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怪异的显微镜动物激发出一种新型玻璃

 
杏耀手机客户端 怪异的显微镜


一种非常奇怪、非常微小的动物——显微镜下的缓步动物——是一种新材料的灵感来源,这种材料可以提高LED灯和太阳能电池等设备的效率。
 
被调查的材料是玻璃,而缓步动物(有时被称为“水熊”或“苔藓小猪”)对玻璃也略知一二。这些住在水里的生物看起来像小飞艇,杏耀平台身体矮胖,八条腿粗短,当它们暴露在极端条件下,比如高温、低温甚至是真空的时候,它们的细胞几乎能排出所有的水分。
 
芝加哥大学(University of Chicago)分子工程学教授胡安·德·巴勃罗(Juan de Pablo)在一份声明中说:“当你把水除去时,它们很快就会把自己包裹在大量的玻璃状分子中。”他补充说,这些玻璃状的分子帮助这些微观动物在恶劣的环境中漂浮时保持一种类似死亡的假死状态。
 
缓步类动物产生类似玻璃的能力分子在很大的温度范围内,他们可以生存温度高达304华氏度(151摄氏度)和低至零下328华氏度(- 200摄氏度)领导的研究人员尝试创建新的玻璃材料在极端条件下。这反过来又导致了一种玻璃材料的发展,这种材料几乎和激发其发现的生物一样奇怪。
 
根据定义,玻璃的分子结构是非晶态的,或者不像普通的晶体那样有严格的定义。但是芝加哥大学和威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员发明的新型玻璃却违背了这一定义。德巴勃罗在一份声明中说:“就像晶体一样,它具有明确的分子结构。
 
今年3月发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文描述了这种新型玻璃,它是用一种被称为物理气相沉积的方法制造的。在这个过程中,构成玻璃的分子在真空中蒸发,然后一层一层地在温度可控的衬底或支撑结构上冷凝。
 
在基片上制作出这种玻璃后,研究人员用分光椭圆偏振法分析了这种材料,椭圆偏振法测量了光线与玻璃相互作用的方式。他们发现,在新玻璃的某些区域,分子的方向都是相同的,因此,与光的相互作用也是相似的。
 
由于玻璃的结构通常是随机的,所以很难找到其中一种材料的大部分或全部分子“指向”同一个方向。威斯康辛大学麦迪逊分校的研究生、这项研究的主要作者沙基尔·达拉尔说,这种分子结构的玻璃不仅很难获得,而且非常理想。
 
在Reddit的Ask Me Anything (AMA)系列文章中,达拉尔写道,近年来,使用物理气相沉积技术(如发光二极管和太阳能电池)制造有机半导体的研究人员注意到,他们有时可以生产带有结构或“定向”分子的玻璃涂层设备。
达拉尔写道:“定向对这些应用来说是很好的,因为通过能够‘指向’分子的一个方向,你就有能力提高它携带电荷或发光的能力。”
 
建造LED时,工程师的目标是让照射到表面的尽可能多的光“上升”并远离基片。与此同时,那些制造太阳能电池的人想要尽可能多的光“向下”移动到基片上,Dalal说。
 
直到现在, 杏耀平台总代 ,半导体研究人员还不确定是什么原因导致玻璃中的分子在某些情况下合作并指向同一个方向。他们假设某些玻璃分子只是比其他分子更善于定位自己。但这项受缓步动物启发的新研究表明,事实并非如此。
 
像一个行动缓慢的
 
研究人员发现,玻璃分子与凝结物之间的温差似乎驱动了分子的方向。
 
为了扩大他们的初步研究,德·巴勃罗和来自美国和法国几个机构的同事最近进行了另一系列实验和基于模型的测试,看看这个温度发现是否成立。他们发现确实如此。
 
“我们所做的是证明,杏耀代理一个人可以在有一些明确定义的组织的地方创造眼镜。现在我们了解了这种效应的起源,我们可以通过控制我们制作这些眼镜的方式来控制这种组织。”
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