美 國(guó)
納米材料、超材料方面繼續(xù)保持領(lǐng)先地位,制成世界最薄的超導(dǎo)金屬層,在光學(xué)材料中獲得了光傳播與時(shí)空彎曲的效果。
毛黎(本報(bào)駐美國(guó)記者)2009年1月,美國(guó)杜克大學(xué)的科學(xué)家使用“超材料”研制出了一種隱形材料。該材料可引導(dǎo)微波“轉(zhuǎn)向”,避開(kāi)儀器探測(cè),從而將物體隱形。新研究成果向制造隱形設(shè)備的目標(biāo)邁出關(guān)鍵一步,除應(yīng)用于軍事外,還可用來(lái)解決手機(jī)信號(hào)受屏蔽問(wèn)題,并有助于研制出能“扭曲”可見(jiàn)光和紅外線的隱身材料。
2月,美國(guó)杜克大學(xué)和馬薩諸塞州立大學(xué)表示,兩家機(jī)構(gòu)的科學(xué)家借助化學(xué)“膠水”,首次用不同磁性和非磁性物質(zhì)的粒子合成出復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)。該成果將適用于制造先進(jìn)的光學(xué)設(shè)備、包裝設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和生物工程設(shè)備等。
4月,美國(guó)萊斯大學(xué)和斯坦福大學(xué)分別用圓柱狀碳納米管成功制出幾十納米寬的石墨烯帶。萊斯大學(xué)的絲帶狀石墨烯能用來(lái)制造太陽(yáng)能電池板、可彎曲觸摸顯示屏,并可制成輕薄導(dǎo)電纖維,以取代飛行器上使用的笨重銅線;斯坦福大學(xué)的窄帶石墨烯則具有導(dǎo)電性能,在電子工業(yè)領(lǐng)域用途廣泛,現(xiàn)已用石墨烯帶制出晶體管原型。
5月,美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校宣布,找到制造石墨烯和碳納米管混合材料的新方法,該混合材料有望用于制作太陽(yáng)能薄膜電池和家用電器設(shè)備的透明導(dǎo)體,比現(xiàn)有相同功能的其他材料更柔軟且價(jià)格更低,未來(lái)也可用于制造光學(xué)電子設(shè)備的基礎(chǔ)構(gòu)件。
6月,美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校宣布,研究人員制成了世界最薄超導(dǎo)金屬層——超導(dǎo)鉛薄層,其厚度僅與兩個(gè)原子的厚度相當(dāng)。該成果將有助于未來(lái)超導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
8月,美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員稱,他們?cè)诠鈱W(xué)材料中獲得光傳播與時(shí)空彎曲的效果,驗(yàn)證了光與物質(zhì)在時(shí)空中的效應(yīng)。該成果也有助于生產(chǎn)能彎曲光線和其他形式電磁輻射的新型人工光學(xué)材料,開(kāi)創(chuàng)特異材料中天體力學(xué)的新領(lǐng)域。
11月,美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)的材料學(xué)家們稱,他們發(fā)現(xiàn)了一種導(dǎo)電化合物的新用途。在經(jīng)過(guò)特定的處理后,這種化合物可被制成絕緣的薄膜,其絕緣作用不是通過(guò)阻止電流流動(dòng)而是誘導(dǎo)電流流向他處來(lái)實(shí)現(xiàn),擁有這種特性的材料有望大幅縮減顯示設(shè)備的厚度和能耗。
俄羅斯
材料科學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)地位受到動(dòng)搖,但納米等新材料企業(yè)的發(fā)展仍將受到政府的支持。
張浩(本報(bào)駐俄羅斯記者)2009年5月13日,俄羅斯總統(tǒng)梅德韋杰夫會(huì)見(jiàn)國(guó)家納米技術(shù)集團(tuán)總裁時(shí)表示,俄在經(jīng)濟(jì)困難條件下仍不會(huì)放棄發(fā)展納米技術(shù)并將支援該領(lǐng)域的中小型企業(yè),梅德韋杰夫表示:“即使在危機(jī)下,我們?nèi)詫l(fā)展納米技術(shù),而不是減少向該領(lǐng)域的投資”,不應(yīng)當(dāng)僅限于將國(guó)家納米技術(shù)集團(tuán)建成一個(gè)下大訂單的大型發(fā)包機(jī)構(gòu)。
在下半年的國(guó)情咨文中,梅德韋杰夫表示,現(xiàn)代條件下國(guó)家集團(tuán)公司的形式前景黯淡。俄總統(tǒng)助理德沃爾科維奇隨即證實(shí),俄羅斯納米技術(shù)集團(tuán)將在2010年實(shí)行改組,這或許將喪失其作為國(guó)家集團(tuán)的地位。但可以預(yù)料,俄政府對(duì)納米技術(shù)領(lǐng)域的中小企業(yè)的支持力度不減。國(guó)家納米技術(shù)集團(tuán)改組后,中小企業(yè)會(huì)取代國(guó)家集團(tuán)成為俄納米新材料領(lǐng)域的主體企業(yè),并對(duì)俄未來(lái)新材料科學(xué)的研發(fā)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。
英 國(guó)
制備出石墨烷,模擬激光原理對(duì)“激聲”展開(kāi)研究。
何屹(本報(bào)駐英國(guó)記者)2009年1月,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)用純凈石墨烯和氫制備出一種具有絕緣性能的二維晶體石墨烯衍生物——石墨烷。該方法也適用于制備其他基于石墨烯的具有不同導(dǎo)電性能的超薄材料。研究表明,石墨烯可被制成新的材料以微調(diào)其電子性能,為未來(lái)電子設(shè)備提供多功能材料,極有可能帶來(lái)半導(dǎo)體工業(yè)的變革。
6月,英國(guó)科學(xué)家利用激光“聚集光束”的原理,嘗試?yán)寐曇魜?lái)制造“聲子束”,開(kāi)發(fā)“激聲”。研究人員認(rèn)為,一旦相關(guān)研究取得進(jìn)展,“激聲”將有望獲得諸多重要應(yīng)用,如發(fā)現(xiàn)納米級(jí)物體存在的缺陷,用于醫(yī)學(xué)成像及安檢等領(lǐng)域。
德 國(guó)
發(fā)明了無(wú)干擾檢測(cè)納米半導(dǎo)體材料張力的新方法,制成新型有機(jī)發(fā)光二極管和世界首款“可印刷”電池。
顧鋼(本報(bào)駐德國(guó)記者)2009年1月,德國(guó)和西班牙兩國(guó)聯(lián)合科研小組稱,他們利用紅外線納米近場(chǎng)顯微鏡,發(fā)明了一種無(wú)干擾檢測(cè)納米半導(dǎo)體材料張力的新方法,為研究半導(dǎo)體材料的物理性能以及測(cè)量納米級(jí)半導(dǎo)體元器件的性能提供了新的可能。其潛在應(yīng)用還包括完善現(xiàn)代半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),定向提高電子元器件的性能,并使未來(lái)的計(jì)算機(jī)芯片更加小型化。
5月,德國(guó)應(yīng)用光學(xué)研究所專家開(kāi)發(fā)出一種新型有機(jī)發(fā)光二極管(OLED),其產(chǎn)生的白光質(zhì)量可媲美白熾燈泡,能效又大大優(yōu)于熒光燈。研究人員稱,該OLED原型可成為顯示器和普通照明的一個(gè)超高效光源,他們的遠(yuǎn)期目標(biāo)是利用傳統(tǒng)的低成本卷帶式印刷術(shù)來(lái)生產(chǎn)這些器件。
8月,德國(guó)弗勞恩霍弗電子納米系統(tǒng)研究所開(kāi)發(fā)出了世界上首款“可印刷”的電池,它薄如紙張,用絲網(wǎng)印刷技術(shù)就能生產(chǎn)。這種“薄紙”電池每個(gè)重量不足1克,厚度不到1毫米,可嵌入耗能很小的小型載體中使用。除了纖巧和柔軟特性外,這種電池與傳統(tǒng)電池相比還具有制造成本較低、不含汞,對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)。
法 國(guó)
開(kāi)發(fā)出一種獲取氫燃料的電解水新技術(shù)。
李釗(本報(bào)駐法國(guó)記者)2009年4月,法國(guó)國(guó)家科研中心發(fā)表公報(bào)說(shuō),科學(xué)家們對(duì)普通電解槽進(jìn)行改進(jìn),加裝了傳感器,以便準(zhǔn)確測(cè)量溫度、水壓和電流強(qiáng)度,優(yōu)化電解槽內(nèi)的環(huán)境,從而獲得盡可能多的氫。這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵之處是在電解過(guò)程中加大水中的壓力,實(shí)驗(yàn)證明,這種方法對(duì)大量獲取氫十分有效。法國(guó)國(guó)家科研中心說(shuō),作為清潔能源,氫燃料不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,但如果從礦物燃料中提取,在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生溫室氣體,所以電解水是一種比較理想的氫獲取方式。
加拿大
找到一種以鐵為基礎(chǔ)原料制造催化劑的新方法。
杜華斌(本報(bào)駐加拿大記者)2009年4月,加拿大多倫多大學(xué)的科學(xué)家找到了一種以鐵為基礎(chǔ)原料制造催化劑的新方法。這種新型催化劑與目前通常使用的鉑等金屬催化劑相比,毒性小而且成本低,有潛力取代它們,作為制藥和芳香劑生產(chǎn)工藝中的催化劑。研究人員已經(jīng)使用少量這種催化劑,成功將價(jià)廉的酮轉(zhuǎn)化成了結(jié)構(gòu)為左旋形式的酒精。
日 本
在世界上首次直接觀測(cè)到了重電子形成的費(fèi)米面,開(kāi)發(fā)出低溫節(jié)能的新型半導(dǎo)體和世界首款可伸縮彎曲的有機(jī)EL顯示屏。
葛進(jìn)(本報(bào)駐日本記者)2009年5月,日本的研究小組在大型同步輻射設(shè)施“SPring-8”的專用電子束射線“BL23SU”區(qū)域,通過(guò)使用軟X射線同步輻射的角分辨共鳴光電子能譜技術(shù),對(duì)特定的電子軌道進(jìn)行選擇性的觀察,最終在世界上首次直接觀測(cè)到了重電子形成的費(fèi)米面。該項(xiàng)研究有可能成為判明超導(dǎo)機(jī)理的突破口。
日開(kāi)發(fā)出低溫節(jié)能的新型半導(dǎo)體,其體積不到原來(lái)的十分之一,計(jì)劃于2011年投入市場(chǎng),屆時(shí)像筆記本電腦附帶的又熱又重的變壓器之類的電源裝置可能成為歷史。
日本的研究人員制造出世界首個(gè)可伸縮彎曲的有機(jī)EL顯示屏。目前其大小還只有十厘米見(jiàn)方,厚度略小于1毫米,可用來(lái)制造像地球儀一樣的球形顯示器預(yù)報(bào)天氣,也可以用來(lái)制造圓球形的手機(jī)。
6月,日開(kāi)發(fā)出新納米粒子制造方法,通過(guò)在由白金、界面活性劑與溶媒組成的水溶液中添加還原劑,約10分鐘就可以快速產(chǎn)生白金納米粒子,而且白金的粒子化率達(dá)到100%,每克的表面積達(dá)到55平方米。這種白金納米粒子的優(yōu)點(diǎn)除了表面積最大,具有很高的熱穩(wěn)定性,還能很容易地與釕、鎳、鈷、鈀等金屬組合成合金,并根據(jù)需要制成各種合金納米材料。
以色列
開(kāi)發(fā)出一種可改變钚等核燃料特性的技術(shù)。
鄭曉春(本報(bào)駐以色列記者)以色列本·古里安大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種可改變钚等核燃料特性的技術(shù)。核反應(yīng)堆中使用的核燃料有兩種鈾同位素,一種能產(chǎn)生裂變,另一種不能。不能產(chǎn)生裂變的鈾同位素經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后,其中一部分會(huì)變成钚。钚也有可裂變和不可裂變兩種,可裂變钚同樣能用于制造核武器,如改變钚的特性,即可防止這種可能性。研究人員發(fā)現(xiàn),只要向大型核反應(yīng)堆產(chǎn)生的钚中加入镅,即可達(dá)到這一目的。這一研究成果有助于防止核燃料被用于制造核武器。
巴 西
研制出新型可再生塑料和可捕獲二氧化碳的陶瓷體。
張新生(本報(bào)駐巴西記者)2009年5月,巴西化工集團(tuán)公司科技創(chuàng)新研究中心宣布用甘蔗提煉的乙醇生產(chǎn)出了高密度的聚乙烯。經(jīng)過(guò)美國(guó)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證,這種用甘蔗生產(chǎn)出來(lái)的100%可再生塑料具有和以石油為原料的傳統(tǒng)塑料同樣的化學(xué)成分,在工業(yè)應(yīng)用上具有廣闊的前景。
巴西的蘇威子化工集團(tuán)和陶氏化學(xué)公司也在研發(fā)綠色塑料產(chǎn)品。他們率先研發(fā)出低密度聚乙烯樹(shù)脂,用來(lái)生產(chǎn)塑料膠片和PVC板。另一家合資企業(yè)計(jì)劃投資3億美元,興建一座以乙醇為原料的PVC工廠。巴西的“綠色塑料”可能會(huì)引領(lǐng)一場(chǎng)新的環(huán)保革命。
10月,巴西米納斯吉拉斯州聯(lián)邦大學(xué)的兩名化學(xué)家與一家企業(yè)合作,共同研制了一種陶瓷體,可過(guò)濾燃料燃燒后排放的二氧化碳,并將其轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料。發(fā)明者計(jì)劃進(jìn)一步改善這種陶瓷體過(guò)濾二氧化碳的能力,以期將捕獲二氧化碳的效率從目前的40%提高到60%。
南 非
倡導(dǎo)建立高附加值的氟化學(xué)產(chǎn)業(yè),力推納米海綿材料研發(fā)。
李學(xué)華(本報(bào)駐南非記者)2009年3月,南非核能源公司下屬的化學(xué)分部推出了“氟化學(xué)擴(kuò)展倡議(FEI)”,旨在推動(dòng)南非建立高附加值的氟化學(xué)產(chǎn)業(yè)。南非擁有豐富的氟石資源,目前是世界第三大氟石生產(chǎn)國(guó),但其中95%的酸級(jí)氟石產(chǎn)品都出口國(guó)際市場(chǎng),只有5%被用來(lái)制造粗的和純的氟化氫以及其他氟化學(xué)產(chǎn)品。
5月,南非約翰內(nèi)斯堡大學(xué)的研究人員大力推進(jìn)納米海綿材料研究,南非政府希望這項(xiàng)研究能克服傳統(tǒng)水處理方法的不足,幫助農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民獲得干凈水。與普通尺寸的過(guò)濾介質(zhì)不同,納米海綿能針對(duì)分子的電性做出不同的反應(yīng),每一個(gè)空穴的內(nèi)部對(duì)水是排斥的,而外部卻是吸水的,因此,水分子很容易就穿過(guò)納米海綿,而像殺蟲(chóng)劑等一系列污染物則被吸附在空穴中。另外,還可以針對(duì)某一特定的污染物,在納米海綿上接入特殊物質(zhì),使其吸附目標(biāo)污染物,甚至將其轉(zhuǎn)化成毒性較小的物質(zhì)。
烏克蘭
開(kāi)發(fā)出具有自主氣體冷卻系統(tǒng)的防熱服,在金屬氧化物薄膜制備技術(shù)上獲得突破。
程剛(本報(bào)駐烏克蘭記者)烏克蘭基輔國(guó)立技術(shù)與設(shè)計(jì)大學(xué)研制出一種現(xiàn)代化防熱服。它擁有一個(gè)自主的氣體冷卻系統(tǒng),可使穿著者在環(huán)境溫度為150℃或紅外輻射高達(dá)25千瓦/平方米的環(huán)境中持續(xù)工作30分鐘。與液體冷卻系統(tǒng)相比,該設(shè)備具有很大的優(yōu)勢(shì),可改善工作人員的工作條件。
切爾諾維斯基國(guó)立大學(xué)在金屬氧化物薄膜制備技術(shù)上獲得突破,該技術(shù)可用于大氣有毒、易爆氣體的濃度監(jiān)測(cè),在氣體傳感器制造中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。