科学家将铟原子穿入纳米纤维束以创造灵活的纳米线

科学家将铟原子穿入纳米纤维束以创造灵活的纳米线图1.(a)三维TMC晶体结构，由TMC纳米纤维组成，周围是单原子行的插层元素。(b)单个TMC纳米纤维的端面和侧面图。氯化物为金色，过渡金属为绿色，插层元素为深紫色。资料来源：东京都立大学过渡金属卤化物（TMC）的原子线是由过渡金属和第16组元素如硫、硒和碲组成的纳米结构。它们能够自我组装成具有不同维度的广泛结构，使它们成为纳米材料革命的核心，是近年来激烈研究的焦点。特别是，一类三维TMC结构引起了人们的特别兴趣，它由一束束TMC纳米纤维组成，这些纤维之间由金属原子固定在一起，在其横截面上形成一个有序的晶格（见图1）。根据对金属的选择，该结构甚至可以成为一个超导体。此外，通过使纤维束变薄，它们可以被制成可导电的柔性结构：这使得TMC纳米结构成为纳米电路中用作布线的主要候选者。然而，要把这些结构做成深入研究它们所需的长而薄的纤维，以及用于纳米技术的应用，一直都很困难。图2：（a）碲化钨纳米纤维束和最终插层结构的原子结构示意图，以及扫描透射电子显微镜图像。(b)在硅衬底上合成的三维TMC纳米纤维。资料来源：东京都立大学由助理教授YusukeNakanishi和副教授YasumitsuMiyata领导的一个团队一直在研究TMC纳米结构的合成技术。在最近的工作中，他们表明，他们可以在前所未有的大长度尺度上生产长而薄的TMC束（不含金属）。现在，他们已经使用气相反应将原子级的薄排铟穿入薄的碲化钨束。通过在500摄氏度的真空条件下将他们的长纳米纤维束暴露在铟蒸气中，金属铟原子进入构成纤维束的各个纳米纤维之间的空间，形成一个夹层（或桥接）的铟行，将纤维结合在一起。在成功地生产出大量的这些线状TMC束后，他们开始研究他们的新纳米线的特性。通过观察电阻率与温度的关系，测量数据确凿地表明，单个线束的行为像金属一样，因此能导电。这与计算机模拟结果一致，同时也证明了这些结构的有序性。有趣的是，他们发现这种结构与成批捆绑的纳米纤维略有不同，因为夹层行导致每个纳米纤维围绕其轴线轻微旋转。该团队的技术不仅限于铟和碲化钨，也不仅限于这种特定的结构。他们希望他们的工作可能会给纳米材料的开发和对其独特性能的研究带来新的篇章。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347753.htm

纳米金刚石的"热能高速公路"使电子产品保持低温 散热效果提高四倍

纳米金刚石的"热能高速公路"使电子产品保持低温散热效果提高四倍更小、更智能的电子产品已经彻底改变了生活的许多方面，从通信到医疗。但是尺寸的缩小意味着这些设备将热量集中在更小的区域，这可能导致计算速度落后，甚至迫使设备意外地完全关闭以防止损坏。为了驱散这种热量，研究人员正在转向含有柔性聚合物和导热填料的纳米复合材料。制造纳米复合材料的一个简单方法是电纺。在这种方法中，聚合物和填料的溶液通过一个带电的喷嘴从注射器中喷射出来，形成纤维，积聚成薄膜。虽然简单，但从单一溶液电纺或单轴电纺难以控制材料的特性。因此，JinhongYu、SharorongLu和同事们使用了一种称为同轴电纺的双溶液技术，以更好地控制纤维设计并改善一种新纳米复合材料的散热。研究人员用他们选定的聚合物聚乙烯醇制成一种溶液，用导热填料（一种纳米钻石材料）制成另一种溶液，以生产新型纳米复合材料。通过将每种溶液的注射器安装在一个结合了这两种溶液的喷嘴上，研究人员制造了具有聚乙烯醇核心和纳米钻石涂层的纤维，而不是这两种成分的随机分布。研究人员说，涂层纤维就像一条"高速公路"，像交通一样，在整个薄膜中沿着和穿过纤维引导热量。在测试中，新材料的散热效果比用传统喷嘴制造的材料要好，其导热性是以前报道的纳米复合材料的四倍。这些薄膜有朝一日可用于保持微小的电子产品努力工作，同时保持冷却。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365087.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365087.htm

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物科学家们设计出了一种利用纤维素生产可回收且稳定的聚合物的方法，为传统塑料提供了一种可持续的替代品。这一研究成果为生产环保材料提供了新的可能性。上图为本研究开发的新型可回收聚合物制成的透明薄膜。资料来源：FengLi他们开发出了一种方便、多用途的方法，利用从植物纤维素中提取的化学物质制造各种聚合物；最重要的是，这些聚合物可以完全回收利用。该方法发表在《ACSMacroLetters》杂志上。纤维素是植物生物质中最丰富的成分之一，是所有植物细胞周围坚韧细胞壁的关键部分。纤维素很容易从稻草和锯末等植物废料中获取，因此，将纤维素用作聚合物生产的原料不会减少用于粮食生产的农业用地。纤维素是一种长链多糖聚合物，即由多个糖基（特别是葡萄糖）通过化学键连接而成。为了制造新型聚合物，北海道研究小组使用了两种市售的小分子，即由纤维素制成的左旋葡糖烯酮（LGO）和二氢左旋葡糖烯酮（Cyrene）。他们开发了新颖的化学工艺，将LGO和Cyrene转化为各种非天然多糖聚合物。通过改变聚合物的精确化学结构，可以生成不同的材料，用于各种可能的应用。"我们面临的最大挑战是控制将较小单体分子连接在一起的聚合反应，以及获得对普通应用足够稳定的多糖材料，同时还能在特定化学条件下被分解和回收。"左起研究小组的佐藤俊文、水上雄太、李锋和矶野拓也。图片来源：李锋李补充说，研究过程中最大的惊喜是他们制作的聚合物薄膜具有很高的透明度，这对于这些聚合物似乎最适合的专业应用来说可能至关重要。另一位通讯作者ToshifumiSatoh教授补充说：由于这些材料相当坚硬，可能难以用作塑料袋等柔性塑料材料，因此我认为它们更适合用作光学、电子和生物医学应用领域的高性能材料。世界各地的其他研究小组也在探索用植物制造塑料替代聚合物的潜力，其中一些"生物塑料"已经可以在市场上买到，但佐藤的研究小组为这一快速发展的领域增添了一个重要的新机会。研究小组现在计划探索更多的可能性，但可行的结构变化非常多，因此他们希望与计算化学、人工智能和自动合成方面的专家联手探索这些选择。"我们希望这项工作能开发出多种有用的非天然多糖聚合物，使其成为从生物质到高效回收的可持续合成闭环的一部分。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424673.htm

可重复使用的纳米颗粒涂层海绵可简单快速去除水中的重金属

可重复使用的纳米颗粒涂层海绵可简单快速去除水中的重金属研究人员开始使用一种廉价的市售纤维素海绵，并将其置于掺有锰的戈壁石纳米颗粒的泥浆中。然后他们将其取出，让其干燥，并用水冲洗以冲掉散落的颗粒。其结果是一种具有高表面积纳米粒子涂层的海绵，其厚度只有几十纳米。选择锰掺杂的戈壁石颗粒不仅是因为它们能吸附铅离子，而且还因为它们价格低廉，对人体无毒。当这种海绵浸泡在含铅量超过百万分之一的自来水中时，它会将铅离子封存起来，使其在水中不再被检测到，这使得水可以安全饮用。更重要的是，随后还可以通过在弱酸性水中漂洗海绵，将铅从海绵中去除。可以想象，这些回收的铅可以用于电池等产品，而冲洗过的海绵可以重新用于处理更多的受污染的水，后来的循环中它可能不太有效，尽管它仍然能够从样品中去除90%以上的铅离子。使用不同类型的纳米粒子，科学家们也能够从水中去除钴科学家们现在开发了一个被称为重金属纳米材料海绵涂层（Nano-SCHeMe）的平台，以指导其他团队选择不同类型的纳米颗粒来螯合不同类型的重金属。"供水中存在的重金属对整个全球来说是一个巨大的公共卫生挑战，"该研究的一篇论文的高级作者VinayakDravid教授说。"这是一个巨大的问题，需要能够轻松、有效和廉价地部署的解决方案。这就是我们的海绵出现的地方。它可以清除污染，然后被反复使用"。这篇论文最近发表在ACSES&TWater杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359215.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359215.htm

新研发的双面智能纺织纤维兼具导电性和柔韧性

新研发的双面智能纺织纤维兼具导电性和柔韧性这种单股纤维兼具棉花的柔韧性和一种名为聚苯胺的聚合物的导电性。在可穿戴电子纺织品方面显示出良好的潜力。华盛顿州立大学的研究人员在《碳水化合物聚合物》（CarbohydratePolymers）杂志上详细介绍了他们的研究成果。一面是棉花，另一面是导电聚合物图/华盛顿州立大学聚苯胺与棉纤维素结合在一起后会太脆，无法单独形成可用的纤维。也就是说，这两种材料并不是简单地混合成一种同质混合物。如果是这样，聚苯胺就会被稀释到失去导电性的程度。为了解决这个问题，西悉尼大学的研究人员将从回收的T恤衫中提取的棉纤维素溶解到一种溶液中，并将导电聚合物溶解到另一种单独的溶液中。然后将这两种溶液并排合并在一起，挤出材料制成一根纤维。在这项研究中，WSU团队努力克服将导电聚合物与棉纤维素混合的难题。聚合物是一种具有重复模式的大分子物质。在这种情况下，研究人员使用了聚苯胺（又称PANI），这是一种具有导电性能的合成聚合物，已被用于印刷电路板制造等应用中。结果显示界面结合良好，这意味着不同材料的分子在拉伸和弯曲过程中都能保持在一起。首席科学家刘航正在处理一卷材图/料华盛顿州立大学的DeanHare"我们将一种纤维分为两部分：一部分是传统的棉花：柔韧性和强度足以满足日常使用，而另一面则是导电材料，"该研究的通讯作者、西悉尼大学纺织品研究员刘航说。"棉花可以支撑导电材料，而导电材料可以提供所需的功能。"虽然还需要更多的开发工作，研究人员的想法是将这样的纤维集成到服装中，作为带有柔性电路的传感器贴片。这些补丁可以成为消防员、士兵或处理化学品的工人制服的一部分，以检测是否接触到危险物质。其他应用还包括健康监测或运动衬衫，它们比目前的健身监测器能做得更多。刘航副教授领导的研究论文最近发表在《碳水化合物聚合物》杂志上。这项研究的其他作者包括第一作者刘旺成、赵子辉、梁丹、钟伟红和张金文。这项研究得到了美国国家科学基金会和沃尔玛基金会项目的支持。刘说："现在已经有一些智能可穿戴设备，比如智能手表可以跟踪你的运动和人体生命体征，但我们希望将来你的日常服装也能实现这些功能。时尚并不像很多人认为的那样只是颜色和款式，时尚就是科学。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403673.htm

中国转向关注已成熟的芯片技术，国家支持的晶圆厂将生产65纳米、55纳米和40纳米芯片

中国转向关注已成熟的芯片技术，国家支持的晶圆厂将生产65纳米、55纳米和40纳米芯片中国第二大芯片代工企业华虹半导体集团、一家国家支持的半导体投资基金和一家无锡实体企业周三签署了一项协议，在无锡东部建立一个67亿美元的晶圆制造厂，这是自10月份华盛顿对中国芯片行业实施更严格的制裁以来最大的此类投资。根据华虹半导体有限公司周三提交的一份股票文件，该晶圆厂位于江苏省无锡市东部的芯片制造据点，将是华虹在该市的第二个12英寸工厂，并将使用65纳米、55纳米和40纳米等成熟技术节点生产芯片。——