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材料最前沿：新型真空溝道晶體管、新型碳化硅“絨毛纖維”、二硫化鉬二維材料、石墨烯材料柔性內存、新型石墨烯涂層、納米纖維TZBG

2017-04-17 09:40:44 作者：本網整理來源：網絡分享至：

美科學家研制出新型真空溝道晶體管

集半導體晶體管及真空管的優勢于一身

【據物理學組織網站2017年4月4日報道】雖然真空管曾經一度是早期電子元器件的基本核心組件，但是截止到上個世紀七十年代，真空管就已基本被半導體晶體管所全部替代。可是，近年來美國航空航天局（NASA）艾姆斯研究中心的研究人員一直在開發可將真空管和現代半導體晶體管的優勢融為一體的“納米真空溝道晶體管”（NVCTs, nanoscale vacuum channel transistors）。

與傳統晶體管相比，納米真空溝道晶體管的速度更快且對高溫和輻射等極端環境的抵抗能力更強。這些優勢使納米真空溝道晶體管成為了抗輻照深空通信、高頻器件和太赫茲電子器件的理想選擇。此外，納米真空溝道器件還有望繼續延續即將走向盡頭的摩爾定律。

與半導體晶體管相比傳統真空管還有明顯的劣勢，比較突出的是其體積巨大且能耗嚴重，正是由于這些原因導致其逐漸淘汰。對于納米真空溝道晶體管來說，尺寸不再是一個令人擔心的問題，由于在制造器件的過程中應用了現代半導體制造技術，晶體管的尺寸可達到僅有幾納米的水平。為了解決更為急迫的能耗問題，艾姆斯研究中心的研究人員最近又設計出了一種硅基納米真空溝道晶體管，該晶體管具有改進的柵極結構，將驅動電壓從幾十伏減少到不到5伏，從而有效降低了能耗。該研究工作已發表在最新一期的《納米快報》上。

在納米真空溝道晶體管中，柵極的作用是利用驅動電壓控制電子在源極和漏極之間的流動。相反，傳統真空管是通過加熱器件的發射極來釋放電子的。由于電子被發射后經過的路徑處于真空狀態，電子的移動速度會很高，這便是真空管運行速度快的根本原因。

納米真空溝道晶體管中其實并沒有實際意義上的真空環境，恰恰相反，電子會經過一個充滿惰性氣體（如氦氣）的空間。由于源漏兩極之間的距離非常小（約50納米左右），電子在運動過程中與氣體分子發生碰撞的幾率很低，因此電子在這種“準真空”環境中的運動速度與在實際真空中的運動速度十分接近。即便電子與氣體分子發生了碰撞，但由于器件的工作電壓很低，氣體分子并不會被電離。

新型真空溝道晶體管的最大的優勢是其對高溫和電離輻射具有很強的抵抗能力，這使其有望在軍事和空間應用領域常見的極端環境中獲得應用。最新的實驗研究結果顯示，納米真空溝道晶體管在高達200攝氏度的高溫下運行時的性能依然穩定。相比之下，傳統半導體晶體管在該溫度下將會中止運行。驗證測試還顯示新型納米真空溝道晶體管具有相當強的抵抗伽馬射線和質子輻射的能力。

未來，研究人員計劃進一步改善納米真空溝道晶體管的性能。研究計劃包括器件結構及器件材料屬性的納米尺度建模和對器件老化機制的研究，以改善器件的可靠性、延長器件壽命。

韓國研發出采用石墨烯透明電極的OLED顯示器

【據石墨烯資訊網站2017年4月11日報道】韓國的ETRI（電子和電信研究所）的研究人員已經使用石墨烯透明電極來創建尺寸為370mm×470mm的OLED顯示器。

ETRI團隊開發了一種新工藝，可以在玻璃基板上利用石墨烯制成圖案、大小精確的電極。研究人員用新電極替代了目前商業應用中使用的氧化銦錫，這是一種已知的易碎脆性金屬。

該團隊表示，與石墨烯相結合的柔性基板將可以實現足夠薄的柔性顯示器，用于可穿戴設備和衣服。他們將嘗試使用塑料基板代替玻璃，以便該工藝可以應用于可穿戴OLED。

ETRI一直專注研究石墨烯增強OLED技術，并在2016年設法開發出使用石墨烯透明電極的透明OLED原型。

美國研發出用于火箭發動機的新型納米材料

【據英國the engineer網站4月3日報道】萊斯大學與NASA合作開發了一種新型碳化硅“絨毛纖維”，可以嵌入NASA最新火箭發動機使用的陶瓷復合材料上，提升火箭噴嘴和其他部件的強度和耐高溫性。

目前用于NASA火箭發動機的陶瓷復合材料使用碳化硅纖維來增強，能夠承受住1600攝氏度的高溫，但容易氧化開裂。萊斯大學將碳化硅納米管和納米線嵌入陶瓷復合材料纖維表面，使纖維表面像鉤子和線圈一樣卷曲，類似于魔術粘。纖維纏繞處具有很強的咬合作用，這不僅可以減少復合材料的開裂，也可以防止氧氣改變纖維的化學結構。該新型納米材料研制過程首先將碳化硅纖維浸泡在鐵催化劑中，之后用水輔助化學氣相沉積方法將碳納米管直接插入纖維表面。碳化硅纖維在納米硅粉內高溫加熱，從而將碳納米管變為碳化硅“絨毛”。研究人員認為這種絨毛狀碳納米管能夠提升NASA火箭噴嘴和其他部件的陶瓷復合材料的強度和耐高溫性。同時，這種新型材料的使用將進一步減輕發動機重量，在使用碳化硅復合材料之前，很多發動機部件由鎳合金制成，并需要一套冷卻系統，通過采用陶瓷基復合材料，可以去除冷卻系統，減輕發動機重量并提升了發動機的耐高溫性。

摩擦和壓力測試表明，絨毛狀碳化硅納米管相互之間的橫向作用力遠遠大于純碳納米管或非增強纖維之間的作用力。同時，該材料可以輕易的在納米壓痕儀高壓作用下恢復，說明了材料抗壓抗分解能力。

下一步研究團隊計劃將該技術應用于其他碳納米材料，來制備更多新型材料。

俄羅斯利用電子復合材料研制出軍事目標通用隱身偽裝

據《俄羅斯報》報道，俄國家技術集團旗下俄羅斯電子公司（Ruselectronics）所屬的莫斯科中央科研工藝研究所（Technomash）的科學家們研制出可隱藏整個目標的可見光偽裝技術。

新技術使用了一種電子復合材料，在可見光范圍內可對目標有效偽裝，并能根據周圍可視環境的變化而調整。這種材料可以改變顏色和同一顏色的明暗度，并且可以建立復雜的圖像，甚至可以建立葉子在風中舞動的圖像。

俄羅斯電子公司副總經理伊戈爾·克洛奇科表示，復合材料的應用原則不是熱或者電磁偽裝，而是視覺偽裝，其基礎是利用可控電子脈沖改變顏色和顏色的明暗度。實際上，這種材料相當于一塊可以隱藏整個目標的偽裝屏幕，在應對高精度武器方面前景廣闊。除此之外，專家也預言，大量民用領域也急需這種隱身材料。

首個基于二硫化鉬二維材料的微處理器芯片誕生

【據物理學組織網站2017年4月11日報道】二維材料雖然僅由一層或幾層原子構成，但其用處非常大。石墨烯是最著名的二維材料。二硫化鉬（由鉬原子和硫原子構成的僅有3個原子直徑厚度的層狀材料）也屬于二維材料的一種。但與石墨烯不同的是，二硫化鉬具有半導體性質。維也納工業大學（TU Wien）光子學研究所的托馬斯·穆勒博士和他的研究團隊認為，二維材料最有希望替代硅成為未來生產微處理器及其它集成電路所使用的材料。

微處理器是當今世界普遍存在且不可或缺的電子器件。若沒有微處理器技術的發展，許多在今天看似理所當然的事物都將不復存在，如電腦、智能手機及互聯網等。然而，一直被用來制造微處理器的硅材料正在逐漸接近其自身的物理極限。包括二硫化鉬在內的二維材料，有望成為硅材料潛在的替代者。

雖然，自2004年石墨烯首次被成功分離至今，用二維材料制作單個晶體管的研究一直都在進行，但是對于制造具有更復雜結構電路的研究還未有實質性的進展。

近日，托馬斯·穆勒和他的研究團隊在這一研究領域獲得了突破性的進展，制作出了全球首個基于二維材料的微處理器。該處理器芯片表面積僅為0.6平方毫米，集成有115個以二硫化鉬作為溝道材料、鈦/金作柵極、氧化鋁為柵氧化層的晶體管，其數據寄存器及程序計數器總容量為1個比特，可執行外部存儲器中的自定義程序、完成邏輯運算以及與外界進行通信。該處理器具有截至目前最為復雜的基于二維材料的電路結構，1個比特的數據存儲設計也能很容易得到擴展。

研究團隊的Stefan Wachter博士說：“雖然按照傳統的硅基半導體工業標準此研究成果看上去并不是很突出，但在二維材料微處理器研究領域，該研究的成功仍然是一個非常重大的突破。因為我們實現了對這一概念的驗證，并十分確定它會有進一步的發展。”然而，該研究項目得以成功的原因也不單單在材料選擇上。“我們也仔細考慮過單個晶體管的尺寸問題。基本電路元器件中晶體管的幾何尺寸是決定能否實現制造、級聯更多復雜單元的關鍵因素。”穆勒解釋道。

不言而喻，該技術若想得到實際應用，必須擴大其晶體管集成度，需要有成千上萬甚至更多的晶體管來構成具有強大功能且復雜的電路。另外，再現性是需要克服的又一個挑戰。畢竟，無論是二維材料的合成還是隨后的處理過程都還處在一個相當初級的階段。

穆勒指出：“由于我們在實驗室是通過人工的形式制作電路的，如此復雜的電路設計幾乎是無法實現的。因為，為了使處理器正常工作，要確保每一個晶體管都能按計劃發揮相應的作用。”然而，研究人員確信，隨著工業的進步，用不了幾年，該技術就一定能在更多的領域得到應用。例如，由于二維材料具有突出的機械柔韌度，對于制造柔性電子產品來說比傳統硅材料更具優勢。

石墨烯材料柔性內存問世可彎曲屏幕越來越近了

石墨烯新材料

據Android Authority網站報道，英國埃克塞特大學科學家開發了一種基于石墨烯的新型存儲解決方案，與傳統閃存存儲系統相比，這是一種成本更低、更環保的解決方案，具有速度超高、尺寸奇小、容量大、透明和柔性的特點。

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這種新型的混合石墨烯氧化鈦內存為智能手機制造商在新設備的設計和功能方面提供了足夠的余地。除了作為世界上最輕和最強的化合物之外，石墨烯也是最薄的，厚度僅為一個原子。碳基材料也是最好的電導體，這將使其適合放置在諸如智能手機之類的設備中。

這種材料的一個缺點是生產過程復雜。據報道，三星據稱已投入研究石墨烯，該公司甚至提交了一些專利申請。在這一點上，很難說由石墨烯制成的存儲單元是否會使其成為靈活的智能手機，但材料方面來看，石墨烯肯定是最好的選擇。

石墨烯存儲器

Android Authority表示，對于可彎曲手機和智能服裝來說，這種新型內存似乎是一種完美的解決方案，如果良率足夠高，它完全能取代當前電子產品中的閃存。

研究人員稱，與當前閃存相比，這種內存成本更低、適應性更強，具備“出色的耐用和保留性能”。

英國埃克塞特大學教授大衛·賴特（David Wright）指出，“利用氧化石墨烯生產內存的消息以前有過報道，但之前的技術通常尺寸大、速度慢，面

向低端電子產品市場。相比之下，我們的氧化石墨烯-氧化鈦混合內存，僅長50納米，厚度為8納米，讀寫時間低于5納秒。”

Android Authority稱，與類似大多數技術一樣，新型內存大規模上市尚需數年時間，不過其前景似乎相當光明。鑒于柔性智能手機即將問世，柔性鋰離子電池已經開發成功，我們相信三星和其他主要內存廠商將在近期投資這種新技術。

該技術的應用是否是領域真正的需求？

實際上，石墨烯最有別于其他材料的一個特點就是柔軟性，這和大多數智能商品廠家的新一代產品研發方向相契合。然而，讓我們先清楚地想一個問題，我們需要軟屏嗎？

就目前來看，大多數人給出了肯定的回答，因為現在對屏幕的需求已經不單純滿足于觀看功能，而更希望是一種交互設備，如果有柔性屏，交互場景幾乎可以擴展到任何物體上，目的類似于幾年前的研究投影+手勢識別的交互技術。另一方面，人們對產品的需求也不僅僅停留在實用性，開始追求產品的新穎性、時尚性和能夠帶來更好的視覺享受、用戶體驗等，如果可以做成穿戴設備，便可以在很大程度上使產品更加便攜時尚，和用戶更加融合，帶來更好的用戶體驗。

時間晶體一種曾被認為是無法存在的物質被創造出來了嗎？

曾幾何時，人們認為在物理學上不可能存在“時間晶體”這種奇異物質形態，但是現在人們已經創造出了這種晶體。

用光撥弄原子是Christopher Monroe的終身事業。他把原子排列成環、鏈，然后用激光處理，以探索原子的特性，制造基本的量子計算機。去年，他決定嘗試一項看似不可能的任務：創造時間晶體。

時間晶體聽起來很像科幻電視劇《神秘博士》中的道具，但它植根于現實的物理學。它是一種假設的結構，不需要任何能量就能保持振動，就像永遠不需要上發條的時鐘一樣。

普通晶體中的原子在空間上重復，時間晶體則在時間上呈周期性重復。這一概念極具挑戰性，因此，當諾貝爾物理學獎得主Frank Wilczek在2012年提出這個大膽的概念時，其他研究者很快證明了時間晶體是不可能被制造出來的。

但證明存在漏洞；另一個物理學分支中的研究者找到了利用這些漏洞的方法。Monroe是馬里蘭大學的一位物理學家，他的團隊利用他們原本為其它目的構建出的原子鏈，創造了一種時間晶體（見圖“如何制造時間晶體”）。“可以說，我們是誤打誤撞發現它的，”Monroe說。

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Nik Spencer/Nature

另一組來自哈佛大學的研究者利用“臟”鉆石（譯注：指含大量氮原子雜質的鉆石）也獨立制造出了時間晶體。這兩種版本都被視為時間晶體，但與Wilczek原先構想的不同。兩篇論文的作者，加州大學伯克利分校的物理學家Norman Yao表示：“（創造出的時間晶體）雖然不像人們一開始設想得那樣奇異，但還是十分怪異。

它們也是一類令人驚嘆的物質形態的首批樣本：時刻處在變化中、永遠不會達到穩態的量子粒子集合。這些系統從隨機的相互作用中獲得穩定性，而其他類型的物質則會被隨機的相互作用所擾亂。

”這是一種新的序，過去被認為是不可能的。這一結果非常令人振奮，“哈佛大學團隊的成員Vedika Khemani說。她也曾是最初推論出這種新型物質形態存在的團隊的成員。實驗物理學家已經在計劃如何在量子計算機和超敏磁傳感器等設備中利用這種奇異系統的性質了。

打破時間對稱性

在Wilczek的設想中，時間晶體是一種打破規則的方式。物理學定律的對稱性體現在它們同樣適用于時間和空間上所有的點。然而，許多系統都違反了這種對稱性。在磁鐵中，原子自旋會有序排列起來，而不是指向各個方向。

在礦物晶體中，原子占據了空間中的固定位置，若稍有偏移，晶體看起來就是截然不同的了。物理學家將這種等價變換導致屬性變化的現象稱為對稱性破缺。在自然界，對稱性破缺無處不在——磁性、超導性，甚至還有賦予所有粒子質量的希格斯機制皆根源于此。

2012年，現任教于瑞典斯德哥爾摩大學的Wilczek開始好奇為什么對稱性不會在時間上自發破缺，以及能否創造出在時間上自發破缺的物質。他將這種物質稱為時間晶體。

實驗物理學家構想出了這種物質的量子版本：它可能是一個無休止地旋轉、循環，然后返回初始格局的原子環。其屬性永遠隨著時間同步變化，就像晶體中原子的位置隨空間變化一樣。該系統處于最低能態，但其運動卻不需要外力。在實質上，時間晶體是一種永動機，不過它不能產生可用的能量。

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Illustration by Peter Crowther

乍一看，人們會覺得這個想法一定是錯的，Yao說。從定義來說，處在最低能態的系統不會隨時間變化。Yao說，如果出現了變化，就意味著系統還有額外的能量可以失去，旋轉也會很快停止。但Frank說服了科研界，使大家相信這個問題比看上去更加微妙，他說。在量子世界，永動并非沒有先例：理論上說，超導體就能永遠導電（但電流是均勻的，因此在時間上沒有變化）。

渡邊悠樹（Haruki Watanabe）在加州大學伯克利分校完成了博士學位。從走出第一場博士學位口試起，他就開始思考這些互相矛盾的問題了。在考試中，他展示了自己有關空間對稱性破缺的研究結果；導師問他Wilczek提出的時間晶體有何深遠意義。

渡邊悠樹說：在考場上，我沒有回答出來，但這個問題激起了我的興趣。“當時，他對這種物質存在的可能性非常懷疑。”我在想，我該如何說服人們這是不可能的呢？

于是，渡邊悠樹與東京大學的物理學家押川正毅（Masaki Oshikawa）一起，開始嘗試以嚴謹的數學方式證明自己直覺得出的答案。通過將問題（時間晶體為何是不可能的）表述為一個系統中相距遙遠的部分在空間和時間上的關系，他們在2015年推導出了一個定理，表明時間晶體不可能在任何處在其最低能態的系統中創造出來。研究者還證實，對任何平衡系統（也就是各種能量都已達穩定狀態的系統）來說，創造出時間晶體都是不可能的。

在物理學界看來，這個問題的答案相當明確。時間晶體似乎是完全不可能實現的，Monroe說。但他們的證明留下了一個漏洞。他們并沒有排除時間晶體在還沒有達到穩態的非平衡系統中存在的可能性。全球各地的理論物理學家開始思考如何創造出其它版本的時間晶體。

粒子湯

而突破還是出現了，而且來自一個誰也沒想到的物理學領域。這個領域的研究者當時完全沒有在考慮時間晶體這個問題。

Shivaji Sondhi是普林斯頓大學的理論物理學家，他和同事正在觀察當一些由各種相互作用的粒子組成的孤立量子系統反復受力時會發生什么。物理學教科書說，這樣的系統的溫度將會升高，然后陷入混沌之中。但在2015年，Sondhi的團隊預測，在某些條件下，它們反而會結合在一起，形成一個在平衡態中不存在的物質相：一個表現出了人們前所未見的微妙相關性的粒子系統，其模式還會在時間上重復。

這種說法吸引了Chetan Nayak的注意，他曾經是Wilczek的學生，現在在加州大學圣塔芭芭拉分校和微軟Station Q實驗室任職。Nayak和他的同事很快意識到，這種奇異的非平衡物質態也是一種時間晶體。但它并不是Wilczek設想的那種：它并不處在最低的能量態，而且需要周期性施加外力才能振動。不過，它也會獲得與外力不一致的穩定節律，這意味著它能打破時間對稱性。

這就好像是在跳繩時甩了兩下繩，但繩子只轉了一圈，Yao說。這種對稱性破缺比Wilczek設想的更弱：在他的設想中，繩子應該會自己轉動。

剛聽說這一切時，Monroe并沒有理解。我了解得越多，就越對它產生興趣，他說。

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綠光照出了一個在鉆石缺陷內的電子自旋網絡（紅色）中形成的時間晶體。Georg Kucsko

去年，他開始嘗試用原子構建時間晶體。方法極為復雜，但只需要三種基本材料：反復干擾粒子的外力；讓原子彼此相互作用的方法；以及隨機無序元素。Monroe說，將這三者結合起來，就能保證粒子吸收的能量受到限制，從而保持穩定、有序的狀態。

在他的實驗中，這意味著反復向一條由十個鐿離子組成的離子鏈交替發射激光：第一次照射翻轉其自旋，第二次照射則讓自旋以隨機方式相互作用。這種激光組合能讓原子自旋振蕩起來，但周期是自旋翻轉的兩倍。

此外，研究者還發現，即便他們用不完美的方式翻轉系統（比如稍稍改變施加外力的頻率），振蕩仍然保持不變。Monroe說：系統仍然處于非常穩定的頻率上。他說，空間晶體對試圖改變其原子間固定間距的嘗試也有類似的抵抗力，時間晶體展示了同樣的性質。

在哈佛大學，物理學家Mikhail Lukin試圖實現類似的目標，但使用了截然不同的系統：3D鉆石塊。這塊鉆石上密布著約一百萬個缺陷，每個缺陷都包含著自旋。鉆石的不純凈性也提供了天然的無序性。Lukin和他的團隊使用了微波脈沖來翻轉自旋，他們發現，系統只在極少數時間會對干擾做出反應。

物理學家認為，這兩種系統自發打破了某種時間對稱性，從而在數學上滿足了時間晶體的標準。但對于是否應該將它們稱為時間晶體，物理學家們也有爭議。進展喜人，但在一定程度上，將它們稱為時間晶體是在濫用這一術語，押川正毅說。

Yao表示，這些新系統的確是時間晶體，但時間晶體的定義需要縮小，以避免將人們已經充分理解、且對量子物理學家來說并不那么有趣的現象包括其中。

但Monroe和Lukin的成果也非常激動人心，只不過原因不同。他們的時間晶體似乎是一系列新相態的首批示例，或許也是最簡單的示例，這些相態存在于人們探索相對不多的非平衡態中。

這些晶體也許能用于一些實際應用中。其中一種晶體能在高溫下作為量子模擬系統工作。物理學家經常在納開氏度（接近絕對零度）下使用糾纏量子粒子來模擬在經典計算機上無法建模的材料的復雜行為。

時間晶體代表著一種存在于遠高于上述溫度下的穩定的量子系統——Lukin的鉆石方法達到了室溫，有望打開不需低溫的量子模擬的大門。

Lukin說，時間晶體可能也可用于超精密傳感器。他的實驗室已經在使用鉆石缺陷來檢測溫度和磁場的微小變化了。但這種方法也有局限性，因為如果過多的缺陷包含在了較小的空間里，它們的相互作用就會破壞其脆弱的量子態。

但在時間晶體中，這些相互作用起到了穩定作用，而非破壞作用，Lukin因此得以利用數百萬個缺陷來產生強大的信號——足以有效探測活細胞和原子厚度的材料。

Yao說，相互作用的穩定原理或可以更加廣泛地應用于量子計算中。量子計算機極具潛力，但也存在挑戰——長期以來，人們一直在試圖保護執行計算的脆弱量子位，同時保證它們可用于編碼和讀出信息。能否找到相互作用能穩定這些量子位的相態是一個我們很想知道的問題，Yao說。

馬克斯·普朗克復雜系統物理學研究所主任Roderich Moessner表示，創造時間晶體的故事是一個很好的例子，說明進步往往發生在不同想法相互融合時。或許，他說，這種特殊的方法只是制備時間晶體的眾多方法之一。

新型石墨烯涂層一旦形變就變色

有望用于飛機、橋梁等設備設施的故障檢測

德國萊布尼茲聚合物研究所的研究團隊開發出了一種特殊的的石墨烯涂層，這種石墨烯涂層能夠在它變形或破裂時改變顏色，該論文發表在《Material Horizons》上。

該團隊在論文中描述了這種石墨烯涂層的制備方式，并闡述了它們的潛在商業價值：用于人造設備設施的故障檢測。

飛機和橋梁等設備設施都有可能在毫無征兆的情況下突然出現故障。事實也證明，在故障前，這些涉及人身安全的設施所出現的異常難以被人察覺。

例如，飛機機翼和其它飛機部件在受到一定的驟加應力時會產生微裂紋，這些裂紋也許會導致故障，但是又難以用肉眼觀察出來。萊布尼茲聚合物研究所的這項研究成果，會讓檢測變得更加容易。

那么，這種新型石墨烯涂層是怎樣實現一遇形變或破裂就變色的呢？

一般的人造材料通常是通過顏料來著色——這些顏料能吸收一定范圍內的波長，也能反射一定的波長。但是，自然界中的生物通常是通過特定的、”精心設計“的結構來反射，放大或吸收某些頻率范圍內的光。

這樣的顏色又稱為結構色（structural colour，又稱物理色），可變結構色帶來了自然界中生物的色彩變化。例如，昆蟲體壁上有極薄的蠟層、刻點、溝縫或鱗片等細微結構，使光波發生折射、漫反射、衍射或干涉而產生的各種顏色，甲蟲體壁表面的金屬光澤和閃光也是典型的結構色。

為了制備類似生物”結構色“的涂層，研究人員通過使用特殊的沉積方法，使石墨烯納米片（GNPs）堆疊出獨特的鱗片結構。通過調諧精細的平行多層結構，他們在一個復合相間區域觀察到了石墨烯涂層從紅色、黃色到綠色的可變結構色。

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在原生狀態下，石墨烯涂層呈紅色，但是如果一些因素使石墨烯的平面發生了內凹或外凸，該涂層將會變成黃色；在破裂的情況下，由于割裂了該涂層近鄰薄片之間的連接，它又會變成綠色。這就使人們觀察材料是否受到損害變得更加容易。

這種顏色的變化過程在顯微鏡下是非常明顯的——精心放置的石墨烯薄片的任何結構變化都會導致其中某些石墨烯薄片的方位發生變化，這就造成了光在涂層的某些方向（不同于大多數薄片方向）發生反射。

研究人員相信，他們制備的涂層或與其類似的產品有一定的工業應用前景。但是，該涂層在揭示材料變形和破裂程度的有效性仍待測試，這種涂層是否能適應現實世界中惡劣的環境也尚未明確。

香港理工大學研發新材料隨身凈化空氣可制成掛墜

據香港《大公報》報道，空氣質素人人關心，但現時空氣凈化裝置無法隨身攜帶。香港理工大學機械工程學系研發出最新半導體納米纖維TZBG，大幅提升傳導性能，在第45屆日內瓦國際發明展中獲頒”評判特別嘉許金獎。新材料可做用于凈化空氣及消毒的光觸媒物質，質地柔軟，適用于不同表面，更可制成掛墜佩戴，猶如”隨身空氣凈化機，防止大腸桿菌侵入，亦令凈化效率比現今技術高十倍，成本卻低逾九成。

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