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救信号.这套系统几乎可以安装在所有型号的轿车上,计划于2016年年初开始逐步向芬兰私家车驾驶员推出.
10.低温退火工艺让石墨烯走向商用
来源:科技日报发布时间:2016-12-19
据物理学家组织网近日报道,石墨烯是由碳原子组成的二维片状材料,因物理化学性质独特,已经在许多领域显示出了巨大的应用潜力.但其许多可以预见的应用都需要经过复杂且昂贵的处理才能实现,增加了走向应用的难度.日前,美国麻省理工学院和加州大学伯克利分校的科学家发现了一种简单,廉价的处理方法,有望帮助石墨烯发挥潜力,更快走向商用.相关论文发表在本周出版的《自然·化学》杂志上.
参与研究的麻省理工学院能源工程教授杰弗里·格罗斯曼说,他们对石墨烯一直很感兴趣,石墨烯氧化物和其他二维材料都有可能用于太阳能电池,热电和净水装置,而这只是其海量应用的冰山一角.但是在很多应用中,纯石墨烯并不是最完美的,它还缺乏一些电子设备所必需的关键属性,而这只能通过增加氧原子的方式来对其进行修改.但目前的方法存有氧原子在石墨烯表面分布情况不可预知,需经过复杂的化学过程以及要达到700摄氏度到900摄氏度高温等弊端.而新研究所找到的方法只需将材料暴露在50摄氏度到80摄氏度中即可,且无需额外的化学处理.
研究人员称,与目前其他的处理工艺相比,新方法较为温和,无需苛刻的化学处理,不会产生有毒害的副产品,相对而言是一种环境友好的处理工艺.更重要的是,该法更容易大规模应用,让商业化应用更加可行.
这种低温退火工艺能够改变石墨烯表面氧原子的分布,让氧原子有规律地聚集在一起,同时又会留有纯石墨烯空隙,不会改变石墨烯的原有结构,避免瑕疵.更难能可贵的是,这一切都是在保持适合的氧含量的前提下完成的.
与原来的处理方法相比,新法显着降低了材料的电阻,这有望大幅提高其在电路和传感器中的性能.之所以会产生这样的结果,是因为新方法中氧化过后的石墨烯不但保持了氧原子的聚集,也为导电性能超强的纯石墨烯留下了必要的空间.这些由纯石墨烯构成的"保留区",还天然地具有量子点属性,它可以作为高效光源,在很多领域获得应用.
此外,该法还大大提高了材料对可见光的吸收能力.格罗斯曼说,相对于未经处理过的石墨烯氧化物,经过新方法处理过的石墨烯对可见光的吸收能力增强了38%.对包括太阳能电池在内的诸多应用,这一点非常关键.
格罗斯曼的小组正在研究将这种材料用于太阳能电池,热电装置,光热燃料和脱盐过滤器,由该校材料化学家安琪拉·贝尔彻领导的另一个小组正在研究这种材料在生物化学领域的应用,如可放置于血液中侦察某种疾病的传感器,或用于精确投放药物的靶向药物递送系统.
格罗斯曼说:"新方法为我们开辟了新的想象空间,各种应用让人非常兴奋."
美国西北大学材料研究中心的马克·赫山姆说:"虽然对石墨烯的研究目前已经非常之多,但这项研究给人的印象仍然十分深刻,它表明了在认识和探索石墨烯的道路上,我们还有很多的工作要做."
11.3D打印眼神经细胞首次实现
来源:科技日报发布时间:2016-12-23
据物理学家组织网近日报道,英国剑桥大学科学家首次用3D喷墨打印技术成功打印出采自眼内的神经节细胞和神经胶质细胞.这一成果有望使科学家打印出人类视网膜上的多种细胞,以用于视网膜修复的移植治疗.相关论文发表在近日出版的英国皇家物理学会刊物《生物制造》杂志上.
3D打印能按高度精确的模式和结构来排布细胞,生成以细胞为基础的结构,用于再生医疗,这使其在生物医学中前途光明.在本研究中,科学家用了一种压电喷墨打印机设备,在施加特定电脉冲时,能通过一种亚毫米直径的喷嘴喷出细胞.他们还用高速视频技术以高分辨率记录了打印过程,进一步优化了打印程序.
实验用的打印细胞是采自成年小鼠视网膜的神经节细胞和神经胶质细胞,神经节细胞能把来自眼睛的信息传输到特定脑部位,神经胶质细胞则为神经元提供支持和保护."为了让打印液适应打印喷头,对它的黏稠度,表面张力等属性的要求相当苛刻,在打印液里加入细胞后,会使其属性更加复杂化."参与研究的剑桥大学喷墨研究中心博士肖文凯(音译)说.
在打印完成后,研究人员还对每种细胞进行了多项检测,观察多少细胞能存活下来,它们的生存和生长能力受到了哪些影响等.结果显示打印细胞能保持健全,在培养过程中仍具有生存和生长能力.
论文合着者,剑桥大学约翰·范吉斯特脑修复中心的基思·马丁和芭芭拉·洛玻说:"许多失明患者的眼病特征就是神经细胞损失.视网膜是一种极精细而有组织的结构,各种细胞之间的精确排布是形成有效视觉功能的关键."
研究人员还指出,该研究首次证明,采自成熟的眼部中枢神经系统的细胞也能用压电喷墨打印机来打印.但这一成果还在初步阶段,只是提供一种理论论证,还需要更多研究,其目标是开发这一技术用于未来的视网膜修复.
"我们计划把这一技术拓展到视网膜的其他细胞上,观察感光受体是否也能打印成功.此外还想进一步改进打印流程,让它也适合于商用的多喷嘴打印头."马丁说.
12.柏林试水路灯充电桩
来源:科技日报发布时间:2016-12-23
能否提供方便快捷的充电是影响电动汽车发展的重要原因.柏林目前正在进行一项测试,将100个传统的路灯柱改造成充电桩.如果运行良好,将有望在全德国推广.
将电动汽车充电装置集成到传统的路灯上,这是世界各国都在努力尝试的降低电动车公共充电设施成本的方法之一.而现在,德国柏林米特区的大街上已经开通了第一个这样的路灯充电桩.项目组织者认为,该技术便宜,方便,且节省空间.德国汽车工业协会也希望这一新的充电技术能给电动车带来革命性的影响.
这种充电桩的核心是ubitricity公司研发的充电插座,它可以被毫不费力地集成在传统的路灯柱上.插座能够提供相应的电流,电压,熔断器,接地漏电保护等标准配置.
此外,充电系统还包含一个专门开发的用于计费的"智能电缆".它包含了SIM卡的模块,可以通过无线向电力公司发送数据.只有已经注册的用户被识别和授权后,"智能电缆"才会允许电流通过,为用户充电,相应的电费则会每月通过账单寄送给客户.
这一套新的路灯充电桩包括改造费用在内,可比传统的充电桩降低约90%的成本.而德国目前的传统充电桩,每个成本大约是1万欧元.此外,努力将充电插座与计费设施分离也是一个重要的电动车充电发展方向,通过车载的智能电力计量设备,将来人们或许可以在更多的公共场合为自己的电动汽车充电.
13.日制成用于振动发电的廉价合金
来源:新华社发布时间:2016-12-24
日本一个研究小组19日宣布,他们开发出了一种新磁性合金材料,在外力作用下其磁场会发生变化,可用于振动发电.
这项研究由东北大学,弘前大学和东北特殊钢公司联合进行.这种由铁和钴制成的新材料属于磁致伸缩材料,在施加磁场时,会出现微小变形.而施加力使其变形时,内部的磁场也会发生变化.利用它的这种性质,可以将其用于各种振动条件下的发电.
使用这种新材料,可以利用桥梁,铁道,汽车及其他自然界的振动实现振动发电.当天,研究小组还展示了利用这种新材料制造的发电装置等.
弘前大学教授古屋泰文说,虽然美国企业也研发出了拥有类似特性的材料,但是需要使用昂贵的稀土,而他们研发的新材料只以铁和钴为原料,所以成本较低.他认为这种新材料将在不久的将来得到广泛应用.
14.日新方法可增强植物光合作用
来源:新华社发布时间:2016-12-25
日本名古屋大学24日发表一份公报称,其教授木下俊则率领的研究小组通过基因操作,扩大植物表皮上的气孔,使植物吸收更多二氧化碳,增强光合作用,植物产量也随之增加.
光合作用过程中,植物表皮保卫细胞的光受体接受太阳光后,就会激活细胞膜内称为"质子泵"的酶.于是,保卫细胞开始从外部吸收钾,渗透压上升,水随之流入,使保卫细胞膨胀,于是气孔打开.
研究人员对拟南芥实施基因操作,使其保卫细胞中"质子泵"的个数增加到原有
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