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08年中国十大科学发现:石笋记录王朝兴衰史
2008年12月22日 14:08:06  来源:北京科技报
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王中林和他的科研小组研制出纤维纳米发电机

    ·用衣服发电

    王中林和他的科研小组最新研制出一种能产生电能的新型纳米纤维,被称为“纳米发电机”。该研究发表在了2008年2月14日的《自然》杂志上。

    发现者说:

    当很多人在研究一个器件的制作时,总是忽略电源的问题,因此一个精巧的器件常常配上“笨重”的电源。我从电源下手,在自己的纳米世界找到了这个问题的解决方法。如果能让器件自己充电,当然更好。

    于是,我突然想到了“纳米纤维发电机”。一个人走路可以产生67瓦的能量,把这种纳米纤维织成布料穿在身上就可以利用人体运动来发电,运用于一些个人便携式电子设备了。还可以制作鞋、生物植入物如起搏器等。目前这种由两根纤维组成的纳米发电机的输出功率还很小,这主要是由于纤维的内阻较大以及纤维之间接触面积较小。目前,我正努力提高这种基于纤维的纳米发电机的输出能量。

    权威评点:

    美国国家科学基金会材料研究部门金属计划项目主管哈什·迪普·乔普拉对这项研究评价说:“这项多学科的研究使材料科学家和工程师们可以以此为基础,萌发更多的技术。”

    王中林 北京大学先进材料和纳米技术系主任、美国佐治亚理工学院终身校董事讲席教授

    ·不会遭窃的邮件

    中国科技大学教授潘建伟领导的研究小组在量子通信的“路上”成功修起了“驿站”,它能使信息传输很远,还不会被窃取。这项研究成果发表在了8月28日的《自然》上。

    发现者说:

    对于国家和大型机构的保密信息,通过光纤传输时都需要加密,而密钥的安全就是保密的关键,但目前大量使用的安全手段其实并不安全,只要有运算能力足够大的计算机,就可破解密钥。

    虽然用“单光子”作为信息载体的量子通信所提供的密钥无法被破解,安全性很高,但是在实际操作中,随着光的衰减,“密钥”的效率变低了,使得这种方法的有效安全距离只有100多公里。

    我用了一种名为“量子纠缠”的资源,让分属两地的两个光子建立一种关系,之后用它们产生密钥。这种“纠缠”的光子越多,能产生的密钥也就越多。我可以在10公里的距离建立“纠缠”,然后再在相邻的两个10公里之间建立“连接”,这样10公里“变”成了20公里,甚至更远。我希望将来构架一个巨大的量子通信网,如同互联网一样。

    权威评点:

    一直以来,量子通信因为无法远距离传输,所以用它构架一个如同互联网一般的“地球网”传递信息仅是设想。《自然》杂志审稿人认为,该工作“扫除了量子通信中的一大绊脚石”,“开辟了量子通信研究的新方向”。

    陈增兵 中国科学技术大学教授,合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息责任研究员

    ·新的超导体

    5月25日,国际权威学术期刊《自然》发表了一篇论文,作者是中国科技大学的教授陈仙辉及其小组。他在超导领域研究了22年,在国际上首次获得了临界温度达到43开尔文(-230.15℃)的铁基化合物超导体,突破了“麦克米兰极限”。

    发现者说:

    从1986年至今的22年中,全世界只发现了一类高温超导体,它们以铜氧化物作为材料。

    2008年2月19日,日本东京工业大学的科学家发表文章说,氟搀杂的镧氧铁砷化合物,在-247.15℃时就具有超导性。但日本科学家没有证明这类材料是真正的高温超导体。我用“钐”替换“镧”作为研究对象,经过一个月的研究,3月25日,证明了这种材料是另一类高温超导体,临界温度达到-230.15℃,突破了“麦克米兰极限”。

    我希望新的超导体能够在长距离无耗损电力传输和医学高解析核磁共振影响等方面发挥更大的作用。

    权威评点:

    《自然》杂志审稿人评价:“这是一篇坚实可靠的论文,开辟了氟掺杂铁基化合物的领域。这项工作表明了铁基材料的超导转变温度在常压下可高于40K,这有助于奠定该领域的基础。”

    陈仙辉 中国科技大学物理系教授,先后在卡尔斯鲁厄研究中心、斯图加特马普固体物理研究所、日本高等研究院(北陆)、美国得克萨斯超导中心工作、访问

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(责任编辑: 陈淑君 )
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