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《纳米粒子有望使隐形斗篷成为现实》

  • 来源专题：纳米科技
  • 发布时间：2016-07-27

  • 英国伦敦专家最新研制一种材料，喷涂在物体表面可使它们“完全消失”。该材料是由纳米微粒构成，它能够弯曲物体表面，使电磁波“变平”。这种复合纳米材料具有7个不同层结构，每层的电属性取决于它们的位置。所有各层的结合效应可能“隐藏”物体，这意味着该材料可以隐藏物体，使入射电磁波散射开来。

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相关报告

  • 《Nature子刊：未来的数据存储技术！通过隐形斗篷成像的磁性纳米结构》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-10-24
    • 磁数据存储旨在在芯片结构中反复发送小磁位，并将它们密集存储后读出。然而，当要求产生特别微小的位时，磁杂散场会产生问题。近日，Max Born Institute（MBI），麻省理工学院（MIT）和DESY的研究人员通过在磁性结构上设置“隐形斗篷”，利用小而可移动的比特减少磁杂散场。该研究成果已发表在Nature Nanotechnology上。 物理学表明，磁性与原子中电子的旋转运动密切相关。围绕原子核以及绕自身轴旋转，电子产生原子磁矩。与该磁矩相关的磁杂散场的应用，例如用来固定插板上的音符的磁棒。这种现象也是磁杂散场，用于从磁性硬盘驱动器读取信息。现今的硬盘中，单个磁性钻头的尺寸约为15x45nm。 用于磁性存储数据的新颖概念，是通过电流脉冲在存储器芯片中来回发送磁性位，以便将它们存储在芯片中的合适位置后用于检索。磁杂散场能够防止比特变得更小，以便更加密集地封装信息。另一方面，杂散场下面的磁矩需要能够移动结构。 研究人员通过在磁性纳米结构上放置一个“隐形斗篷”并观察这些结构可以达到最小尺寸及最快速度。为此，将具有反向电子旋转的不同原子组合在一种材料中。通过这种方式，可以减少甚至完全消除磁杂散场。虽然，单个原子仍然带有磁矩但是一起被隐形。 尽管能够隐形，科学家仍能够对这些微小的结构进行成像。通过X射线全息术，他们能够选择性地仅使其中一个构成元素的磁矩可见，这样即使是隐形斗篷，也可以记录图像。 很明显，对隐形斗篷强度的微调能够同时满足两个目标，而这两个目标对数据存储的应用是至关重要的。 MBI的Bastian Pfau博士表示：“在图像中，我们看到了非常小的磁盘状磁性结构，最小的结构直径只有10nm”。 如果能够使用这种结构对数据进行编码，那么现今的硬盘驱动器的信息密度可能会显着增加。此外，在测量中，研究人员发现适当的隐形位可以通过短电流脉冲特别快地移动，这在存储器件的实际使用中是一种重要特性。 MBI的Stefan Eisebitt教授解释道：“这可能是量子物理学的结果。围绕原子核的电子轨道对磁矩的贡献只是电子围绕其自身轴旋转的一半。” 将不同的原子与这种旋转的不同方向和强度组合时，可以消除系统的总旋转，同时能够保持小的磁矩。当通过电流脉冲移动结构时角动量会产生阻力，而这种方法能够实现高速运动。因此，通过调整隐形斗篷的强度，可以实现磁位结构的小尺寸和高速度，这是新颖的磁数据存储的良好前景。
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  • 《Science:纳米粒子新成员——混合金属纳米粒子》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-04-10
    • 在3月30日《Science》杂志的封面文章中，来自约翰霍普金斯大学和其他三所大学的研究人员报告说，他们的新技术使他们能够将多种金属结合在一起，其中还包括那些通常被认为无法结合的金属。研究人员表示，这一过程创造了新型稳定的纳米粒子，这种纳米粒子可以在化学和能源行业中得到很好的应用。 许多工业产品，如化肥和塑料，都需要在制造过程中借助催化剂的帮助加速化学反应。金属合金纳米粒子（从十亿分之一米到百亿分之一米的粒子）微小的尺寸是成功的关键。然而，截至目前为止，只有一小部分的纳米粒子达到了要求，这是因为将完全不同的金属组合成一种合金时时，会产生许多限制。当使用催化剂将粒子缩小到微观纳米尺寸时，问题就更加难以解决了。 而这种新型纳米粒子制造方法利用冲击波将金属加热到2000开尔文（超过3140华氏度）甚至更高的高温，这种加热速度极快，可以在几毫秒的时间内完成加热和冷却过程。这些金属在高温的作用下融化结合在一起，形成了金属小液滴，然后迅速冷却形成了同质的纳米粒子。这种被称为高熵-合金纳米粒子的新材料，有望在与工业相关的化学反应中得到广泛的应用，并且提高能源使用效率。 约翰霍普金斯大学化学和生物分子工程助理教授、该研究的共同作者之一Chao Wang说：“这种方法可以创造出自然界中不存在的金属新组合，并且在其他方面也是独一无二的。” Wang的研究小组基于这些高熵合金纳米颗粒设计出了五金催化剂，这种催化剂在氨氧化氮的选择性氧化反应方面表现出了卓越的催化性能，这种氧化反应通常用于化学工业中硝酸的制造，而硝酸则是大规模生产肥料的重要化学物质。
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