不久之后,支架和医用植入体使用的聚合物涂层可能不仅仅用于提高生物相容性,也可更长时间地传输药物和显像剂。
将聚合电解质分子组装到表面上,让科学家可以制造以预编程方式降解的功能涂层。近年来,在使用带交变负荷特征的利用聚合物层之间化学吸附作用的系统来传输个体蛋白质方面,取得了一些成功。然而,仍然存在几项重大挑战。是否可以以不同的速度传输多种药物或显像剂?怎样能加长这种传输的时间期限?表面的设计是否可以增加用于传输的表面积?是否可能使用显像剂让医师看到活体内的支架? 继续阅读”从功能聚合物涂层中传输药物和释放显像剂” »
通过撕裂石墨烯的粘性表层制成纳米大小的锥形带。所获取的知识可用于制作更好的电子设备,比如手机。
石墨烯是一种令物理学家及材料科学家兴奋狂热的相对新型的材料。它是一个二维碳原子晶体,具备优异的电子及机械性能。人们普遍希望将来能将石墨烯用于许多电子设备中,这将预示着该技术的新时代,并且由此制成的电子设备将更小、更轻,且比以往更便于携带。不过这种设备也更刚硬,可用于建筑或军事领域。
石墨烯通常采用两种方法中的一种生产而成。最原始的及最简单的方法为从顶层称之为石墨的碳层上扯下薄片(这种方法被称为Scotch胶带法,因为其中使用了一个粘性带状物扯下顶层)。MIT及University of Manchester的科学家混合简单的实验及一种新式理论模型观察石墨烯层被撕下时出现的变化。现有的建模方法并没有很好地处理这种二维晶体,比如石墨烯。 继续阅读”带状物制作的电子设备” »
由于目前美国科学家研发出了一种用于动态透射电子显微镜(DTEMs)的新显像模式,微量催化剂材料所能够参与的各种各样的超快物理和化学进程现在可以更精确地得到显示。“我集团研发了一种用于DTEM的暗场成像模式,该模式是到目前为止实现的最高水平组合纳米分子空间和瞬时分辨率成像”本著作的主要作者University of California (Davis)的Daniel Masiel如是说。根据Masiel所说环形暗场DTEM(ADF-DTEM)首次实现了在纳秒时间内对纳米线生长、催化剂中毒和奥斯特瓦尔德成熟等过程进行直接时间分辨观测。
DTEM是一种透射电子显微镜,在经过改造后,DTEM中加入了一个激光驱动光电阴极,该光电阴极可在仅为15纳秒的时间内生成单强脉冲。尽管该仪器具有通过实现直接的高空间和瞬时分辨率成像,对纳米颗粒催化剂动态特性进行观测的潜能,可获得的用于分散纳米颗粒样本的信号背景比的有限性,使得难以在最佳分辨率下进行此等研究。为了克服这些限制,Masiel及其同事们装配了一种允许通过三倍增加信号背景比获得图像的环形物镜光圈。此种环形暗场成像模式提高了在15纳秒脉冲电子镜像中可获得的对比度,并且使得可以观测到直径小到30纳米的颗粒(参见图片:在15纳秒时间分比率时,分散在一层多孔碳膜上的微小金颗粒单拍脉冲暗场DTEM镜像)
相干光衍射成像(使用相干X射线)或现场TEM等其他技术提供了直接成像数据,但是牺牲了空间或瞬时分辨率。研究人员说:ADF-DTEM就不存在这种问题,并且他们确信这种新方法将在重要的研究领域得到应用。“通过在纳秒时间间隔内,实现科学界对纳米级系统的表现进行直接的试验洞察,ADF-DTEM承诺,将为工程师和科学家提供一种对目前和将来一些最关键能源技术核心系统进行探索的有力方式。”,Masiel说道。
D. J. Masiel et al., ChemPhysChem ; DOI: 10.1002/cphc.201000274
在先前已经证实了有机半导体激光可以被用作探测以硝基芳烃为基本成分的爆炸蒸汽(例如:三硝基甲苯)的化学传感器。但是目前尚无法确定的是,此种探测器对这些蒸汽进行响应所需的时间,而这是确定探测器适用性的关键因素。目前,Yang、Turnbull和Samuel正在开展一项新的研究,通过研究一种聚芴激光对出现爆炸蒸汽后进行响应的时变对该问题进行调查。
由于半导体和蒸汽之间将发生化学相互作用,因而这种有机半导体激光可以发挥对含硝基芳烃的蒸汽进行探测的功能。硝基芳烃分子是一种缺电子分子,因而在点在从半导体转移至爆炸蒸汽中时,激光的光发射将减少。之后,将观测到此种光发射的变化,因而可以用来推断出现了爆炸蒸汽。
在本研究中,将聚芴激光曝露于浓度为9.8 ppb的1,4-二硝基苯(DNB)中,并对激光的时变影响进行了监控。在曝露于DNB蒸汽中后,由于上述电子转移作用,激光发挥功能必须超过的输入能量阈值增加了1.8倍。此外还观测到激光输出能量与输入能量之比减少了1/3。在未来的探测系统中,这些作用均可以被用来对爆炸蒸汽进行探测。
但是,对探测器的响应和恢复时间进行测量是本研究的主要目的。在曝露于蒸汽中后,激光的光发射一开始迅速减少,这使得可在曝露后数十秒内实现蒸汽的探测。但是,之后光发射的减少放缓并且在约4-5分钟后达到平衡。作者认为最初的快速减少是由于DNB分子与聚芴半导体表面相互作用而产生的,而之后衰退放缓是由于DNB扩散至半导体更深部位的速度放缓。此外,还对恢复时间进行了测量,因为这同样是决定传感器适用性的一项重要因素。激光在留在于空气中后3.5小时完全恢复,使用氦气冲洗激光后3分钟完全恢复,但是当在真空中清洗激光后,仅20秒就完全恢复了。
此外,作者还根据DNB蒸汽扩散进入半导体的情形,形成了一种简单的理论模型;这一模型为实验结果提供了支持并使得可以对扩散深度进行计算。
所有这些结果表明,聚芴激光在曝露后几秒钟内,可探测出微量的爆炸蒸汽。这使得聚芴激光可以被用作探测爆炸装置的理想工具。并且,毫无疑问开发此类装置用于实际用途只是迟早的问题。
图片来源:http://www.flickr.com/photos/hellochris/ / CC BY 2.0
Y. Yang et al., Adv. Funct. Mater. ; DOI: 10.1002/adfm.200901904
最受欢迎文章