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                往期专题

                内容摘要
                美国科学家研制出一种2D结构的电子晶体欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,这些电子质量很小且不会呆在某个固定位置欧宝体育手机版欧宝体育手机版,而是到处游离欧宝体育手机版欧宝体育手机版,所以导电性很强欧宝体育手机版,甚至超越石墨烯的导电性能欧宝体育手机版。

                层状2D结构的电子晶体首次被合成并制出欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,这种新型的电子晶体导电性能优于石墨烯欧宝体育手机版欧宝体育手机版。
                这一新兴材料有望用于研制透明导体欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版、电池电极欧宝体育手机版欧宝体育手机版、电子发射装置以及化学催化剂等诸多领域欧宝体育手机版。
                电子晶体属于由正负离子组成的离子化合物欧宝体育手机版欧宝体育手机版,但其负电“离子”完全由电子取代,这些电子质量很小且不会呆在某个固定位置欧宝体育手机版欧宝体育手机版,而是到处游离,偶尔与其他电子交换位置欧宝体育手机版,行为表现更像电子气体欧宝体育手机版欧宝体育手机版。这种特性赋予电子晶体高度电子移动和快速导电等性能欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。但科学家们通过理论推测认为欧宝体育手机版,2D电子晶体容易与空气和水发生化学反应欧宝体育手机版欧宝体育手机版,只能在真空中才能稳定存在并保持其强导电性欧宝体育手机版,因此很难在实验室合成欧宝体育手机版。
                在新研究中欧宝体育手机版,北卡罗莱纳大学教堂山分校应用物理和化学副教授斯科特·沃伦带领团队欧宝体育手机版,用氮化二钙分子合成出只有几个纳米薄的2D单层电子晶体欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,还利用液体剥离技术设法让大量纳米单层电子晶体悬浮在溶液中欧宝体育手机版,其中一种溶剂甚至能让氮化二钙纳米单层稳定悬浮一个月之久仍能维持很好的电学特性欧宝体育手机版∨繁μ逵只?欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版!拔颐强朔说缱泳宕佣嗖憬峁构傻降ゲ憬峁沟募际跄训闩繁μ逵只?欧宝体育手机版,证明在合适的化学环境下欧宝体育手机版欧宝体育手机版,2D电子晶体能长时间保持结构和性能稳定欧宝体育手机版欧宝体育手机版∨繁μ逵只媾繁μ逵只?!蔽致捉馐退?欧宝体育手机版。
                沃伦团队还通过实验证明欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,新2D纳米单层电子晶体具有与金属铝相当的导电性;透明度也很高欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,10纳米厚氮化二钙薄膜的透光率达到97%欧宝体育手机版欧宝体育手机版;其表面结也达到现有电子晶体中最高值欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。研究人员表示欧宝体育手机版,这些特性将导致新材料在诸多领域的应用欧宝体育手机版,比如开发高透明性导电薄膜欧宝体育手机版欧宝体育手机版;沃伦还在与本田公司合作欧宝体育手机版欧宝体育手机版,用这类新材料研制高级电池欧宝体育手机版欧宝体育手机版。
                沃伦表示欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,他们会继续开发电子晶体的应用潜力,并解决实用过程中的各种挑战欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,比如寻找合适涂层欧宝体育手机版欧宝体育手机版,让电子晶体在空气中也能保持稳定欧宝体育手机版欧宝体育手机版。
                新研究发表在最新一期《美国化学会志》上欧宝体育手机版。

                纳米技术提高热电转换效率
                    如何将大量汽车尾气排放的废弃热量高效转化为有用的电能,成为欧盟第七研发框架计划(FP7)的研究课题欧宝体育手机版。欧盟为此提供375万欧元资助欧宝体育手机版欧宝体育手机版,总研发投入530万欧元欧宝体育手机版,由列支敦士登欧宝体育手机版欧宝体育手机版、德国欧宝体育手机版、法国欧宝体育手机版欧宝体育手机版、意大利欧宝体育手机版、西班牙欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版、奥地利和瑞士7个国家及14家纳米材料企业联合组成欧洲NanoHiTEC技术攻关团队欧宝体育手机版。
                    根据赛贝克效应欧宝体育手机版欧宝体育手机版,当2种不同温度的物质材料相互接触时欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,接触面存在电荷扩散流动欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,会在物质材料两端产生电压欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,反之亦然欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。纳米结构材料有助于材料表面接触欧宝体育手机版,从而提高热电转换效率欧宝体育手机版。
                    NanoHiTEC研发团队采用目前世界上最先进的纳米技术及分析检测工具欧宝体育手机版,选择环境友好型、无毒副作用欧宝体育手机版、易实现工业规呐繁μ逵只媾繁μ逵只?;可哪擅捉峁共牧隙嗖惚∧ど际?欧宝体育手机版,最终确定热电转化效率高、性价比好和无稀缺原材料的硅-锗合金薄膜材料和碳化硼薄膜材料作为进一步的研究对象欧宝体育手机版欧宝体育手机版。
                    研发团队开发了磁控溅射技术欧宝体育手机版欧宝体育手机版,可明显改进纳米结构硅-锗合金和碳化硼薄膜材料的合成欧宝体育手机版,高沉积率产生高结晶度欧宝体育手机版,从而实现更高密度的薄膜材料欧宝体育手机版欧宝体育手机版。特别是通过火花等离子烧结技术欧宝体育手机版,更易获取小晶粒的纳米结构碳化硼薄膜材料欧宝体育手机版。新技术显著提高了材料的热电转换效率欧宝体育手机版欧宝体育手机版。

                印度开发出健康环保吸水纳米新材料
                海德拉巴印度理工学院最近开发出一种由微型纳米纤维制成的吸水健康环保新材料欧宝体育手机版欧宝体育手机版,可替代卫生巾和尿不湿产品中潜在的有害物质。该材料可降解欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,对环境影响较小欧宝体育手机版,且比目前尿不湿和卫生巾使用的吸水材料更加健康安全欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。    
                在过去几十年里欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,一次性尿不湿和卫生巾等卫生用品采用高吸水树脂(SAPs)作为吸收剂欧宝体育手机版。这些物质能够吸收几倍于自身重量的液体欧宝体育手机版,平均每个尿不湿能吸收30倍于自身重量的体液欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,但该高吸水树脂材料不能生物降解欧宝体育手机版,在理想条件下欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,一个尿不湿要花500年才能降解欧宝体育手机版。SAPs还会产生人体中毒性休克综合症等健康问题欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。 
                海德拉巴印度理工学院研究人员利用静电醋酸纤维素纳米纤维制成新吸水材料欧宝体育手机版,克服了上述环境和卫生健康缺陷欧宝体育手机版。纳米纤维是利用电纺纱技术生产的一种长而薄的纤维欧宝体育手机版,具有表面积大欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版、高多孔性及吸水性强优点欧宝体育手机版欧宝体育手机版,用于卫生巾和尿不湿等产品上欧宝体育手机版,在吸水性欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版、舒适性欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版、环保、健康卫生和安全性等方面欧宝体育手机版,都优于目前市售产品欧宝体育手机版。 

                生物DNA调控生长出金纳米花:或创造具有先进功能纳米材料
                一个跨国研究团队日前宣布欧宝体育手机版欧宝体育手机版,成功利用生物DNA片段实现了金纳米粒子的生长调控欧宝体育手机版。研究人员表示欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,该成果通过单一步骤对纳米尺度的金属材料进行可自定义精确结构设计和制备欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,有望创造大量具有先进功能及充满结构艺术性的新型纳米材料欧宝体育手机版欧宝体育手机版。
                该研究将生物DNA应用于没有生命的无机化学领域欧宝体育手机版欧宝体育手机版,通过对反应边界条件的控制欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,令DNA控制金原子沿特定方向结晶和生长欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。通过调整DNA分子的数量和形态欧宝体育手机版,最终能获得具有不同形貌和结构的金纳米颗粒:一些特定数量的直线型DNA调控合成出具有特定分枝数量的星状纳米颗粒欧宝体育手机版欧宝体育手机版;一些原核细胞质粒DNA调控合成出水母形态的金纳米颗粒欧宝体育手机版欧宝体育手机版;另一些原核细胞中的质粒DNA则调控合成出金纳米花欧宝体育手机版欧宝体育手机版,花瓣长度小于100纳米欧宝体育手机版欧宝体育手机版,花茎直径5纳米欧宝体育手机版欧宝体育手机版。研究人员表示欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,这可能是目前世界上最小欧宝体育手机版欧宝体育手机版、也最有价值的金花。
                定义金属纳米材料的结构意味着可以定义材料的属性欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版。由此欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,人们获得了一种灵活的技术能力,能按照特定需求设计和制备金属纳米材料。在医学领域欧宝体育手机版,不同分枝结构的星状纳米颗粒表面可以捕获人体血液中相应的致病抗原欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,由于不同纳米颗粒具有不同的光学吸收性能欧宝体育手机版,其在光谱中显示为不同特征曲线欧宝体育手机版欧宝体育手机版欧宝体育手机版,因此可以用它获得实时和多功能的医学光谱影像欧宝体育手机版。
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