《电子技术应用》
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太阳能涂料出新招 纳米技术来给力

2011-08-13

  据说伟大的东西往往来自于小得不起眼的包装。全球最大的科技专家联盟IEEE专家日前表示,可能会给人类世界带来最大影响的技术创新和设备如此之小,以至于几百万个加在一起也只有针头那么大。改变游戏规则的先进的纳米技术" title="纳米技术">纳米技术,有人也将其称为“小不点科学”,正在改变着那些致力于解决人类世界最大挑战的科研人员的研究方法。

  你想过吗,也许内嵌的太阳能电池涂料可以把你的房子变成一块大大的太阳能电池板;对付癌症的“量子点”可以逐个击败癌细胞,同时却不会损害健康组织;手机电池不用几个小时而仅仅在几秒钟内就能完成充电。

  在纳米技术工程领域中,处理的原材料或开发的设备至少有一个维度小于100 nm,这大约是普通人头发宽度的千分之一。当前大多数电子技术已经采用纳米技术,而以上这些新应用则把其作用发挥到极致。通过进行原子级和分子级处理(也称为量子领域),可以改变材料具体的机械、热量和接触反应等特质。

  韩国首尔汉阳大学融合纳米科学系首席教授、IEEE会员Jo-Won Lee指出:“对于这些纳米技术,成为主流应用的挑战来自于我们怎样经济、高效地将它们加以实际应用。”他说,传统制造通常没有到达纳米一级,但已经有一种改良的方式诞生了,被称为“自我组装”,从本质上讲,就是纳米设备进行自我构建,这一点与分子构建形成更大系统的方式非常类似。

  IEEE及其会员在纳米技术的实际环境应用方面发挥着重要作用。例如,IEEE纳米技术委员会正在推动和协调这一领域中的各项工作,包括纳米技术理论、设计和开发以及其在科学、工程和工业中的应用。

  该委员会今年工作的亮点之一是2011年8月15-19日在美国俄勒冈州波特兰举办的2011年度IEEE NANO大会。来自20多个IEEE协会的国际科学家和从业者将汇聚在一起,协作开发新领域的纳米技术应用,交流纳米技术在各自领域及相关领域中的应用。

  美国里弗赛德加里福尼亚大学材料科学和工程项目主席,2011年IEEE纳米技术先锋奖获得者,IEEE高级会员Alexander Balandin博士举了一个很有意思的例子:“我们正在进行如何更好地控制电子与光子交互方面的研究,从而生产出效率更高、成本更低的光伏太阳能电池。这不仅可以使现有的太阳能应用受益,而且将来这些纳米材料还可以作为商业化的太阳能涂料" title="太阳能涂料">太阳能涂料,喷涂在住宅和大楼的表面,从而彻底改变现有电网的能量来源。”

  医疗领域也出现了明显进步。例如,科学家们正在研究可以注射到皮肤中的纳米传感器,它可以更高效地监测病人的健康情况,例如糖尿病患者。在癌症治疗方面,目前大部分靶疗的效果几乎是好坏参半,因为许多化疗虽然可以根除癌细胞,但是对人体来说同样是毒药。通过使用化学调谐的纳米晶体,它们被称作“量子点”,医生可以选择性地攻击癌细胞,避免伤害健康细胞。

  IEEE专家还认为,最近几年来电池性能的逐步提高,将在纳米技术应用后更加凸显。IEEE终身会员,巴西圣保罗大学Laboratório de Sistemas Integráveis实验室创始人João Zuffo指出:“未来完全有可能在几秒钟内,而不用花一个小时给手机或笔记本电脑充电。同样,纳米材料的独特特性,如石墨,可能会改善电动车的电池存储容量,因为这种材料的表面体积比非常高,与使用化石燃料相比,它将成为一种更经济、可持续的备选方案。”

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