您的位置:首页 > 国内国际资讯 > 专利和成果 > 内容页

国外信息

2013-03-22 11:22:24

俄罗斯科学家制出新型医用生物材料

    最近,在俄罗斯科技综合体优先研发方向联邦专项计划的框架下,来自俄罗斯科学院巴依科夫冶金和材料学研究所(以下简称俄冶金材料所)、国立沃罗涅日大学、莫斯科赫尔岑肿瘤科学研究所的科学家们成功研制出一种新型医用生物材料,即骨粘固剂,俗称骨水泥
    骨水泥是一种用于填充骨与植入物间隙或骨腔并具有自凝特性的生物材料。骨水泥固定可保证术后假体的即时稳定,在骨组织-骨水泥-假体界面上无任何微动,可最大限度减少二次手术及术后并发症的概率。此外,骨水泥可溶解到人体组织内,填充至骨折或骨裂部位的骨水泥会逐步被修复后的骨组织取代。
    骨水泥为上世纪六十年代开发,此次俄方开发出的新型骨水泥的一大特点在于与纳米陶瓷材料的生物相容性,这为现代医学开启了新的视野。为实现骨水泥在医院外科、牙科、肿瘤科的临床应用,俄冶金材料所联合俄罗斯科学院技术转移中心、俄罗斯纳米技术集团公司专门成立了一家公司,并在俄罗斯斯科尔科沃基金会的支持下继续开展相关研发及推广应用工作。(刘念摘编)



 

 

科学家研制纳米花电池 将用于智能手机

 

      目前,美国科学家最新设计一种微型电池,这种微小粉红色纳米结构可以彻底颠覆传统电池设计,以独特的表面结构存储能量。这种纳米花是由硫化锗(一种半导体材料)制成,其花卉外形以更小的空间具有更多的表面结构来存储能量,这将成为理想的能量存储应用,例如:智能手机电池。


    “纳米花仅有20-30纳米厚,长100微米,以较小的空间结构具有较大的表面积,可用于制造新型智能手机电池。
     这项突破性技术是由美国北卡罗来纳州大学的曹林友(音译)和同事研制的,为了创建这个纳米花卉结构,研究小组首次在火炉中加热粉末状半导体材料,使其蒸发之后吹至火炉中一个温度较低区域,使其逐层沉淀下来。
     研究小组强调,花卉结构可增强锂电池的蓄能,这是因为更纤薄的结构和更大的表面积可存储更多的锂离子,基于相同原因,这种结构也可用于增强超导体性能。关于纳米花电池的详细研究报告已发表在《ACS纳米》期刊上。(刘念摘编)

 

 

 

 

 

石墨烯半导体混合材料带来新变革

 

 

   挪威科技大学的研究人员开发出一种低成本的方法,能够在砷化镓纳米线上生长出石墨烯。研究人员称,这种石墨烯半导体混合材料具有优良的光电性能和透明、可弯曲等特性,有望加速石墨烯的商业化进程,为半导体产业带来变革。相关论文发表在《纳米快报》杂志上。 负责此项研究的挪威科技大学电子与电信系教授黑尔格·韦曼教授说:我们并没有将其看作是一种新产品,而是将其作为一种半导体器件制造的新方法。它有望成为制造新型电子设备的基础材料。他的团队已经通过这种方法制成了一种透明的可弯曲的柔性电极。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,具有非同寻常的导电性能、比钢铁还好的强度和极好的透光性,不少人认为它的出现将在现代电子科技领域引发一轮革命。IBM和三星等公司一直都在寻找能够替代硅的电子材料,用来生产更高效轻薄的电子设备。新技术将帮助他们突破现有的设计限制,制造出柔性触摸屏等设备。研究人员称,新技术能够适用于大多数制造商现有的生产设备,而不必更换整条生产线。

研究人员称,新技术极有可能首先在新型太阳能电池发光二极管的制造中获得应用。它将有望成为未来电子和光电器件的平台。用纳米线技术制成的太阳能电池将同时具备高效、柔性和低成本的特性,将具有极为广阔的应用前景。根据该技术还制造出自供电的纳米机械和由石墨烯和纳米半导体丝制成的3D集成电路,让体积更小性能更好的电子设备成为现实。

此外,韦曼称,这种技术还可以被用来制成自供电的消费类电子产品,它将出现在从服装到便签簿在内的各个生活角落,当然更少不了手机、平板电脑这些常用设备。他说,半导体上生长石墨烯的技术有望成为新型电子设备制造的基础,将进一步加速石墨烯实用化和商业化进程,使其更快地进入普通人的生活。(刘念摘编)

 

 

 

 

 

 

美国开发防御生化武器的纳米布料

 

 

      据物理学家组织网1018(北京时间)日报道,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)、麻省理工学院等多家机构研究人员正在为军方开发一种新型制服,这种制服的布料用一种新型碳纳米管纤维制成,可防御化学和生物武器。
      这种布料能从透气状态迅速转变到防护状态,它的膜上有许多微孔,由仅几纳米宽的垂直对称的碳纳米管(CNT)构成,高度透气,并用一种化学制剂反应功能层进行了改良。如果直接用化学战剂攻击膜表面,就会引发反应,关闭CNT微孔或让被污染的表面层脱落,使纤维转变为防护状态。
      高透气性是防护服的关键,能让士兵在污染环境中执行任务时免于身体过热,浪费精力。目前的军用防护服是基于重量级的全屏障保护,或是渗透吸附保护,无法同时满足舒适和保护功能两方面要求。而且对环境危险是被动应对,而不是主动防御。新材料利用了碳纳米管独特的传导性,气体传导速度比其他同样大小的孔要高两个数量级。研究人员展示了一小块碳纳米管膜的样本,膜上的孔微小而密集,表现出极佳的透气性。
      生物制剂如细菌或病毒,大小都在10纳米左右,而制服膜上的微孔仅几个纳米宽,能很容易地挡住它们。但化学制剂要小得多,要求膜上的微孔能做出反应封锁威胁。他们用化学威胁反应功能组对碳纳米管膜进行了改良。这种功能组就像门卫一样,能感知并阻止危险。随后还有二级反应,纤维和化学制剂反应后,会像鳞片那样一片片剥落下来。通过这些方式,该纤维能挡住化学制剂如芥子气、神经毒气、有毒物质如葡萄球菌肠毒素、生物孢子如炭疽等。
  
这种制服就像一种智能第二皮肤,能对环境作出反应。实验室负责国防降险署资助项目的首席研究员弗朗西斯科·弗纳斯洛说,它的纤维无需外部控制系统就能对环境中的威胁作出反应,进行可逆转换。从高度透气变成防护状态后,能阻止化学药品的威胁并保持良好透气性。这种新制服有望在10年内野外应用。(刘念摘编)
    

 

 

 

石墨烯多层糕可做纳米变压器

据物理学家组织网报道,英国曼彻斯特大学研究人员最新研究显示,把单原子层精确地堆叠起来,有望造出大量新型材料和设备,石墨烯及有关单原子厚度晶体为此提供了广阔的选择。他们按照期望的顺序,将石墨烯和氮化硼的单原子层晶体一层压一层地堆叠起来,构建出一种多层糕,可作为纳米级的变压器。

   自从2004 年首次被分离出来,石墨烯为许多领域带来了彻底变革的可能。从智能手机、超快宽带、计算机芯片到药物递送,石墨烯有望取代现有硅材料。该研究由曼彻斯特大学列昂尼德·波诺马连科和诺贝尔奖得主安德烈·盖姆领导,他们认为,人们尚未找到石墨烯真正大显身手的舞台,能发挥它们卓越属性的新设备和新材料还没发明出来。

   在纳米变压器中,由于局部电场的作用,电子在一层金属中移动时会对另一层金属中的电子产生拉力,这一现象称为库仑拖曳。而要利用这一规律,需要将金属一层层隔开,让它们彼此绝缘,但分开的距离不能超过几个原子间距。这种结构是许多复杂精细的新型电子和光子设备的基础,包括许多晶体管和探测器都采用这一新结构。而现有材料做不到这一点,这对目前的纳米技术而言是个巨大飞跃。

   研究人员将石墨烯作为单原子导电平面,将仅4个原子薄的氮化硼作为电绝缘体。他们先从块状石墨中剥取了石墨烯平面,并用同样技术得到了氮化硼原子层,然后用一种先进的纳米技术,像拼装垒高玩具那样将石墨烯和氮化硼晶体一层层堆叠起来,按照期望的层面顺序组装成新晶体。

    纳米变压器由曼彻斯特大学的罗曼·戈巴乔夫组装,他描述这种技术时说:这就像《发条钢跳蚤的故事》里的情节,只有用最高倍显微镜才能看到跳蚤在跳舞,甚至还钉着极小的马蹄铁。我们的纳米垒高就是这种技术的进一步推演。

   盖姆补充说:这一研究还证明了以原子的精度一层层地搭建平面,能造出有多种功能的复杂设备。我们有一个完整的原子层材料库,只要将这些材料结合起来,就可能创造出自然界中没有的主要新材料,这条路的前景比石墨烯本身更令人兴奋。(刘念摘编)