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新合成材料可实现水下呼吸,或具医用价值

2019-01-07 责任编辑:未填 浏览数:5 得宝网

核心提示:  导读:世界不同国家对合成材料的实时研究资讯,本文的几则资讯带你领略合成材料的跨界价值。   参考消息网8月12日报道 外媒称,在水下保持长时间呼吸一向被认为是不可想象和不能完成的事情,即便借助氧气泵, ...

 

  导读:世界不同国家对合成材料的实时研究资讯,本文的几则资讯带你领略合成材料的跨界价值。

  参考消息网8月12日报道 外媒称,在水下保持长时间呼吸一向被认为是不可想象和不能完成的事情,即便借助氧气泵,也会出现缺氧的状况。但是,丹麦的一组科学家现在可以让人在水下持久地获得氧气。而这一切都要归功于他们研发的一种水晶材料。这种合成材料被命名为Aquaman Crystal。

  据西班牙《阿贝赛报》8月10日报道,这种合成材料可以在不借助其他手段的情况下,持续地从水中摄取氧气。材料的主要成分是钴。它相当于一个过滤器,将水分子进行氢氧分离。此外,合成水晶材料还能吸收空气中大量的氧气。

  报道称,科学家表示,一旦吸收了氧气,只要经过稍微加热或者暴露于低氧压状态下,晶体内的氧气就可以释放出来。但遗憾的是,目前大批量生产这种合成水晶材料还很难实现。

  新材料研发负责人之一克里斯蒂娜·麦肯齐称,这是一种所有陆地生物都知道的呼吸机制。人类和其他生物呼吸依靠铁元素,而甲壳纲动物、蜘蛛和其他小动物都依靠铜元素。少量金属对吸收氧气十分重要,因此新材料能产生这样的效果不足为奇。

  报道称,此外,新的合成材料还将具有医用价值,可以帮助哮喘病患者和其他呼吸道疾病患者顺畅呼吸。

  

  《黑客帝国》或将成为现实!美国科学家最新研制一种纤维材料,可将光信号和药物直接送到人类大脑组织。

  腾讯科学讯 据国外媒体报道,《黑客帝国》或将成为现实!目前,美国麻省理工学院研究人员最新研制一种细纤维材料,宽度不足头发直径,组建成一个人机接口界面,将人类大脑和计算机连接在一起。

  该系统可以直接送递光信号和药物到大脑,基于电子读取数据持续监控各种输入信号产生的效果。美国麻省理工学院材料科学和工程学副教授波莉娜-安尼克瓦(Polina Anikeeva)说:“我们正在建造一个神经界面,以更有机化的方式与大脑组织相互作用。”

  传统神经探测设备可以记录一种信号类型,限制信号在任何时间送递至大脑。目前,麻省理工学院科学家可能找到改变这种方式的途径,通过制造一种复杂纤维,宽度不足头发直径,该材料能够制造一种神经接口系统,直接送递光信号和药物抵达大脑。这项最新研究报告发表在近期出版的《自然生物技术》杂志上。

  这种新型纤维是由聚合物材料制成,类似于神经组织的特征,波莉娜称,该材料能够更长时间地停留在人体内,而不会损伤周围的微妙组织结构。这种聚合纤维甚至比人体神经组织更柔软,看起来更加逼真。

  当前用于记录和刺激神经组织的设备是由金属、半导体、玻璃材料制成,在使用时会不同程度地损伤身体组织,这是神经修复手术存在的一个棘手问题。当前关键的技术是制造一个较大尺寸的神经接口界面,使用这种纤维制造通道,例如:光波导纤维携载光线、中空管运送药物、传导电极携载电信号。

  光线通过这种光通道进行传输,实现光基因神经刺激,所产生的效应可由嵌入电极进行监控。同时,一种或者多种药物可通过中空通道注入大脑,期间神经细胞的电子信号能够实时记录下来所产生的药物反应。

  麻省理工学院研究人员认为,这种独特的植入装置可以传输光信号和药物至大脑,而不会损伤大脑组织。

  参考消息网12月2日报道 西媒称,石墨烯被认为是未来的材料,是世界上最薄、最坚硬的材料,在移动电话、电信、芯片和医疗设备等工业有广泛的用途,可能会带来世界性的革命。

  据西班牙《阿贝赛报》12月1日报道,现在,石墨烯这个神奇的材料可能会成为比钢和凯夫拉更坚硬,能够挡住子弹的军用材料。

  美国的一个科学家小组日前进行的子弹实验表明,石墨烯对子弹冲击力的吸收能力是凯夫拉的两倍多,凯夫拉是防弹背心最常用的材料。

  这就为石墨烯的新用途打开了大门。由于石墨烯又薄又轻又坚硬,可以成为制造安全力量或军队使用的防御背心的主要材料。现在的问题在于如何在不改变其神奇特性的前提下大规模投入生产。

  目前一个国际小组找到的可能办法太过复杂,成本太高,也有可能会造成对石墨烯特性的损坏。

  

  参考消息网12月1日报道 研究人员说,一种新的超薄材料能够通过将热直接散发至外太空而在无需用电的情况下给建筑物降温。

  据美国趣味科学网站11月28日报道,除了给不通电的区域降温,这种材料还有助于减少对电的需求,因为在美国,空调消耗的电量占建筑物所消耗电量的将近15%。

  这种新型冷却器的核心部分是一种厚度仅为1.8微米、比最薄的铝箔还薄的多层材料。

  这种材料是由七层二氧化硅和二氧化铪以及一层薄薄的银构成的。每一层厚度不同,使这种材料能够反射可见光和不可见光、从而产生降温特性。

  以红外辐射形式存在的不可见光是所有物体散发热量的一个重要方式。加利福尼亚州斯坦福大学的电气工程师、相关研究论文的作者之一范珊辉(音)说:“如果使用红外摄像机,能看到我们都在发红外光。”

  这种材料给物体降温的一种方式是,充当一面高效率的镜子。通过将97%太阳光反射出去,这种材料能防止被它覆盖的任何物体升温。

  研究人员说,即便这种材料吸收一定热量,但其构成和结构确保它仅放射出某些特定波长、不被空气吸收的红外辐射。因而这种红外辐射能够离开大气层并进入太空。

  范珊辉说:“宇宙之寒冷是我们能从中获益的一大资源。”

  在一个晴朗的冬日,科学家们在加利福尼亚州斯坦福测试了这种冷却器,发现尽管在阳光下,它能比周围空气低将近5摄氏度。

  没有参与上述研究的加利福尼亚大学伯克利分校光子晶体学专家伊莱·亚布洛诺维奇说:“这是一个非常新颖和异常简单的想法。”

  研究人员称,这种材料的成本和性能与其他屋顶空调系统(如那些用太阳能电池发电驱动的系统)相比占有优势,而且能与其他技术一起工作。

  然而科学家们表示,他们测试的冷却器直径仅20厘米左右。范珊辉说:“我们目前正在制造较大的样品。为给建筑物降温,需要覆盖大片区域。”

  详细的研究成果发表在11月26日的英国《自然》周刊上。

  参考消息网4月14日报道 汽车修理中的划痕或聚合材料的裂缝:在遭到破坏后,自我修复材料可通过恢复最初的分子结构来实现自愈。美国每日科学网站4月11日报道称,德国科学家创造出一种化学交联反应,可在适度的加温下,让材料在短时间内自我修复。这一研究结果已发表在《高级材料》杂志上。

  由克里斯托弗·贝尔纳-科沃利领导的卡尔斯鲁厄理工学院研究小组,利用一种可逆化学反应来实现功能化纤维或小分子的交联,从而制造出自我修复材料。这种所谓的可转换网络在遭破坏后可分解成最初的成分,然后再次聚合。其优势在于通过热量、光照或加入一种化学物质,可随时自我修复。

  报道称,贝尔纳-科沃利的工作小组和赢创工业集团战略创新部门一起,经过约四年的研究,开发出一种新的聚合物网络。在50到120摄氏度之间相对较低的温度下,这种网络在几分钟内就能展现出极好的修复特性。拉力和粘性等测试证实,这种材料的最初特性可完全恢复。这种材料可应用于汽车业和飞机业。

  中新网1月13日电 据美国媒体11日报道,美国科学家称,使用新型纳米材料,将催生一种新型的计算机芯片,将有助于减少未来芯片的制造成本。

  科学家戈登 E 摩尔(Gordon E. Moore)曾在1965年时提出,大约每过18个月,硅芯片上蚀刻的晶体管数量就会增加一倍。之后不久,评论家就开始预言“摩尔定律”(Moore’s Law)的时代将接近尾声。

  最近,业界专家的警告越发言之凿凿:半导体行业的发展正在走向停滞,英特尔联合创始人摩尔博士的说法将要寿终正寝。

  如果真是如此,计算机世界将会受到巨大冲击。给人们带来个人电脑、音乐播放器和智能手机的创新,跟晶体管成本的快速下降之间存在直接关系。指甲大小的密布着数以十亿计晶体管的硅片——计算机芯片——最便宜的每颗只卖几美元。

  但是,较为乐观的科学家和工程师说,摩尔定律并没有死,它只不过在进化。他们认为,通过使用一类新型纳米材料,厂商有可能做出接近分子大小的电路。这类纳米材料包括金属、陶瓷、聚合或复合材料,它们可从“自下而上”而不是自上而下地构成。

  例如,半导体设计人员正在开发一些化学工艺,以便让这些材料在半导体晶片上形成极薄的电路图案,实现“自组装”(self assemble)电路。科学家们相信,把这些纳米电路图案和传统的芯片制造技术结合起来,会催生一种新型的计算机芯片,不仅让摩尔定律继续有效,而且也会减少未来芯片的制造成本。

  “自组装是关键,”加州圣何塞IBM阿尔马登研究中心(Almaden Research Center)的科技主管钱德拉塞卡尔 纳拉扬(Chandrasekhar Narayan)说。“你用自然的力量帮你完成工作。用蛮力行不通了,你必须跟自然合作,让事情自然而然地发生。”

  要做到这一点,半导体制造商必须从硅时代朝着或许可以称作“计算材料时代”的方向前进。硅谷的研究人员正在引领这个趋势,他们使用功能强大的新型超级计算机来模拟他们的预测。虽然半导体芯片不再在硅谷制造,但这里开发的新型材料有可能在未来十年里让计算机世界发生翻天地覆的变化。

  “材料对人类社会非常重要,”斯坦福大学的物理学家张首晟说。他最近带领一组研究人员设计出了一种锡合金材料,在室温下已经具有近似超导的性质。“所有时代都用材料来命名——石器时代、铁器时代,现在我们则有硅时代。在过去,材料是人们偶然发现的。一旦我们拥有了预测材料的能力,情形就会大不相同。”

  计算材料革命很可能会为发展下一代计算机芯片所需的廉价技术指明一条道路。

  这就是IBM看好的方向。目前,该公司正在试验一种自动形成超细网状结构的外来聚合物,它可以用来在硅晶片上形成电路图案。

  纳拉扬博士对此持谨慎乐观的态度,他说,有了自下而上的自组装技术,厂商很可能就不再需要投资购买新的光刻机了。光刻机使用X射线来蚀刻微小的电路,价格为5亿美元(约合30亿元人民币)。

  在谈到用成本更低的方式来制作电路更密集的计算机芯片时,他说,“答案可能是肯定的。”

  

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