2013年世界科技发展回顾 新材料专辑

2014-01-10 来源:中国化工信息网

日 本
  研制出最细的纳米纤维,最薄最轻的有机LED以及最小的铜配线。
东丽公司的研究人员研制出世界上最细的纳米纤维。与这种直径150纳米的纤维一同研制成功的还有一种断面呈Y型的直径为300纳米的纤维。新研制的纤维在同等重量下表面积都要大于以往产品,而纤维之间的缝隙也可以任意调节,因此由此种纤维制成的产品在保湿性、吸水性、摩擦系数等方面比以往都有了很大提高。
  北海道大学的研究人员开发出一种可根据温度变化改变发光颜色的新型涂料。在紫外线照射的状态下,该涂料在低温区域(-80℃)呈绿色,在中温区域随温度升高由柠檬酸向黄色和橘色变化,而在高温区域(200℃)则呈现红色。该成果有望在超音速客机、宇宙飞船和高速铁路等领域的设计中得到应用。
  东京大学的研究人员与奥地利的研究人员共同开发出世界上最薄最轻的有机LED(发光二极管)。该材料的重量每平方米约为3克,厚度为千分之二毫米。该成果有望在开发新型照明器材方面得到应用。
  新能源产业技术综合开发机构与产业技术综合研究所的研究人员利用超细微喷墨技术,在集成电路基板上成功制作出线幅只有3微米的,世界最小的铜配线。该技术有望在超小型印刷电路板的制作等方面得到应用。
  加拿大
  加喷涂式平面光学镜头研制成功;公布新型铝合金技术开发计划;发现蓝色染料酞菁铜可用于量子计算。
5月,加拿大不列颠哥伦比亚大学的工程师联合美国研究团队利用喷涂技术,在革新光学镜片的制造和使用方式上取得了突破性进展。他们开发出一种物质,并喷涂于载玻片表面,即可将其变成可用于生物标本紫外光成像的平面镜头。
  6月,加拿大国家研究理事会宣布了一项开发新型铝合金技术的新计划,以帮助加拿大运输业减轻小汽车、卡车、挂车、公交车乃至火车的车重。该计划的成功实施将使运输业的整体车重在未来8年内降低10%。
  7月,加拿大阿尔伯塔大学研究人员最近开发出一种强力“人造手臂”,能在其周围空气湿度变化的驱动下做“举重运动”,毫不费力地举起超过自重14倍的物体。
  10月,加拿大和英国联合研究团队发现,一种常见蓝色染料酞菁铜的电子可以保持叠加状态,即其能实现同一时刻具有两种状态的量子效应。而且这种量子叠加状态能保持相当长的时间,这意味着这种染料分子或许能在量子计算机中发挥重要作用。
  俄罗斯
  开发出新型超导材料和耐高温耐腐蚀的纳米隐身涂层。
7月,俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所成功研制出一种新型超导材料。据该研究机构介绍,这种超导新材料成功将几种特性集于一身,具有较高的超导过渡温度、临界磁场上限值及临界电流密度。新材料的这个性能与高耐磁性相结合,使该成果在超强永磁铁生产方面,具备了良好应用前景。
  8月,俄罗斯圣彼得堡“铁氧体域”科学研究所对外公开了一种最新研制的纳米隐身涂层。这种纳米涂层具有很强的宽频均匀吸波功能,使用4微米厚的纳米薄膜,在无线波段和红外波段内将被雷达发现的几率降低到原来的十分之一。据称这种纳米隐身涂层如应用于海军装备会大幅提高水面舰艇的隐身性能,并降低被宽频雷达发现的可能性,能提高舰船对抗雷达制导、热源制导和激光制导等精确制导武器的能力。
  韩 国
  加大在应用材料科学领域的研发投入,在纳米结构应用和造影剂研究方面取得突破。
3月,韩国基础科学研究院纳米结构物理研究小组宣称,开发出最多可拉长20%的透明电子元件,能用于像穿戴衣服一样套在电脑或贴在皮肤上的传感器中。研发可拉伸的电子元件,绝缘膜一直都是一大难题。因为控制电子的移动主要使用的硅材料很容易折断,类似于塑胶的高分子虽可拉伸但存在漏电问题。韩国研究小组是在铜制基板上镀上一层高铝(陶瓷的一种),然后涂抹高分子材料,随即溶解铜,让高铝变成褶皱型薄膜。即利用铜和高铝的膨胀程度不同这一特点,通过石墨烯和碳纳米管在该褶皱型薄膜上添加电极和电路。石墨烯和碳纳米管是透明、具有伸缩性的物质,因此能够制造出拉长也能正常工作的电子元件。
  6月,韩国高丽大学化学系李光烈教授率领的研究团队成功研发出一种可在诊断癌症的同时进行治疗的核磁共振成像造影剂,其核心是将抗癌剂添加在纳米大小面积的造影剂内的技术。该研究小组将抗癌剂“阿霉素”添加到造影剂后对实验鼠进行了实验,实现了遏制癌症细胞的效果。在核磁共振成像的同时,将抑制肿瘤的药物注入肿瘤中,可收到成像和治疗癌症的双重效果。
  以色列
  积极推动纳米技术发展,将纳米技术研发列为全国重点研究领域。
经过多年努力,以色列纳米技术已融合到电子、军工、软件、通讯和生命科学等领域,从事纳米技术研究的科研团队增加到341个,六所研究型大学建立了纳米研究中心,纳米技术公司数量增加到近百个。2013年,以色列纳米科研的成果继续涌现,例如魏兹曼科学院开发出的太阳能板的特殊纳米涂料,能吸收98%的可见光,可大大提高能源转换效率;特拉维夫大学将纳米技术和生物学相结合研发出了一种可有效检测水污染的芯片实验室;以色列理工学院的科学家发现了氧化铁纳米材料的特性,研制出了可同时进行光伏发电和制氢的实验室装置;以色列理工学院的雷兹教授正在推进一个新的光学分支——旋转光学,这种基于旋转轨道相互作用而导致纳米结构对称性被破坏的研究,可能开启控制光纳米级光学器件研究的新途径。

 

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