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2010年新材料技术进展 发表评论(0) 编辑词条

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2010年材料科学领域的大事是:神奇的石墨烯材料赢得诺贝尔奖,各种灵活的电子产品走向市场,许多进展预示着未来的显示器。

石墨烯这种材料有许多绝佳属性。值得注意的是,它是室温下最好的导电体,也是迄今测试过的最强材料。现在,在他们开创性的工作六十年后,首次实验单原子厚碳材料(《石墨烯获诺贝尔奖》)的两个人,就是安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃塞娄乌两个人(Konstantin Novoselov),现在都在英国曼彻斯特大学物理系,获得了2010年诺贝尔物理学奖。


快速电路:去年夏天,研究人员制成了这些灵活的碳纳米管电路,这是迄今制成的最快的低功耗晶体管阵列,是用打印机制备的。来源:麻省理工科技创业 

或许,这个奖被授予这么快,就在工作被认可之后,原因之一是材料科学家已经采用了基础科学实验中的石墨烯,把它用在新设备的样机中。今年有一个值得注意的例子,IBM的研究人员制成石墨烯晶体管阵列,可运行在100千兆赫,就是每秒运算1000亿次,约10倍于速度最快的硅晶体管(《石墨烯晶体管运行速度飞快》)。三星的工作利用石墨烯的导电性和柔韧性,制备柔性触摸屏(《柔性触摸屏制备采用印刷石墨烯》)。

柔性印刷电子品的进展

其他柔性材料用于电子产品,今年也看到了进展。借助碳纳米管,研究人员在西北大学和明尼苏达大学(University of Minnesota)制成了迄今最快的印刷电子产品(《印刷电子产品的创纪录性能》)。印刷电子产品有望实现柔性装置制备的大容量和低成本。惠普研究人员在继续他们的工作,就是升级柔性显示驱动,这种显示驱动的制备采用的硅薄膜需要置于塑料卷上(《便宜、坚不可摧的显示器和柔性彩色显示器》)。与此同时,斯坦福大学和加州大学伯克利分校的一些团体印制的压力传感器可匹敌人类皮肤的敏感程度(《电子皮肤媲美真实皮肤和印刷电子皮肤》)。

而在马萨诸塞州剑桥(Cambridge)的一家新创公司,今年采取措施商业化推广高性能的印刷电子产品。 MC10公司宣布与锐步(Reebok)和全民诊断公司(Diagnostics for All)合作,目标是把可伸缩的集成电路、发光二极管阵列和其他硅装置转化为产品(《可伸缩的硅可以使运动服装智能化,使廉价的电子品用于纸诊断芯片》)。

MC10公司的硅印刷方法,最初开发者是伊利诺斯大学的约翰·罗杰斯(John Rogers),这种方法适用于各种不同基质,包括丝绸。硅丝电子产品是我们2010年十大新兴技术的一种,可制备更智能、更具生物相容性的医疗植入物(《TR10:植入式电子产品和脑接口可用丝绸制成》)。可植入电子产品运行是采用蚕丝作为一种对身体组织友好的基质。蜘蛛丝重量轻,比钢更强硬,但材料科学家一直无法获得足够大的数量,因而无法实现其工业应用的潜力。 2010年的两项进展是培育成转基因产丝生物,就是大肠杆菌(E. coli)及桑蚕,这可能会改变这一点(《制备蛛丝强度材料及用转基因虫制备强硬纤维》)。

未来的显示器

虽然小装置都在令人兴奋地追逐新的iPad,但材料科学极客都感叹,继续占据主导地位的耗电的液晶显示器,这种显示器使用很重的玻璃片。一种轻型手腕式显示器样机是用于美国陆军的,就采用了新的高效有机发光二极管(《薄薄的显示器就像表带》)。有两家公司都制作量子点,他们携手显示器厂商LG,以提高液晶背光效率(《彩色量子点显示器进入市场》),他们制成一种新型显示器,就是量子点发光二极管(《量子点显示器开始闪耀》)。

新材料也推动显示器超越了常规的诱发眼睛疲劳的3-D,就是需要观众戴上特制眼镜的那种。亚利桑那大学(University of Arizon)和日东电工技术公司(Nitto Denko Technical)的研究人员使用一种混合的应电散光聚合物制备全息视频会议系统(《迈向全息视频会议的一步》)。全息显示器每两秒刷新;进一步改善就可实现视频速率。

雷达上的稀土

这一年看到很多人嘴里绕着一些名称,像镨(praseodymium)和钕(neodymium)还是第一次作为周期表的镧系(lanthanoid)行走进新闻。许多高科技和清洁技术设备,比如轻型永磁体用于计算机硬盘驱动器和风力发电机,就需要稀土金属,对它们的需求正在增长。中国目前供应95%的世界稀土,有些人担心这些关键原料未来的供应。有些公司,包括通用和日立,正在致力于替代技术,就是需要较少量的稀土元素,或根本不用稀土(《中国的稀土垄断》)。与此同时,美国公司魔力考普(Molycorp)和澳大利亚公司莱纳斯(Lynas)制定了详细计划,进行稀土采矿作业,就在加利福尼亚州帕斯山(Mountain Pass)和珀斯(Perth)(《美国稀土产业能否复兴?》)。

参考文献编辑本段回目录

http://mittrchinese.com/single.php?p=7506

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标签: 2010年新材料技术进展

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