2015年美国在新材料领域取得的重大突破

作者:新型 刊名:化工新型材料 上传者:欧阳慧丽

【摘要】2015年,美国在超导材料、碳纳米管、石墨烯等领域取得重大突破。超导材料方面:麻省理工学院的科学家发现,所有超导材料的超导性与薄膜厚度、临界温度和薄膜电阻成比例。这一发现有望带来设计更好的超导线路,用在量子计算和超低能耗计算设备中。碳纳米管研究方面:威斯康星大学研究人员开发出新型高性能碳纳米管晶体管,其开关速度比普通硅晶体管快1000

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2015年,美国在超导材料、碳纳米管、石墨烯等领域取得重大突破。超导材料方面:麻省理工学院的科学家发现,所有超导材料的超导性与薄膜厚度、临界温度和薄膜电阻成比例。这一发现有望带来设计更好的超导线路,用在量子计算和超低能耗计算设备中。碳纳米管研究方面:威斯康星大学研究人员开发出新型高性能碳纳米管晶体管,其开关速度比普通硅晶体管快1000 倍、比目前最快碳纳米管晶体管快100倍,且性能远胜目前工业用薄膜晶体管,使碳纳米管晶体管取代硅芯片成为可能;斯坦福大学的科学家使用碳纳米管替代硅为原料,让存储器和处理器采用时髦的三维方式堆叠在一起,降低了数据在两者之间的传输时间,从而大幅提高了计算机芯片的处理速度,运用此方法研制出的3D芯片的运行速度有望比目前芯片高出1000倍。石墨烯研究方面:美、中、日科学家发现了一种碳的新结构——五边石墨烯,计算机模拟显示,这种半导体具有超高机械强度,能耐727℃左右的高温;加州大学河滨分校的研究团队用新方法,让石墨烯拥有磁性的同时获得新的电学性能,能产生新的量子现象;康奈尔大学的物理学家将只有10μm厚的石墨烯裁剪、折叠、扭转和弯曲成多种造型,剪出可能是迄今世界上最小的机器,为纳米级弹性器件的研发提供了新思路。超材料研究方面:哈佛大学首次设计出一种折射率为零、能整合在芯片上的“超材料”,光在其中的速度可达到“无限大”,为探索零折射率物理学及其在集成光学中的应用打开了大门。美国科学家在新材料领域的成果还包括:意大利和美国科学家首次创建出基于硅烯材质的晶体管,其在真空中能稳定工作;宾夕法尼亚州立大学的科学家研制出一种新型高分子介电质,不但能存储能量,还能耐250℃左右的高温,在混合动力和纯动力汽车以及航天器的制造中应用前景广泛。斯坦福大学利用导热材料,开发出一种非常轻的新型纳米线网状面料,比传统面料能锁住更多热量,连通电源后还能主动发热,用它织成的衣服,让一个人每年能节省大约1000kW/h的能量,这相当于一个普通美国家庭一个月的用电量。丽罗伊·拉斯穆森和能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)科学家携手研制出一种新型合成肌肉,其拥有极强的抗辐射能力,且能附着在金属上,有望用于制造更好的义肢以及反应更灵敏的机器人,在深空探索尤其是火星探索领域具有很大用途。弗吉尼亚联邦大学的研究小组用铁纳米颗粒、具有磁性的钴和碳纳米颗粒合成出一种磁性可与稀土制传统永磁材料 相媲美的新型磁性材料。2015年美国在新材料领域取得的重大突破@新型<正>2015年,美国在超导材料、碳纳米管、石墨烯等领域取得重大突破。超导材料方面:麻省理工学院的科学家发现,所有超导材料的超导性与薄膜厚度、临界温度和薄膜电阻成比例。这一发现有望带来设计更好的超导线路,用在量子计算和超低能耗计算设备中。碳纳米管研究方面:威斯康星大学研究人员开发出新型高性能碳纳米管晶体管,其开关速度比普通硅晶体管快1000

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