2014年化学领域重要成果回顾
2014已经翻过，来自世界各地的化学工作者们在过去的一年中做出了哪些精彩的发现？美国化学会主办的化学化工领域著名新闻媒体《化学化工新闻》从年内诸多报道中精选出十项重要的科研成果，与我们一同分享化学学科各个领域的重要进展。1.元素周期表：氧化态的新纪录在铱的化合物中实现 氧化态表示化合物中某种原子被氧化的程度。在2014年之前，已知的化合物中氧化态最高为+8，仅存在与钌、铱、氙等少数元素的化合物中，而其中的铱尤为特别，因为理论上它还可以被继续氧化，达到+9的氧化态。今年，来自德国、加拿大和我国复旦大学、清华大学的研究人员通过紧密合作，成功地将理论预测变成了现实。他们从铱的单质出发，通过气相反应，成功制备出了四氧化铱正离子(IrO4+)。在这种离子中，铱元素的氧化态达到了+9，这是迄今氧化态的最高纪录。2.显微镜技术：第一张氢键的显微镜照片受到质疑左：低温下铜表面的8-羟基喹啉的原子力显微镜照片，黑色区域显示存在氢键；右：......阅读全文
研究人员揭示全小分子有机太阳能电池
有机太阳能电池作为新一代太阳能电池技术近年来受到广泛关注。相比较于传统的硅基太阳能电池，有机太阳能电池具有成本低、柔性、可大面积印刷制备等优点。目前制备高效有机太阳能电池的主流策略是使用聚合物给体和非富勒烯受体材料构建活性层。但聚合物材料在制备过程中通常存在分子量和分散度难以精确控制、难提纯、材
美研究人员改进太阳能存储方法
新华社旧金山10月31日电(记者马丹)太阳能是取之不尽的清洁能源，但要充分利用太阳能，需解决如何以较低成本储存太阳能以供随时使用这一关键问题。美国斯坦福大学一个团队10月31日报告说，他们对通过分解水分子储存太阳能的方法进行了改进，使这种方法的储能效率达到30%，是目前同类方法中最高效的。 这
国家纳米中心等在全小分子有机太阳能电池研究中进展
有机太阳能电池(OSCs)因重量轻、柔韧性好、成本低等特点，在柔性便携设备上具有商业潜力。随着分子设计的发展和器件工艺的优化，基于聚合物给体/非富勒烯受体的太阳能电池的效率提高到约18%以上，但聚合物批次性差异大的问题限制了其商业化应用。与聚合物太阳能电池(PSCs)相比，溶液可加工全小分子有机
研究人员发现单分子回声
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室吴健教授团队与以色列魏兹曼研究所合作，利用超快飞秒激光和符合探测技术，首次实验观测到了单分子体系内的超快振动回声。该研究成果近日发表于《自然-物理》。 回声是一种常见的自然现象，存在于许多物理系统中，例如医学上利用电子自旋回声进行核磁共振成像。回声现
英国研究人员发明超薄纳米片制备方法
英国研究人员最近发明出通用快捷的纳米片制备方法，能够将多种材料制成只有一层原子的超薄纳米片。 英国牛津大学等机构的研究人员在新一期美国《科学》杂志上报告说，只要将具有层状结构的原材料置于某些溶剂中，然后利用超声波对之进行振荡，就可以使这些材料分解成只有一层原子的纳米片。实验显示，氮化硼、二
研究人员借纳米技术造植物“台灯”
美研究人员发明植物台灯图片来源于网络 想象一下，每当夜幕降临，书桌上的植物便开始发光，成为美观又实用的台灯。是不是很炫酷？美国研究人员借助纳米技术，朝着这个梦想又近了一步。 美国麻省理工学院等机构研究人员日前在美国《纳米通讯》杂志上报告说，他们向豆瓣菜叶片中植入纳米粒子，成功让其发光，且持续
研究人员发展出功能核酸纳米框架平台
微生物一般是结构简单的细胞。由黏附素等内源性化学分子介导的细胞种内或种间相互作用是驱动微生物群落结构和功能的关键。这种相互作用在地球化学循环、生态环境演变、生命健康等领域发挥重要作用。因此，精准编码并探索微生物种内或种间相互作用，有助于探讨微生物群落功能与行为，对揭示微生物相互作用与疾病发生发展之间
研究人员找到制造太阳能电池的新材料
据国外媒体报道，利物浦大学的一个研究团队已经找到更廉价、更安全的太阳能电池制造方法，使用浴盐中的一种材料取代制造太阳能电池过程中的有毒元素。科学家称，这项技术有可能为我们带来巨大的成本收益。 这项研究的负责人Jon Major博士称，这项研究或许能够使研制燃料电池的成本降低。目前超过90%的燃
纳米夹层技术为太阳能电池“减肥”
据物理学家组织网6月25日报道，美国北卡罗来纳州立大学的科研人员表示，他们能够借助纳米夹层技术制成更“苗条”的薄膜太阳能电池，而不影响电池吸收太阳能的能力。同时，这也将大幅降低新型电池的制造成本，并可广泛应用于其他众多太阳能电池材料，如碲化镉和铜铟镓硒(CIGS)等。 论文的联合作者、该校
TiN纳米颗粒实现太阳能利用新突破
近日，日本国立研究所材料纳米构造中心纳米系统光子学组研究团队通过数值计算发现，过渡金属氮化物和碳化物纳米颗粒能有效吸收阳光。同时实验证实，当氮化物纳米颗粒分散于水中时，会迅速提升水温。通过有效利用阳光，这些纳米颗粒可能被应用于水的加热和蒸馏。 水和空气加热占家庭能源消耗的55%。如果阳光可以高
研究人员研发出新型手性无机纳米材料
手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。目前，传统手性纳米材料主要是通过引入手性配体或构造螺旋结构等电偶极矩调控方式构筑，但这类手性材料在环境稳定性和导电性方面通常存在局限性，极大地限制了其实际应用。探索新的调控机制并构
英国研究人员模拟手性纳米结构转换新过程
英国研究人员已经模拟了手性分子在从左手性向右手性状态转换或者相反过程中，光与手性分子之间的相互作用。了解这些过渡形式的行为可能会帮助研究人员改进电子通信组件的设计。研究人员以前只能研究左手或右手性分子形式，但两者之间没有任何联系。改变分子的手性的能力将使研究人员能够观察到这种变化的影响如何转化为
金纳米层可改善太阳能电池转换效率
在太阳能的世界，有机光电太阳能电池具有广泛的潜在应用，不过它们至今仍被认为是处于起步阶段。这些用有机高分子或小分子作为半导体的碳基电池虽然比利用无机硅片制作的常规太阳能电池更薄且生产成本更低，但是它们将光能转换成电能的效率却并不理想。 然而，据美国物理学家组织网8月17日（北
纳米线技术能将太阳能电池效率翻倍
挪威科技大学（NTNU）研究小组开发了一种使用半导体纳米线材料制造超高效率太阳能电池的方法。如将其用于传统的硅基太阳能电池，这一方法有望以低成本将当今硅太阳能电池的效率提高一倍。该研究论文发表在美国化学学会期刊《ACS光子学》上。 新技术主要开发者、NTNU博士研究生安詹·穆克吉表示，他们的新
纳米线技术可将太阳能电池效率翻倍
挪威科技大学（NTNU）研究小组开发了一种使用半导体纳米线材料制造超高效率太阳能电池的方法。如将其用于传统的硅基太阳能电池，这一方法有望以低成本将当今硅太阳能电池的效率提高一倍。该研究论文发表在美国化学学会期刊《ACS光子学》上。 新技术主要开发者、NTNU博士研究生安詹·穆克吉表示，他们的新
纳米线技术能将太阳能电池效率翻倍
挪威科技大学（NTNU）研究小组开发了一种使用半导体纳米线材料制造超高效率太阳能电池的方法。如将其用于传统的硅基太阳能电池，这一方法有望以低成本将当今硅太阳能电池的效率提高一倍。该研究论文发表在美国化学学会期刊《ACS光子学》上。 新技术主要开发者、NTNU博士研究生安詹·穆克吉表示，他们的新方
新奇纳米超材料助推太阳能电池革命
研究人员谢尔盖·克鲁克和材料结构示意图。 据澳大利亚国立大学（ANU）网站消息，该校和美国加州大学伯克利分校合作，开发出一种属性奇特的纳米超材料，该材料被加热时能以不同寻常的方式发光。这一成果有望推动太阳能电池产业的革命，带来能把辐射热转化成电能的热光伏电池，在黑暗中收集热量来发电。 ANU物理
单分子阀门－实现纳米通道中的单分子流动
科学界设想利用微小的分子作为构建物体的基础元素，类似于我们用机械部件组装东西的方式。然而，挑战在于分子非常小，大约是一个垒球大小的一亿分之一，而且它们在液体中会随机移动，使得控制和操纵它们成为一种单一的形式很困难。为了克服这一障碍，能够通过非常狭窄的通道（尺寸类似于百万分之一根吸管）输送分子的"纳米
纳米晶体分子的特性和应用
中文名称纳米晶体分子英文名称nanocrystal molecule定 义由分子生成纳米量级的晶体。晶体颗粒尺寸小到纳米量级时将导致声、光、电、磁、热等性能呈现新的特性，有广阔的应用前景。在分子生物学领域，DNA可作为制备纳米晶体的分子模板。如在双链DNA分子表面所装配的多层金原子纳米颗粒簇，形成
生物分子成功置于纳米弹簧中
据美国每日科学、物理学家组织网近日报道，美国俄勒冈州立大学研究人员在纳米弹簧中成功地放置了生物分子，该纳米弹簧在微型反应器中能最大限度地扩张药品同其他物质接触的表面积。它可作为一种高效催化剂载体，大大加快化学反应速度。详细研究成果发表在《生物技术进展》杂志上。 在纳米技术的
《纳米快报》：谭蔚泓小组制备出光能分子纳米马达
近日，国际学术期刊《纳米快报》(Nano Letters)在线报道了一种新型的由光子驱动的“分子纳米马达”。这种单分子马达将光能高效地转变成机械力，不仅能将光能的利用率从过去的10%提高到25%以上，还没有人们所忧虑的在其过程中所产生的环境污染问题。 据介绍，分子马达可以为未来的纳米器
研究人员开发的全新纳米药物抗癌效果更显著！
特拉维夫大学的一项新研究指出，已知癌基因（一种促进癌症发生的基因）和一种抑癌基因microRNA的表达之间的负相关性是导致胰腺癌延长生存的原因。该研究可以作为开发这种致命疾病和其他癌症的有效鸡尾酒药物的基础。 这项发表在Nature Communications上的研究是由TAU Sackle
研究人员利用DNA结构属性打造纳米尺度模型
利用DNA重现的梵高《星月夜》作品 文森特·梵高的《星月夜》是后印象派艺术的经典。自从这位荷兰艺术家在1889年创作了《星月夜》，画中那些异想天开的漩涡便令艺术爱好者痴狂。2016年，美国加州理工学院生物工程师Ashwin Gopinath重建了这幅作品。不过，他用DNA而非油墨绘制了画作的副本。
研究人员揭示配体金纳米团簇生长机制
中科院上海应用物理研究所高嶷课题组与美国内布拉斯加大学林肯分校教授曾晓成合作，提出了一个用于解释配体金纳米团簇的结构稳定性及其生长机制的普适模型。相关研究成果日前发表于《自然—通讯》。 长期以来，配体金纳米团簇因其独特的结构和物理化学性质以及在催化、纳米技术及生物医学等领域广泛的应用前景得到了
我国研究人员实现制备大尺寸DNA纳米管
自从20世纪80年代DNA纳米技术的概念提出以来，利用DNA模块、DNA折纸及环状DNA等多种方法都可实现DNA纳米管的自组装，但其尺寸均受到了严重限制，目前报道的DNA纳米管直径大多小于100纳米。因此，制备大尺寸DNA纳米管为科学界面临的重大挑战。但是由于DNA自身良好的生物相容性，使得D
美研究人员制备出新结构的SERS纳米标记物
分析测试百科网讯 辛辛那提大学的一组研究人员发现了一种新的纳米结构，当这种纳米结构用在允许医生看到并摧毁癌细胞的技术中时显示出了高性能，这令他们十分激动。 但是新表面增强拉曼（SERS）纳米标记物的结构，就像它的名字一样太新颖了，该小组由化学系的助理教授Laura Sagle领导，与UC研究
美国研究人员利用纳米技术生产生物燃料
美国路易斯安那理工大学日前发表新闻公报说，该大学研究人员在生产生物燃料工艺过程中采用纳米技术，从而大大节省了生产成本。 公报说，秸秆等农林废弃物作为生物燃料的原料具有巨大潜力，用它们生产的生物燃料被称为第二代生物燃料。但是将这些生物原料转化成可以燃烧的乙醇等需要多种酶对其中的纤维素进行分解
美研究新系统可将太阳能转化为氢能源
一直以来太阳能被当成是能够替代煤和石油等化石能源的清洁能源。但太阳能却只能在光线最强的白天进行利用。如今美国北卡罗来纳州能源前沿研究中心的研究人员研制出一套系统能够将太阳能转化为氢能源，并储存起来。 研究负责人汤姆·梅耶(Tom Meyer)表示“像氢的所谓‘太阳燃料’为夜间能源存储提
纳米结构让硅薄膜太阳能电池成本减半
据美国物理学家组织网近日报道，新加坡科学家将一个新奇的纳米结构（比人的头发丝小数千倍）置于非结晶硅制成的太阳能电池的表面，研制出了一种转化效率高、成本低的新型薄膜太阳能电池。科学家们认为，最新技术有望将太阳能电池的制造成本减半。 目前太阳能电池一般都由高品质的硅晶体制成，因此，大大提
研究人员开辟手性功能分子合成新途径
中国科学技术大学教授傅尧、副教授陆熹等在烷基偶联领域取得新进展：研究团队发展了钴催化芳香亚结构辅助的烯烃氢烷基化反应，为氘代药物等手性功能分子的合成开辟了新途径。相关研究成果日前在线发表于《自然-合成》。烷基碳中心在有机分子和功能材料中起到支撑“三维立体”结构的作用，并赋予这些分子独特的性质和功能。