#纳米周报#高效电池悄然问世

纳米周报一周纵览038期
20160403-20160409

这个星期的纳米世界可谓是精彩纷呈，不管是生物电子，还是机械能源等领域均取得了令人惊叹的进展。你敢相信纳米结构使微观粒子的运动效率能和生物体媲美，让“光电转化效率”研究更进一步？根据大多数专家的预测，纳米技术将在未来10年——20年趋于成熟。现在，就让我们感受一下精妙的纳米世界吧。

1、一维导管实现最快的质子运输
Tiny Tubes Move into Fast Lane

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究表明，直径仅0.8nm的碳纳米管运输质子的速度比自由水大一个数量级。质子在碳纳米管形成的一维导流管中的传输速率也超过了生物通道和人造质子导体，使碳纳米管成为现今最快的质子导体。研究人员表示这项新的研究已经使质子运输率达到了Grotthuss运输机制的极限。这项研究的关键性突破是实现了直径小于1nm的纳米管的创建，首次真正意义上的实现了一维的质子运输。

相关成果发表在Nature Nanotechnology上。

2、井然有序的碳纳米管
Nanotubes line up to form films

莱斯大学在洛斯阿拉莫斯国家实验室的支持下，制作出了半英尺宽的手性单壁碳纳米管薄膜。碳纳米管是石墨烯的集成体，其原子排列呈六边形。六边形折叠的方式决定了其手性，从而影响了电子特性，有些呈现半导体硅的特性，而有些则呈现金属导体的性质。目前研究人员正在尝试碳纳米管的手性分离，通过改变其手性从而调控薄膜的规整度。

相关成果发表在Nature Nanotechnology上。

3、高效电池悄然问世
In race to improve batteries, nanotechnology provides hope

纳米技术可以通过增大电池电极的比表面积，使其可以吸收更多的能量并最终增加储能能力。捷克的Prague-based公司HE3DA电池通过使用纳米技术将目前的平板电极改造成三维电极。更高效的电池甚至可以代替石油燃料为汽车以及其他能耗品提供更高效的能量。该项技术已经成功与原型产品进行匹配测试，有望于今年年底在市场上出售。

4、高大上的清洁能源
Researchers Closer to Sustainable Hydrogen Production

宾夕法尼亚大学的克里斯托弗·穆雷和斯坦福大学的马特奥最近通过制造一种二氧化钛材料结构催化生物氢化物的分解，从而得到氢、氧纯净物。此外，研究人员还发现将二氧化钛晶体延长到50纳米时可以显著增加制取氢气的速度和效率。这种独特的晶体结构提供了新的制氢途径，它可以真正影响未来清洁能源的发展方向并且使持续制氢成为可能。

相关成果发表在Proceedings of the National Academy of Sciences上。

5、纳米电子材料的世界够精彩
Unraveling truly one-dimensional carbon solids

维也纳大学的托马斯展示了一种新型的稳定增长的碳链结构，该碳链由6000个碳原子组成，超过原有纪录一个数量级。他们使用双壁碳纳米管的内表层作为增长碳链的纳米反应器。研究人员发现碳炔在双壁碳纳米管内部非常稳定，这个属性在未来材料的应用发展上是至关重要的。根据理论模型,碳炔的机械性能超过所有已知材料，甚至优于石墨烯和钻石，其优异的电特性也表明纳米电子材料在量子自旋传输和磁性半导体上的前景极其广阔。

相关成果发表在Nature Materials上。

6、纳米赋予薄膜新的可能
Molecular-scale ALD discovery could have industrial-sized impact

博士后Triratna Muneshwar和材料工程教授Ken•Cadien采用了一种原子层沉积技术的方法制作出了新的薄膜材料。他们在薄膜上涂以一层分子厚度的薄膜层如锌、硅、氮等，并用“粘性”前体层沉积薄膜，然后注入气体，气体分子和前体层产生化学作用力并包覆在薄膜材料上。这项研究的进展在如今的计算机和电子设备发展中是至关重要的。

7、光电转换更上一层楼
Scientists Observe 100-Fold More Heat Transfer than Classical Predictions at Nanoscale Distances

哥伦比亚大学工程学院、康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员已经证明当两物体靠近到纳米级别时，其传热速率比预测值高100倍。他们使用了一种高精度的微机电系统控制纳米梁之间的距离，并利用纳米梁在高拉伸应力时的机械稳定性将其热弯曲的影响降到最低。这种传热方法可用于控制非接触性的纳米装置，在热电转换过程中，也可以有效地把热量转换成电能。这种方法可以应用在汽车引擎，生物发电和太阳能储能等领域。

8、纳米粒子分离技术
Nanotechnology particle stratification technique provides new opportunities for innovation

研究人员已经发现不同大小的悬浮纳米粒子随着溶剂蒸发时分离的现象。研究人员模拟出包含大小数量各不同的纳米悬浮液，当水分蒸发时，小粒径纳米粒子上升，而大粒径纳米粒子则下降。但是粒度的影响只有当小粒径纳米粒子的数量比大粒径纳米粒子的数量多200倍以上时才比较显著。纳米粒子分离技术可以应用于提高如防晒霜和电子产品等日常用品性能的领域。

本期周报由材料人纳米周报小组Bobby供稿，材料牛编辑整理。

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