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碳纳米管净化可呈现半导体性质等外八篇


        碳纳米管净化可呈现半导体性质

        据英国《科技》杂志近日报道,美国南加州大学科学家开发出一种新的方法来净化碳纳米管混合物,借助紫外线和空气中的氧生成净化的半导性纳米管,这将对下一代计算机芯片的发展产生重大影响。
        碳纳米管具有独特的形状和电子性能,极有希望成为未来电子元件制造的主要原材料。然而,碳原子的排列方式不同,可使纳米管呈现出高导电(金属性)或半导电的性质。多达三分之一的新合成的碳纳米管样本都显示出金属的高导性质,这为制造基于半导性的晶体管等电子设备增添了不少麻烦。
        由于金属的阻力最小,电流将只通过高导性的碳纳米管。之前的研究一直依赖于将金属性碳纳米管分离出来,以解决这个棘手问题。现在,来自美国南加州大学的研究小组开发出了一种更简易的方式:通过紫外线使碳纳米管发生氧化,在金属性纳米管的碳原子结构内形成缺陷,从而使净化的纳米管显现出半导体的性质。


        硅基器件实现全光超高速信号处理

        据美国《发现》杂志近日报道,德国Karlsruhe大学、比利时大学校际微电子研究中心、美国Lehigh大学等研究机构的研究人员采用硅基器件实现了全光超高速通信信号处理,传输速率为100Gbit/s。
        报道说,全光处理是通信研发中的热点,速度、功率和成本至关重要。全光处理的关键是具有高非线性的光学波导和超高速的性能。研究人员通过将深紫外光刻、标准CMOS工艺和有机分子束沉积等技术结合起来,制造了一种创新型的光学波导结构。这个被称作硅-有机杂化物(silicon-organichybrid,SOH)构成的波导,为全光信号处理铺平了道路。
        研究人员通过成熟的CMOS工艺来制造波导,有机分子束沉积技术用来在波导上覆盖有机分子,这些有机分子使得SOH波导具有加大的非线性,并没有引入较大损耗。这是目前为止光子光学信号处理速度的世界纪录,该实验证实了可将SOH波导应用于宽带通信信号全光处理的可行性。

        新材料可让芯片主频达千G

        据美国《新科学家》杂志近日报道,美国麻省理工学院研究人员使用石墨烯新材料制成的倍频器,有可能让处理器工作频率达千G。
        石墨烯(graphene)是2004年英国科学家发现的。它是一种完美的单层碳原子二维晶体,所有碳原子以正六边形排列。我们耳熟能详的碳纳米管在某种意义上就可以看作是卷成卷的石墨烯。自从这种材料被发现以来,全世界科学家都在探究它在电子、微处理器行业中的应用。
        麻省理工学院电子工程和计算机科学系副教授Tomas Palacios日前宣布,他使用石墨烯材料制成了只需要单个晶体管的倍频器,能够输出纯净的高倍频信号,同时能效也非常高。
        Tomas Palacios表示,在现有技术条件下,产生4.5GHz以上的频率难度都相当高,而石墨烯倍频器可以让系统运行在500GHz到1000GHz。

        肠道细菌可修复受损的肠道细胞

        据美国《微生物》杂志近日报道,英国食品研究所研究人员对一种名为“卵形拟杆菌”的肠道细菌进行基因改造,使得它只要接触一种特殊的糖—木聚糖,就会生成名为“KGF-2”的蛋白质,它可以帮助修复受损的肠道细胞,帮助治疗宿主的大肠炎等疾病。
        试验显示,这种方法可以治疗大肠炎等一系列肠道疾病。体内含有这种细菌的实验鼠摄入木聚糖后,肠道出血减少,肠道组织的恢复加快,并且降低了肠道发炎的风险。另外,试验还显示这种方法可以帮助预防肠道疾病。


        植物也具有社会性
 
        据美国《探索》杂志近日报道,科学家发现植物也拥有行为能力,一些植物甚至表现出社会性,它们也会关心“家人”同时将附近陌生的“家伙”赶走。
美国麦克马斯特大学生物学家苏珊•达德利表示:“我在学校上学的时候,那时的研究人员认为一些植物获取资源的能力高于或者低于其他植物,但他们却对植物世界的整个社会性形势视而不见。在将目光聚焦这个问题后,我吃惊地发现植物也拥有社会性。自此之后,我们发现了更多与之有关的东西。”
        达德利说,凤仙花属植物在周围有“亲人”存在时会消耗与正常情况相比更少的能量用于根部生长,如果遭遇的是在遗传学上与之无关的凤仙花属植物,它们的根部便会尽可能快地生长。
        以这种方式辨认自己的“亲人”是亲属识别能力的一个例子。达德利认为植物也拥有亲属识别能力。


        新技术可快速检测航天器细菌

        据《今日美国》近日报道,美国航天局喷气推进实验室的科学家开发出一种新技术,可快速检测航天器的细菌。这项技术也能同时运用于军事、医疗、制药等领域,如检测可引发炭疽病的炭疽杆菌。
        科研人员说,这项新技术能找到构成细菌芽孢的主要物质吡啶二羧酸,从而发现细菌芽孢的位置。而芽孢是细菌生长到一定阶段在细菌体内形成的一种微生物体,其数量及其生长状况等是鉴定细菌的依据之一。该项技术的工作原理是,先在被检测物表面约一角钱硬币大小的地方涂上铽,然后将其置于紫外线灯下照射,几分钟内,人们通过显微镜和特殊相机便能看到是否有细菌芽孢,因为铽能把细菌芽孢的主要物质吡啶二羧酸变成明亮的绿色。铽是一种化学金属元素,它的化学符号是TB,被用于生成电视机屏幕上的绿色。

        操纵肌肉生长抑制素可治疗肌肉萎缩

        据英国《科技》杂志近日报道,美国科学家发现一种基因疗法,可以促进肌肉组织的生长、增强肌肉强韧度,用于治疗人类的肌肉萎缩症等神经肌肉障碍。
        研究的领导者之一、美国俄亥俄州立大学医院诊所负责人、神经病学专家杰瑞•蒙代尔称,这种基因疗法是通过操纵身体内名为肌肉生长抑制素(Myostatin)的蛋白质的行为来起作用的。
        科学家在6只猕猴的大腿肌上实施了该基因疗法。他们用一种普通的感冒病毒作为卵泡抑素基因的载体将其输入猴子的肌肉细胞中。8周后,猴子的大腿肌肉生长稳定,大腿肌肉的直径增加了15%。而且,利用电流刺激肌肉活性化技术,在同一只猕猴身上,接受了该基因疗法的大腿强韧度比另一条腿增加了78%。观察结果显示,肌肉组织的增大状态和强韧度维持了15个月,并且猕猴没有出现明显的健康问题。


        嗜热菌有助探寻海底油田

        据美国《时代》杂志近日报道,一个国际研究小组在挪威附近的北冰洋下低于摄氏零度的沉积物中,发现了一种数目不菲、处于冬眠状态的嗜热菌。这种细菌以细菌芽孢状态存在,在低于零摄氏度的海底冬眠。该项发现有可能使科学家有机会追踪到来自海底以下的热环境中渗出的热流,从而可能利用这种手段找到海底蕴藏的石油和天然气。
        研究小组是由加拿大科学家凯西•休伯特率领的。他们发现,这种嗜热菌以孢子形式冬眠于北冰洋海底的沉积物中,这样可以抵御其所处的恶劣环境条件。他们进行的实验显示,在摄氏40度到摄氏60度之间,这些孢子就可以复活为细菌。因此科学家认为,这些冬眠细菌可能来自于大洋底部之下的某些热区域。
        休伯特博士表示,这种细菌与取自海底石油的细菌在遗传特征上有许多相似性。目前他们正在调查研究这些细菌究竟来自何处,如果这些细菌来自于某个泄漏的海底石油储藏地,那这种细菌的价值就太大了。