#納米周報#噴涂制備世界上最黑的材料

納米材料一周縱覽035期
20160312-20160319

在新的一周內，讓我們來領略一下納米世界發生了哪些好玩的事情——納米噴涂制備世界上最黑的材料，燃燒碳納米管發電，熱電子實時檢測，新型納米結構可幫助發現并消滅癌細胞，在水中可以導電的電路，神奇的納米筆，馬約拉那“零模式”。納米總是會帶給我們不一樣的新鮮感和體驗，現在就讓我們一起領略納米世界的新動態。

1、噴涂制備世界上最黑的材料
World's blackest material is now world's blackest "spray paint"

英國薩里納米系統公司最近用噴涂碳納米管的方式制備出Vantablack吸光材料的改進版Vantablack S-VIS，其納米結構能夠吸收幾乎所有入射光，對紫外線、可見光、紅外線的吸收率高達99.8％，成為世界上最黑的材料，Vantablack S-VIS的反射能力比哈勃望遠鏡上使用的超黑噴漆還要弱17倍，而且它能夠輕易覆蓋體積較大、機構復雜的物體表面，如大型照相機和飛行器等，這可能會在更多類型的航空或陸用材料表面包覆應用上開辟新天地。

2、燃燒碳納米管發電
Burning fuel-coated carbon nanotubes to generate portable power

現代生活中普遍使用的設備如智能手機、電腦、電動汽車等都需要電池提供動力，但這些電池大多數都富含有毒物質，如已經被全球限制供應的鋰。如今麻省理工的研究人員大膽放棄金屬、毒性的鋰等常規電池材料，以熱量為動力研發出一種可替代的發電系統。這種新的方法基于以下發現:由碳納米管制成的電線當從一端向另一端加熱時會產生電流。這當時只能在實驗室裝置水平上產生微弱的電流，而現在這個過程中的發電效應被增加上千倍，能產生與現有電池相同效果的電流并能被輸電設備儲存使用。然而要把這個理念運用到商業產品上還需要幾年的時間。

相關成果發表在?Energy?&?Environmental?Science上。

3、熱電子實時檢測
Hot Electrons Detected in Real Time

從把交通工具排放的廢氣轉化成無害氣體到石油的提煉，大多數的化學應用都需要納米催化劑，盡管催化產業在不斷的提升，但要允許電流通過納米催化劑來探測熱電子和測量催化效率還極具挑戰性。

IBS團隊發明了一種由單層石墨烯和TiO2薄膜制成的具有催化作用的納米二極管，它能夠檢測到Pt NPs納米粒子上的熱電子。這個突破性發現能夠實現對化學反應過程中產生的熱電子進行實時檢測，幫助設計多功能、低成本的催化劑和能源材料，同時也提供了一種研究石墨烯在多相催化劑中作用的新方法。

4、新型納米結構可幫助發現并消滅癌細胞
UC team's small discovery holds big promise for cancer nanotechnology

UC團隊發現一種新的納米結構SERS nanotag，其內部是光滑的金屬，核外部用三個納米寬的尖銳金屬外殼包裹，這個結構能夠產生信號，并通過金或者銀納米粒子將其放大，然后通過分光儀來分析從而檢測少量的有機分子，如特殊病毒的DNA。此外，其尖銳結構能產生熱量破壞癌細胞核并能提供大的表面區域以運送更多的藥物來破壞病毒細胞。這可能會幫助醫生發現和消除癌細胞。

5、納米筆下的新世界
Hot nano-pen writes reconfigurable magnetic nanopatterns

美國、意大利和西班牙的研究人員開發出一種可以在連續多層薄膜上構造完全重構磁納米模型的新技術。這個新技術基于“納米場冷”概念，在局部極度的加熱和冷卻的循環中，可以很好地在強度和方向上調整納米筆尖末端的單向磁場各向異性。這個新技術可以用來制作新一代的計算和傳感設備。

相關成果發表在Nature Nanotechnology 上。

6、神奇！水中導電的電路
Chemoelectronics: Nanoparticle Diodes and Devices That Work When Wet

一個國際研究小組開發出一種生物電子電路，他們將任何四種類型的配體有機分子涂覆在金納米粒子上，形成一種特殊的電路，在放入水或潮濕的環境中時，每個配體都會產生不同的導電效果。離子的運動會在金納米粒子之間形成一個二極管形式的固有電場。這個技術可以用于構建晶體二極管和光響應電漿中。

7、首次在超導納米線上發現馬約拉那“零模式”
Majorana 'zero modes' spotted in superconducting nanowires

丹麥尼爾斯?波爾研究所的物理學家首次發現了電子在微小的納米線中形成的糾纏態，能高度屏蔽噪音和其他外部刺激。當納米線被冷卻到接近絕對零度時，超導電子可以存在于半導體中，納米線兩端的電子成為糾纏態，形成一根不間斷的糾纏電子貫穿導線。這些馬約拉那“零模式”可以在量子計算機中作為量子比特存在，用于未來的量子信息系統。

相關成果發表在Nature上。

8、讓蛋白與電子的交流更頻繁
Making proteins talk to silicon electronics

來自德國、以色列的研究人員在生物電子領域研究出一種在納米級僅與硅物質接觸的生物技術方案。他們使用標準的半導體工藝把氧化硅層的厚度降低4 - 8個納米，在頂部硅層形成塔結構，再把細胞色素C蛋白從緩沖溶液中固定到納米溝區域。這個方案可以促進蛋白質電荷傳輸的基礎研究和開拓集成硅生物傳感器新領域的研究。

相關成果發表在 Nanotechnology上。

本期周報由材料人納米周報小組Bobby和大黑貓供稿，材料牛編輯整理。