新型塑料薄如纸硬如钢等

时间:2022-03-17 11:13:44 阅读:

内容摘要:新型塑料薄如纸硬如钢美国科学家开发出一种新型透明塑料,强度犹如钢铁,却只有一张纸的厚度。这种可生物降

新型塑料薄如纸硬如钢

美国科学家开发出一种新型透明塑料,强度犹如钢铁,却只有一张纸的厚度。这种可生物降解的复合塑料由粘土和一种类似于学生使用的无毒胶水制成,只需很少的能源就能生产。该塑料的研制者称“这是你所能想象的最环保的塑料,而且生产成本非常低廉。”

要在纳米尺度范围制造出复合材料,并使其在较大尺寸下仍能维持强度,是一个长久以来困扰着科学家的难题。研究者模仿在贝壳中发现的类似“砖-砂浆”的分子结构来设法解决这个难题。

该工程团队制作了一个机器人,它能将砖状纳米薄片像积木一样以不同方式交替排列,并利用一种胶状聚合物,使其夹层间产生氢粘合力,即使某个地方的粘台松懈,也能轻易地使纳米片在另外的地方重新粘合。要将胶和一层层的粘土纳米片粘合成一个300层的塑料薄片,机器人手臂将花费数个小时方可完成。实验表明,这种类似“砖-砂浆”结构,可在纳米片和聚合物基之间达到十分理想的应力传递效果。

研究人员已开始运用这种复合塑料开发能实际应用的产品,估计未来一两年内就能实现商品化。这种塑料可用于减少化学工厂分离天然气时所消耗的能源,改善诸如微芯片或生物传感器等使用的微技术,有朝一日甚至能为军队或警察使用的车辆生产出更轻巧、更坚硬的装甲。

“神奇外套”防感冒

在流感多发的季节,许多人都会忙着去医院接受疫苗注射或者服用提高身体免疫力的维生素。如果有一件“神奇外套”能够帮助人们“抓住”和隔绝空气中的流感等病毒,让你不怕患上伤风感冒;在空气污浊的环境中,能过滤有毒烟雾,让你可以呼吸清洁的空气,那有多好!最好这些衣服还是免洗免熨的,让人省去时间和麻烦。

这一切都并非天方夜谭,这些“神奇衣服”已经面世。近日,在美国康奈尔大学举办的一场时装展上,研究学者们向外界展出了这种具金属色泽的外套和裙子。

美国设计师设计的这种“神奇外套”首次使用了真正的纳米粒子布料,这种织物包含有众多直径不超过100毫微米(1毫微米为十亿分之一米)的纳米微粒,微粒直径只相当于布料厚度的千分之一。

为了开发这种纳米粒子布料,专家通过静电作用将金属离子镶入棉料,并表示:利用金属微粒设计出个人空气净化系统,例如,银具有天然抗菌功能,远比头发直径还小的纳米银粒子,可附着在服饰上,并能消灭病毒或细菌。

这种布料已经成功地吸引了成衣制造商、科研人员甚至军方实验室的注意。它的“闪光点”并非其设计多么前卫时髦,而是它的防菌本领。这款衣服看上去就是由普通的棉料制成,但是在它的布料里添加了一种纳米微粒,能够侦测并且“抓住”漂浮在空气中的病毒和病菌。衣服的兜帽、衣袖和口袋里还添加有独特的钯微粒,其功能与微型的排气净化器相似,能够分解有害的空气污染成分。

由于纳米微粒非常小,所以使用者无须担心衣料的舒适感。此外,纳米微粒还会防止大颗微粒粘附在衣物表面,因此这种“神奇外套”无须经常清洗。

特深井石油钻机

我国首台具有自主知识产权的12000米特深井石油钻机研制成功。这台钻机是国内外第一台陆地用12000米交流变频电驱动钻机,也是目前全球技术最先进的特深井陆地石油钻机。此前,仅美周在上世纪八十年代生产过一台12000米模拟控制的直流电驱动钻机。

12000米特深井石油钻机的研制成功,将把我国陆地和海洋深水油气田、大位移井及其他复杂油气田超深油气藏的勘探开发水平提高到一个新的层次,并将极大地提升我国石油钻井队伍在国际油气勘探市场的竞争力。

随着现代社会对石油需求的日益旺盛,石油勘探开发的难度也越来越大。国际油价的持续走高使难度较高的油气资源开发在经济上具有了可行性。目前全球石油天然气的开采已呈现向陆地深层、环境恶劣区域和海洋深水发展的趋势,并带动了相关技术和装备制造业的发展。全球石油勘探开发业的竞争,在一定程度上是物资装备技术的竞争。这台12000米石油钻机就是为了满足我国对深层油气资源勘探的需求、提高我国石油钻井装备的研制水平和在国际市场的竞争力而开发研制的。

作为国家“803”计划重点课题项目,12000米石油钻机的研制已申请了2项发明专利,其中一项正在申请国际专利,并取得了7项实用新型专利。

最小的收音机

现在一些收听声音的电器越来越小,以便人们随身携带,而世界上最小的收音机——只有200纳米长、10纳米宽。一根头发丝的直径有8万纳米,也就是400台这样的收音机排列起来只有一根头发丝粗。

普通的收音机需要天线、调谐器、放大器和解调器这4种不同的关键部件。然而,研究团队发现,一根碳纳米管可以同时满足天线、可调谐器、放大器和解调器的功能。

这个碳纳米管收音机还需要小小的外接电池和一副耳机才能收听到节目。研究人员将碳纳米管接在电池的负极上,通以直流偏压,然后把碳纳米管的电流信号通往耳机中的扬声器,人们就可以收听到相关的节目了。要收听不同的节目,可以通过调整直流电偏压的大小来控制。这个发现的关键原理是当纳米管接收无线电信号时会振动,即碳纳米管随无线电信号发生共振,利用这种共振现象可以探测到无线电信号。

碳纳米管的共振频率约在100万到300万赫,包括了一般商用无线电广播的频率。研究人员在实验时,用专门为碳纳米管收音机建立的无线电发射塔发送了歌手“沙滩男孩”的一首歌曲,结果碳纳米管收音机成功地接收到这首歌曲。

尽管之前有其他科学家发明出了纳米管收音机,可功能都不全。这一成果是纳米级别电子器件发展过程中的重要一步,该团队研制的纳米收音机比人类首批商业化的收音机要小1000亿倍。纳米收音机具有广泛的应用途径,同时将其它无线电部件缩小到纳米尺度成为可能,这将最终带来纳米无线传输系统。这类装置可以用于多种工业、商业、医学和其他用途。

杨先碧

只拍笑脸的相机

一种拥有“笑脸自动检出功能”的数码相机已在市场发售。据悉,该相机可准确地检测出被摄者的笑容,并即自动按下快门。即使是婴儿无意识的笑容,也逃不过它的“火眼金睛”。

使用者在用“笑容相机”拍摄拥有众多人物的照片时,可将相机调节到触摸式屏幕模式。接下来,使用者只要在屏幕上触碰一下显示出的要拍摄笑脸的对象,相机就会自动对准该对象进行分析,在其展现笑容的时候,按下快门。不管被摄对象是哈哈大笑,还是抿嘴偷笑,笑容相机都能根据事先的设定进行捕捉和拍摄,使用起来既简单又方便。

于海琴

万能细胞

美国和日本研究人员成功地把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”。

从理论上说,这种干细胞的功能类似通过胚胎克隆技术取得的胚胎干细胞,能够最终培育成人体组织或器官。由于这种干细胞能通过基因组合控制,因此有“万能细胞”之称。这种被称为“直接改造”的技术不仅能避免人体胚胎克隆技术引发的伦理争议,其高效、便利也为进一步医学应用打开了大门。

学界评价:“这项研究是一个了不起的科学里程原告。从生物学意义上讲,相当于莱特兄弟制造的首架飞机。”这一突破为生物科学的“里程碑”,同时可能意味着风靡一时的胚胎干细胞克隆技术退出舞台。据称,应用这项技术,也许还能通过皮肤细胞制造精子和卵子。

冬虫夏草变异体

日本研究人员使用离子束照射冬虫夏草,开发出虫草素分泌醚是通常水平10倍的冬虫夏草变异体。

研究者选用冬虫夏草中分泌虫草素较多的蛹虫草进行试验。他们首先利用可造成DNA结构发生重大变化的离子束照射蛹虫草的菌丝体,诱发突变。然后,选取其中品质好的变异体放入培养液培育。经多轮选育,得到的变异体分泌虫草素的量可达原先的10倍。

虫草素被认为可以抑制细胞癌变,有望成为癌症和白血病治疗药物的原材料。冬虫夏草稀有而昂贵,这项技术一旦成熟,就有望能大量生产虫草素。

光纤激光器

在一根头发尖上,就可以钻出10个均匀的孔出来。能够发射这种激光的25w脉冲光纤激光器样机已由国内专家研制成功,达到了国际先进水平,不久将实现产业化。

光纤激光器在国际上也是最新技术,在精密焊接、切割和精细标记、医疗激光设备制造等领域有着广泛应用。一台25w的固定激光器有空调主机那么大,而光纤激光器只有电脑主机那么大,能耗仅为前者的1/5,且具有光束质量高、稳定性好等特点。

目前,我国光纤激光器主要依赖进口,激光企业大多只是简单的设备集成商。高性能光纤激光器的研制成功,将有力推动该领域核心技术的进步,增强国产高端精密激光设备的国际竞争力。

“十一五”期闻,我国光纤激光器市场年需求在5000台以上,而在关键技术取得突破后,国产产品每台售价可控制在进口价的60%以下,直接降低成本4亿元。


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