别出心裁:在原子水平上对材料进行工程设计

背景介绍 自从纳米技术的概念提出以来,设备小型化一直是技术发展的驱动力。纳米制造技术的飞速发展推动了摩尔定律的发展,摩尔定律呈指数增长,导致现在半导体微处理器的计算能力成倍增长,而这些微处理器现在已成为大规模仿真和人工智能的基础。在科学的好奇心和技术的渴求的推动下,电子设备的小型化无疑会持续发展,未来必将需要并最终开发出由原子精确结构的组件和接口组成的设备。因此,科学家们一直期望开发出能够在原子水平上对材料进行工程设计的技术手段。 为了利用原子精确结构的全部功能和性能,将需要比堆叠层更复杂的系统。但是,为实际应用程序组装原子定义的构建基块并非易事。虽然有机分子允许在原子水平上对其结构进行调整,但对单个分子的操作需要低温和超高真空等苛刻条件。尽管可以将单个半导体纳米结构集成到电子和光子器件中,但以原子精度制备相同的结构的重复性仍然是一个挑战。 碳纳米管(CNT)是一种非常有潜力的材料,具有独特的光电物理性质,在发光二极管......阅读全文

揭秘美国新型纳米晶体:有望用于存储氢燃料

8.净化晶体样本 净化晶体样本 这是实验室的玻璃仪器,用于净化沸石咪唑酯骨架结构晶体的样本。位于底部的被加热的液体在磁环境下经过搅拌,冷液体则被抽进中部的圆柱形玻璃管。净化后的晶体凝结在中部圆柱形玻璃管表面。 9.等待扫描的样本 等待扫描的样本 这些样本“坐”在一张用做便条纸的穿

纳米晶体的角、边和面控制生长|Science-Advances

  精确控制纳米晶体(NC)形状和组成的能力在催化和等离子体等许多领域都是有用的。种子介导的策略已被证明对准备各种各样的结构是有效的,但对如何选择性地生长角、边和面的理解不足,限制了控制结构进化的一般策略的发展。在这里,美国西北大学Chad A. Mirkin教授等人报告了一种通用的合成策略,用于指

纳米生物安全与毒理学研究取得进展

  6月24日,Nature Nanotechnology (《自然-纳米技术》) 杂志在线发表了中国科学院国家纳米科学中心陈春英课题组和中国科学技术大学朱涛课题组在纳米生物安全与毒理学研究领域的最新发现:碳纳米管呼吸暴露后的延迟毒性可导致原位乳腺肿瘤的多发性转移,论文题目为Long-term pu

碳纳米管呼吸暴露后的生物安全性和毒理学机制

  6月24日,Nature Nanotechnology (《自然-纳米技术》) 杂志在线发表了中国科学院国家纳米科学中心陈春英课题组和中国科学技术大学朱涛课题组在纳米生物安全与毒理学研究领域的最新发现:碳纳米管呼吸暴露后的延迟毒性可导致原位乳腺肿瘤的多发性转移,论文题目为Long-term pu

碳纳米管复合薄膜/硅异质结太阳能电池研究获进展

  目前,传统硅基太阳能电池依然占据主流光伏市场,然而,限制硅基光伏产业发展的主要因素是其生产成本偏高、制备过程繁琐。所以发展高效率、低成本、大面积和适合大规模生产的太阳能电池已迫在眉睫。宏观碳纳米管薄膜具有良好的力学、电学、光学等性质,而且是柔性的。通过调节生长参数,可以获得高透光率(可达95%)

苏州纳米所印刷碳纳米管薄膜晶体管研究取得进展

  印刷电子技术是最近5年来才在国际上蓬勃发展起来的新兴技术与产业领域,印刷电子技术成为当今多学科交叉、综合的前沿研究热点。高性能新型印刷电子墨水的研制成为印刷电子技术最关键的技术之一。半导体碳纳米管与其他半导体材料相比不仅尺寸小、电学性能优异、物理和化学性质稳定性好,而且碳纳米管构建的晶体管等电子

化学所制备出具有优异力学性能的新型纳米复合水凝胶

  在国家自然科学基金委、北京市科技新星计划、中国科学院青年创新促进会等的支持下,中科院化学研究所绿色印刷院重点实验室的科研人员与相关单位合作,近年来在聚合物基纳米复合材料领域取得系列研究进展。  在聚合物/碳纳米粒子复合材料方面,研究人员采用自行分子结构设计的新型Gemini表面活性剂使

纳米粒子可在晶体生长中充当“人造原子”

  在晶体的生长过程中,纳米粒子是否能够充当“人造原子”,成为构建复杂分子结构的积木?这一理论一直存在争议。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的一项研究或能解决上述争论,并为未来的能量转换和储存设备发展指明方向。相关研究报告发表在近日出版的《科学》杂志上。   该实验室材料

澳洲科学家发现制造纳米晶体的简易技术

  澳大利亚新南威尔士大学的化学家近日研发出一种更简易的技术用于制造工业用途极为广泛的二氧化铈(CeO2)纳米晶体。新南威尔士大学研究人员发现,当将前体材料铈溶解到水中时,就会自然形成这种纳米晶体。这是人们首次发现二氧化铈的这一形成过程。   研究人员将这一发现发表在《化学》期刊上,这一发现极大地

新型纳米晶体管可直接探测细胞内部

  据美国物理学家组织网、英国《自然》杂志网站8月12日报道,美国哈佛大学化学家和工程师共同制造了一种最新的V形纳米晶体管,外膜覆有一层磷脂双分子层,能非常容易地进入细胞内部进行检测,而不会对细胞造成任何可见伤害。   这种新设备称为纳米级场效应传感器或纳米FETs,在本周出版的《

揭开变色龙变色之谜:纳米晶体控制光线折射

  法媒称,长期以来,人们一直对变色龙通过变色吸引同伴、吓退情敌、迷惑捕猎者的原理着迷。今天,科研人员宣布他们揭开了变色龙变色的秘密,而这一发现让他们大为震惊。  科研人员发现,变色龙不是通过色素来改变颜色的,而是靠调节皮肤表面的纳米晶体,通过改变光的折射而变色的。  日内瓦大学的生物学家米歇尔·米

日本开发成功全碳素集成电路

  日本名古屋大学与芬兰阿尔托大学共同研究、开发成功全碳素集成电路。属世界首次。   研究小组采用碳纳米管(CNT)制作电极和配电材料、用丙烯树脂制作绝缘材料,合成透明的全碳素集成电路。经测试,其电子移动速度达1000平方米/秒伏特,是一般在树脂基板上嵌入薄膜晶体管而成的集成电路的20倍以上。制品

我国学者以高分子泡沫材料成功合成三维纳米复合材料

  高分子纳米复合材料是材料科学领域新兴的研究方向之一。以碳纳米管(CNTs)和石墨烯为代表的新型碳纳米材料由于具有独特的结构和优异的性能,在高分子纳米复合材料领域引起了广泛的研究兴趣。但是,如何将碳纳米材料分散在高分子基体并确保已经分散的纳米颗粒在复合材料制备过程中(如加热、加压等)的稳定性,是制

蒽苷的鉴别

实验材料 大黄粉末试剂、试剂盒 乙醇氢氧化钠过氧化氢硫酸乙醚蒸馏水氨蒸汽甲醇醋酸镁仪器、耗材 水浴锅回流瓶试管滴管载玻片短木棍三足架铁纱网盖玻片显微镜园形滤纸紫外灯

蒽酮的试验

蒽酮的试验糖类在浓硫酸的作用下,可经脱水反应生成糠醛或羟甲基糠醛,他们可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物。用上述反应鉴定试样为糖类后,再进行单糖、双糖、醛糖或酮糖的区别试验。

蒽苷的鉴别

1.检品溶液的制备:取大黄粉末2克,加乙醇20ml,在沸水浴上回流浸提10分钟,过滤供鉴别用。2.鉴别试验:(1)与碱成盐显色反应(Borntrager反应):取1ml乙醇提取液,加入1ml 10% NaOH溶液,如产生红色反应,加入少量30%过氧化氢液,加热后红色不褪,加酸使呈酸性时,则红色消褪再

苏州纳米所印刷碳纳米管晶体管与CMOS电路研究获进展

  由于碳纳米管具有独特的电学性能、机械性能、优越的物理和化学稳定性以及容易墨水化,使得碳纳米管成为印刷薄膜晶体管,尤其是印刷柔性薄膜晶体管最理想的半导体材料之一。尽管半导体碳纳米纯化技术已日趋成熟,但高纯度半导体碳纳米管的可印刷墨水批量化制备、碳纳米管的准确定位和高性能n型印刷碳纳米管晶体管的构建

新方法可制备三维高分子纳米复合材料

  由于具有独特的结构和优异的性能,以碳纳米管(CNTs)和石墨烯为代表的新型碳纳米材料,在高分子纳米复合材料领域引起了广泛的研究兴趣。近日,中科院新疆理化所研究员马鹏程领衔的复合材料研究团队在CNT泡沫材料的制备和应用研究领域取得系列进展。部分科研成果已经申请国家发明ZL并获得授权,三维高分子纳米

实现铜线100倍电流的碳纳米管复合材料研发成功

  日本产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)开发出了一种新材料,通过组合单层碳纳米管(CNT)和铜(Cu),实现了与铜同等的电导率,以及约达到铜 100倍的载流量(也叫最大电流密度)。该研究所表示,这种CNT-Cu复合材料不仅可以通过大电流,而且重量轻、耐高温,因此可以作为超小型高性能半导体

纳米凝胶颗粒变形取向内嵌矿物晶体研究获进展

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纳米药物晶体:化疗/热疗联合抗肿瘤治疗新策略

  10-羟基喜树碱(10-HCPT)是一种近来颇受关注的广谱抗癌药,但是较差的水溶性却给其临床给药带来了极大的挑战。针对这个问题,科研工作者开发了许多纳米药物递送体系,包括聚合物纳米颗粒、微乳液、脂质体及胶束等。这些药物递送体系确实能提高药物在水中的溶解度,同时通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应(E

苏州纳米所实现低对称光子晶体激子极化激元

光与物质的相互作用是光子器件发展的基石。光与物质之间的耦合具有偏振敏感性。而偏振选择性可以为光与物质相互作用提供新的自由度。原子层级的二维过渡金属硫化物(TMD)具有室温稳定的激子效应,成为研究光与物质相互作用的理想材料平台。在弱耦合范畴,单层TMD与各向异性人工纳米结构集成可以通过近场耦合实现激子

纳米药物晶体:化疗/热疗联合抗肿瘤治疗新策略

  10-羟基喜树碱(10-HCPT)是一种近来颇受关注的广谱抗癌药,但是较差的水溶性却给其临床给药带来了极大的挑战。针对这个问题,科研工作者开发了许多纳米药物递送体系,包括聚合物纳米颗粒、微乳液、脂质体及胶束等。这些药物递送体系确实能提高药物在水中的溶解度,同时通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应(E

大连化物所纳米孔晶体材料传质研究取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所甲醇制烯烃国家工程实验室研究员叶茂、中科院院士刘中民团队在纳米孔晶体材料传质研究中取得新进展。相关工作以通讯的形式发表于《自然》出版集团的新刊《通讯-化学》(Communications Chemistry)上。  纳米孔晶体材料在非均相催化和化学品分离等过程中

碳纳米管晶体管极具抗辐射能力

  美国海军研究实验室电子科技工程师18日表示,他们发现由单壁碳纳米管制作的晶体管(SWCNT)具有在苛刻太空环境中生存的能力。目前他们正在研究电离子辐射对晶体结构的影响,以及支持开发以SWCNT为基础的用于太空辐射环境的纳米电子设备。   实验室材料研究工程师科里·克瑞斯表示,环绕地球外围的电粒

硅纳米晶体管展现出强量子限制效应

  据美国物理学家组织网3月21日报道,美国得克萨斯大学的一个研究小组用非常细的纳米线制造出一种晶体管,表现出明显的量子限制效应,纳米线的直径越小,电流越强。该技术有望在生物感测、集成电路缩微制造方面发挥重要作用。相关研究发表在最近出版的《纳米快报》上。     实验中,他们用平版

研究构筑形貌可变自组装有机纳米晶体光敏材料

近日,西安交通大学化学学院党东锋教授、孟令杰教授研究团队利用非对称的D-A型聚集诱导发光(AIE)分子TIBT构筑了一种形貌动态可变的自组装有机纳米晶体光敏材料。该成果发表在《先进材料》上。与对称的D-A-D型分子DTIBT相比,TIBT在固体状态下具有相近的长波长发光(600-850 nm)和更为

美科学家研制出无闪烁新型纳米晶体

  据《自然》杂志网站与《每日科学》网站报道,十多年来,由于光学闪烁现象,科学家在以单个分子制成可持续发光的光源领域的尝试一直未果。而今,美国罗彻斯特大学科学家破解了这一现象背后隐藏的基本物理原理,并与柯达公司、美国海军实验室和康奈尔大学的研究人员一起研制成一种能持续发光的纳米晶体,并已合成出具有各

科学家首次在碳纳米管中观察到场致发光

  据物理学家组织网12月20日报道,德国、瑞士和波兰联合研究小组在一项新研究中首次观察到,碳纳米管中缺口间的分子在电流通过时能够发光,这种现象称为场致发光(electroluminescence)。研究发表在最近出版的《自然·纳米技术》上。   一种单层的碳纳米管—分子—碳纳米管

常用的锂离子电池导电剂有哪些?

常用的锂离子电池导电剂可以分为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等)和新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。市面上的导电剂型号有SPUERLi、S-O、KS-6、KS-15、SFG-6、SFG-15、350G、乙炔黑(AB)、科琴黑(KB)、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CN