研究人員合成納米金剛石;石墨烯秒變帶隙半導體

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研究人員採用“自下而上”的方法合成納米金剛石

華盛頓大學的研究人員宣佈他們可以使用極高的壓力和溫度來摻雜納米金剛石,並把該成果發表在Science Advances上。該團隊使用用硅摻雜納米金剛石,可用於細胞和組織成像。研究人員還可以用氬氣來摻雜納米金剛石,摻雜這種元素的納米金剛石可以應用於量子信息科學。

該團隊是通過仔細選擇合成過程中使用的分子起始材料,故意在納米晶體中摻雜其他元素,納米金剛石的起點是一種類似於木炭的材料,研究人員將其製成一種氣凝膠的輕質多孔基質,然後他們將該凝膠摻入硅酸四乙酯,從而在裡面摻入硅分子。研究人員在密封了金剛石砧座內對反應物施加高達15000MPa的壓力。為了防止氣凝膠在如此極端的壓力下被壓碎,他們使用氬氣作為壓力介質。研究人員使用激光將材料加熱到3,100 F以上,從而製成擁有特殊作用的納米金剛石。

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金剛石砧座的側視圖,用於在兩個合成鑽石之間產生超過15000MPa的壓力(來源:華盛頓大學)

石墨烯秒變帶隙半導體

石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在業內一直備受親睞,但卻因不具有能帶隙而不能用作半導體。目前,來自德國哥廷根和美國帕薩迪納的研究人員製作了一部“原子尺度的電影”,展示了氫原子與石墨烯形成帶隙的化學結合過程,這也是迄今為止研究過的最快的反應之一。當氫原子轟擊石墨烯時,先是短暫地粘附到碳原子上,然後再從表面反彈,形成了一種瞬態化學鍵。之後研究員通過理論模擬,證實這與實驗觀察結果非常吻合,而且再現了原子在10fs到1ns內的超快速反應。該過程中氫原子幾乎可以將所有能量轉移到石墨烯的碳原子上,然後以聲波的形式傳遞到石墨烯表面。該研究為化學鍵合提供了全新的見解,也使得石墨烯具有帶隙,為其在電子學的應用奠定了基礎。

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氫原子(藍色)撞擊石墨烯表面(黑色),與碳原子(紅色)形成瞬態化學鍵。撞擊氫原子的高能量首先被相鄰的


科學家通過3D打印製造生物相容性組織支架

弗勞恩霍夫界面工程和生物技術研究所的一個研究團隊已經與斯圖加特大學合作多年,致力於創建和改進用3D打印的生物油墨的項目。研究人員對生物分子進行改性,之後使用逐層打印技術打印含有生物聚合物(如透明質酸或明膠),活細胞和水性介質的液體混合物。之後經過紫外(UV)光照射,使得它們交聯成為含水聚合物網絡的水凝膠。通過改變生物材料的成分,該團隊已成功擴展其產品組合,為生產骨頭並含有毛細血管網絡的組織結構奠定了基礎。研究人員希望通過上述方法可以生產出定製的生物相容性組織支架,替代永久受損的組織。

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注射器含有各種生物油墨配方(圖片來源:Fraunhofer IGB)


印度理工學院實現3D打印人體皮膚兩大突破

印度理工學院的研究人員已經成功對人體皮膚進行了3D打印,該模型具有與人體皮膚相似的結構和生物化學特徵。該團隊的研究成果發表在Bioprinting期刊,並獲得了ITC有限公司的資助。3D生物打印皮膚可在化妝品檢測中應用,可減少甚至取代對動物的測試,也可用於在人體皮膚上測試皮膚病藥物等。

該團隊的研究有兩大突破:一是利用三維計算機輔助設計,通過生物打印構建了10層真皮, 8層表皮的波浪狀連接,這是模仿人體皮膚的結構和形態,通過使兩層相互粘附來為皮膚提供結構穩定性,並且不允許細胞穿過連接點;二是該團隊的生物打印皮膚可保持原來的尺寸長達三週,一般用於發展皮膚結構的膠原蛋白在幾周內開始收縮會影響形態。這種皮膚結構的測試不超過一週,該團隊設計的人工皮膚可延長這一期限。該團隊的下一步研究是探索在生物打印皮膚上生長毛髮的可能性,未來可建立公司專注於開發不同的患病皮膚條件,以患者特定的方式測試不同的藥物分子。

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新的社交技術將極大地幫助馬來西亞傳統織工

蘭開斯特大學報道,近日,一個囊括了人機交互,信息管理,英語和創意寫作的跨學科研究團隊對馬來西亞登嘉樓州的鬆弛面料市場的供應鏈進行了研究。研究人員認為,使用新的社交技術可以幫助織工更直接地與客戶建立聯繫,從而減少商人對他們的剝削。該研究由英國AHRC“數字線程”資助。

以傳統馬來面料Songket為例,一個簡單的Songket就需要花費一個月的時間編制,而複雜一些的則需要更久,但布料的大部分利潤最後卻流入了商人手中。研究人員撰寫了織工們的故事,提高了市場對他們的認知,以減少商人的剝削,甚至織工可以與客戶直接聯繫編織工作。這項研究將在格拉斯哥舉行的計算學術會議CHI 2019上展示,它展示了計算專家為改造Songket供應鏈及其不同社會層面設計新平臺的機會。

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傳統的Songket織布工(來源:Universiti Teknologi MARA)


Alpex和HRC合資公司將在中國提供複合模具服務

AlpexTechnologies GmbH(奧地利米爾斯)和HRC(中國上海)在常熟成立合資企業江蘇Alpex科技有限公司。Alpex Technologies GmbH是一家主要為航空航天和汽車複合材料部件提供模具設計和製造的國際性公司,該公司提供多元化的服務,包括項目可行性分析,項目工程,模具、夾具和原型開發等。江蘇Alpex科技有限公司致力於為各行各業的客戶提供創新的模具服務,重點服務領域是碳纖維複合材料的大規模生產。

與傳統的金屬或者塑料製品模具開發過程相比,我國在複合材料零件模具開發方面的方法和實踐經驗相對較少。Alpex從早期設計階段開始對模具系統進行動態驗證和優化,具有工具集成和自動化方面的經驗。新公司成立後,Alpex複合材料模具服務能夠覆蓋複合材料行業最活躍的三個地區,即歐洲,北美和東北亞。

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Alpex開發的HP-RTM模具示例(來源:Alpex)

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