越高。 大多数硅基太阳能电池在温度达到１００摄氏度时已呈 现出惰性，但ＰＥＴＥ设备在超过２００摄氏度的条件下才会达 到峰值效率，因而最适于应用在抛物面太阳能聚光器中。可 达到８００摄氏度高温的抛物面聚光器通常作为太阳能发电 厂设计的一部分，因此，ＰＥＴＥ设备可为太阳能发电厂提供 第二条电力来源，通过与现有技术的结合，电力生产成本有 望做到最小化。 梅洛仕计算出，ＰＥＴＥ工艺应用于太阳能聚光器时所能 达到的效率高达５０９６，和余热循环系统相结合，则效率可达 ５５％￣６０％，这几乎是现有系统的３倍。 ＰＥＴＥ系统的另一优势在用于太阳能聚光器时，制作设 备所需的半导体材料数量相当少，从而大幅降低了太阳能电 力生产的成本。 研究人员表示，ＰＥＴＥ工艺大大增强了太阳能发电的可 行性，即使达不到最佳效率，只要能将转换效率从２０％增加 到３０％，其整体转换效率也将在原有基础上提高５０％，这将 大大促进太阳能产业与石油业的竞争能力。（人民网） 石墨烯纳米子Ｌ设备可探测单个ＤＮＡ分子 据物理学家组织网报道，美国宾夕法尼亚大学的研究人 员近期开发出一个纳米级的碳基平台，可用于电子探测单个 ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）分子。该技术最终有望在快速ＤＮＡ电 子测序方面发挥“用武之地”。相关研究论文发表于最新一 期的《纳米快报》。 这个纳米平台由石墨烯制成。研究小组利用电子束技 术，在石墨烯膜上烧灼出纳米大小的小孔，在电场的作用下， 微小的ＤＮＡ链就可以穿过这些孔洞。通过电子测量手段检测 ＤＮＡ的易位，再根据ＤＮＡ的４个碱基各自独特的“电子签 名”，就可以快速完成ＤＮＡ测序。 实验中，研究小组使用化学气相沉积法培育出大块的石 墨烯薄片，并将这些薄片悬停在一个氮化硅制成的微米孔的 上方，然后借助透射电子显微镜发出的电子束，在石墨烯薄 片的中心钻出一个更小的纳米孔。这些固态的纳米孔为在单 分子水平上进行的生物学检测提供了宝贵的工具。 该研究论文的作者、宾夕法尼亚大学文理学院物理和天 文系副教授玛丽亚・德恩迪奇说，石墨烯是由单一碳原子层 构成的二维结构材料，由于石墨烯层的厚度小于ＤＮＡ两个碱 基之间的距离，因此石墨烯纳米孔设备可望具有高分辨率。 石墨烯材料此前就已经被用于制造其他的电子和机械装置， 但迄今尚未被用于检测ＤＮＡ的易位。 这种石墨烯纳米孔设备的工作方式非常简单。纳米孔将 两种电解质溶液分隔开来，施以电压，溶液中的离子就可以 穿过纳米孔。离子的流动情况可以通过电流的大小来检测。 如果将ＤＮＡ分子注入到电解质溶液中，单个的分子同样可以 通过纳米孔。当ＤＮＡ分子发生易位时，它们会阻断离子的流 动，这种情况可以通过电流变小来判断。由于ＤＮＡ的４个碱 基阻断电流的能力各异，很容易通过这种石墨烯纳米孑Ｌ设备 加以区分，从而有望使低成本、高通量的ＤＮＡ测序技术变为 现实。 此外，为了使石墨烯纳米孑Ｌ设备更加经久耐用，研究小 组还在石墨烯层之上覆盖了一个只有几个原子层厚的超薄 氧化钛层，从而形成了一个更洁净、更易湿润的表面，使 ＤＮＡ更容易穿过，同时帮助降低了纳米孔的噪音水平。 目前，研究小组正在着手改善这些设备的整体可靠性， 并希望利用石墨烯层的导电性来研制可横向电子控制ＤＮＡ 易位的装置。具体来说，这种横向电子控制可以通过将石墨 烯蚀刻成纳米电极来实现。而早在２００８年，研究人员就已 经证明，石墨烯可以通过纳米蚀刻技术雕琢成任意结构，如 纳米带，纳米孔和其他形状等，从而为未来的应用打下了坚 实基础。（科技网） 科学家观察到金属磁体中最大原子位移 据物理学家组织网报道，英国科学家在金属磁体热膨胀 中观察到最大原子位移，此一发现将在高效传感器、制冷剂 等未来新材料的研发中发挥重要作用。 一般情况下，大部分材料在磁场中都会发生微小形变。 英国剑桥大学的阿勒桑德・巴克扎及其合作者在最近～项 研究中发现，一种含锰的磁性材料ＣｏＭｎＳｉ，两个邻近原子 之间的位移达到２％，这是迄今为止在金属磁体中发现的最 大位移距离。磁体具有强大的磁弹性作用，正是这种机制造 成了某些材料内原子会出现大的位移。 通过一种名为高效中子衍射结合磁力测量的方法，科学 家在观察中发现，磁场变化会引起材料的磁性突然增加，称 为变磁性过渡阶段。此时，材料磁性的变化来源于原子之问 的一种强大磁弹性耦合。磁弹性耦合作为一种变磁临界点的 前兆，加强了变形效果，于是出现了加热时锰原子之间距离 发生２％的“巨大”改变。 伦敦帝国学院物理学家卡尔・桑德曼解释说，在磁场 中，受到两对不同锰原子之间交换作用的驱动，虽然材料整 个体积的热膨胀非常小，但它在一个轴向上长度的显著减 少，就会伴随着其他两个轴向上温度增加或磁场和正向热膨 胀。材料的体积变化在整体上很小的时候，形变在一个方向 上会很大。尤其是，纹理材料会比其他多晶材料显示出更大 的形变，多晶材料更倾向于“平均”变化。 研究人员表示，这一发现有助于许多领域的研究。比如 磁性制冷材料和磁伸缩材料，它们在磁场中的反应变化，可 用作传感器或制动器。而且研究人员注意到，它可能使混合 材料具有同样大的磁弹性效应。 与气体挥发制冷不同，固态磁性制冷剂属于高效室温制 冷。桑德曼说，采用磁场改变材料的状态能提供一种制冷效 果，这是来自于固体形态的转变，而不是传统的压缩冰箱里 那种把液体蒸发为气体带来的制冷。如果在一些具有和谐晶 格结构的材料里，磁性制冷剂的制冷效果通常将更强大。 通常的“磁弹性耦合”主要来源于稀土化合物，而金属 材料只在变磁过渡时才能发生大的磁弹性耦合。稀土被用于 制造电池和永久磁体，由于其在环保技术方面的关键作用， 目前稀土的需求量与日俱增。因此，这一发现也有助于减少 对稀土原料的需求。（科技网） 日本开发成功超快速电动汽车充电设备 日本ＪＦＥ工程技术股份公司开发成功仅用３分钟就可以 向电动汽车电池充电达５０％、５分钟可充电７０％的超快速充 一７． 电设备。 充电时间长是制约电动汽车普及的瓶颈之一。目前，如 使用家用电源，一般的车用充电设备充满电动汽车电池需要 数小时，即使使用快速充电器，充电达８０％也需要３０分钟 左右。新开发的充电设备内部构造由蓄电池和瞬间可释放大 量电力的特殊电池组成。特殊电池可以把蓄电池在夜间储存 的电力瞬间释放到电动汽车电池，以实现超快速充电目的。 该设备设置成本较此前同类设备大大下降。需要变压设 备的一般车用充电器建设成本在ｌＯＯＯ万日元左右，该设备 建设投资可控制在６００万日元。另外，新型充电设备利用电 价较低的夜间储蓄电力，也可大幅度降低充电成本。 目前，该公司己成立“超快速充电器项目小组”，计划 在实证试验的基础上，本年度内正式推向市场。 有评论称，如此项技术得以推广，或许能大大推进电动 汽车发展进程。（科技网） 英挪合作研发新型薄膜太阳能电池 发电还透光 英国莱斯特大学８月１０日宣布，该大学正与一家挪威 公司合作研发像玻璃贴膜一样的新型太阳能电池，它既能发 电还可透光，有望广泛应用于建筑物屋顶或门窗等处。 据介绍，这种电池材料是通过在透明化合物中嵌入直径 ｌＯ纳米左右的金属微粒而获得。它的突出特点是可以在吸 收一部分光能发电的同时还透过一部分光，这样就可应用在 玻璃门窗和透明屋顶的表面，使用者会感觉像装了有色玻 璃。 目前，挪威这家公司已制造出小块的电池片材料，接下 来将努力制造较大面积的薄膜电池，以便能“贴装”在玻璃 等物体表面。莱斯特大学的宾斯教授说，如果能大面积贴装 这种薄膜，其发电成本将会比利用传统太阳能技术低。 （科学时报） 新方法可预测纳米粒子在人体内反应 据美国物理学家组织网８月１５日报道，将纳米颗粒和 药物或蛋白质结合，用作肿瘤标靶治疗是否有效？这些药物 递送载体进入人体之后会发生什么反应？北卡罗来纳州立 大学的研究人员最近开发出一种新方法，能预测纳米粒子和 包括人体在内的生物系统的反应方式，有助于确定纳米药物 载体的疗效，也对改善人类和环境安全提供了技术支撑。 研究人员吉姆・瑞威尔博士说：“我们希望找到一种好 的生物学方法，来确定纳米颗粒和细胞之间是怎么发生反应 的，当一个纳米颗粒进入人体时，它会立刻和各种各样的蛋 白质和氨基酸结合在一起，成为一个分子团，然后再确定要 去的方向。” 另一位研究人员蒙泰罗・瑞威尔表示，这种结合的过程 也影响了纳米颗粒在生物体内的行为，氨基酸和蛋白质穿上 了纳米粒子的“外套：’后，就改变了原来的形状和表面性 质，有可能会提高或降低药性，比如毒性或者改变纳米粒子 递送药物到标靶细胞的能力。 为了开发这种工具，研究小组使用了一系列化学药品来 测试不同纳米粒子的表面特性。一个纳米颗粒的尺寸和表面 一８一 特性，决定了它将与之结合的蛋白质种类。一旦尺寸和表面 性质已知，研究人员就能为它们定制身份“指纹”，确定这 种专门粒子和生物分子发生反应的方式。这些“指纹”能让 人们预见到纳米粒子进入到生物体内的可能行为。 “指纹”信息使人们能预测特定的纳米粒子进入人体 之后将会去哪里，是否到达了预定的目标。反过来，哪些纳 米粒子用作药物递送载体更加有效，哪些对人体或环境是有 害的，指纹信息也能更明确告知。（科技日报） 氢气导致金属脆裂问题有望解决 据美国物理学家组织网近期报道，氢气被认为是未来燃 料，然而这种最轻的化学元素能让机动车引擎上的金属变 脆，导致汽车组件突发性故障甚至断裂。德国一家研究院的 科学家正在借助最新的特种实验室，进行一项氢致脆裂的研 究，旨在寻找能和氢相适应的材料及制造工序。 氢气会使钢铁、铝和镁这些通用金属变脆，延展性降低， 耐久性变差，导致汽车零件的突发性失灵。除了燃料箱本身、 燃料电池部分，普通元件如滚珠轴承也会受影响。这些不仅 在汽车中发生，几乎所有的工业机械中都会发生。氢气遍布 在汽车的原材料和制造工序中，不仅仅是用来装满燃料箱。 氢气通过腐蚀、镀铬、焊接、打磨、压制等过程，渗透到金 属晶格中，结果导致材料毫无警示地断裂开，只好花费巨大 财力重新修复。 领导该研究的德国研究员尼考拉斯・韦恩瑟说：“在工 业领域，元件必须能承受温度压力、机械压力和氢气。在新 的特种实验室中，我们提供了必要的分析程序。我们正在研 究氢气在金属中的运动、速率及其在材料中累积的关键 点。” 研究人员通过热处理的方法，不断加热样本，同时释放 并测试氢气的活动。通过特殊的张力测试设备，确定氢气在 金属中的行为和通过金属的速率，当张力增加时，能实时测 定氢气的承载力和穿透力，氢气对材料的压力以及材料的抵 抗性能。 研究人员还加入了原子和有限元（ＦＥＭ）模拟，在原子 和宏观的层面观察氢气和金属之间的相互反应。将这些测试 结果输入计算机，就能实时算出金属的氢气脆变程度。 研究人员伍尔夫・派夫博士表示，结合特种实验室测试 和模拟工具，有些对于氢气是可适应的材料已经发现，制造 工序也能被改良。（科技日报） 不规则内部构造有助于制造高温超导体 据英国《新科学家》杂志网站８月１１日报道，意大利 科学家发现，不规则碎片形的内部构造可以提高超导体的超 导临界温度，这种“无尺度网络”结构与互联网以及某些社 交网络的连接方式非常相似。 超导体在磁悬浮列车、粒子加速器等诸多领域均有广泛 用途。目前大部分超导体只有在接近绝对零度（约零下２７３ 摄氏度）的温度条件下才能展现其超导性能，只有一些含铜 或者氧的特定化合物的超导临界温度可以达到１００开氏度 （约零下１７３摄氏度）。 为了更好地了解这些化合物，意大利罗马大学的安东尼 奥・比安科尼和同事一起研究了镧铜氧化物的不同结晶形