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纳米技术系列报道之三:纳米相材料革命已经来临(下)
相反,诸如有害的紫外线等放射线的波长比较短,不能轻易通过诸如二氧化钛、氧化锌和氧化铁等分散的纳米相陶瓷粒子。在这种情况下,这种小晶粒就能吸收或散射紫外线。因此,人们正在试验把纳米相粉末用作遮光剂。此外,由于量子隔绝效应,纳米相原子团的颜色可以随其体积大小而改变。以前在美国电话电报公司贝尔实验室工作、现在在哥伦比亚大学工作的路易斯·布鲁斯,已在溶液中制造出几种不同的纳米相硒化镉,每一种似乎有不同的颜色。事实上,只要改变其原子团的大小,就能制造出在光谱中存在的几乎任何一种颜色的硒化镉。正因为如此,纳米相粉末在整容业得到迅速的发展应用。
纳米相材料在化学上的应用也是很有发展前途的。通用汽车公司的唐纳德·贝克和我在1989年开始探索我们这种新材料的可能具有的催化作用。铂和铑的纳米粒子早就被用作催化剂了,虽然它们还需加入其它支持性材料。
纳米材料的电子特性和磁特性也是异乎寻常和可以控制的
——就像在录音介质中广泛应用的超微磁粉所显示的那样。目前的观察发现,外加磁场可以大大降低各种纳米相结构中的电阻,这一发现是非常令人激动的。这种称作大磁致电阻的特性将对磁存储介质应用产生相当大的影响。然而,在这篇文章中我将集中谈谈陶瓷半导体氧化锌的一种新发现的、令人感兴趣和重要的电子特性。潜力巨大的纳米相氧化锌
氧化锌——处在常规的多晶体形式并搀进一些经过选择的杂质——是制造压敏电阻或变阻器的基本材料。在这些应用范围很广的简单装置中,当通过的电流大幅度增加时,电阻就会大大降低,使这些装置中的电压稳定在某一个值,这个值被称作阀电压。这些变阻器的非线性性能状态来自于它们的晶粒界面的电子特性。因此,我推测,如果我们能制造出纳米相氧化锌的话,它——比普通氧化锌的晶粒界面的数目多得多——可能是更好的变阻材料。目前,在阿尔贡实验室的同事的帮助下,我们已经能够生产纯纳米相氧化锌。
在圣母大学学生琼泰·李和西北大学的托马斯·梅森等人的合作下,我们最近已经证明,即使是纯的氧化锌也显示出变阻特性。其阀电压非常低——只有搀了许多变阻材料的普通变阻器的1/40一—但使用起来一样方便。我们以前的同事、现在回到马德拉斯大学工作的拉马塞米所作的调查表明,如果纳米相氧化锌搀入类似的杂质,制成商用变阻器,它可能会更有用。确实,生产阀电压参数超过300的氧化锌变阻器应该是可能的。关键的工程参数是晶粒大小和加到材料中的晶粒界面数量以及搀进这些晶粒界面的杂质的种类和数量。要把这些结果变成最后产品还有许多工作要做,但潜力是巨大的。世界范围内研发热潮
尽管本文集中谈纳米相材料异乎寻常的特性,我们和其他研究人员在搞清这些物质的结构方面也做了大量工作,物质的结构是了解它们的特性的重要信息。全世界有许多研究小组开发出各种新的合成方法。其中包括用化学或物理手段从原子或分子原始粒子合成纳米相材料(物理手段是我们喜欢用的手段)以及通过对大颗粒原始粒子进行加工——通常是用机械粉碎或结晶方法进行加工——而合成纳米相材料。
一般来说,最好用原子或分子这样的原始粒子制造纳米相材料,因为制造者可以对材料的许多微观方面进行最有效的控制。但是,其他方法常常能产生有价值的结果,有时会更容易得多。现在似乎已经清楚,纳米相材料在未来的材料技术中将发挥越来越重要的作用。一场革命已经开始,随着我们能用更聪明和更有效的方法在原子级控制物质,这场革命将会更加深入。(下)
纳米相材料在化学上的应用也是很有发展前途的。通用汽车公司的唐纳德·贝克和我在1989年开始探索我们这种新材料的可能具有的催化作用。铂和铑的纳米粒子早就被用作催化剂了,虽然它们还需加入其它支持性材料。
纳米材料的电子特性和磁特性也是异乎寻常和可以控制的
——就像在录音介质中广泛应用的超微磁粉所显示的那样。目前的观察发现,外加磁场可以大大降低各种纳米相结构中的电阻,这一发现是非常令人激动的。这种称作大磁致电阻的特性将对磁存储介质应用产生相当大的影响。然而,在这篇文章中我将集中谈谈陶瓷半导体氧化锌的一种新发现的、令人感兴趣和重要的电子特性。潜力巨大的纳米相氧化锌
氧化锌——处在常规的多晶体形式并搀进一些经过选择的杂质——是制造压敏电阻或变阻器的基本材料。在这些应用范围很广的简单装置中,当通过的电流大幅度增加时,电阻就会大大降低,使这些装置中的电压稳定在某一个值,这个值被称作阀电压。这些变阻器的非线性性能状态来自于它们的晶粒界面的电子特性。因此,我推测,如果我们能制造出纳米相氧化锌的话,它——比普通氧化锌的晶粒界面的数目多得多——可能是更好的变阻材料。目前,在阿尔贡实验室的同事的帮助下,我们已经能够生产纯纳米相氧化锌。
在圣母大学学生琼泰·李和西北大学的托马斯·梅森等人的合作下,我们最近已经证明,即使是纯的氧化锌也显示出变阻特性。其阀电压非常低——只有搀了许多变阻材料的普通变阻器的1/40一—但使用起来一样方便。我们以前的同事、现在回到马德拉斯大学工作的拉马塞米所作的调查表明,如果纳米相氧化锌搀入类似的杂质,制成商用变阻器,它可能会更有用。确实,生产阀电压参数超过300的氧化锌变阻器应该是可能的。关键的工程参数是晶粒大小和加到材料中的晶粒界面数量以及搀进这些晶粒界面的杂质的种类和数量。要把这些结果变成最后产品还有许多工作要做,但潜力是巨大的。世界范围内研发热潮
尽管本文集中谈纳米相材料异乎寻常的特性,我们和其他研究人员在搞清这些物质的结构方面也做了大量工作,物质的结构是了解它们的特性的重要信息。全世界有许多研究小组开发出各种新的合成方法。其中包括用化学或物理手段从原子或分子原始粒子合成纳米相材料(物理手段是我们喜欢用的手段)以及通过对大颗粒原始粒子进行加工——通常是用机械粉碎或结晶方法进行加工——而合成纳米相材料。
一般来说,最好用原子或分子这样的原始粒子制造纳米相材料,因为制造者可以对材料的许多微观方面进行最有效的控制。但是,其他方法常常能产生有价值的结果,有时会更容易得多。现在似乎已经清楚,纳米相材料在未来的材料技术中将发挥越来越重要的作用。一场革命已经开始,随着我们能用更聪明和更有效的方法在原子级控制物质,这场革命将会更加深入。(下)
BRCA2基因的变异位置决定其致何种癌症
美联社1月9日报道,英国科学家发现,1995年发现的基因BRCA2的致癌效果取决于该基因在何处发生变异。如果变异在接近该基因中部的位置发生,则携带该基因的妇女容易患卵巢癌,如果变异在接近基因两端的位置发生,则往往导致乳腺癌。
切罗基印第安人有不得早老性痴呆症的基因
美联社1月8日报道,美国研究人员发现,生活在俄克拉何马州的切罗基印第安人患这种病的可能性比别的人群小得多,他们的大脑对这种病似乎具有免疫力。
天文学家解释高速星云成因
【路透社多伦多1月14日电】天文学家们说,围绕银河系高速运动的神秘星云可能是银河系产生过程中的残余物,而且也可能为未来恒星的生成提供原料。
人们在几十年前就发现了氢云,但从未找到解释它们的原因。氢云的运行速度大约是太阳围绕银河系中心运行速度的两倍,伯克利加州大学的利奥·布利茨认为,它们是银河系诞生时留下的“胎盘残余物”。
布利茨在美国天文学协会在多伦多举行的一次会议的记者招待会上说,这些高速星云(HVCs)在银河系和旁边更大的仙女座内运行,它们不属于任何一个星系。
自从60年代发现这些星云以来,它们一直使科学家们困惑不解,特别是人们发现,这些星云以每秒500公里的极快速度朝着银河系和仙女座的中心运动。
布利茨和他的同事们利用设在阿根廷、荷兰和美国的望远镜以及计算机模式发现,高速星云是我们银河系的恒星和行星形成的“基础”。
研究小组成员、普林斯顿大学的戴维·施佩格尔说:“我们现在看到的物质是未来银河系恒星形成的基础。如果这一设想正确的话,这些气体将在未来十亿年后变成恒星。”
天文学家们说,高速星云也可能是宇宙中最早形成的结构的一部分,他们从理论上解释说,宇宙产生后不久形成的小型天体与其他天体结合形成更大的系统。
天文学家们说,高速星云可能是银河系“基本的构成材料”。
另一种可能是,星云中可能含有“黑物质”,这种不发光的物质被认为是宇宙中大部分质量的储藏室。如果它们确实含有“黑物质”,就可以帮助科学家们判断这究竟是什么物质。
尽管高速星云的密度不是很大,它们却包含几乎是太阳质量100亿倍的巨大质量。
人们在几十年前就发现了氢云,但从未找到解释它们的原因。氢云的运行速度大约是太阳围绕银河系中心运行速度的两倍,伯克利加州大学的利奥·布利茨认为,它们是银河系诞生时留下的“胎盘残余物”。
布利茨在美国天文学协会在多伦多举行的一次会议的记者招待会上说,这些高速星云(HVCs)在银河系和旁边更大的仙女座内运行,它们不属于任何一个星系。
自从60年代发现这些星云以来,它们一直使科学家们困惑不解,特别是人们发现,这些星云以每秒500公里的极快速度朝着银河系和仙女座的中心运动。
布利茨和他的同事们利用设在阿根廷、荷兰和美国的望远镜以及计算机模式发现,高速星云是我们银河系的恒星和行星形成的“基础”。
研究小组成员、普林斯顿大学的戴维·施佩格尔说:“我们现在看到的物质是未来银河系恒星形成的基础。如果这一设想正确的话,这些气体将在未来十亿年后变成恒星。”
天文学家们说,高速星云也可能是宇宙中最早形成的结构的一部分,他们从理论上解释说,宇宙产生后不久形成的小型天体与其他天体结合形成更大的系统。
天文学家们说,高速星云可能是银河系“基本的构成材料”。
另一种可能是,星云中可能含有“黑物质”,这种不发光的物质被认为是宇宙中大部分质量的储藏室。如果它们确实含有“黑物质”,就可以帮助科学家们判断这究竟是什么物质。
尽管高速星云的密度不是很大,它们却包含几乎是太阳质量100亿倍的巨大质量。
泰国设立微电子技术研究与开发中心
【法新社曼谷1月25日电】阿尔法技术集团设在曼谷的总部宣布,泰国政府部门和该集团共同建立了泰国第一个微电子技术研究与开发中心。
微电子技术研究与开发中心将为加工技术的发展提供设备,向大学提供支持,为本国的微电子工业提供人员培训、测试分析以及合作实施研究与开发等计划。
泰国总理差瓦立在签字仪式上说,该中心的建立是为把泰国发展成以公私合作为基础的电子学和电子工业中心所作努力的一部分。
他说:“这种合作对泰国的战略、工业和经济发展起着至关重要的作用,它还将使竞争更为持久。”
微电子技术研究与开发中心宣布,该中心的启动资金约为12亿铢(4500万美元),其中包括政府拨给的6亿铢补贴和阿尔法技术集团捐献的一块18公顷的土地。
阿尔法技术集团说,该集团从属于一家从事与半导体有关的制造业务的大公司,这家大公司在世界同行业中位居第二,它在泰国、加利福尼亚和中国都设有分公司。
微电子技术研究与开发中心将为加工技术的发展提供设备,向大学提供支持,为本国的微电子工业提供人员培训、测试分析以及合作实施研究与开发等计划。
泰国总理差瓦立在签字仪式上说,该中心的建立是为把泰国发展成以公私合作为基础的电子学和电子工业中心所作努力的一部分。
他说:“这种合作对泰国的战略、工业和经济发展起着至关重要的作用,它还将使竞争更为持久。”
微电子技术研究与开发中心宣布,该中心的启动资金约为12亿铢(4500万美元),其中包括政府拨给的6亿铢补贴和阿尔法技术集团捐献的一块18公顷的土地。
阿尔法技术集团说,该集团从属于一家从事与半导体有关的制造业务的大公司,这家大公司在世界同行业中位居第二,它在泰国、加利福尼亚和中国都设有分公司。