德克薩斯大學達拉斯分校科學家因納米技術突破獲兩項大獎 (2006-07-13)
發布時間:2007-12-04
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據德克薩斯大學達拉斯分校網站2006年6月30日報道,來自德克薩斯大學達拉斯分校(UTD)納米技術研究所的科學家們,會同來自澳大利亞的合作者上周得到消息,他們榮獲兩項大獎??一項澳大利亞的,另一項是美國的??以表彰他們在制造碳納米管紡線和透明納米管片方面取得的突破,這兩項成果有著廣闊的工業應用前景。
領導德克薩斯大學達拉斯分校研究小組的雷?H.?褒曼博士,和一位澳大利亞同事,即來自澳大利亞聯邦科學和工業研究組織(CSIRO)紡織和纖維技術研究部門的肯?阿特金森博士,共同被維多利亞納米技術有限公司授予了納米技術領域卓有聲望的NanoVic獎。維多利亞納米技術有限公司由澳大利亞的三所大學和維多利亞省共同投資組建。該公司的興趣在于開發全球范圍內研究人員在不同領域的新發現,NanoVic獎,包括了10000美元獎項用于對科研小組的獎勵,并特別地對納米技術研究領域的創新表示了認可,這些創新對澳大利亞的公司十分重要。
同時,達拉斯分校的科學家們還榮獲了《納米技術概要》雜志頒發的“納米50大獎”,該雜志是一本電子月刊,主要收集在納米技術和微電子機械系統領域的一些工程學突破方面的研究成果。每年的獎項主要用于表彰其中的50項科技成果、產品和創新者,這些受表彰的成果已經、或有望對納米技術領域的發展動態產生深遠影響。
獲獎的達拉斯分校的研究人員成功地將數萬億個碳納米管植入了強硬的、堅固的電子和熱傳導納米纖維線和透明的納米管薄片上,并展示了其在不同應用方面的效能,如電子織物、防護衣、人造肌肉、超級電容、燃料電池、有機電激發光顯示器、太陽能電池和照明及微型X射線的電子管場致發射電子的高強度源極。這些成果和其他相關的研究小組所取得的科技進步都囊括在了一份430頁的國際專利申請和重要領域報告中,這些重要領域的成果在國際和國內都獲得了專利。
UTD的這些研究突破首次報道是在2004年11月19日,隨后在2005年8月19日的《科學》雜志上進行了刊登,最后在全球范圍內通過電視、電臺、報紙和雜志進行了報道。《發現》雜志將其列為2005年最重要的100條科學新聞的第8位。研究小組的成員同時也于去年在德國法蘭克福舉行的一次國際會議上受到了很高的評價,此次會議的參加者包括了20000名技術專家和實業家,在會上UTD的研究人員榮獲了Avantex國際高科技服裝紡織品發明和技術論壇頒發的新材料創新獎。
單一的納米管有著令人驚奇的特性,包括其強度十倍于現有的商業纖維和紡線,導熱性比鉆石還好,比銅線所能輸送的電流量要高出千倍。其中的挑戰在于開發出新的方法,來恰當地裝配數十億英里長的導向單一納米管,用于每磅構造紗線和薄片,并將其擴展到工業上的可用水平。贏得獎項的這一過程,第一次展示是在UTD納米技術研究所的實驗室里,第一次使用了相關的廉價多壁納米管。這些多壁納米管由無縫碳圓柱組成,就如同樹干內的年輪一樣,這些多壁納米管同人類頭發絲比起來千分之一都不到,但比普通的納米管卻要長得多,并且可以通過其他方式進行加工。
通過化學方法生長,自我組裝的結構中的納米管的排列就如同森林中的樹木,納米薄片和納米線以每分鐘10米的速度被生產出來,通過一萬億個納米管每分鐘在一厘米的薄片寬度內的協同旋轉過程產生。通過對比,商業化羊毛紡紗的速度在每分鐘20米。同此前的構造方法不同的是,使用了納米管在液體中的頻散,由UTD-澳大利亞研究小組開發的這一干態過程可以使用所需的超長納米管來使得其特性最優化。
納米技術研究所負責人兼化學系教授羅伯特?A.?韋爾奇說:“(這一成果催生的)工業利益巨大,并且在不斷加速中??每天有公司過來詢問并要求將我們的納米管紡線和薄片應用到他們的產品中去。雖然這些納米管的工藝和特性還在不斷改進中,但目前的特性已經很值得關注,并已經可以從幻想領域應用到實際的產品中去,包括‘密銀衣’,《指環王》三步曲中出現的一種虛構的材料,以及科幻電視劇《星際迷航》中的‘透明鋁’。”
褒曼補充說:“納米管片不僅透明而且很輕,4盎司的材料就可以覆蓋一英畝的區域,這些納米管比同等重量的鋼板的強度要硬得多。碳納米管紡線比石磨紡線也要堅硬的多,不同于其他紡線和纖維,這些碳納米管紡線的強度和硬度不會在編織和打結過程中有所改變。”
UTD的受獎者來自世界各地:納米技術研究所的科學家,來自中國的張梅(音)博士和方邵利(音)博士;來自烏茲別克斯坦的研究所副所長安瓦?扎西多夫博士和研究所的研究科學家李?塞吉博士;來自烏克蘭的阿里?阿里耶夫博士;來自澳大利亞的阿特金森;來自美國的UTD物理系研究生克里斯多佛?威廉斯和褒曼。
該獲獎研究由美國國防高級研究計劃署、美國宇航局、美國空軍科學研究辦公室、德克薩斯先進科技項目、羅伯特?A.?韋爾奇基金會、納米技術研究戰略聯盟以及澳大利亞聯邦科學和工業研究組織共同資助。