a) 16日从“深部探测专项2012年度成果汇报会”上获悉:我国深反射地震剖面总长达到11000公里,首次超过1万公里,标志着我国跻身世界深部探测大国行列。据悉,专项还第一次系统建立适应我国大陆复杂岩石圈、地壳的深部立体探测技术体系;打破了国外垄断,自主研制了一批深部探测地震、地面电磁、无人机航磁等关键仪器和万米科学钻机,实现了关键技术的重大突破。此外,我国首次建立了亚洲最大规模的地球动力学数值模拟平台,实现了全球、区域、局部尺度的三维地球模拟的跨越,这将为我国地壳活动性监测和地震预警提供新的技术路线。
b) 在量子调控研究国家重大科学研究计划的支持下,我国研究人员在理论与材料设计上获得突破,提出磁性离子掺杂的拓扑绝缘体薄膜是实现量子反常霍尔效应的最佳体系。同时,克服了薄膜生长、磁性掺杂、低温输运测量等难题,生长出高质量的掺杂拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了量子反常霍尔效应。量子反常霍尔效应的实验发现,被认为有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员。研究成果将推动未来无能耗电子学的发展,有望加速推进信息技术革命的进程。
c) 浙江大学的科学家用滤纸和二氧化钛薄膜制作出一种新型“纳米纸”,这种材料能继续与多种化学分子结合并展现不同特性,实现材料应用上的“百搭”。黄建国介绍说,纳米纸还可用于检测水体中汞离子、氟离子的含量,甚至用于检测DNA的特定序列段。而将碳氟链化合物与纳米纸组合而成的防菌纳米纸,还可用于食品保鲜与包装。由于碳氟链化合物不亲油,也不亲水,于是纳米纸也变得“油水不沾”,细菌也因此无法在纳米纸上停留。“纳米纸是一个理想的平台,可以针对具体问题设计出相应的材料,绝不仅局限于目前进行尝试的几个方向。”黄建国说,下一步他将尝试把纳米纸进行必要处理后用于癌症、糖尿病等疾病的便捷检测。
2.生命科学简讯
a) 据物理学家组织网报道,美国华盛顿大学医学院的科学家们已经证明,他们能够诱导细胞朝一束光移动,这意味着,科学家们朝用光操纵细胞来控制胰岛素分泌或心率迈出了第一步,这一成果在医疗领域具有广泛的应用前景。相关研究发表在4月8日出版的美国《国家科学院学报》网络版上。高塔姆强调说:“用光控制细胞的移动不仅对免疫系统非常重要,在胚胎发育中也可以确保制造心脏、肝脏及其他器官的细胞好好工作,同时对癌症转移研究也大有裨益。”
b) 四名新加坡医学生物研究院的科研人员,在过去两年里,对多名健康者及糖尿病患者皮肤组织受伤后的应对机制进行研究,最终找到了控制伤口愈合及帮助皮肤细胞迁移的分子“开关”。 科学家今后有望利用这项研究成果,开发更有效的药物,帮助糖尿病患者的慢性伤口愈合,防止伤口被感染和造成截肢等严重后果,通过制作能抑制微小核糖核酸198号的分子物质及提高蛋白质FSTL1数量的分子物质,开发促进伤口愈合的药物、乳液或绷带。
3.物理科技快报
a) 据物理学家组织网报道,60年前,锗被用来做成了第一块晶体管,但随后被硅取代,现在,美国科学家首次成功制造出了单原子厚度的锗——单锗(germanane),其电子迁移率是硅的10倍,因而有望取代硅用于制造更好的晶体管。研究发表在最新一期的美国化学会《纳米》杂志上。科学家们的计算表明,单锗的电子迁移率是硅的10倍、传统锗的5倍,因此有望用于制造高能计算机芯片。戈德伯格说:“高电子迁移率非常重要,只有用迁移率更高的材料才能制造出运行速度更快的计算机芯片。当晶体管变得更小,也需要使用迁移率更高的材料,否则晶体管会‘罢工’。”
b) 据物理学家组织网报道,美国哈佛大学和哈佛工程与应用科学学院(SEAS)的一支研究团队,从泪水中获得灵感,设计出一种透明度和润湿性功能可自我调节的液体膜仿生材料。该研究成果刊登在最新一期《自然·材料》在线版上。研究人员说,新材料还可以对其表面上各种形貌的微小变化做出响应,并进行调节,其还可以被设计成多孔质弹性固体,以便响应温度、光线、磁场或电场、化学信号、压力和其他环境条件的变化。
c) 近日,英国BBC, SKY 等多家媒体报道了英国牛津大学研发的无人驾驶汽车技术。在没有驾驶员的情况下,由驾驶机器人来进行驾驶,驾驶机器人连接上导航系统、摄像机和传感器,就可以实现一定距离的无人驾驶,可以运用于日常的上班、上学等周围环境较为熟悉的短距离驾驶,或者也可以运用到有人驾驶的情况下,帮助驾驶员提高安全系数并获得更多的驾驶的愉悦感。该技术目前在Nissan的某款电力汽车上进行测试并取得成功,在下一阶段的研究中,该团队将重点研发可以根据路况自动选择路线的驾驶机器,有望投入商业运用。
c)日本理化学研究所与达芬奇株式会社正在设计一种名为“菲涅尔光房”(Fresnel Sun House)的新型发电系统。这种系统可从早到晚高效收集太阳光产生的热能,再视需要利用热能发电或直接供应热水。该系统作为一种新的可再生能源的高效利用方式受到关注。“菲涅尔光房”是理化学研究所创新推进中心“光热能电力化研究小组”东谦治与大森整等人的研究成果。开发出表面精度好、透明度高的低光损廉价透镜是此系统的关键。大森研究室利用超薄塑料制成菲涅尔透镜,上刻同心圆沟纹,透明度极高,表面平整度误差低于20纳米,是目前塑料透镜可达到的最高水平。研究人员将菲涅尔透镜搭建成立方体形状,立方体内部倒置T型铝合金材料交换器,避免光热从任意方向逃逸;热交换器下方放置盛满水的容器。系统将受到光线照射的水体热能传递给“循环热发电机”(Rotary heat engine)进行发电。目前,普及型太阳能电池板的光电转换效率为20%左右,而“菲涅尔光房”发电系统的转换率理论上高达60%。理化学研究所计划2013年造出功率1KW的样机,2014年完成10KW的实证系统开发。