《将微小的陨石坑爆破成玻璃,创造材料以使电信设备小型化》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2018-08-05
  • 在AIP出版社的应用物理杂志上,利兹大学的研究人员报告了一种玻璃的激光辅助研究,该研究显示了宽带平面波导放大器材料的前景。这种材料是由一种锌,钠和碲制成的玻璃和稀土元素铒掺杂而成。掺铒波导放大器引起了人们的关注,因为铒的电子跃迁发生在1.5微米的相同波长,这是电信技术的标准。

    调查人员研究了喷在玻璃上的微小陨石坑的形状和特征,了解到制造过程中产生的凹坑的形态对于控制孔隙率,表面积和材料散射或吸收光的能力等是很重要的。

    Mann说:“这些性质对于工程中的其它介电材料具有重要的作用,它们在光催化、传感、燃料和太阳能电池以及光提取中也有着重要的应用。我们研究的下一阶段将涉及更精确的放大器,传感器和其他设备的薄膜和波导工程。”

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  • 《美国麻省理工创造“活体材料”》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:丁陈君
    • 发布时间:2014-05-07
    • 骨是由矿物质、活细胞和其他物质组成的矩阵。受骨等天然材料的启发,美国麻省理工学院(MIT)的工程师们利用细菌产生的生物膜,创建出新的可包含金纳米颗粒和量子点的活性生物材料。该材料不仅有活细胞的优点,可以对环境作出反应,产生复杂的生物分子,且具有非生物材料的优点,如增加了导电和发光的功能。相关研究成果发表在2014年3月23日的《自然材料》。 研究小组选择大肠杆菌作为研究对象,因为这种细菌可以产生生物膜,这种膜包含名为“螺旋纤维”的淀粉蛋白,有助于大肠杆菌附着在其他物体的表面。每根螺旋纤维都是由相同的蛋白亚基CsgA重复构成的蛋白链。其中CsgA亚基上可以进行添加多肽的修饰,以赋予其捕捉非生物材料,如金纳米颗粒的功能,并将其纳入生物膜中。 通过细胞编程使细胞在一定条件下产生不同类型的螺旋纤维,研究人员能够控制生物膜的特性,例如制造金纳米线、传导生物膜、镶嵌量子点的生物膜,或具有量子力学性能的微晶体。他们还设计了可互相通信的细胞,由此随时间改变膜的构成。 首先,MIT的研究小组使细菌细胞丧失产生CsgA的能力,取而代之人工设计的基因电路,该线路仅在特定条件下,即AHL分子存在的情况下才能产生CsgA。由此研究人员就能通过调节细胞环境中AHL的量来控制螺旋纤维的产生。当AHL存在时,细胞分泌CsgA,形成的螺旋纤维聚结成生物膜,覆盖在细胞生长地方的表面。 随后研究人员改造大肠杆菌细胞,使其在有aTc分子存在的情况下产生CsgA,并附加了由组氨酸簇组成的肽链。上述两种类型的工程细胞可以在同一个菌落生长,使研究人员可通过改变环境中AHL和aTc的量来调控生物膜的组成成分。如果AHL和aTc都存在,生物膜就包含含肽链和不含肽链的CsgA链。如果细菌生长环境中添加金纳米颗粒,组氨酸标签就会将其捕获,并形成一行行的金纳米线和能导电的网络。 在量子点上涂一层SpyCatcher(SpyTag伴侣),就能使SpyTag与量子点结合。如果在螺旋纤维中添加量子点,研究人员就能构建产生附有SpyTag肽链螺旋纤维的工程细胞。这些细胞还能和产生组氨酸标签纤维的细胞一起生长,由此材料中将同时含有量子点和金纳米颗粒。 目前,这种新材料只是简单示范,未来还将用于更复杂的设备,如如太阳能电池、自我修复材料、诊断传感器等。