氧化石墨烯:水中放射性物质的清洁工

正编辑圈点:自从2004年科学家们发现石墨烯以来,一股研究石墨烯的浪潮席卷全球。石墨烯是只有一个碳原子厚度的二维材料,它不仅是已知材料中最薄的一种,还非常牢固坚硬,而且导电性能极好,大多数科学家都认为石墨烯能被用来制造更纤薄、速度更快的电子设备,有望彻底改变计算、电子和医药等领域的现状。当然,石墨烯的吸附功能也颇得科学家赞赏。     

石墨烯晶体管开关频率提高

美国科学家将世界上最纤薄的材料——石墨烯设置成二维的蜂巢结构,研发出了石墨烯场效应晶体管。新晶体管拥有一个独特的管道结构,     

IBM科学家用12个原子制成世界最小磁存储器

目前的磁盘驱动器需要动用上百万个原子来存储一个比特位。传统磁盘使用铁磁材料进行数据存储，一个比特位内所有原子的自旋方向相同，用同一磁化方向来表示“0”或“1”。然而，铁磁材料在尺寸方面遇到的最大障碍是，当缩小到原子级别时，相邻比特位之间会产生交互作用，一个比特位的磁化会影响到相邻比特位。为克服这一缺陷，IBM的科学家利用扫描隧道显微镜在原子层级对一组12个反铁磁材料原子进行操作，在低温下使其存储了一个比特位的信息，并保持了若干小时。     

可穿戴式电子设备首次实现数据存储

科学家们纷纷预测,2014年将成为＂可穿戴式设备的爆发之年＂,可穿戴式技术也将引领移动创新的新一波浪潮。话音未落,该领域的一项重大创新就应声而至。英国《自然》杂志网站3月31日（北京时间）报道了美国科学家研制出的一款穿戴式设备,其像普通的创可贴一样纤薄,不仅能在本地存储和传输与病患的运动情况有关的数据,也能接受诊断信息并将药物递送到病患皮肤内。     

Q&A

Q:日光灯、节能灯会发出紫外线吗?A:要回答这个问题,需要先大致了解日光灯、节能灯的工作原理。在日光灯和节能灯的灯管内壁上涂有发光材料,灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气。通电后灯管内的灯丝发热,发射出电子。通过镇流器的作用,管内会产生瞬间高电压。电子碰撞氩原子,氩原子获得能量后又撞击汞原子,汞原子吸收能量后其外层电子跃迁到高能级。高能级不稳定,要自发地向低能级跃迁,跃迁时就会发出波长约为253.7纳米的紫外线,正是这些紫外线激发涂在内壁上的荧光粉发光。其实节能灯,日光灯的区别,主要就在管内壁涂的发光材料和镇流器上。节能灯采用三基色稀土材料,发光效率非常高。但价格也较高;普通日光灯则使用     

基于ANSYS的压电陶瓷材料有限元仿真分析

介绍了压电效应与压电陶瓷材料相关理论,利用压电材料的正压电效应,可以将机械能转换为电能,ANSYS大型有限元分析软件可进行力电耦合场分析,利ANSYS对压电陶瓷薄膜的力电转换进行有限元模拟与分析,对压电薄膜施加一定外力,分析产生的电压特性。     

一种低速定子无铁芯AFPMSG的性能参数分析

针对永磁发电机电能质量低及永磁材料成本高的问题,研究了一种双外转子内定子无铁芯轴向磁通永磁发电机气隙磁密、电压调整率和电磁转矩波动的性能参数.阐述了发电机电磁结构及优点,借助三维有限元分析方法,优选一种"切饼"型磁极结构及关键参数.在综合考虑提高永磁材料利用率基础上,对比分析极弧系数、永磁体厚度和气隙长度等参数对所研究发电机性能的影响.磁极结构及参数优化表明,文中所研究的"切饼"型磁极结构功率密度最大,永磁体用量比梯形结构减小了11.5%,电压波形畸变率减少26.2%,提高了发电机性价比.样机的输出性能测试验证了该参数设计的正确性和有效性.     

具有压电材料薄板稳定性的有限元法

考虑一均匀各向同性薄板结构,在板面内受面力作用,且在板的上下表面离散分布着压电执行元件。设每块压电片具有相同的材料,且作用相同电压。不考虑压电元件对整体结构刚度的影响;只考虑执行元件对板的逆压电效应,而不考虑板弯曲对执行元件中电场强度的影响。要根据压电材料的逆压电效应,利用三角形三节点单元,用变分原理导出压电结构反平面应力问题位移法的有限元表达式以及在大找度小变形情况下的稳定性有限元特征方程。可利     

国际资讯

美国找到量产石墨烯简单方法美国北伊利诺伊大学的科学家在6月出版的《材料化学》杂志上发表论文称,他们发现了一种可大规模生产石墨烯的简单方法:通过在干冰中燃烧纯金属镁的方式就能够直接将二氧化碳转化成多层石墨烯(厚度小于10个原子)。石墨烯是一种二维碳材料,是已知材料中最薄的一种,具     

科技短讯

我造出世界上最宽信息高速公路38最近,我国科学家研制成“40G速率SDH光传输系统”,它是目前世界上单信道容量最大、速率最快的光传输系统,其传输能力是目前世界最先进传输系统的四倍,可以说是世界上最宽的信息高速公路。这套系统能让几千万甚至上亿人在一根细如发丝的光纤上同时通话,而使用成本只是现有设备价格的一半。不久前,我国研制出全永磁悬浮水平式离网型风力发电机,该成果为全球首创。这台不带任何控制系统的全永磁悬浮风力发电机的研制开发成功,使世界风能发电机技术取得了关键性的突破。在相同风速下,这种发电机可提高发电量20%…     

超声波在流量测量技术中的应用

1　前言超声波是一种机械波 ,它方向性好 ,穿透力强 ,遇到杂质或分界面会产生显著的反射。利用这些物理性质 ,可把一些非电学量参数转换成声学参数 ,通过压电元件转换成电量 ,这样就可以通过超声波传感器进行无损探伤、测量厚度、流速、流量、密度及液位等。本文仅对超声波在流量测量技术方面的应用作以介绍。2　超声波的激发与接收超声波换能器也称为超声波探头 ,即超声波传感器。可以利用压电材料的逆压电效应制成超声波发射头 ,利用压电效应制成超声波接收头。由于压电效应的可逆性 ,在实际使用中 ,有时用一个换能器兼作发射头和接收头。…     

“橡皮筋”冰箱

<正>传统的冰箱在制冷时不仅要消耗大量的电能,还会释放导致全球变暖的温室气体。因此,科学家们一直在积极寻找更高效环保的制冷方式。但你听说过用橡皮筋制作冰箱吗?这个听起来异想天开的方案是由中国南开大学和美国得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员提出的。该研究已于2019年10月10日发表在Science上。很多人都有这样的生活经验,当天然橡胶等材料被拉伸时温度会升高,松开时温度会下降。这种     

基于非均匀微观组织的纯铁板抗拉性能

为研究纯铁板制作过程中由微观组织的非均匀性对其力学性能产生的影响,以DT4C、DT4E板材为研究对象,探究纯铁板在不同厚度、拉伸速率及取样方向下应力应变曲线的变化规律,探索其对纯铁板拉伸性能的影响,得出纯铁板宏观物理特性的非均匀性变化规律。结果表明:取样方向对拉伸性能影响较小;板材厚度为0.5～2 mm时,屈服强度与厚度呈正比关系,纯铁板拉伸性能在厚度方向上具有尺寸效应;相同拉伸速率下,延伸率随厚度的增大先增大后减小,呈抛物状分布,存在一个最优厚度2 mm使得纯铁板的力学性能充分发挥;铁板内部构造的非均匀性决定了同种材料不同取样位置的试件力学性能的差异性。     

研究称石墨烯电极有助修复感知功能

正研究人员成功将石墨烯电极植入小鼠脑部,并直接与神经元连接,这项技术未来可用于修复截肢、瘫痪甚至帕金森氏症患者的感知功能,协助他们更好地康复。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,厚度与一层原子差不多。这种材料无论是弹性、强韧度以及拉伸性能方     

美国科学家首次观察到磁振子拖曳

北京时间12月19日,西班牙卡特兰纳米技术研究院研究人员在一项最新发现中首次观察到了磁振子拖曳。上世纪50年代首次发现热电效应,在固体中当电子经过原子,其电荷就会改变附近的晶格结构,产生波动;反之晶格波动也会影响电子运动,就像海浪推动一个冲浪运动员在滑行。这种相互作用导致的热电效应其实是一种声子拖曳效应。此后科学家预言...     

透明铁电单晶:声—光—电耦合器件领域透出新光亮

压电效应是指当材料受到外力作用时,其表面会产生电荷,或在电场作用下发生形变的现象.它的英文是Piezoelectricity,源于古希腊语Piezein/Piezo和 Electricity,即"压"而生"电". 具有压电效应的材料统称为压电材料,被广泛应用于医疗超声成像、工业超声检测、水声探测以及各类传感器(如加速度...     

厚度和掺杂对蛋托型石墨烯光电性质影响模拟研究

石墨烯因其独特的结构特点和优异的性能受到了人们的广泛关注.在合成与应用石墨烯的过程中，本征缺陷和杂原子的引入也会显著改变石墨烯的结构和性质，并且打开石墨烯的带隙，从而能够使其更好地应用于电子设备领域.通过构建一系列不同厚度的蛋托型石墨烯并对其进行掺杂，探究厚度和杂原子对其光电性质的影响.密度泛函理论计算结果表明，厚度和掺杂都可以实现蛋托型石墨烯导电性的调控，其中氮掺杂可以显著提高材料导电性，实现半导体到金属性的转变.同时，氮掺杂和硼掺杂会分别引起蛋托型石墨烯光吸收峰的蓝移和红移，实现光学检测.     

科学家开发出太阳能电池用新型聚合物材料

<正>迄今为止,世界上80%以上的能源是通过燃烧石油、天然气和煤产生的。首先,这会导致严重的环境污染;其次,人类在过去不到两百年的时间里已消耗了经过数百万年形成的全球石油资源可开采储量的一半以上。目前,世界各地的科学家的主要目标集中在如何提高太阳能的光电转换效率,却很少有人关注太阳能电池板基体材料的稳定性。在俄罗斯科学基金会资助下,以俄科院化学物理问题研究所科学家为首的国际团队开发出以有机半导体材料(共轭聚     

英首次将石墨烯变绝缘体 潜在市场万亿美元

<正>据美国物理学家组织网10月10日(北京时间)报道,英国曼彻斯特大学的科学家们在《自然·物理学》上撰文,描述了他们用两块硝酸硼和两块石墨烯组装成一个"巨无霸汉堡",这是科学家们首次将石墨烯变成绝缘体,这个"巨无霸汉堡"有望取代计算机内的硅芯片。石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,只有一层碳原子的厚度,是迄今最薄也最坚硬的材料,其导电、导热性能超强,远远超过硅和其他传统的半导体材料。     

智能悬臂梁有效弯矩的理论分析与确定方法

利用压电材料的逆压电效应可将其制成驱动元件，即当对它施加电压时，由于电场的作用造成压电元件变形。智能悬壁梁，如压电驱动器采用对称安装，在极性相反的控制电压作用下，产生纯弯曲控制力矩，通过分析智能梁横载面上的应变分布，推导出由压电驱动器应变产生的有效左的理论计算公式，并给出确定有效弯矩的两种方法。