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喬治亞大學(xué)研發(fā)新的納米成像技術(shù) 可在納米尺度上全面測(cè)試新材料特性

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:624次  |  2021年12月16日  

當(dāng)我們考慮到與未來(lái)的聯(lián)系,全球向太陽(yáng)能和風(fēng)能、觸覺(jué)虛擬現(xiàn)實(shí)或合成神經(jīng)元的過(guò)渡時(shí),不乏出現(xiàn)很多偉大的想法。有關(guān)于材料的想法例如制造鋰離子電池,光電和氫燃料電池的能力,游走在概念和現(xiàn)實(shí)之間。


進(jìn)入二維材質(zhì),是創(chuàng)新的最新一步。由一層原子組成的二維材料,如石墨烯和磷烯,展現(xiàn)出新的性質(zhì),具有深遠(yuǎn)的潛力。這些材料可以像樂(lè)高積木一樣組合在一起,為未來(lái)的產(chǎn)品提供連接,包括傳遞電力和人的新方式,更有效的能源傳輸,以及道路和天空中的太陽(yáng)能和風(fēng)能車(chē)輛。


喬治亞大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究宣布,一種新的納米成像技術(shù)的成功應(yīng)用,將使研究人員首次在納米尺度上全面測(cè)試和識(shí)別這些材料?,F(xiàn)在,有一種方法可以在很小的范圍內(nèi)用新材料來(lái)試驗(yàn)我們的大創(chuàng)意。


“基礎(chǔ)科學(xué)小規(guī)模的導(dǎo)電性,光發(fā)射,結(jié)構(gòu)變化發(fā)生在納米尺度上,”蘇珊·達(dá)舍和查爾斯·達(dá)舍醫(yī)學(xué)博士,富蘭克林文理學(xué)院的物理學(xué)教授,也是這篇新論文的主要作者尤漢內(nèi)斯·阿巴特說(shuō),這一新工具使我們能夠以前所未有的特異性和分辨率將所有這些結(jié)合起來(lái)。


他說(shuō):“由于我們不能用傳統(tǒng)的方法看到原子,我們需要發(fā)明新的工具來(lái)可視化它們。高光譜成像技術(shù)使科學(xué)家能夠在基本長(zhǎng)度尺度上同時(shí)檢測(cè)電性能、光學(xué)性能和機(jī)械性能。”

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這項(xiàng)高光譜成像研究得到了美國(guó)空軍和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助。研究人員創(chuàng)造了一種由兩種半導(dǎo)體拼接而成的單原子厚的薄膜,類(lèi)似于組裝一個(gè)原子樂(lè)高玩具,具有傳統(tǒng)厚材料所沒(méi)有的特性。對(duì)于單原子厚的晶體,每個(gè)原子都暴露在表面,結(jié)合了原子的性質(zhì),產(chǎn)生了新的性質(zhì)。


阿巴特說(shuō):“材料科學(xué)的核心是需要了解新材料的基本特性,否則就不可能利用它們的獨(dú)特特性。這項(xiàng)技術(shù)使我們離能夠?qū)⑦@些材料用于許多潛在應(yīng)用更近了一步?!?/p>


其中包括各種形式的電子或發(fā)光系統(tǒng)應(yīng)用。阿巴特說(shuō),迄今為止,如何同時(shí)驗(yàn)證單原子厚材料的原子組成、導(dǎo)電性和光響應(yīng)的微小變化的影響一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。


諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主理查德·費(fèi)曼早在20世紀(jì)60年代就設(shè)想了納米技術(shù),他預(yù)言,隨著科學(xué)家能夠選擇和替換某些種類(lèi)的原子,他們將能夠制造出幾乎任何可以想象的材料。


阿巴特說(shuō):“半個(gè)多世紀(jì)過(guò)去了,我們還沒(méi)有到那里,但在我們所處的地方,我們可以將它們形象化,在這種規(guī)模上,可能會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題,我們必須理解這些性質(zhì),作為理解大規(guī)模材料性質(zhì)的一部分,然后才能使用它們。”

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標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

這篇論文發(fā)表在ACSNano雜志上。


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