日本研发出新型“纳米球”涂料 可减少飞机二氧化碳排放

日本研发出新型“纳米球”涂料 可减少飞机二氧化碳排放 飞机的重量越大，所需的燃料就越多，从而直接增加了航空公司的支出（然后向客户收费），以及燃烧为二氧化碳排入大气的燃料量。而新型“纳米球”涂料质量更轻，可以达到环保的效果。研究团队构建出特定大小的纳米晶体，然后创建出通俗的悬浮液，将结晶硅纳米颗粒与悬浮液混合在一起，制作出新型“纳米球”涂料。据悉，纳米球基墨水的颜色随团队改变纳米晶体的大小而变化。较大的颗粒会产生温暖的色调，如红色，而较小的颗粒则会显示出较冷的色调，如蓝色。 ... PC版： 手机版：

蓝斑带尾鳐鱼产生耀眼的蓝色斑点不需要色素 它是怎么做到的？

蓝斑带尾鳐鱼产生耀眼的蓝色斑点不需要色素 它是怎么做到的？ 香港城市大学（城大）的研究人员说，长期以来，这些斑点的来源一直是一个海洋之谜，特别是因为无论从哪个方向看，它们的蓝色都是一样的。不过，科学家们还是预感到，这些斑点会有结构性的成分。"如果你在自然界中看到蓝色，你几乎可以肯定它是由组织纳米结构而不是色素形成的，"该研究的合著者梅森-迪恩（Mason Dean）说。"了解动物的结构颜色不仅要了解光学物理，还要了解相关材料、它们在组织中的精细组织方式以及颜色在动物环境中的外观。为了将所有这些碎片拼凑在一起，我们组建了一个来自多个国家的优秀学科团队，最终为鳐鱼的颜色之谜找到了一个令人惊讶而又有趣的解决方案。"当然，由于研究小组进行了详细的分析，这个谜团已经被解开了。原来，鳐鱼皮肤的颜色实际上是由皮肤结构中的小球排列造成的，而不是色素沉淀。"我们发现，蓝色是由独特的皮肤细胞产生的，它们具有稳定的三维排列的纳米级球体，内含反射性纳米晶体（就像悬浮在泡沫红茶中的珍珠），"该研究的主要作者阿马尔-苏拉帕内尼说。"由于纳米结构的大小及其间距是蓝光波长的有用倍数，因此它们倾向于专门反射蓝色波长"。在研究射线时，研究小组使用了微型计算机断层扫描（micro-CT）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。分析结果不仅揭示了蓝色反射纳米结构，还显示光斑下面的一层黑色素吸收了其他颜色的光线，使蓝色更加"耀眼"。研究人员推测，这些斑点可能有助于伪装光线。迪恩说："在水中，蓝色的穿透力比其他任何颜色都要深，有助于动物与周围环境融为一体。黄貂鱼皮肤上的亮蓝色斑点不会随着观察角度的变化而变化；因此，当动物游泳或用起伏的翅膀快速机动时，它们可能具有特殊的伪装优势。"由于鳐鱼的斑点是通过机械而非化学过程产生的，研究小组认为，这些发现有助于今后生产出无化学成分的着色技术。迪恩说："我们正在寻求与其他研究人员合作，开发灵活的仿生物结构色彩系统，其灵感来自黄貂鱼皮肤的柔软特性，可为纺织品、柔性显示器、屏幕和传感器提供安全、不含化学物质的色彩。"作为正在进行的研究的一部分，研究小组还开始研究包括蓝鲨在内的其他海洋动物的蓝色肤色。城大研究自然着色机制的博士后维克托里亚-卡姆斯卡（Viktoriia Kamska）说："尽管'蓝鲨'这个名字及其生态学方面的研究都很深入，但仍然没有人知道它皮肤上的蓝色是如何产生的。初步结果表明，这种着色机制与鳐鱼的不同但就像鳐鱼一样，我们需要尝试不同的精细成像工具组合，并涉及光学、材料和生物科学等多个相关学科。"目前的研究已发表在《先进光学材料》杂志上，并刚刚在布拉格举行的实验生物学学会年会上做了报告。 ... PC版： 手机版：

科学简单点：什么是纳米科学？

科学简单点：什么是纳米科学？ "纳米"一词的意思是某物的十亿分之一。纳米科学中的"纳米"指的是纳米，即十亿分之一米（1 米 = 3.3 英尺）。那到底有多小？在这段"科学 101：什么是纳米科学"的视频中，助理科学家徐杰解释了什么是纳米科学，以及阿贡纳米材料中心（CNM）如何应用纳米科学。纳米科学是一门研究微小到只有最精密的高科技显微镜才能看到的尺寸的科学。它是所有科学中最热门的话题之一。每年，数百名科学家从世界各地来到 CNM，研究原子和分子尺度的材料特性。通过推进我们对这种尺度的材料结构的理解，阿贡的科学家们（如徐和许多其他科学家）对纳米尺度的特性以及如何将它们用于实际用途有了更深入的了解。凭借这些知识，他们正在设计和制造下一代材料。这些材料将带来可持续的绿色技术、更高效的大规模制造、新药物、对阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等脑部疾病的创新治疗、改良的电池材料、更好的电子设备等。假设你身处爱丽丝梦游仙境的世界，偶然发现瓶子里有一种神奇的药水，瓶子上写着"DRINK ME"。你喝了一口，就缩小了 1500 倍。你现在的大小只有一毫米，只有小雨滴那么高。好奇的你又喝了一口魔药，体积缩小了一千倍。你现在只有一微米大小，和雨滴中漂浮的细菌差不多大。你再喝一口，又缩小了一千倍。在达到纳米级大小后，你现在只比由两个氢原子和一个氧原子组成的单个水分子大三倍左右。在一颗雨滴中，有超过六千万亿个水分子。六千万是数字 1 后面加 21 个 0。由于所有材料都是由原子和分子构成的，因此这种超微尺度的科学为社会带来了许多益处。而相同的原子和分子以不同的方式结合在一起，可以产生无穷无尽的特性。它们可以变得更柔软或更坚固，可以更好地导热或导电，可以以不同的方式反射光线，等等。在阿贡国家实验室，纳米材料中心（CNM）是美国能源部在纳米科学和技术领域的五个中心之一。通过推进我们对材料、分子和化学过程在这一尺度上的理解，这些中心的科学家们对如何产生可用于实际用途的特性有了更深入的了解。利用这些知识，他们正在设计和制造下一代材料和分子。这些研究将带来可持续绿色技术、更高效的大规模制造、新药物、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等脑部疾病的治疗、改良电池材料、新型量子信息和传感设备等。资料来源：阿贡国家实验室只有最高科技的显微镜才能看到的结构。纳米结构的一个或多个尺寸比人的头发丝粗细小十万倍，比金原子或水分子大不了多少。纳米结构的种类数不胜数。20 世纪 80 年代，随着降压球的发现，人们对纳米结构产生了浓厚的兴趣。BUCKYBALL以建筑师巴克明斯特-富勒（Buckminster Fuller）的名字命名，由 60 个碳原子连接成足球形状。它的合成促成了碳纳米管和石墨烯的发明。石墨烯这种纳米材料是由厚度不到一纳米的碳原子组成的平面薄片。尽管超薄，石墨烯的强度却比钢铁高出 200 倍。碳纳米管科学家可以将石墨烯卷起形成纳米管。这种形状在许多应用中都很有吸引力，如制造超强纤维和织物。它还可作为添加剂用于强化航空航天飞行器。编译自:ScitechDaily相关文章:科学简单点：什么是超级计算？科学简单点：什么是人工智能？科学简单点：什么是量子力学？科学简单点：什么是水力发电？科学简单点：什么是核能？科学简单点：什么是气候复原力？ ... PC版： 手机版：

华为和中芯国际为 5 纳米生产准备四重半导体图案化技术

华为和中芯国际为 5 纳米生产准备四重半导体图案化技术 在 7 纳米工艺中，中芯国际最有可能使用自对准双图案技术（SADP）和 DUV 工具，但为了提高 5 纳米节点的密度，需要将 SAQP 提高一倍。在半导体制造过程中，光刻工具需要多次转动来蚀刻硅晶片上的设计。特别是随着更小的节点对密度的要求越来越高，使用 DUV 工具蚀刻 10 纳米以下的设计变得越来越具有挑战性。这就是 ASML 的极紫外光 (EUV) 工具发挥作用的地方。使用 EUV，光刻打印机的波长比 DUV 小 14 倍，仅为 13.5 nm，而 ArF 浸透 DUV 系统的波长为 193 nm。这就意味着，如果没有 EUV，中芯国际就必须寻找 SAQP 等替代方案来提高节点密度，结果会增加复杂性，并可能降低产量。例如，英特尔曾试图在其首批 10 纳米节点中使用 SAQP，以减少对 EUV 的依赖，结果造成了一系列延误和并发症，最终将英特尔本身也推向了 EUV。虽然华为和中芯国际可能会为 SAQP 开发出更高效的解决方案，但由于普通 DUV 无法跟上半导体节点密度的不断提高，因此使用 EUV 已迫在眉睫。鉴于 ASML 无法将其 EUV 设备运到中国，据称华为正在开发自己的 EUV 设备，但可能还需要几年时间才能展示出来。 ... PC版： 手机版：

昆虫身上的蛋白质纳米小球激发了研发紫外线防护罩和隐形装置的灵感

昆虫身上的蛋白质纳米小球激发了研发紫外线防护罩和隐形装置的灵感 叶蝉是一种常见的昆虫，经常出现在花园或农场中，被认为是农作物的害虫。它们在大多数方面都很不起眼，除了一个从未在其他昆虫身上发现过的独特特征叶蝉身上会产生极其复杂的纳米颗粒，这种颗粒被称为"brochosomes"（球状蛋白质组织），看起来就像一个个小足球。这些中空的球体大约只有一个细菌的一半大小，充满了微小的孔隙，而且在世界上不同地区生活的不同大小的物种之间竟然是一致的。"这让我们提出了一个问题，"该研究的主要作者黄德成说。"为什么会有这种一致性？拥有约600纳米、约200纳米孔隙的球状蛋白质组织的秘密是什么？这是否有什么作用？"叶蝉产生的复杂纳米颗粒球状蛋白质组织的显微镜图像 Lin Wang 和 Tak-Sing Wong / 宾夕法尼亚州立大学/知识共享叶蝉会分泌出这些球状蛋白质组织，然后将整个身体包裹在其中，这似乎有一些好处。首先，研究人员发现这些颗粒具有超疏水性，可以保护叶蝉免受水和自身超粘的尿液的侵害。此外，它们似乎还能对光线产生奇特的作用，因此，宾夕法尼亚州立大学的研究人员开始在实验室里制造自己的"小肉球"，并对其进行测试。制作如此微小的物体非常棘手，因此研究小组制作了更大比例的模型当然"更大"是相对而言的，因为它们仍然只有 2 万纳米宽。然后，他们用不同波长的红外光照射它们，观察红外光与球状蛋白质组织的相互作用，他们发现这些微粒几乎能阻挡所有的光反射，这表明它们的主要作用是为昆虫隐身，以躲避捕食者。这项研究的第一作者王林说："人们一直不清楚为什么叶蝉会产生结构如此复杂的颗粒。我们在实验室中利用高科技3D打印方法成功地制造出了这些蛋白质组织。我们发现，这些实验室制造的粒子可以减少高达94%的光反射。这是一个重大发现，因为这是我们第一次看到大自然做这样的事情，用空心颗粒以如此特殊的方式控制光线。"研究小组说，虽然他们的比例模型是用红外线进行测试的，但球状蛋白质组织的大小适合用紫外线做同样的事情。这可能是它们达到目的的关键鸟类和爬行动物用紫外线捕食，所以叶蝉可能会扰乱这些信号，以保护自己的皮毛。这一发现不仅能让我们了解昆虫的聪明才智，还能帮助我们了解一系列新技术。研究小组认为，它可以改善收集太阳能的表面，制造散射紫外线的涂层，保护物体和我们的皮肤免受阳光的伤害。"这一发现可能对技术创新非常有用，"王说。"有了调节表面光反射的新策略，我们也许就能隐藏人类或机器的热信号。也许有一天，人们可以根据叶蝉使用的技巧开发出一种热隐形斗篷。我们的工作表明，了解自然可以帮助我们开发现代技术。"这项研究发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。 ... PC版： 手机版：

佳能纳米压印设备最快今年交付 可制造5nm芯片

佳能纳米压印设备最快今年交付 可制造5nm芯片 佳能表示，这套设备的工作原理和ASML的光刻机不同，并不利用光学图像投影的原理将集成电路的微观结构转移到硅晶圆上，而是更类似于印刷技术，直接通过压印形成图案。相较于目前已商用化的EUV光刻技术，尽管纳米压印技术的芯片制造速度要比传统光刻方式慢，但铠侠在2021年就曾表示，纳米压印技术可大幅减少耗能，并降低设备成本。原因在于纳米压印技术的制程较为简单，耗电量可压低至EUV技术的10%，并让设备投资降低至仅有EUV设备的40%。另外，纳米压印设备还可以使得芯片制造商降低对于ASML的EUV光刻机的依赖，使得台积电、三星等晶圆代工厂可以有第二个路线选择，可以更灵活的为客户生产小批量芯片。不过佳能CEO三井藤夫曾在采访中表示，佳能可能无法将这些设备出口到中国，“我的理解是，任何超过14nm技术的出口都是被禁止的，所以我认为我们无法销售。” ... PC版： 手机版：