用超声化学方法产生超细非晶态铁微粒

超细金属微粒是新材料的重要部分,是一种在纳米级范围内研究的新的物理状态,具有与人们通常所认识的“块状”材料不同的新的物理、化学特性,以及崭新的应用前景.因此国际上在发展新材料的计划中,都瞄准这一新的纳米科技的前沿领域,并促使其研究、开发和应用迅速发展.纳米级金属微粒的制备方法很多,大致可分为物理、化学和综合方法等.发展较快的有激光气相法、激光加热蒸气法和红外多光子解离法.本文研究用超声化学方法产生非晶态铁微粒.非晶态铁可作为耐腐蚀涂料、高磁性记录密度材料以及用于制造电力变压铁     

有生命的制造厂

当前正在用微生物组装塑料生产流水线以造出兼有自然界和合成领域最佳性能的新材料一旦有重大变革的新聚合物问世时，将不再有排出烟雾和有毒废弃物的工厂了。材料制造业最近的发展，归功于大量用基因方法巧妙地设计出的细菌。过去几年来，化学工作者已学会用特意改编好用来制造与体温大抵相同蛋白质的基因来装备这种微生物。这一类材料潜在应用范围甚广。化学工作者已生产出可用来作活组织粘结剂的聚合物,制成了能响应环境变化的“智能”塑料。将来甚至可吃上不粘锅的荷包蛋。这种新建工业的关键，在于细菌具有能绝对精确地制造出复杂蛋白…     

DNA与黄金合成新材料

就象雕刻师一点点地加粘土来制作雕像一样，科学家们也尝试着一点点地用纳米级的粒子来制造新的材料。现在，有二个研究组已经找到一种制造这种新材料的方法：他们用DNA将一串小金珠连接了起来，结果形成由无机粒子和有机分子组成的混合物。这些混合物在生物检测和生物电子学上有着很大的应用前景。他们采用的都是利用DNA碱基对的特性的方法。伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的查德·米尔金（ChadA．Mirkin）、罗伯特·利辛格（RobertL．Letsinger）和他们的同事将二种不同顺序的DNA串附加在悬浮在水中直径为13纳米的金粒于上。看起来这些…     

调聚反应在有机合成中的应用

近几十年来,化学科学和化学工业发展史上的特点是高分子化合物化学的蓬勃发展。由于这门科学的发展,创造了许多新型的合成材料。合成材料的大规模生产,对合成原料的制造方法     

材料基因组计划简介

美国总统奥巴马明确指出“材料基因组计划”(The Materials Genome Initiative, MGI) 的总目标是“将先进材料的发现、开发、制造和使用的速度提高一倍”。白宫科技政策办公室在2011年6月发布的相应的白皮书《具有全球竞争力的材料基因组计划》中阐述了材料创新基础设施的三个平台：计算工具平台、实验工具平台和数字化数据(数据库及信息学)平台。材料基因组计划/工程不仅仅是要开发快速可靠的计算方法和相应的计算程序,而且也要开发高通量的实验方法来对理论进行快速验证并为数据库提供必须的输入,还要建立普适可靠的数据库和材料信息学工具,以加速新材料的设计和使用。材料基因组计划/工程旨在材料领域建立一个新的以理论模拟和预测优先、实验验证在后的“文化”,从而取代现有的以经验和实验为主的材料研发的理念。     

用原子层覆盖法制造材料

世界各国一百多个实验室的科学家们在争先恐后地利用一项可开创新技术领域的工艺,其制造材料的方法极其精细,可一层原子一层原子地制造新材料。这一无比精密的方法称为“分子束晶体附生法(Molecular beam epitaxy)”,大致类似于用原子或分子缓慢地喷涂。科学家们可以用仅有两个原子厚的一层材料涂覆晶体表面,然后再在它上面涂一层     

决定晶体材料结构与性能的“基因”编码

<正>传统的材料研发主要依赖研究者的科学直觉和不断反复的"尝试法"实验,从新材料的设计到新材料的应用一般需要花费10~20年.为了加快新材料的研发过程,降低研发成本,利用计算机技术高通量地预测和筛选具有特定功能的新材料已成为全世界化学与材料科学研究的新热点.近年来,计算机技术在新材料研发的各个环节正发挥着越来越重要的作用.例如,计算机技术可以用来从理论上预测大量未知的新材料,然后根据理论化学计算排除那些实际上不合理的假     

有机化学——突破与展望（下）

超分子化学,即超越分子水平的化学,已经成为化学研究中最重要、最有活力的研究前沿之—,这个概念是由诺贝尔化学奖得主让-马里·莱恩（Jean-Marie Lehn）于1973年首次提出的.人们对于＂超分子化学＂这一概念的灵感最早可能源自生物大分子,例如蛋白质、脂类以及它们的相互作用.然而,它也具有高度的学科交叉性,因此它不仅吸引了化学家,也吸引了生物学家、环境科学家、工程学家、物理学家、理论学家、数学家,甚至很多其他领域的研究者也都为之着迷.事实上,在过去的二十年中,超分子化学已经得到了极大的发展.1987年诺贝尔化学奖颁发给莱恩、唐纳德·克拉姆（Donald Cram）和查尔斯·佩得森（Charles Pedersen）,他们开发并使用了多种高选择性和结构特异性的分子相互作用体系,这大大促进了超分子化学的发展.     

C_(60)——神奇的分子

化学领域中的一场革命正在美国亚利桑那州塔松市的一座由煤矿建筑改建的小房间里发生着。这里是世界上第一家生产一种最新发现的称作“巴基球”神奇材料的工厂。这种材料具有如此异常的发展前景,以至于来自各地的化学家和物理学家们不惜以昂贵的价格竟相购卖,每克1200美元,几乎是黄金价格的100倍。为什么?因为这种材料不是人们一般概念中的炭灰,而是一种具有独特碳原子排列结构的新材料。 1990年9月,美国、德国的几位科学家在《自然》杂志上发表了一篇完整论文,详细地论述了他们制造C_(60)的方法。这时,科学家已经感觉到一个重大的突破正在发生。许多著名的科学家和研究机构都将他们的方向转向C_(60)领域。IBM公司的一位科学家通过核磁共振、拉曼光谱、红外光谱及扫描隧道显微镜照片证实了C_(60)的存在形状和性质。1991年加州大学伯克利分校的霍金斯(Joel Hawkins)第一次拍摄了C_(60)     

一门新兴的边缘学科——岩浆动力学

一、岩浆动力学是火成岩石学发展的必然产物现代火成岩石学在化学问题的研究方面已经获得了巨大的成功。应用(广义的)地球化学方法,已能有效地确定岩浆储源特征;定量评价部分熔融、分离结晶、同化混染和混合作用在岩浆起源和演化中的地位;预测和解释不同温度压力下天然岩浆体系的相平衡状     

救火

一个物理学家,一个化学家和一个统计学家被召到院长办公室,他们刚刚坐定就发现一个废纸篓着火了。物理学家说:"我知道怎么办,把材料温度降至可燃温度以下,火自然就灭了。"化学家不同意:"不对,必须先切断氧气的供应,缺少了反应物,火才会灭。"正当物理学家和化学家争论不休的时候,他们     

石器时代的胶水

一项新研究暗示,石器时代的人们竟然制造出了一类复杂的天然胶水。他们将含铁的红赭石颜料跟洋槐树的树胶混合,从而创造出对于他们     

理想中的材料

人类一直努力地创造着新产品,并从无休止地寻找着所需要的材料。若干世纪以后,自然的材料库已从石头、骨头、木材扩大到粘土、钢和20世纪的宠儿——塑料。每一种新材料无不使人们的日常生活发生了巨大的变化。现在,科学家们正开创一个新材料的时代——创造理想中的材料:由99.9%空气组成的硬质稀薄泡沫,透明的钻石防护表层和在化学上广有用途的奇特构型的大分子碳。有些研究者不是在改进自然而是模仿自然。他们的创造有时称为“智能”材料,即把人造触觉和人造肌肉联接起来,使物体能改变自身的形状和硬度来适应环境的变化。到现在为止,这些新材料还不能够在工业上投入生产。但随着工艺的提高和制造费用的降低,这些新     

新奇木头变“玻璃”

正瑞典KTH皇家工学院科学家最近研发了一种新型的透明木质材料——透明木头。科学家说,透明木头是制造太阳能电池板的好材料,因为透明木头既便宜又容易得到,毕竟这种木头是可更新材料。透明木头也可替代窗玻璃。说白了,透明木头就是通过化学手段去除了木质素(木头细胞壁成分)的一种木头薄板。当木质素被去除后,木头就变得发白且很漂亮。但因木头并非天然透明,所以为了让木头变得透明,科学家采用了纳米技术加工。下一     

适应高海拔的神奇基因

美国伯克利加州大学科学家新的研究表明,藏族人能够适应高海拔环境,多亏了他们的祖先与已经灭绝的人种混血所留给他们的基因。数千年前,一个罕见的基因变异（该基因主要用于身体血红蛋白的制造,而血红蛋白会携带血液中的氧气）,在迁移到高原的藏族人身上普遍出现。这一变异使他们在海拔15000英尺甚至更高的地方也能生存下来,而普通人在高海拔地区血液会变得粘稠而导致心血管疾病。＂我们有非常明确的证据表明,这种基因来自丹尼索瓦人。＂丹尼索瓦人是一个神秘的人类种族,     

反氢

制造氢比较简单，因为只要将电子和质子混合在一起并让电子围绕着质子旋转即成。而制造反氢就不是这么简单了，因为它是由正电子（带正电荷的电子配对物）和反质子（带负电荷的质子配对物）组成，因此要想制造、贮存和控制它都是非常困难的。上个星期，伊利诺斯巴达维亚国立费米加速器实验室的戴维·克里斯蒂安（DavidC．Christian）和他的同事们宣布了他们的初步成果，他们已发现了7个反氢原子。在2个研究组──日内瓦欧洲粒子物理实验室（CERN）和费米实验室──的早期实验中，研究人员在加速器里制出了接近光速的反质子。这些环流的叵…     

新型材料和材料科学及其在现代科技、经济和社会发展中的作用

材料历来是人类进化的标志之一。七十年代就有人把材料与能源、信息一起称为现代文明的三大支柱,现在人们又把新材料、生物工程和信息作为新技术(产业)革命的重要标志。新材料引起了新技术的质的变化,同时也极大地影响着社会的变革和人民的生活。新材料的主要特点是:以科学为基础;其发展与新工艺、新技术有非常密切的关系;品种多,更新换代快;生产规模小。新材料的基础是材料科学。目前,新材料的发展越来越依赖于基础研究,依赖于知识。和其他各门科学一样,材料科学也是与技术密切结合在一起的;同时,材料科学是一门多学科交叉的科学,它涉及固体物理(凝聚态物理)、固体化学、物理化学、有机化学、冶金     

新材料的现状与展望

新材料是发展高新技术的物质基础,也是改造传统产业的重要条件,因此,世界各工业发达国家都给予高度重视,把新材料的研究与开发列为关键技术的组成部分,最近德国Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research分析了世界各国发展计划,总结出在21世纪初的九大重点领域,它们是:先进材料,纳米技术,微电子学,光子学,微系统工程,软件与计算机模拟,分子电子学,细胞生物技术,信息、生产与管理工程.在这九个领域中又列出了80个课题,其中属于先进材料的24项,在其他领域中也包含着不少与材料直接相关的课题,如纳米技术中的纳米材料,微电子学中的信息存储、微电子材料、超导及高温电子学等,共有27项,因此,在未来技术80个课题中,有关材料方面的课题占60%以上,这足以说明新材料在未来技术中的地位,从目前到下世纪初,材料的发展主要有六个方面。     

液体木材将引发新材料革命

木材、钢铁、玻璃和塑料是现在广泛使用的材料。尤其是塑料，已经成为现代日常生活中最重要的材料。但是，一些德国科学家认为，塑料在不久的将来会被液体木材所代替，液体木材将引发一场新材料的革命。     

人工神经网络在新材料特性研究中的应用

随着科学技术和经济的飞速发展，人类对新材料(或各种特殊要求的材料)的需求也越来越大，但在尚未搞清楚一种新材料特性的影响因素之前，人们往往采取试验的方法来研制，这必将会大大阻碍该新材料的开发和研制本文试着将擅长处理非线性问题的人工神经网络应用在材料研究领域。在广泛收集材料的实验数据的基础上，从实验中所得的影响材料特性的各种因素中，