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#纳米周报#神奇的泡沫笔光刻技术

2015-12-26 17:56| 发布者: 稀饭| 查看: 1166| 评论: 5|来自: 材料人网
摘要: 纳米材料一周纵览023期20151219-20151225纳米粒子俨然成为了材料届的万能钥匙,其依靠体积小的特性,在材料里无孔不钻。上至航空航天,下到生物医用、结构能源,都有它的踪影,也发挥了重要的作用。钱学森院士就曾经 ...
纳米材料一周纵览023期
20151219-20151225

纳米粒子俨然成为了材料届的万能钥匙,其依靠体积小的特性,在材料里无孔不钻。上至航空航天,下到生物医用、结构能源,都有它的踪影,也发挥了重要的作用。钱学森院士就曾经说过:“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点,会是一次技术革命,从而将是21世纪的又一次产业革命。”

1、纳米超疏水涂层—荷叶仿生卫士驾到


由莱斯大学牵头研究的关于荷叶仿生超疏水材料有望取代现用的碳氟基材料,这将变得更加经济和环保。

要使得材料具有超疏水性必须保证水的接触角大于150度,而LESM观察到这种新型材料的接触角可以达到155度,足以媲美最好的碳氟基超疏水材料,甚至于在各种涂层技术和固化温度下,这种材料都能很好地抗击外部冲击以维持自身性能。这种材料主要利用三氧化二铝纳米颗粒来构造类似荷叶凸起的表面蜡质和超支化的有机部分,以此来达到超疏水的特性。

预计该材料可能应用于包括减摩涂层等海洋领域,如果得以实现,将会消除由于使用碳氟基材料而带来的水体污染。

相关研究结果已经发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上,论文链接:

2、神奇的“皮肤”—皮肤记忆装置


皮肤将我们与周围的世界联系到一起。当皮肤收到外界的刺激,感觉信号就会从传入神经传向中枢神经,然后在大脑的特定区域形成感知记忆。

而现在的研究重点都在于如何改善触觉传感器的灵敏度。自然的皮肤可以形成感知记忆,而触觉传感器只能感知不能记忆。最近,来自南洋理工的教授团队用植入纳米金属银线的显微结构PDMS薄片制造出了灵敏的压力传感表层,其电阻开关存储器利用典型的二氧化硅二极管结构作为转换表层,具有转换时间更短、耐久性更好和永久记忆等特点。

相关研究结果发表在《Advanced Materials》上。论文链接:

3、“私人订制”——用数学制作混合材料


如今,高分子材料以其优良的性能在日常生活中扮演着越来越重要的角色,而将高分子与其他材料混合还可以大大提升其性能。

目前原料配比是混合材料最大的问题,但大多数配比都是通过不断试验及失败获得的,这就是为什么人们想去通过建立混合物的模型去预测不同配比下混合物性能的原因。

通过一位数学家角谷静夫的论文,美国国家标准技术研究所(NIST)的团队解决了原料配比的关键问题。目前团队借助于计算机技术创造出了虚拟的纳米粒子模型,并用NIST开发的ZENO(一种程序包)进行计算,可以得到不同配比下混合材料相关的特性。

4、变废为宝--多壁碳纳米管实现废热利用


为了解决工厂的热量浪费问题,来自日本应用物理学会的几位学者正在研发一种可以在低于100℃(±5℃)的温度下把热能转化成机械能且只有几毫米长的双压电晶片带材。

这种双压电晶片带材是由一侧为多壁碳纳米管(MWNT)和一侧为镍组成的自支撑膜(FSF)。由于两侧材料膨胀率的不同,在与高温面接触后,带材不断弯曲和伸直,从而产生机械能。

双压电晶片零件的质量轻和体积小是高温敏感性的关键,也使它可以植入微型设备。通过调整碳纳米管复合层,可以将热灵敏度进一步提高。研究者称:“我们相信双压电晶片带材将成为能源转化纳米装置的重要模块之一。”

5、神奇的泡沫笔光刻技术


泡沫笔光刻是一种新奇的由光控制的纳米生产加工制造技术,它可以用来在基板上形成胶质生物粒子图案从而被广泛的应用在制备具有光、电、磁效应的装置中。

在泡沫笔光刻中,电浆基板在一束具有等离子体共振波长的低能激光束的辐射作用下,在基板-溶液的界面上产生一个微小的气泡,通过光调节基板-气泡-溶液系统之间的马朗戈尼对流,利用表面张力、气压以及基板附着力在电浆基板上捕捉和固定胶质粒子,从而实现纳米生产加工。

研究人员能够制备直径低至1微米的气泡,并且这项技术能够实现在简单、低能量光照的条件下进行,因此有望促进组织工程和细胞生物学等的发展。

相关研究结果发表在《Nano Letters》上。论文链接:


本期纳米材料周报作者:邓海山、许顺祥、杨旻朗

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