurnalas "Scientific American". Šio žurnalo redakcija išrinko 50 individų ir organizacijų, kurių veikla šiemet padarė didžiausią įtaką žmonijos techninei pažangai. Žemiau pateikiame pasakojimus apie kelis mokslo ir technikos pasiekimus iš "Scientific American" sąrašo.

Dideli ir maži lėktuvai

   Šiemet į padangę pirmąkart pakilo vienas iš pačių didžiausių ir vienas iš pačių mažiausių lėktuvai. Balandžio mėnesį pirmam skrydžiui virš Tulūzoje (Prancūzija) esančios surinkimo gamyklos pakilo Airbus A 380 Navigator - didžiausias pasaulyje keleivinis lėktuvas. Netrukus po to, brazilų kompanija Embraer SA pademonstravo pirmąjį spiritu varomą lėktuvėlį, skirtą pasėlių purškimui - EMB 202 Ipanema.

   Keliais mėnesiais vėliau minios žiūrovų stebėjo masyviojo A 380 skrydį Paryžiaus parodoje ir buvo nustebinti to, kiek nedaug triukšmo jis kelia. Pilnai pakrautas Airbus svers 570 tonų ir galės paimti nuo 555 iki 800 keleivių - mažiausiai trečdaliu daugiau už patį talpiausią šiandien keleivinį lėktuvą Boeing 747. lėktuvo sparnų mojis yra lygus 80 m, 15 m daugiau nei 747-ojo, o, skaičiuojant vienam keleiviui, A380 sudegina 12 proc. mažiau kuro nei Boeing'as.

Airbus A 380

   Lėktuvo sukūrime dalyvavusios Prancūzijos, Vokietijos, Didžiosios Britanijos ir Ispanijos kompanijos investavo į jį apie 15 mlrd. dolerių; A380 konstrukcijoje pirmąkart įdiegta daug pačių naujausių techninių sprendimų. Pavyzdžiui, lėktuvo svoris gerokai sumažėjo jo fiuzeliaže dalį aliuminio konstrukcijų pakeitus iš stiklo pluošto pagamintomis detalėmis. Nauja didelio slėgio hidraulinė sistema užtikrina didesnį patikimumą ir taip pat mažina bendrą lėktuvo svorį. Milžiniško oro lainerio pilotų kabina yra aprūpinta pačia naujausia avionikos aparatūra ir turi didžiulius interaktyvius displėjus. Reguliarūs A380 reisai turėtų prasidėti antrame 2006 m. pusmetyje.

   Rekordiškai išaugus naftos kainoms ir griežtėjant aplinkosaugos reikalavimams alternatyvaus kuro pradeda ieškoti ir aviacijos pramonė. Vienvietis EMB 202 Ipanema žemės ūkio aviacijai skirtas lėktuvėlis yra varomas iš cukraus švendrių pagamintu etanoliu. Visai logiška, kad tai buvo padaryta Brazilijoje, nes šioje šalyje automobiliai tokį kurą vartoja jau porą dešimčių metų, nuo pat aštuntojo dešimtmečio naftos krizės laikų. Etanolis ne tik yra tris-keturis kartus pigesnis už aviacinį benziną - jį naudojant pagerėja daugelis lėktuvo charakteristikų. Naujasis Ipanemos variklis pasižymi ir papildomais privalumais - mažiau kainuojančia priežiūra bei 20 proc. mažesniais eksploatacijos kaštais. Todėl Embraer jau gavo virš 100 užsakymų naujiesiems lėktuvėliams ir rengiasi etanoliu varomus motorus pradėti statyti ir į kai kuriuos kitus savo gaminamų lėktuvų modelius.

Nauji bevielio ryšio tinklų standartai

   Pastaraisiais metais galėjome stebėti aktyvią bevielio Interneto tinklų plėtrą. Dabar šiems tinklams skirtų techninių standartų kūrėjai sužiuro į mažai benaudojamus televizijos dažnių ruožus ir tikisi juos panaudoti kurdami regioninius ryšio tinklus. Savo ruožtu, fraktalų formą turinčias antenas konstruojantys inžinieriai tikisi tokio ryšio paslaugas įdiegti automobiliuose, mobiliuosiuose telefonuose ir kituose prietaisuose.

   Labiausiai dabar paplitę bevielio duomenų perdavimo tinklai, naudojantys vadinamąją Wi-Fi technologiją savo signalus spinduliuoja apie 100 m nuotoliu. Palyginkime šį nuotolį su daugeliu kilometrų dydžio atstumais, būdingais metrinio ir decimetrinio diapazono televizijos kanalų perdavimui naudojama dažnių juosta nuo 54 iki 862 MHz. Su mažesniais nuostoliais sklindantys mažesnio dažnio signalai yra mažiau trikdomi pastatų ir augmenijos, jie yra geriau priimami tada, kai siųstuvas nėra tiesiogiai matomas. Taigi, mažesni nei 1 GHz dažniai yra geriau už 2,4 GHz dažnį, kuriuo dirba šiandieniniai bevieliai duomenų perdavimo tinklai. Dar 2002 m. JAV Federalinė telekomunikacijų komisija pradėjo tirti ar bevielio ryšio tinklams yra įmanoma panaudoti mažai naudojamus dažnių ruožus, skiriančius atskirus televizijos kanalus. Tam darbui komisija subūrė darbo grupę, vadovaujamą Carlo Stevensono - vieno iš bevielio ryšio tinklų kūrimo pradininkų. Šiemet grupė pristatė techninei visuomenei naują standartą 802.22, kuris apibrėžė tai, kaip reikia koordinuoti bevielio ryšio tinklo siųstuvų ir imtuvų darbą, kad jie netrukdytų vieni kitiems ir televizijos stotims.

Fraktalų antenos fragmentas.

   Buvo pasitelkta nauja "gudraus" radijo technologija, kuomet bazinės stotys bei vartotojų terminalai nuolat pasitikrina ir reikiamas dažnių ruožas yra laisvas, susiranda tuo metu neužimtus kanalus ir nusistato tokį siųstuvo spinduliuojamos galios lygį, jog jis netrukdytų kitiems vartotojams. Stevensono grupė tikisi visą darbą pabaigti 2007 metais.

   Kita vertus, aparatūros gamintojams tenka nuolat sukti galvą, kaip į savuosius prietaisus įterpti vis atsirandančias naujas paslaugas. Aišku, kad imtuvui, priimančiam įvairių dažnių signalus reikia daugelio antenų, bet fraktalų formą turinčių antenų kūrėjai tikina, kad viskam pakas ir vienos. Fraktalai - išsišakoję raštai, kurie atrodo taip pat bet kurioje dydžio skalėje - leidžia be galo didelę kreivę suspausti į mažą plotą. Fraktalinės antenos elgsis it kelios tradicinės, skirtingų ilgių antenos supintos į vieną, todėl leis priimti daugelio dažnių diapazonų signalus.

   Fractus - ispanų kompanija, gaminanti fraktalines antenas, šiemet pradėjo gaminti automobiliams skirtus prietaisus. Fractus tiekia antenas europinių standartų mobiliesiems telefonams, o JAV firma Fractal Antenna Systems - kariniams ir kitiems taikymams skirtas antenas. Bendra abiejų firmų įmonė A3 šiemet pradėjo gaminti antenas automobiliams Fiat Ducato, Peugeot Boxer ir Citroen Jumper . Sausio mėnesį A3 pasirašė kontraktą su Nippon Antenna, pagrindiniu Mazda ir Nissan tiekėju. Galinio vaizdo veidrodėlyje sumontuota antena priima AM/FM radijo, GSM ir GPS sistemų signalus.

Nanovamzdeliai artėja prie praktinių taikymų

   Anglies nanovamzdeliai - į milijardinės metro dalies skersmens tūteles susukti grafito lakštai - jau senokai yra pristatomi kaip medžiaga, kuri sukels revoliuciją elektronikoje. Bet šie lūkesčiai vis neišsipildydavo, nes vamzdelių mažumas labai trukdė juos surinkti į grandynus, kuriuos būtų galima panaudoti praktikoje. Šiemet kelioms grupėms pavyko pademonstruoti, kaip, pasitelkus tradicinius technologinius procesus, yra įmanoma suderinti unikalias nanovamzdelių savybes su įprastiniais elektronikos prietaisais.

   Motorolos Fizikinių tyrimų laboratorija gegužės mėnesį parodė didelės skyros televizijos kineskopo prototipą, kuriame stiklinis ekranas yra padengtas nanovamzdelių mišku. Kai temperatūros yra žemesnės nei 1200⁰C nanovamzdeliai paprastai nesudaro tvarkingų matricų, bet James Jaskie iš Motorolos atrado naujovišką metalo katalizatorių, leidusį šią temperatūrą numušti iki kelių šimtų laipsnių - pakankamai žemai, kad procesus būtų galima atlikti tradicinėse krosnyse ir naudojant silicio padėklus. Kitos kompanijos pagamino ekranus, kuriuose nanovamzdeliai yra atsitiktinai įmerkti specialioje pastoje. Tokių ekranų skyra yra mažesnė, be to jie yra sudėtingesni, nes reikalauja papildomų filtrų.

6 colių įstrižainės displėjus iš anglies nanovamzdelių.

   Nanovamzdeliai leidžia pasiekti geriausių rezultatų ir tuomet, kai yra kalbama apie displėjus, gaminamus ant lankstaus plastiko padėklų. Kelios grupės sumaišė nanovamzdelius su polimeru ir taip padidino pastarosios medžiagos elektrinį laidumą. Iš tokių polimerų šiemet pavyko tame pačiame padėkle pagaminti ir laidininkus, ir puslaidininkius, ir dielektrikus.

   Sudėtingesnis klausimas yra kaip iš nanovamzdelių padaryti sudėtingų prietaisų matricas. Bradley Nelsonas iš Šveicarijos Technologijų instituto Ciūriche tūkstančius nanovamzdelių tvarkingai surikiuoja tarp mažyčių elektrodų prijungdamas prie nanovamzdelių suspensijos elektrinį lauką. Po to jis nudegina viršutinę vamzdelių dalį, perlaužia juos perpus arba perlenkia šitaip pagamindamas elektriškai valdomus emiterius, besisukančias arba tiesiškai besiplečiančias mikroskopiškų matmenų pavaras. Tokių prietaisų matricos gali, pavyzdžiui, būti atspariais cheminiais jutikliais arba susifokusuojančiais šviestukais.

   Dar sudėtingiau yra iš nanovamzdelių pagaminti tikslius elektronikos grandynus. Mikroelektronikos lustų gamintojai šiandien paprasčiausiai išėsdina silicio plokštelėje pageidaujamos formos raštą. Kompanijos Hewlett-Packard laboratorijos mokslininkams pirmiesiems pavyko nanometrų dydžio grandynus cheminiu būdu surinkti iš persipynusių nanovamzdelių. Jie nustatė, kad gausybė susidarančių jungčių leidžia kompensuoti labai didelį jų defektų tankį ir sutalpinti ploto vienete 100 kartų daugiau negu šiandieniniuose mikroelektronikos lustuose atskirų prietaisų.

Lazeriai iš silicio

   Bet kuris optoelektronikos - mokslo apie šviesą elektra arba elektrą šviesa verčiančius prietaisus - kursas prasideda nuo "apgailestavimo" kad lazerių ar šviestukų neįmanoma gaminti iš silicio -medžiagos, kuria remiasi visa elektronikos pramonė. Kompiuterių mikroprocesoriams spartėjant vis sunkiau darosi pakankamai greitai perduoti signalus ir mikroprocesoriaus viduje, ir į kitus lustus. Čia labai praverstų trumpus šviesos impulsus generuojantys lazeriai. Iš silicio galima pagaminti beveik bet kurį elektronikos grandyną. Silicio prietaisai gali turėti submikroninius matmenis, jie yra gaminami milžiniškomis serijomis ir yra labai patikimi. Bet silicio elektroninės savybės trukdo šią medžiagą panaudoti puslaidininkiniame lazeryje. Medžiaga yra "netiesiogio tarpo", kas reiškia, jog elektronai, krintantys iš vieno energijos lygmens į kitą, negali tiesiogiai išspinduliuoti šviesos kvanto - fotono. Todėl lazeriai yra gaminami iš kitų puslaidininkių, pavyzdžiui, GaAs ir jam giminingų junginių, kuriuos sunkiai įmanoma suderinti su silicio elektronikos technologijomis.

Lazeris iš silicio kristalo.

   Ir štai žurnalo "Nature" vasario mėnesio numeryje pasirodė kompanijos Intel mokslininkų grupės straipsnis, aprašantis lazerį, pagamintą būtent iš silicio. Intel grupė aukščiau minėtai problemai įveikti pasitelkė efektą, vadinamą Ramano sklaida. Procesas prasideda nuo to, jog silicyje esantys elektronai yra judinami šviesos lauko dažniu. Šie elektronai vėliau "išsklaido" energiją, nes jie išspinduliuoja ir fononus - kristalo gardelės svyravimus -, ir fotonus, kurių energija jau yra mažesnė nei energija fotonų, kurie tuos elektronus sužadino. Ramano efektas silicyje buvo žinomas ir seniau, bet jį panaudoti lazeryje trukdė kitas reiškinys - vadinamoji dvifotonė sugertis, atsirandanti tuomet, kai silicio atomas iškart sugeria po du šviesos kvantus ir dėl to susikūrę elektronai ir skylės ilgam lieka medžiagoje, sugeria šviesą ir mažina jos stiprinimą.

   Haishengas Rongas iš Intel ir jo kolegos rado būdą, kaip pašalinti nepageidautiną dvifotonės sugerties įtaką. Jie pagamino iš silicio 5 cm ilgio, surangytą į S raidės formą šviesolaidį, kurio šonuose buvo p ir n tipo medžiagų sluoksniai. Gavosi darinys, panašus į klasikinį silicio prietaisą - vadinamąjį PIN diodą, prie kurio kontaktų prijungta įtampa efektingai pašalina visas dvifotonės sugerties metu atsiradusias elektronų ir skylių poras. Rongo prietaisas generavo netrūkius šviesos srautus, kuriuos galima karpyti ir moduliuoti ir šitaip panaudoti juos skaitmeniniam ryšiui. Nors iki to meto, kai iš silicio bus pradėti gaminti pigūs optiniam ryšiui skirti komponentai dar teks nueiti nemažą kelią, jau žengtas pirmas labai svarbus žingsnis šia linkme.

Google, Inc. - Interneto lyderis

   "Scientific American" redaktoriai geriausia pasaulyje aukštųjų technologijų verslo kompanija šiemet išrinko Google. Nuo to laiko, kai 1998 m. ši kompanija pradėjo savo veiklą, ji vystėsi taip dinamiškai, kad kitiems informacinių technologijų milžinams teko ją nuolat vytis. Google sukūrė naujus naršymo Internete principus; ji pirmoji panaudojo algoritmą, įskaitantį tinklapio ryšių su kitomis Tinklo svetainėmis skaičių kaip jo svarbos kriterijų. Kompanijos sėkmė gerokai padidino paieškos Internete vertę, o dabar ji stengiasi sukurti vis naujus ir naujus specializuotus gaminius, leidžiančius rasti būtent tai, ko ieškome, greitai ir paprastai.

   Šių metų sensacija buvo Google Earth, programos, kuri ne tik pateikia žemėlapius ar atranda maršrutus ir adresus, bet ir leidžia "paskraidyti" virš trimačių kraštovaizdžių, pasirodymas. Google paslaugos ir programinė įranga vis dar kainuoja tuos pačius 0 dolerių, nes kompanija sugeba genialiai pasinaudoti pajamomis, gaunamomis už nežymiai pateikiamą ir neįkyrią reklamą.

Google įkūrėjai Larry Page ir Sergejus Brinas.

   Google, Inc. viename garaže Kalifornijos Menlo Park miestelyje įkūrė du tuometiniai Stanfordo universiteto doktorantai Larry Page ir Sergiejus Brinas. Nuo to laiko jie jau persikėlė į dangoraižį Mountain View mieste, o kompanijos apyvarta praėjusiais metais viršijo 3 mlrd. dolerių.

   2004 m. lapkritį kompanija pasiekė akademinę bendruomenę pasiūlydama jai Google Scholar - paieškos moksliniuose žurnaluose sistemą. Mokslininkai dabar gali peržiūrėti specializuotų žurnalų turinius nebijodami būti užversti begale pašalinių nuorodų, kurias dažniausiai pasiūlo tradicinės naršyklės. Naujų paslaugų sąrašas vis dar yra didinamas. Google Video, programa, kuri buvo neseniai pradėta kurti, leis ieškoti video medžiagos pagal jos pavadinimą ar pagal bet kurio kito Interneto vartotojo paliktus apibūdinimus. Nors duomenų Internete kiekis kasmet išauga po 50 proc., Google išradingumas leidžia tą augimą išties paversti pasiekiamos informacijos gausėjimu.