納米科學(xué)與技術(shù)的案例
華裔科學(xué)家發(fā)明新型納米材料，從海水中成功提取氫燃料
日前，來自UCF的研究員楊洋提出了一種新型的混合納米材料，可以通過太陽能，從海水中產(chǎn)生氫氣，比目前的材料更便宜、更有效。這一突破有望成為清潔燃料的新來源，減少對化石燃料的需求，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
楊洋是佛羅里達(dá)中央大學(xué)納米科學(xué)技術(shù)中心和材料科學(xué)與工程學(xué)系聯(lián)合任命的助理教授，他已經(jīng)研究了近10年的太陽能氫分裂。它是用一種光催化劑來完成的，這是一種利用光的能量刺激化學(xué)反應(yīng)的材料。當(dāng)他開始研究的時候，楊教授專注于利用太陽能從純凈水中提取氫，用海水所需的光催化劑不夠耐用，無法處理其生物量和腐蝕性鹽。正如《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志所報道一樣，楊教授和他的研究團(tuán)隊開發(fā)出了一種新的催化劑，不僅能夠獲得比其他材料更廣泛的光譜，而且能夠經(jīng)受住在海水中發(fā)現(xiàn)惡劣環(huán)境。
楊教授表示：“我們已經(jīng)打開了一個新的窗口來分解真正的水，不僅僅是實驗室里的純凈水。在海水中也很有效。”楊洋開發(fā)了一種由混合材料組成的光催化劑，微小的納米技術(shù)被化學(xué)蝕刻在二氧化鈦薄膜的表面上，這是最常見的光催化劑。這些納米孔的凹痕表面涂上了二硫化鉬的納米薄片，這是一種具有單一原子厚度的二維材料。典型的催化劑只能將有限的光轉(zhuǎn)化為能量，有了新材料，楊教授的團(tuán)隊能夠顯著提高可以收獲的光，通過控制納米薄片中硫的密度，可以產(chǎn)生從紫外光波到近紅外光波長的能量，使其效率達(dá)到目前光催化劑的兩倍。
楊教授表示:“我們可以從光中吸收比傳統(tǒng)材料多得多的太陽能。在許多情況下，從太陽能中生產(chǎn)化學(xué)燃料比太陽能電池板發(fā)電更好。電力必須使用或儲存在電池中，這將降低其性能，而氫氣則很容易儲存和運輸。制造催化劑相對簡單和便宜。楊教授的團(tuán)隊正在繼續(xù)進(jìn)行研究，專注于擴(kuò)大制造的最佳方式，并進(jìn)一步提高其性能，這樣就有可能從廢水中分離出氫。
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展開 《先進(jìn)材料》國家納米科學(xué)中心專題綜述：抗菌碳納米材料的新進(jìn)展
手性石墨烯量子點的抗菌活性和抗菌機(jī)制
雖然目前發(fā)現(xiàn)了大量的抗菌碳納米材料，但是在將其轉(zhuǎn)化到實際應(yīng)用的過程中仍面臨諸多問題：大規(guī)模制備方法的匱乏，材料在細(xì)菌中的定位不明確（可能會對抗菌機(jī)制的研究造成阻礙），大多數(shù)材料的選擇性抗菌活性不好。該課題組的前期研究發(fā)現(xiàn)，氮摻雜石墨烯量子點具有優(yōu)異的雙光子熒光性能（Nano Lett. 2013, 13, 2436），動物水平的毒理學(xué)研究表明該材料具有良好的生物相容性（Toxicol. Res. 2015, 4, 270）。借助雙光子熒光等技術(shù)，能更準(zhǔn)確地獲得碳納米材料的細(xì)菌定位信息，有助于抗菌機(jī)制的分析。此外，將氮摻雜石墨烯量子點和傳統(tǒng)的光敏劑結(jié)合可實現(xiàn)雙光子光動力學(xué)反應(yīng)（Chem. Commun. 2018, 54, 715），產(chǎn)生活性氧可用于抗菌。雖然抗菌碳納米材料的發(fā)展面臨種種問題與挑戰(zhàn)，通過借鑒碳納米材料在其它領(lǐng)域尤其是材料合成和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域積累的科研成果，碳納米材料在抗菌應(yīng)用方面存在著廣闊的發(fā)展前景與實際應(yīng)用價值。
展開 上海工程技術(shù)大學(xué)王大中團(tuán)隊《JPCC》：碳納米管的切割方法與展望
碳納米管由于其獨特的結(jié)構(gòu)、電學(xué)、化學(xué)和物理性質(zhì)，在納米科學(xué)和納米技術(shù)領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。碳納米管具有很大的長徑比、高模量、高強(qiáng)度、導(dǎo)電性、傳熱性和光學(xué)性能。此外，將碳納米管切割成短的碳納米管或石墨烯納米帶，在納米科學(xué)和納米技術(shù)中引起了越來越多的關(guān)注。雖然碳納米管有很多優(yōu)點，但也有局限性。對于許多特殊應(yīng)用，碳納米管的特定長度是必不可少的。因此，有必要對碳納米管進(jìn)行精確切割。但是，每種切割方法都有其優(yōu)缺點，因此有必要深入了解切割方法所涉及的物理和化學(xué)過程。
近日，來自上海工程技術(shù)大學(xué)王大中教授的團(tuán)隊對碳納米管切割的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了梳理和總結(jié)，總結(jié)了切割方法和加工質(zhì)量的最重要進(jìn)展。特別注意最常見和最重要的物理切割、化學(xué)切割和物理/化學(xué)切割方法。重點介紹了單壁碳納米管和多壁碳納米管切割所涉及的物理化學(xué)過程。這些可以使該領(lǐng)域的研究人員對碳納米管的切割方法、應(yīng)用領(lǐng)域和切割質(zhì)量評估有更深入的了解。最后，對基于碳納米管的切割方法目前面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)和未來的研究機(jī)遇進(jìn)行了展望。相關(guān)論文以題為“Cuttingmethods and perspectives of carbon nanotubes”發(fā)表在Journalof Physical Chemistry C。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c01756
圖1. 碳納米管切割方法的分類，以及應(yīng)用領(lǐng)域和質(zhì)量評價。
圖2. 超薄切片機(jī)制備短碳納米管。
圖3. 電子束切割碳納米管。
圖4. 碳納米管的濕式切割法。
圖5.
展開 Feature Article：便捷加工厘米級超表面透鏡——基于水溶性模具的納米壓印技術(shù)
首先，目前構(gòu)成超表面的混合樹脂僅嘗試了TiO2納米顆粒，是否可利用更高折射率的納米顆粒（例如Si和Ge）仍有待研究。此外，PVA模具由于被水溶解，無法被重復(fù)使用，如何提高模具的重復(fù)使用率同時又保持超表面加工質(zhì)量，需要開拓新的思路。
主要作者
Junsuk Rho，博士，浦項科技大學(xué) (POSTECH) 機(jī)械工程系和化學(xué)工程系講座教授，POSCO-POSTECH-RIST平面光學(xué)和超光子學(xué)融合研究中心的主任，研究方向為納米科學(xué)與工程。他曾在美國勞倫斯伯克利國家實驗室材料科學(xué)部擔(dān)任博士后研究員，并在阿貢國立大學(xué)納米科學(xué)與技術(shù)部擔(dān)任 Ugo Fano 研究員。
本文出處
發(fā)表于：PhotoniX
論文鏈接：
https://photonix.springeropen.com/articles/10.1186/s43074-023-00096-2
文獻(xiàn)檢索：
PhotoniX 4, 22 (2023). https://doi.org/10.1186/s43074-023-00096-2
[1] N. Yu, P.
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《Nature》科學(xué)家首次合成具有拓?fù)湫再|(zhì)石墨烯納米帶
近日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature以“Engineering of robust topological quantum phases in graphene nanoribbons”為題報道了上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院王世勇特別研究員與瑞士材料聯(lián)邦科學(xué)與技術(shù)實驗室Roman課題組、德國馬普所Klaus Mullen課題組、美國倫斯勒理工大學(xué)Vincent Muller課題組以及德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)馮新亮課題組合作的最新成果。他們繼2016年獲得原子級精確的鋸齒型石墨烯納米帶后（Nature 531，489，2016），再次取得突破，首次合成具有拓?fù)湫再|(zhì)的石墨烯納米帶。瑞士聯(lián)邦實驗室Oliver Groning，上海交通大學(xué)王世勇，德國馬普所Yao Xuelin為文章的共同第一作者。該工作同時被Nature news and views 亮點報道(Nature 560, 175-176, 2018; Nature 560, 209-213, 2018)。
a 在石墨烯納米帶中實現(xiàn)SSH模型；b 表面化學(xué)合成方法得到結(jié)果原子級精確的石墨烯納米帶；c 石墨烯納米帶的結(jié)構(gòu)及電學(xué)性質(zhì)
石墨烯納米帶作為準(zhǔn)一維的石墨烯納米結(jié)構(gòu)，由于量子限域效應(yīng)和邊界效應(yīng)，其電子結(jié)構(gòu)與其寬度和邊緣結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。理論研究表明，具有扶手椅形邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米帶呈現(xiàn)半導(dǎo)體性，其帶隙隨納米帶寬度的減小而增加；而具有鋸齒形邊緣結(jié)構(gòu)的石墨烯納米帶表現(xiàn)出自旋極化特性。尤為奇特的是，特定非規(guī)則邊緣的石墨烯納米帶具有新穎的拓?fù)涮匦浴?017年，伯克利大學(xué)Steven Louie組預(yù)測邊緣結(jié)構(gòu)交替的石墨烯納米帶結(jié)構(gòu)具有拓?fù)浔Ｗo(hù)的界面態(tài)，進(jìn)而可以用來調(diào)控一維的拓?fù)淞孔討B(tài)，實現(xiàn)Su-Schrieffer-Heeger模型（圖a）。
展開 國家納米科學(xué)中心何軍Adv. Mater. : 揭示范德華雙極半導(dǎo)體的傳導(dǎo)行為
到目前為止，已經(jīng)在許多新材料中觀察到雙極行為，如碳納米管(CNT)。然而，對于像CNT這樣的極低維系統(tǒng)，觸點可能主導(dǎo)傳輸行為。例如，研究人員已發(fā)現(xiàn)CNT用于肖特基勢壘場效應(yīng)晶體管(SBFET)，其中雙極傳導(dǎo)主要來自電子和空穴通過觸點處的肖特基勢壘注入。最近，研究人員將SBFET模型用于分析黑磷基晶體管，并且發(fā)現(xiàn)能夠解釋其雙極傳導(dǎo)特征。但是這一模型是否可以推廣到其他vdWS仍然懸而未決。
【成果簡介】
近日，國家納米科學(xué)中心何軍研究員(通訊作者)等從分析和理論上對雙極性vdWS的傳導(dǎo)行為進(jìn)行了研究，并在Adv. Mater.上發(fā)表了題為“Uncovering the Conduction Behavior of van der Waals Ambipolar Semiconductors”的研究論文。數(shù)值模擬結(jié)果表明肖特基勢壘場效應(yīng)晶體管(SBFET)模型可以完全解釋雙極性vdWS。基于上述結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)在改變層厚的同時廣泛觀察到的導(dǎo)電極性轉(zhuǎn)變主要來自金屬/vdWS界面處的能帶對準(zhǔn)的調(diào)諧。通過在vdWS和基板之間引入惰性hBN層，可以抑制/反轉(zhuǎn)這種轉(zhuǎn)變。 通過第一性原理計算，證明金屬/vdWS/襯底相互作用在調(diào)整肖特基勢壘高度中起著至關(guān)重要的作用，最終決定了雙極性vdWS表現(xiàn)出的傳導(dǎo)行為。
展開 用于X射線顯微鏡，科學(xué)家一分鐘內(nèi)3D打印出納米鏡片
2018年10月16日，南極熊從外媒獲悉，Max Planck智能系統(tǒng)研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了3D打印技術(shù)的一項新應(yīng)用，他們使用雙光子3D打印技術(shù)從聚合物材料中制造出具有納米尺寸特征和出色聚焦能力的X射線透鏡。
而整個制造過程僅僅需要花費一分鐘，這項技術(shù)制造出具X射線光學(xué)特性的單透鏡，大大降低了原型制造的成本。
據(jù)悉，X射線顯微鏡是獨特地結(jié)合納米尺寸分辨率和大穿透深度的成像工具，它允許您在不破壞計算機(jī)中央處理單元的情況下查看其中的缺陷，X射線顯微鏡或XRM是唯一能夠以高分辨率研究埋藏特征的技術(shù)。
然而，X射線的聚焦并非那么容易，它需要納米級幾何形狀的光學(xué)器件。由于其復(fù)雜的納米制造方法，單個鏡頭可能花費高達(dá)數(shù)萬歐元，制造成本非常高昂。
該研究所的現(xiàn)代磁系統(tǒng)和物理智能部門共同合作，試圖尋找一種更便宜的方法來制作該光學(xué)器件，能夠有效地聚焦X射線。這就是3D打印技術(shù)的特點得到應(yīng)用的地方，他們發(fā)現(xiàn)飛秒雙光子3D納米打印是制造這種衍射X射線光學(xué)元件的最佳方法。
此前，南極熊也曾多次報道過國內(nèi)外的雙光子3D打印技術(shù)，下圖中是雙光子聚合加工的技術(shù)原理。
南極熊曾參觀過中國院理化所的雙光子3D打印設(shè)備，可以進(jìn)行微納米級別的3D打印。
Umut T. Sanli博士解釋說：“我們使用了飛秒脈沖紅外（IR）激光器，以及可以通過同時吸收多個紅外光子來聚合的光刻膠，以寫入小于光波長的結(jié)構(gòu)。通過這種方式，我們實現(xiàn)了極具挑戰(zhàn)性的X射線透鏡幾何結(jié)構(gòu)，具有納米級特征和非常高的聚焦效率，他繼續(xù)說道。初步結(jié)果顯示，使用直接軟X射線成像和3D打印的透鏡表現(xiàn)出優(yōu)越的性能，效率高達(dá)20％。”
由于輻射損壞，幾乎每年都需要更換XRM的X射線光學(xué)系統(tǒng)。
展開 日本科學(xué)家的新發(fā)現(xiàn)，黃金納米材料光電極可高效吸收可見光
美國能源部人工光合作用聯(lián)合研究中心作為人工光合作用的領(lǐng)軍研究機(jī)構(gòu)之一，在水分子分解方面做得如此之出色，以至于科學(xué)家認(rèn)為水分子分解領(lǐng)域已經(jīng)成熟，應(yīng)該把目光投向尚有開拓空間的二氧化碳降解。
按照這條思路，近日，日本科學(xué)家推出了一款基于二氧化鈦半導(dǎo)體、黃金薄膜和黃金納米顆粒的光電極。該光電極對可見光的吸收效率達(dá)到 85%，其光能-電能轉(zhuǎn)換效率比不使用黃金納米薄膜的光電極高 11 倍。這種光電極能以很高的效率將陽光轉(zhuǎn)化為可再生能源。
（來源：北海道大學(xué)）
在日本札幌北海道大學(xué)的研究人員與臺灣國立交通大學(xué)的研究人員于《自然·納米技術(shù)》雜志上合作發(fā)表的論文中，研究人員表示，在二氧化鈦等半導(dǎo)體表面簡單添加金納米顆粒無法達(dá)到他們期望的光吸收效率。
后來他們發(fā)現(xiàn)，提高光吸收效率的關(guān)鍵是構(gòu)建一種三明治結(jié)構(gòu)，即：用 100 納米厚的黃金薄膜和黃金納米顆粒作為外層，包裹二氧化鈦半導(dǎo)體構(gòu)成的內(nèi)層。當(dāng)光照在三明治結(jié)構(gòu)一側(cè)的納米金顆粒上時，另一側(cè)的黃金薄膜像一面鏡子，通過納米空腔捕獲光子，以便黃金納米顆粒能夠繼續(xù)吸收更多光子。
附加的黃金薄膜對于構(gòu)成納米空腔非常關(guān)鍵，但黃金納米顆粒的等離子體效應(yīng)，即光子撞擊金屬表面時黃金原子中的電子波動，同樣非常重要。
當(dāng)黃金納米顆粒受到光子撞擊，產(chǎn)生與納米空腔等波長的表面等離子時，等離子和空腔之間產(chǎn)生強(qiáng)耦合，顯著提升光-電轉(zhuǎn)換效率。
不過，研究負(fù)責(zé)人，北海道大學(xué)教授三澤弘明（Hiroaki Misawa）承認(rèn)，他們推出的光電極的高效率不能與其他水分子分解技術(shù)的效率進(jìn)行簡單類比。
具體地，在黃金光電極技術(shù)中，如果半導(dǎo)體粒子數(shù)量充足，那么光吸收效率會顯著提升。不過，基于硅光電池的水分解系統(tǒng)之前就已經(jīng)出現(xiàn)，這種系統(tǒng)對可見光的利用效率同樣很高。因此，目前難以比較黃金光電極技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)的效率。
展開 從折剪紙藝術(shù)到納米尺度光學(xué)器件，MIT聯(lián)手中國科學(xué)家集成3D光學(xué)器件
方絢萊教授指出，該研究仍處于早期階段，因此科學(xué)家希望找出技術(shù)的更多應(yīng)用。這些納米尺度光學(xué)器件可以用來構(gòu)建更復(fù)雜的光學(xué)通訊、傳感、計算和生物醫(yī)藥技術(shù)芯片。
例如，葡萄糖分子有左旋和右旋 2 種類型，具有不同的光特性。因此，可以利用這種特性，用納米光學(xué)極化傳感器構(gòu)建更小，更高效的葡萄糖分子感測器。
此外，通過光學(xué)極化技術(shù)，可以讓光纖通信實現(xiàn)極化復(fù)用，提高光纖容量，而利用納米光學(xué)器件可以構(gòu)造出更高效的光纖通信系統(tǒng)。
浙江農(nóng)林大學(xué)一項研究讓木材仿生防水吸收輻射身價倍增
在浙江省自然科學(xué)基金的資助下，浙江農(nóng)林大學(xué)副研究員孫慶豐承擔(dān)的自然科學(xué)基金重點項目“木材趨磁性的仿生形成機(jī)制研究”不久前通過了結(jié)題驗收，并且該研究成果已經(jīng)吸引了省內(nèi)外一些企業(yè)合作開發(fā)系列新型木材產(chǎn)品，即將推向市場。
近日，記者走訪了浙江農(nóng)林大學(xué)，據(jù)孫慶豐介紹，蓮葉為何能夠滴水不染？候鳥為何能夠“千里遷徙”？海龜為何能夠“萬里洄游”？那是因為自然界的生物體經(jīng)過數(shù)十億年的物競天擇、優(yōu)勝劣汰，其結(jié)構(gòu)與功能已趨至完美，實現(xiàn)了宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)的有機(jī)統(tǒng)一。從大自然給予的啟發(fā)，向自然界學(xué)習(xí)，模仿自然界生物體功能中的某一方面，構(gòu)筑相似甚至超越自然生物體功能的新型仿生材料，研究和構(gòu)筑高性能的仿生智能材料是人類發(fā)展進(jìn)程中的一個永恒課題。
當(dāng)今社會大廈林立，汽車川流如梭，電線電纜縱橫交錯，空間中的鋼筋混凝土或鐵金屬材料和器具會將地球磁力變?nèi)趸蚱帘危滓鹕矬w各種生物機(jī)能的紊亂或使生物體出現(xiàn)異常行為。木材對于人體不足的磁氣具有自然補(bǔ)充的機(jī)能，可以促進(jìn)自律神經(jīng)活動，適宜的磁氣對減少高血壓、風(fēng)濕癥、腎病等多種疾病的發(fā)生有重要影響。因此，木結(jié)構(gòu)住宅和室內(nèi)木材設(shè)置較多的微環(huán)境空間有利于人居健康。
如何提高木材的綜合利用率，改善木材的原有性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍等方面的研究越來越受到重視。隨著納米科學(xué)與技術(shù)在各個領(lǐng)域取得令人矚目的成績，將木材科學(xué)與納米科學(xué)與技術(shù)相交叉融合，以制備高附加值多功能型無機(jī)納米木材復(fù)合新型材料，是木材科學(xué)領(lǐng)域日益受到重視的高新技術(shù)之一。將無機(jī)納米材料的優(yōu)點與木材進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，改善和提高木材原有性能并賦予其新的特殊性能，使制備的材料同時具有木材特性和納米材料特性的雙重功能，將是解決當(dāng)前木材短缺的重要方法之一。
展開 多模式硬X射線顯微成像：超高分辨率（近10 納米）和其在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用
特別對與掃描顯微成像，并行多模式的成像方式使得不同的信息的空間分布可以同時獲得，因此在很多科學(xué)領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用需求。 由于聚焦硬X射線非常困難， 提高其空間分辨率一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。特別是到10 納米量級，基本接近現(xiàn)有光學(xué)器件的衍射極限。
【成果簡介】
近日，美國布魯克海文國家實驗室國家先進(jìn)光源II（NSLS-II）的嚴(yán)函斐博士（第一作者，通訊作者）及同事，康涅狄格大學(xué)Wilson Chiu教授以及克萊門大學(xué)Kyle Brinkman教授合作，報道了利用一種特殊的多層膜勞埃鏡（MLL）聚焦硬X射線接近衍射極限，并用不同的方法確認(rèn)了近10納米的掃描成像分辨率。采用重疊關(guān)聯(lián)衍射成像中的迭代相位恢復(fù)算法（ptychography），分辨率可以進(jìn)一步提高到10納米以下。利用納米小光斑和光柵掃描，這個小組研究了一種離子電子混合導(dǎo)電膜（廣泛應(yīng)用于燃料電池和氣體分離技術(shù)）并得到了這種材料的在極高分辨率上的熒光，吸收，微分相位和相位圖。前者給出元素分布，后三者給出電子密度，結(jié)構(gòu)和形貌分布。在納米尺度上，觀察到了一個新生成的材料相。這是硬X射線掃描顯微學(xué)在近10納米分辨率上的第一個科學(xué)應(yīng)用，并宣告進(jìn)入10納米時代。相關(guān)成果以題為“Multimodal hard x-ray imaging with resolution approaching 10nm for studies in material science” 發(fā)表于IOP頂級期刊Nano Futures上。
【圖文導(dǎo)圖】
圖1 硬X位于美國布魯克海文國家實驗室國家先進(jìn)光源II的硬X射線掃描站（HXN）示意圖
NSLS-II是美國近年建造的第三代同步輻射光源，以提供高空間分辨率和高能量分辨率的巨大需求。其中HXN提供世界領(lǐng)先的空間分辨能力。整個束線可以認(rèn)為是一個120米長的超級X射線掃描顯微鏡。
展開 
哈工大冷勁松教授團(tuán)隊《中國科學(xué)》綜述：形狀記憶聚合物微納米纖維膜在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展
基于靜電紡絲技術(shù)，將形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料制備成纖維結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)熱、電、光、PH、水、磁及電效應(yīng)等激勵變形過程，在生物醫(yī)療、智能紡織、傳感、驅(qū)動等方面應(yīng)用廣泛。近年來，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究和關(guān)注。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)冷勁松教授團(tuán)隊就近10年形狀記憶聚合物微納米纖維膜的制備技術(shù)、結(jié)構(gòu)形貌、驅(qū)動方法及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)論述。文章總結(jié)了由靜電紡絲技術(shù)制備的形狀記憶聚合物微納米纖維膜的多種結(jié)構(gòu)，包括無紡、核殼、中空、取向纖維等結(jié)構(gòu)（Fig3）及其不同的驅(qū)動方式，包括熱驅(qū)動、磁驅(qū)動、水驅(qū)動等驅(qū)動方法。隨后，文章對形狀記憶聚合物微納米纖維膜在骨組織支架、骨組織修復(fù)、神經(jīng)支架（Fig10）及細(xì)胞培養(yǎng)等方面的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。最后，該團(tuán)隊對目前形狀記憶聚合物材料其他結(jié)構(gòu)在血管直接、氣管支架、骨修復(fù)藥物及細(xì)胞載體、動脈瘤、血栓和心臟貼片等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了概括，并對形狀記憶聚合物微納米纖維膜未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
圖文速遞
圖3 不同結(jié)構(gòu)的纖維無紡結(jié)構(gòu)（a）[30]；核殼結(jié)構(gòu)（b）[33]；中空結(jié)構(gòu)（c）[34]和取向纖維（d）[37]
圖10 在第9天，在（A）P5，（B）P5C0.5，（C）P5C1和（D）P5C2納米纖維上培養(yǎng)PC12細(xì)胞表達(dá)的NF200[45]
形狀記憶聚合物微納米纖維膜在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展相應(yīng)文章發(fā)表于《中國科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》雜志上，相信這篇綜述對相關(guān)領(lǐng)域的研究者具有重要的參考價值。
全文連接：
https://doi.org/10.1360/N092018-00126
來源：高分子科學(xué)前沿
展開 臺積電技術(shù)路線圖：2納米3納米工藝將按時推出
4月27日消息，臺積電近期更新了其制程工藝路線圖，稱其4納米工藝芯片將在2021年底進(jìn)入“風(fēng)險生產(chǎn)”階段，并于2022年實現(xiàn)量產(chǎn)；3納米產(chǎn)品預(yù)計在2022年下半年投產(chǎn)， 2納米工藝正在開發(fā)中。
在產(chǎn)能方面，沒有任何競爭對手能威脅到臺積電的主導(dǎo)地位，而且未來幾年內(nèi)也不會。至于制造技術(shù)，臺積電最近重申，它有信心其2納米（N2）、3納米（N3）和4納米（N4）工藝將按時推出，并保持比競爭對手更先進(jìn)節(jié)點工藝領(lǐng)先優(yōu)勢。
今年早些時候，臺積電將2021年的資本支出預(yù)算大幅提高到250億至280億美元，最近更是追加到300億美元左右。這是臺積電未來三年增加產(chǎn)能和研發(fā)投入計劃的一部分，該公司計劃三年總共投資1000億美元。
在臺積電今年300億美元的資本預(yù)算中，約80%將用于擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)能，如3納米、4納米、5納米、6納米以及7納米芯片。華興證券分析師認(rèn)為，到今年年底，先進(jìn)節(jié)點上的大部分資金將用于將臺積電的5納米產(chǎn)能擴(kuò)大到每月11萬至12萬片晶圓。
與此同時，臺積電表示，其資本支出的10%將用于先進(jìn)的封裝和掩模制造，另外10%將用于支持專業(yè)技術(shù)開發(fā)，包括成熟節(jié)點的定制版本。
臺積電最近提高資本支出的舉措是在英特爾宣布其IDM 2.0戰(zhàn)略(涉及內(nèi)部生產(chǎn)、外包和代工運營)之后做出的，并在很大程度上重申了該公司在競爭加劇之際對短期和長期未來的信心。
臺積電總裁兼首席執(zhí)行官魏哲家在最近與分析師和投資者的電話會議上表示：“作為一家領(lǐng)先的晶圓代工企業(yè)，臺積電在成立30多年的歷史中從未缺乏競爭，但我們知道如何競爭。我們將繼續(xù)專注于提供領(lǐng)先的技術(shù)、卓越的制造服務(wù)，并贏得客戶的信任。
展開 新加坡科技設(shè)計大學(xué)團(tuán)隊使用激光直寫技術(shù)打印10納米級懸空納米網(wǎng)格
【引言】
基于雙光子聚合的三維激光直寫技術(shù)受限于衍射極限, 使得現(xiàn)有的成熟激光直寫技術(shù)的極限尺度被限制在100納米級別。實現(xiàn)更高的書寫尺度極限往往需要對實驗設(shè)備和聚合材料進(jìn)行精細(xì)的調(diào)控，加大了實驗的成本和復(fù)雜度。因此，發(fā)展一個完全基于標(biāo)準(zhǔn)的3D激光直寫儀器的圖案化手段來實現(xiàn)極高的打印極限是非常重要的。文章中展示的方法可以非常簡單地通過調(diào)節(jié)書寫條件，直接書寫超小尺寸。
【成果簡介】
近日，新加坡科技設(shè)計大學(xué)Joel K. W. Yang教授（通訊作者）團(tuán)隊，首次報道了使用激光直寫技術(shù)打印出10納米級的懸空納米網(wǎng)格。該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)通過控制激光掃描的速度及方向，配合聚合物的張力作用，可以打印出10納米級的懸空納米線。其中最窄的線條可達(dá)7納米，幾乎媲美目前精度最高的表面圖案化技術(shù)。該方法在用于打印20納米級的懸空網(wǎng)格時可達(dá)到80%的成品率。利用這方法，該團(tuán)隊打印出最小橫向間距為33納米的懸空納米網(wǎng)格。同時，這些納米網(wǎng)格可以用作蒸發(fā)掩板制造納米級的金屬間距。相關(guān)成果以題為 “Sub-10-nm Suspended Nano-Web Formation by Direct Laser Writing” 發(fā)表在 Nano Futures 上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：隨機(jī)成核vs 導(dǎo)向成核 vs 正常交聯(lián)過程的概要和結(jié)果
（a-c）隨機(jī)成核：聚合物均勻隨機(jī)生成，形成雜亂的納米結(jié)構(gòu)。往往是大結(jié)構(gòu)的副產(chǎn)物。
（d-f）導(dǎo)向成核：利用低于閾值的激光進(jìn)行導(dǎo)向，形成有規(guī)律的納米結(jié)構(gòu)。可打印10納米級別的結(jié)構(gòu)
（g-i）正常的交聯(lián)過程：激光強(qiáng)度高于閾值，產(chǎn)生足夠多的聚合物形成寬大的結(jié)構(gòu)。這類結(jié)構(gòu)往往在100納米級別。
圖2：激光掃描方向的影響及納米網(wǎng)格的形貌表征
（a）A和B是電子掃面顯微鏡圖片，展示了在極低的激光強(qiáng)度下，納米線條展現(xiàn)了隨掃描方向變化的非對稱性。
展開 刑事科學(xué)技術(shù)裝備技術(shù)參數(shù)
刑事科學(xué)技術(shù)裝備技術(shù)參數(shù).doc
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