       1  日本理化学研究所用化学方法制造出蜘蛛丝 2017年1月19日，日本理化学研究所环境资源科学研究中心酵素研究团队的土屋康佑研究员等人，用化学的合成方法开发出了一次结构与高强度蜘蛛丝蛋白质的氨基酸配列相似的多肽。并判明了合成出的多肽构建了与蜘蛛丝相似的二次结构。 蜘蛛丝是一种可以与铁相媲美的高强度材质，有可能作为汽车零部件等领域的制作材料。但是，蜘蛛不能像蚕那样家养，因此想生产大量的蜘蛛丝是非常困难的。并且，除了一部分高成本微生物合成法之外，至今还没有开发出大量且便捷的蜘蛛丝蛋白质人工合成法。 这次，研究小队运用了之前研究化学酵素重合时所采用的二阶段化学合成方法，用氨基酸酯作为材料，成功合成出了与蜘蛛丝蛋白质的氨基酸配列相似的多层片状多肽。另外，通过X光的散射试验，判明了合成的多层片状多肽构建的二次构造与蜘蛛丝蛋白质相似。 此次研究所采用的合成方法，比微生物合成法的成本低，并可以得到大量的多肽材料。这些材料可以作为现有石油衍生的高强度材料的代替品，为实现可持续发展社会做出巨大贡献。并且，该合成方法可以在多肽材料中制造出任意的一次结构，因此可以控制材料物性。今后，通过判明进行力学特性评价的一次结构以及物性相关信息，人工模仿蜘蛛丝可以作为高强度材料在各种领域中得到应用。  2  可“唤醒”石墨烯超导能力的方法被开发 2017年1月19日，英国剑桥大学圣约翰学院宣布该学院研究人员开发出了一种方法可以激活石墨烯的固有超导能力。该项发现进一步增强了石墨烯的潜在价值。 自从2004年被发现以来，科学家就推测石墨烯可能具有超导能力。但直到现在，石墨烯的超导能力也必须靠掺杂或者是将其置于超导材料上获得，但这会让石墨烯损失一些其固有优异特性。 在剑桥大学的这项新研究中，研究人员实现了对石墨烯的这种超导潜能的激活。他们是通过将石墨烯与镨铈铜氧化物（praseodymium cerium copper oxide，PCCO）耦合做到的。 石墨烯的超导性为这种材料带来了更大的应用可能。研究人员认为，这会使石墨烯能够用于制造新型超导量子设备进行高速计算。它还有可能用于证明p-波超导的存在，这是学者们努力了超过20年试图证明其存在的超导形式。 该项研究由剑桥大学圣约翰学院研究员Angelo Di Bernardo和Jason Robinson以及剑桥石墨烯中心教授Andrea Ferrari、耶路撒冷希伯来大学教授Oded Millo和挪威科技大学教授Jacob Linder领导。 PCCO是超导材料“铜氧化物（cuprates）”的一种，使用扫描隧道显微镜（scanning and tunnelling microscopy）研究人员可以区分PCCO的超导和石墨烯的超导。在PCCO中，电子对的自旋态是反平行的，也就是“d-波态”。 然而当石墨烯同PCCO耦合之后，实验结果证明石墨烯中的电子对是p-波态的。Robinson说：“我们在石墨烯中看到的是与PCCO中的超导极为不同的一种超导。这确实是一个重大进步，因为这意味着我们知道了这种超导不是来自于石墨烯之外，PCCO仅仅是释放出了石墨烯的内在超导性。” 该项研究还有更深远的意义。例如，它显示了石墨烯可以用于在超导电路中制造晶体管之类的器件，并且其超导性可以同分子电子学相结合。 3 美国普林斯顿大学开发新型钙钛矿LED 2017年1月19日，普林斯顿大学的研究人员通过改进钙钛矿结晶物质，为LED技术的发展开辟了另一条路径。这是一种更高效、更廉价的技术，可替代现有货架上使用的LED材料。 该研究团队采用自组装技术制备纳米钙钛矿颗粒，以生产更有效、稳定和耐用的钙钛矿基LED。该技术有助于推进在商业应用中使用钙钛矿技术，例如照明、激光、电视和计算机屏幕等。 普林斯顿大学助理教授Barry Rand 表示：“太阳能电池中钙钛矿的性能近年来已经取得突破性进展，钙钛矿的性质也为在LED领域中应用提供了前景。但是，目前无法制备均匀、明亮的纳米颗粒钙钛矿薄膜的缺点限制了钙钛矿的应用。” Rand说：“我们的新技术允许这些纳米颗粒自组装以制备超细晶粒薄膜，这使得钙钛矿LED看上去更像是现有技术的可行替代品。” 当在LED两端施加电压时，LED会发光。接通时，电流迫使电子从二极管的负极侧移动到正极侧，并以光的形式释放能量。当可严格控制此电流时，LED工作效果最佳。在Rand教授设计的设备中，纳米颗粒薄膜即可如此工作。 Rand研究团队正在探索钙钛矿，作为氮化镓（GaN）和其他用于LED制造材料的潜在低成本替代品。低成本LED将减少能源的使用并降低对环境的影响。 将钙钛矿前驱体溶解在含有金属卤化物和有机卤化铵的溶液中制备杂化有机-无机钙钛矿层。这是相对便宜、简单的工艺，可提供硅基和其它材料LED的廉价替代品。 然而，尽管所得半导体薄膜可以发出鲜艳颜色的光，但是形成薄膜的分子结构的晶体太大，导致了低效和不稳定性。 该研究团队最新的研究成果显示，在生产过程中使用其它类型的有机卤化铵，特别是长链卤化铵，可显著限制薄膜中晶体的形成。所得微晶比之前制备的晶粒小得多（大约5-10纳米），并且所得卤化物钙钛矿薄膜更薄、更光滑。这导致更好的外部量子效率，意味着进入相同数量的电子，LED将发射更多的光子。这种薄膜也比通过其它方法制备的薄膜更加稳定。 明尼苏达大学材料科学与工程教授Russell Holmes说：“普林斯顿大学的研究使钙钛矿基LED更接近商业化。” |
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