2007-08-25 06:42:31 | 人氣(5,348) | 回應(52) | 上一篇 | 下一篇

《奈米科技》

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讀過馬遠榮的《奈米科技》(商周,2002)才知原來奈米效應與現象長久以來即存在於自然界中,並非全然是科技產物,例如:蓮花之出汙泥而不染亦為一例,水滴滴在蓮花葉片上,形成晶瑩剔透的圓形水珠,而不會攤平在葉片上的現象,即是蓮花葉片表面的「奈米」結構所造成。因表面不沾水 滴,污垢自然隨著水滴從表面滑落,此奈米結構所造成的蓮花效應(Lotus Effect),已被開發並商品化為環保塗料。(p.55)

那書中所言鵝鴨的毛與毛之間奈米級的縫隙不透水可通氣,便可開發並商品化為防水衣了?

記得幾年前尤其SARS期間,奈米產品曾轟動一時,近幾年怎沒消沒息了?還是來了解奈米的的意義:Nano 來自希臘字的接頭語,表示十億分之一。奈米(nanometer,10-9m)即為一公尺的十億分之一,約是人類頭髮直徑的百分之一,10倍於氫原子直徑大小(10-10m),與目前半導體製程使用之單位 m(micrometer, 微米),差1,000倍。

微米(μm) 與奈米(nanometer,nm)都是度量衡單位,1μm = 10 -6m,1nm=10 -9m。而材料尺度由微米到奈米所代表的意義並不只是尺寸的縮小,同時,新而獨特的物質特性亦隨之出現。在奈米的領域下(1~100nm),許多物質的現象都將改變,例如質量變輕、表面積增高、表面曲度變大、熱導度或導電性也明顯變高等,因此也就衍生了許多新的應用。奈米科技便是用各種方式將材料、成份、介面結構等控制在1~100 nm的大小,並改變其操控,觀測隨之而來的物理、化學與生物性質等的變化,以應用於產業。

奈米科技乃根據物質在奈米尺寸下之特殊物理、化學和物性質或現象,有效地將原子或分子組合成新的奈米結構;並以其為基礎,設計、製作、組裝成新材料、器件或系統,產生全新的功能,並加以利用的知識和技藝。有別於傳統由大縮小的製程,奈米科技乃由小作大。

奈米科技實際上並無統一的定義,一般說法係指物質在奈米尺寸下呈現出有別於巨觀尺度下的物理、化學或生物特性與現象。所謂奈米科技便是運用這方面的知識,在奈米尺寸等級的微小世界中操作、控制原子或分子組合成新的奈米尺度結構(奈米材料),以便展現新的機能與特性。以此為基礎,設計、製作、組裝成新的材料、器具或系統,使之產生全新功能,並加以利用的技術總稱。奈米科技的最終目標是依照需求,透過控制原子、分子在奈米尺度上表現出來的嶄新特性,加以組合並製造出具有特定功能的產品。

誰說沒消息了,上奈米網http://nano.nsc.gov.tw/main/8/8_01_1.html#1、便能找到以下:

我國自民國八十五年以來,國科會、經濟部、教育部等部會已支持許多個別計畫從事有關於奈米科技的研發……國科會並於民國九十一年一月十五日召開第一五五次委員會議,討論「奈米國 家型科技計畫」構想;於民國九十一年六月第一五七次委員會議中通過奈米國家型科技計畫審議,自民國九十二年一月正式開始推動,並決定自民國九十二年至民國 九十七年間,投入經費新臺幣231.9億元於奈米科技發展;並於同年九月一日正式成立奈米國家型計畫辦公室,執行整體計畫之領導、策劃與管考。

冀盼藉由計畫辦公室整合產、學、研力量,建立我國發展學術卓越和相關應用產業所需之奈米平臺技術,同時加速培育奈米科技所需人才,奠定我國奈米科技厚實之基礎。利用奈米科技帶來之創新和我國在高科技製造業所累積之優勢,以及在學、研機構長期建立之研發能量,著重創新前瞻之研究,開創我國以技術創新、智權創 造為核心之高附加價值知識型產業。也因為奈米科技之推動與發展,帶來新的機會,使我國得以在奈米科技產業全面發展之時,將奈米科技的特性,轉成實際應用進 而產生具體經濟成效,是將奈米科技推動成為國家型研究計畫的重要緣由。

臺灣過去廿年來,積極投入半導體的研發與製造,成功帶動半導體產業躋身全球第三的佳績。過去的矽導產業發展是從上而下(Top-down)、由大做到小, 也就是線寬愈做愈細,往0.1微米以下的製程發展;而奈米科技則是由下往上(Bottom-up),改變過去的產業發展模式,也改變研發人員對物質材料結 構的思維。因為當物質小到奈米尺寸時,會產生新特性,包括量子效應及表面效應等。

由於奈米給所有物質新特性與新應用,因此對於傳統產業的轉型及科技產業創新技術都將產生革命性改變。市場預估未來10~15年,奈米產品市場年產值將高達 美金1兆元;美國、日本及歐盟均已積極展開奈米研究,例如美國於西元2004年投入美金5億元、日本投入日圓350億元、中國大陸從西元2001年到 2005年將投資人民幣25億元;而我國也預計從西元2002到2007年投入新臺幣192億元進行奈米科技研發。

過去廿年來,奈米科技專利的成長率驚人。在美國奈米科技先導計畫NNI所公布的22,608項奈米科技專利中(西元2000年一月至2003年四月),有 79%屬於美國發明者,12.4%屬於日本,3%屬於法國,1.1%屬於英國,1%屬於臺灣,韓國與荷蘭各占0.9%,瑞士0.7%,義大利和澳洲各占 0.5%。過去十年間的領先技術主題有大幅改變,西元2001年至2002年間,最重要的主題是「核酸」、「製藥成份」、「雷射光束」、「半導體元件」和 「光學系統」。
1. 奈米科技於建築上之運用
A.自潔效應:除了用在玻璃外,另可使用在建築外牆及衛浴產品上。
B.防止炫光運用:在玻璃中做了一層反炫光薄膜,使光線經過薄膜後,其反射造成的炫光會被散射掉。
C.改質後的隔熱布:適用範圍可由-40℃到200℃。
D.吸收紫外光:利用奈米級氧化鋅達到高分子材料抗UV老化的能力。
E.增加抵抗摩擦的能力:利用奈米氧化鋁高硬度特性,添加在塗膜上(COATING)。
F.太陽能光電板上的應用:藉由粒子的高表面積效應,增加其光電反應;利用奈米孔洞增加陽光效能。
G.淨化空氣:利用二氧化鈦再奈米等級時產生強大的氧化還原能力,使細菌的活性減低甚至被分解,目前已廣泛應用在療養院的興建上。
2. 奈米科技於結構上之運用
A.結構控制:以MRF阻泥器改變設施的剛度,進而達到結構控制的效果。
B.自行修復功能:在混凝土澆製時,添加奈米修復膠囊,在地震時釋放膠囊內的修復液體,可恢復結構局部強度。
C.防水塗料:透過防水層的奈米改進,可間接延長部分結構壽命。
D.隔震效果:經過鐵弗龍處理後的表面摩擦係數,利用奈米的方法直接在接觸面上做金屬改質,可增加隔震效果。
E.結構修復與補強的材料:以奈米科技降低環氧樹脂熱膨脹的係數;運用奈米科技達成纖維等復合材料浸潤與擴散兩個步驟。
F.奈米合金:晶粒愈小強度愈高,當晶粒達到奈米等級時,對於降低材料強度的差排效應也會被限制,韌性也隨之提高…

1. 奈米材料與製程技術
奈米科技是運用奈米尺寸特有的現象於材料和系統,在原子、分子、超分子層級探索其特性、控制其元件結構,其成功關鍵要素在於充分掌握材料及元件之製造及應 用技術,並且要在微觀和巨觀的層次維持其介面的穩定性和奈米結構的整合性,故奈米科技為新材料的創出,提供新的方法,這些新材料不僅是更新、更強、更具彈性,而且材料本身更具交互作用、高靈敏度、多功能及智慧化。

在奈米科技產業化過程中,應充分應用物質本身特性於自組裝體系,達到過去經由設備和製程精密操控所達不到的精密結構。它的基本內涵是以奈米顆粒以及奈米管、奈米線為基本單元,在一維、二維和三維空間組裝排列成具有獨特的介觀性質的奈米結構體系,這些運用將為產業帶來便宜、可量產化之新特質、新產品及新機會。以材料製造技術為起點,透過同步建構之量測分析技術檢測結果,改善材料製程並操控材料特性,並協助傳統產業高科技化。
A.建立多孔性奈米材料的自組裝控制技術,達成陶瓷基板表面平坦化。陶瓷基板表面平坦度<50A、電阻率>1011Ω-cm;後續薄膜金屬化模組相容性:metal/insulator厚度>6μm、後續製程溫度相容性>600℃、介電耗損tanδ<0.005@1MHz。
B.開發高容量奈米級鋰電池負極材料合成及應用技術,包括奈米級負極材料之配方、分散及粉體鍍層技術。
C.完成二次中性原子質譜(SNMS)檢測分析技術軟、硬體建立,具備快速、精準、高表面及縱深知成分結構檢測能力,並完成自組裝奈米結構披覆陶瓷基板表面成分、奈米模板成分及奈米粉體組成檢測。
D.應用奈米科技提升觸媒效能,所合成之金觸媒具有高的觸媒活性、耐候性及穩定性,在溫室下每一克觸媒每分鐘可將5公升1%CO/Air完全氧化。研究結果將每個防災口罩之金觸媒使用量降至10克以下。
E.開發高表面積電極材料,以介孔二氧化矽為奈米模板合成奈米介孔碳材,合成所得碳材具有高比表面積極均勻的介孔徑範圍分布,其比表面積>900m2/g、孔徑:2~5nm、電容值>1法拉。
F.奈米微粉製程開發:建立奈米銀微粉製程及其穩定分散與凝集沉降控制技術、ITO導電塗料製程、配方及電性量測技術,及完成高活性正電極球形氫氧化鎳微粉製程開發與電性評估。
G.微層感測技術開發:完成表面聲波式氣體微感測器微層元件,極表面聲波式氣體微感測器氣體可逆吸附薄層製程技術開發。
H.微波吸收材開發:完成大哥大站台輻射防護材、電腦輻射防護材,及衛星轉播站輻射防護材製作技術建立。
I.完成奈米級粉體在機能性纖維製造技術研究。
J.突破傳統主元素少於3個的傳統合金觀念,開發出5~13種主元素的奈米結構多元高熵合金技術,具有高硬度(~Hv1000)、耐溫性(強度及加工硬化能力可維持至800℃以上),及具有極佳的耐腐蝕特性。
K.完成奈米碳球(Carbon Nanocapsule)生產純化技術開發,產出之碳球直徑約5~50 nm,初產物純度高達70%,純化後可達95%以上,此技術達世界一流水準;奈米碳球具良好的分散性,易改質為水溶性,具有特殊的結構與光、電、力、磁的性質,可進行多種衍生物開發與應用。
12.應用兩種以上觸媒系統,以同時extrusion polymerization方式,達到分子層級的混摻控制效果,發展出世界第一之技術;已成功合成超高分子量(Mw>700萬),高結晶度(Tm> 140 °C,岛H>200 J/g)之PE。
2. 奈米電子技術
尋求更快、更低耗能及更微小的元件一直是全球上IC發展的共同目標。而由IC製程技術發展趨勢可知,目前已遭遇到必須尋求新材料、新結構與新製造技術之IC 細微化極限的挑戰,因此發展奈米電子技術實為刻不容緩的工作。奈米電子技術發展包括自旋電子(Spintronics)、新介電材料(New Dielectric Materials)、奈米碳管元件(CNT Devices) 以及量子元件(Quantum Devices) 等。7
A.完成奈米電子實驗室的建置,整合奈米核心製程模組技術;製造國內第一顆P 型奈米碳管場效電晶體,及全球第二顆不受大氣影響的N型奈米碳管場效電晶體。
B.應用碳奈米管當電晶體的通道介質,配合top-gate技術,發展出製程簡單、穩定且能與目前半導體製程整合的碳奈米管場效電晶體(CNT-FET)製作技術,已完成on/off ratio>105的P型碳奈米管電晶體及N型碳奈米管電晶體製作、碳奈米管NOT邏輯元件之量測等。
C.建立自旋電子之磁性記憶體與電晶體自主性關鍵技術,開發出較傳統設計25%~75%的寫入電流,可節省38%晶片面積的高密度磁性記憶體佈局等的專利,並培養相關的技術人才,為台灣的未來產業作準備。
D.應用量子點/井技術開發完成矽鍺光偵測器及光電晶體(SiGe photodetector/ phototransistor)製作技術,光電晶體在850nm波長下之responsivity達10A/W,為目前世界已發表文獻上最高之responsivity。
3. 奈米顯示器材料與元件技術
隨著數位時代來臨及網際網路化的普及,平面顯示器應用領域從可攜式中小型產品邁向資訊用的大型面板,更擴展到超大型視訊應用。有機發光二極體(OLED)顯示器材料於近年之研發中因充份應用奈米材料科技而使得技術有驚人的突破,多彩OLED顯示器已商品化,正邁向全彩OLED量產技術開發中。液晶顯示器及場 發射顯示器相關材料領域將因奈米科技之應用而產生更多的技術突破,材料趨勢朝複合化、輕型化、薄型化、大型化、可撓式及低成本發展,以提升LCD及FED 產業之創新性及競爭力。完成10吋彩色奈米碳管場發射顯示器(CNT-FED)。
A.應用厚膜製程完成10吋彩色碳奈米管場發射顯示器(CNT-FED)製作。解析度達320x240、亮度>200nits、操作電壓<200V,具有省電及體積薄小之優點,成為兼具低驅動電壓、高發光效率的大尺寸、低成本之平面顯示器。
4. 奈米光通訊技術
由於網際網路的發展,急需新的的方法與技術來處理光訊號,避免昂貴的元件成本阻礙了光通訊之普及。因此,如何縮小光元件的體積,以利大規模集成、降低元件製作成本,就成為急需突破的瓶頸,而光子晶體將在這方面有很大的貢獻。
應用InAs/InGaAs量子點開發出可於室溫狀態下發出1.31μm波長之光通訊用雷射光源,具有極低的臨界電流密度~200A/cm2,同時可經由調整不同製程條件調制其發光波長。
5. 奈米構裝技術
在 電子或通訊產品輕薄短小、高可靠度、多功能化之需求下,如何提高接合技術及功能性基板技術的密度,是電子構裝技術首要建構的兩大主軸技術。在高密度接合上 採用奈米級的表面活化接合及奈米導線/碳管凸塊…等技術,可大幅提高接合密度。在功能性基板技術上,運用奈米材料改質的電阻、電容、電感、濾波器等被動元 件內藏於功能性基板,可大大提高功能性基板的密度。因此,透過奈米材料的介入,將可突破目前技術之瓶頸(如:接合密度不夠高、電容材料之Dk值太低、電阻精度不夠高…),並滿足資訊、通訊及消費性電子產業之創新整合之應用需求,開發體積更輕薄短小、整合性更高、更具市場競爭力之產品。
A.應用兩段式燒結之晶粒成長控制,製作含奈米晶界之電性可調變元件之內藏元件基板,具有低溫(<200°C)製作,介電常數>105,及可製作多種非線性元件如PTC、NTC及VR等特性,可應用於製作平面化積層元件。
B.建立平坦化陶瓷基板技術,基板之表面平坦度<5nm,電阻率> 1011Ω-cm,介電損耗<0.001@1MHz及後續製程溫度相容性>600°C,可應用於高頻元件製造及大型積體電路量產應用。
6. 奈米儲存技術
本技術主要在建立奈米Terabyte儲存技術,突破現有DVD (4.7GB) 與HD-DVD (20-25GB)之技術使得容量可達到100 GB ~ 1000 GB。其主要概念採用近場光學理論加上微小口徑(50nm)產生可寫光點(<100nm),使其記錄容量達到1 Terabyte。
製作有利於形成Surface Plasmon Resonance之奈米結構,應用於光碟片之mask layer,完成超解析近場光碟記錄材料開發,碟片容量可達67GB,在藍光雷射波長讀取下,其信噪比(CNR)~45dB,已具備商業化價值。
7. 奈米能源應用技術
奈米能源應用技術之發展主軸為「奈米儲能材料技術」及「奈米節能技術」兩大項。因奈米級儲能材料的高活性、大表面積(200-2000m2/g)、自我組裝(1~3nm活性觸媒)、超晶粒特性(10~30 nano structure)及特殊光電效應等功能,先進國家皆積極投入能源奈米材料的開發,希望透過奈米特性,提供優於目前電池能量數倍之高能量密度儲電系統。
研發內容包括:微小型奈米研發電池、高效能儲電元件、光化學換能系統、奈米熱流技術,以及奈米晶體應用技術。
8. 基礎產業奈米應用
奈米技術是化學、物理、機械、材料、電子、量測等科技的融合。由其應用方面來看,有絕佳機會在基礎產業上精進及發揮;從中長程發展來看,必定會與尖端科技 結合,獲致突破性的進展。工研院針對基礎產業奈米化之應用,以具有市場基礎的產業項目展開深耕,結合產業domain knowledge,鎖定旗艦型產品,應用奈米技術,達到提升產業競爭力,開發新市場及新產品之目的。
(9)奈米生技應用技術
濾過性病毒被認為是自然界最精緻的奈米元件,這些巨分子的首要優點是它們具有很大的差異性可供選擇,而另一個優點則是它們已是存在的物質。以現有對奈米構造與製造的認知,工業上有用之奈米元件的自組與建構完全仰賴於元件成分的本質,這些被期望的奈米成分的特性包括:可複製、重組、具有可辨認、功能、活性的 本質、可感應環境。
生物巨分子具有的特性,可以利用分子生物方法及化學方法方便地驗證或使其表現上述的特性,這類物質包括:
A.核酸:具有自行重組、複製的能力。
B.蛋白質:大多具有專一性,可對環境感應。
C.具極性的脂質:有自行重組的能力。
10. 檢測分析與設備開發
奈米科技近年來受到相當的矚目,最主要的原因是因為量測儀器的進步,使得物質小到一定程度時所發現的特殊現象,被證實是與奈米尺寸有關。這些特殊現象,並 不容易由過去宏觀現象察知,例如在常溫為惰性的飾品黃金,在尺寸小到5nm時,活性卻很高;在零下70℃將一氧化碳氧化成二氧化碳,而它的顏色也不再是黃 金色,熔點也由1,063℃降至700℃以下;又如彩色濾光片色料的顆粒由100nm降至25nm時,其顯色強度會增強75%,光的穿透力亦由40%提升 到90%。由上述的例子可知,新特性的發現將衍生新的應用創意,對產業界有可能造成革命性的影響。
11. 其他
A.建立奈米顏料分散與安定化技術,開發之顏料奈米化製程可產製黃、紅、藍,顏料粒徑分別為13.0nm(黃)、15.2nm(紅)、13.8nm(藍),具冷凍回溫安定性及噴墨適性。
B.開發奈米黏土插層改質技術,製作出奈米黏土複合材料,應用特有的耐熱、耐燃、阻氣及低吸溼等特性,可帶來新的產業商機與應用機會。
C.利用奈米粉體合成技術製作奈米級之觸媒載體,再將金負載於載體上,經不同溫度焙燒後使其形成高活性奈米金觸媒,合成之金觸媒具有非常高的觸媒活性、耐候性、及穩定性。
D.結合發展之奈米技術成果,進行商品化開發,目前已商品化/將商品化的技術包括鎳-氫電池隔離膜、奈米貼片、奈米顏料油墨、奈米黏土複合材料(遠紅外線纖維等)、奈米金濾毒罐等。
http://nano.nsc.gov.tw/main/8/8_01_1.html#1

還有:2005-2006年中國納米材料行業分析及投資諮詢報告 (上下卷)

內容簡介:
  
納米是一個比微米小得多的計量單位。納米技術是指在納米範圍內研究物質的結構及其變化規律,並應用於生產生活之中的技術。納米材料(nano material),納米材料又稱為超微顆粒材料,由納米粒子組成。納米粒子(nano particle),納米粒子也叫超微顆粒,一般是指尺寸在1~100nm間的粒子,是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域,從通常的關於微觀和宏觀的觀 點看,這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統,是一種典型人介觀系統,它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒(納米級)後,它將顯示出許多奇異的特性,即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。  
由於納米微粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等使得它們在磁、光、電、敏感等方面呈現常規材料不具備的特性。因此納米微粒在磁性 材料、電子材料、光學材料、高緻密度材料的燒結、催化、傳感、陶瓷增韌等方面有廣闊的應用前景。
世界上一些發達的工業國家,投入重金對納米材料進行開發研究,在20多年中,納米材料從問世至今,已經基本上完成了材料製備和性能開發階段,步入了全面應用和完善工藝階段,重視納米科技發展的國家都得到了實惠。  
中國在納米科技領域的研究起步較早,基本上與國際發展同步;經過近20年的努力,中國已經初步具備開展納米科技的研究條件,形成了一支研究隊伍;近年來,中國在納米材料與技術的基礎研究領域取得了一些國際領先的成果。這些都為實現跨越式發展提供了可能。
2004年全球納米新材料市場規模達22.3億美元,年增長率為14.8%。2004年,中國納米新材料市場總體規模達到29.2億元,年增長率為 18%,已經連續5年保持了15%以上的增長速度。其中,納米粉體材料市場達到27.4億元,占總體市場規模的93.8%,納米複合材料市場1.8億元, 占總體納米材料市場規模的6.2%。  
2004~2008年,世界納米複合材料市場的年均增長率為18.4%,納米複合材料市場將從2003年9080萬美元增長到2008年2.11億美 元。世界聚合物納米複合材料市場中,熱塑性材料市場將從2003年7000萬美元增長到2008年1.75億美元,熱固性材料市場將相應從2000萬美元 增長到2800萬美元。  
市場成長迅速;國家對高科技新材料產業的重視;中國的納米材料技術水準的進一步突破;納米材料與日常起居結合緊密,納米與人們的生活日益接近等等這些因素必將使我國的納米產業未來更加光明。
報告目錄
第一章 納米材料概念及行業特性
…………
http://www.ocn.com.cn/reports/2006082nami.htm

奈米機器人出動! 【科學人 2009/06/19馬洛克(Thomas E. Mallouk)
 
 我們知道怎麼製作微型機器人,卻不知如何推動它,而今觸媒引擎可讓微型機器人由周圍取得燃料,並克服微觀世界裡奇特的物理現象,自由在水中遊走。  
 
重點提要
 
■奈米科技擁有許多潛在未來應用,例如可用於組裝其他機械,或是在人體內移動、投送藥物或進行微型手術。
■這類機器將面對獨特的物理學原理。在極小的尺度中,液體和蜂蜜一樣黏稠,布朗運動則使所有物體不斷搖晃。
■化學家由活細胞的生物引擎取得靈感,研究如何透過觸媒反應為奈米機器人提供動力。
 
想像一下,如果能製造大小和細菌或分子相仿的汽車、飛機或潛艇,把這些超微機器人當成外科醫師注射入人體,便能標定並治癒病灶,例如動脈內的斑塊和可能導致阿茲海默症的蛋白質沉澱等。另外,具備奈米尺度特徵與元件的奈米機器人也可鑽進橋樑或飛機翼中,修復肉眼看不見的裂縫,防止它擴大而導致嚴重損壞、釀成災害。
近年來,化學家開發出許多適用於微型機械的優異分子結構。舉例來說,美國萊斯大學的涂爾(James Tour)等人製作出分子尺度的汽車,以四個巴克球(形狀類似足球的碳分子)當做車輪,大小約為人體細胞的1/5000。但如果打開奈米汽車的引擎蓋,你會發現裡面沒有引擎。涂爾的奈米汽車目前唯一的動力來源是它與周圍分子隨機碰撞,也就是「布朗運動」。這就是分子機械目前最大的問題:我們知道怎麼製造,卻不知該怎麼推動它。
在等於或小於活細胞的尺度中,這項任務還得面對特殊挑戰。空氣和水對它們而言跟蜂蜜一樣黏稠,布朗運動則讓分子的行徑全無章法。在這些情況下,就算我們能夠把汽車引擎做成奈米尺度大小,恐怕也沒辦法讓它動起來。
然而,大自然中有許多奈米引擎的例子,觀察一下活細胞就知道了。細胞就是使用奈米引擎來改變形狀,在分裂時拉開染色體、建造蛋白質、吸收營養、從周圍來回運輸化學物質等。這類奈米引擎,以及肌肉收縮和細菌鞭毛螺旋狀運動的動力來源,都是相同的原理:將化學能(通常以三磷酸腺的形式儲存在細胞內)轉換成機械能,而這個反應必須藉助觸媒,也就是可促進三磷酸腺(ATP)分解的化合物。研究人員運用類似原理製造的人工奈米引擎,已獲得令人振奮的進展。
2004年,我們參與美國賓州州立大學的研究團隊,開發了一種簡單的奈米引擎,能運用觸媒將儲存在燃料分子內的能量轉換成運動。我們的構想取自2002年美國哈佛大學的伊斯馬基洛夫(Rustem Ismagilov)和懷特塞茲(George Whitesides)提出的觸媒引擎,它在尺寸上大了許多。哈佛大學的研究團隊發現,長數公分、尾部有白金條(鉑)做為觸媒的「小船」,可在過氧化氫(雙氧水)水溶液的表面上自動前進。鉑可促進雙氧水分解成氧與水,生成的氧氣氣泡產生反作用力,推動小船前進,就和噴氣由火箭尾部噴出,推動火箭前進一樣。
 
縮小版觸媒引擎
 
我們的縮小版觸媒引擎,是一段長度大約相當於細菌細胞(約2微米)、直徑則為細菌細胞的一半(350奈米)的金鉑棒,它混合在溶液中,而非漂浮於表面。這些微小的觸媒柱和細胞內以ATP為動力來源的分子引擎一樣,是以本身周圍的液體當做燃料。它們確實會以每秒數十微米的速度自行移動,在顯微鏡下活像細菌在游泳,看起來有點詭異。
不過這個實驗的基礎假設是錯誤的,這在科學界經常發生。我們以為奈米棒尾端會釋放微小的氣泡,以反作用力推動它。但實際上的運作方式更加有趣,也讓奈米科技專家了解到,我們必須以相當不同的方式思考極小尺度的運動。
在巨觀尺度中,反作用力的概念確實有意義。我們游泳或划船時,手、腿或槳將水向後推,反作用力便會推動身體或船身前進,然後手即使停止划動,游泳者或船身仍可向前滑行,滑行的距離取決於黏滯力(或阻力)和慣性(物體對抗速度變化的能力):阻力與物體的直徑成正比,而慣性則與物體的質量成正比(也就是與物體直徑的三次方成正比)。對較小的物體而言,慣性的影響很快就可以忽略,因此只需考慮阻力。在微觀尺度中,滑行大約在一微秒內就會停止,滑行距離則少於1/100奈米。因此,對於水中的微米尺度物體而言,游泳就像在蜂蜜中艱難前進。奈米引擎不會記得推動它前進的力量(也就是沒有慣性),慣性推進方式(例如船身藉由氣泡提供的反作用力前進)在這裡也起不了作用。
奈米棒無法藉助滑行來運作,因此事實上是以持續施力來克服阻力。在鉑的一端,雙氧水分子分解成一個氧分子、兩個電子和兩個質子。在金的一端,電子和質子會和一個雙氧水分子結合,生成兩個水分子。這些反應會使棒子的一端多出一個質子、另一端則少一個質子,因此質子會沿著奈米棒的表面由鉑端移動到金端。
質子和水中其他正離子一樣,會吸引水分子帶負電的部份,在移動時帶動水分子,推動奈米棒朝反方向移動(請參見49頁〈仔細瞧瞧觸媒引擎〉),因為根據牛頓第三運動定律,作用力必有一個大小相等、方向相反的反作用力。
在我們的學生以及同校的的克瑞斯皮(Vincent H. Crespi)、維勒戈爾(Darrell Velegol)與凱奇馬克(Jeffrey Catchmark)協助之下,我們確立了上述的運作原則,並設計出其他數種觸媒奈米引擎。德州大學奧斯丁分校赫勒(Adam Heller)及亞利桑那州立大學王(Joseph Wang)等人曾經展示,混合不同的燃料(包括葡萄糖、氧或雙氧水與聯胺)可讓奈米引擎行進得比在單一燃料中更快。
我們開發的金屬奈米棒可在大量溶液中移動,由不受雙氧水影響的金屬奈米棒促使結構表面附近的液體流動,進而帶動液體中其他物體。我們已經證明了,帶有銀質花紋的黃金表面,也會產生這種液體帶送效果。
 
從控制航向到自主前進
 
第一批研發出的奈米棒移動方向並不固定,經常在布朗運動的影響下四處亂轉。當然,在實際應用中,我們必須設法操控奈米機器朝目標行進。
我們首先嘗試以磁場來解決操控問題。我們在奈米棒中嵌入可與磁場交互作用的鎳片,就像指南針一樣,鎳片南北極的軸線垂直於奈米棒的長軸。幾公釐外有一枚冰箱磁鐵,對奈米棒施加力矩,以克服布朗運動使奈米棒亂轉的力量。如此一來,剩下的就只有平行於奈米棒長軸的作用力,因此奈米棒可直線移動,並且可用磁場操控,很類似細菌自動對齊地球微弱磁場的行為。類似的引擎也可在微型的磁場迷宮中巡行,沿著磁力線左彎右拐。
2008年,克瑞斯皮和本文作者之一沈恩曾經展示以磁場操控的引擎可在液體中拖曳「貨櫃」,也就是體積為其10倍的塑膠球體。這類運輸引擎未來將有不少有趣的用途,例如將藥物投送到人體特定細胞,或在奈米尺度的組裝線上運送分子,以化學方式結合貨物與其他分子。
在外部操控奈米機器人可能相當有用,但是對某些用途而言,奈米機器人能自行移動可能比較重要。維勒戈爾和沈恩最近發現,我們的觸媒奈米棒能循化學「記號路徑」行進,這和細菌的行進方式相同。細菌通常以一連串直線方式前進,中間穿插有多次隨機轉向,但當直線行進正好朝化學梯度較高處行進時(例如越接近食物本身,食物的氣味越強),細菌直線行進的長度也會跟著增加。由於朝有利方向的行進距離比朝不利方向的行進距離長,因此結果是細菌會朝目標聚集,但其實沒有什麼因素直接操控它們,而是一種稱為「趨化性」的行進策略。
 
另參本館:戰鬥機器人

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深度:中國研成一世界最強材料技術俄竟上門求分享2016.5.30新浪軍事

  碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料,特點為外柔內剛,質量比金屬鋁輕,但強度卻高於鋼鐵,並且具有耐腐蝕、高模量的特性,所以在許多領域擁有廣泛的用途,已成為一種非常重要的材料。
  中國的碳纖維產業發展相當快,真正的難點只是高性能碳纖維產品的量產低,不過一旦有所突破,中國往往可以快速提升量產,快速令其低價化,這一點也是最令西方競爭對手頭痛的,加強對高性能碳纖維材料的管制與封鎖除了促使中國提升碳纖維生產能力之外,再無甚麼效果了。
  除了碳纖維以外,近年還興起了石墨烯技術,這方面不是中國追趕別人,至少是與世界同步。所謂的石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體,很早以前被理論上證明存在,但直到2004年,才首次被從石墨取提出來,從而證實它可以單獨存在。
  它是目前自然界最薄、強度最高的材料、導電導熱性能最強的一種新型納米材料,被稱為黑金,是新材料之王,科學家甚至預言石墨烯將徹底改變21世紀。石墨烯自然有權被稱為:世界強技術。
  這是一個全新的技術領域,無法依賴任何歷史積累,也因此俄羅斯在這方面失去了優勢,已經被包括中國在內的先進國家甩到了後面,如今它只能向中國求助,以分享相關的技術成果了。
  如今石墨烯剛剛出現不久,2012年以前,它從沒有被投入應用。目前的主要用途還是應用於電子元件方面,主要替代矽,用於製造超微型晶體管,從理論說,石墨烯取代矽,計算機處理器的運行速度將會快數​​百倍,由此生產出超級計算機。這為軍事電子設備帶來的進一步升級的空間:更輕更小,性能更好。
  它已經開始用於到人們的生活之中,中國已把它用到手機的製造上,也許有人手中現在就在使用它。最近又研製出了石墨烯電子紙,從而讓製作出超柔性顯示屏成為可能。
  它除了可以用軍用電子設備更輕更小更快之外,還可以用於製造電池,其性能也是非常有突破性的,可以讓常規潛艇的性能成倍上升。從理論說,它也可以用於航空航天等領域,比如:製造機體等,可惜這一技術尚處於探索之中,確切的說,剛剛起步。(作者署名:麥田軍事觀察)
http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2016-05-30/doc-ifxsqxxs7921736.shtml
2016-05-31 08:06:03
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深度:中國高性能軍事陶瓷大幅落後仍被西方封鎖2016.5.30新浪軍事

  中國的英文名China同時代表了瓷器的含義,這是中國歷史上陶瓷文化昌盛的見證。但是在西方現代工業興起,尤其是精密化工和精密控制水平上來以後,中國在高性能陶瓷上反而遠遠落後於美歐日等發達國家。
  比如在航空上,F119發動機矢量噴管使用了碳化矽纖維增韌陶瓷作為熱屏障。這種材料利用高性能碳化矽纖維對陶瓷進行增強,實現了保留陶瓷耐高溫能力,高強度,而又有很好的韌性應對沖擊的性能。而我國在這方面一直處於被技術封鎖、產品禁運的狀態。
  而在坦克裝甲上,高性能陶瓷材料的前兩代分別是氧化鋁,以及硼化鈦/碳化矽;美英等國很早就花大力氣突破了硼化鈦的燒結等重大難點工藝,而我國目前對硼化鈦的製造能力僅限於實驗室,無法推廣到大規模生產商。
  在其它的一些方面,國內高性能陶瓷也很不樂觀。比如電子陶瓷——這是很多傳感器的關鍵材料,國內市場目前幾乎完全被進口產品所佔據;而中高端產品,根本沒有拿得出手的成果。正是因為這一點,國務院在公開發布的《中國製造2025》重點領域技術路線圖中,提出了到2020年,國內電子陶瓷要拿下10%國內市場,並完成高端型號突破的要求。
  材料是一個國家工業實力的基礎,而在這些方面,中國要補課的地方還非常多。(作者署名:候知健)
http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2016-05-30/doc-ifxsqxxs7943066.shtml
2016-05-31 08:24:27
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中國首條千噸級T800碳纖維生產線投產

  2016.5.26,中國玻璃纖維複合材料信息網發表消息,國內主要碳纖維原絲生產廠商之一,中復神鷹碳纖維公司千噸級T800原絲生產線投產。據報導,該生產線是在2012年投產的T700碳纖維生產線基礎上改造而來。T800碳纖維是目前國際上能實現量產的最高強度碳纖維,在航空航天等領域有廣闊應用前景。目前,該碳纖維仍屬對華禁運產品。此前,國內有一些企業實現了T800碳纖維的小規模生產,例如江蘇航科公司,在2012年建成國內首條T800生產線,年生產規模為25噸。
  據美國《防務新聞》周刊網站報導,2014年美國逮捕一名中國商人馬立松(音譯:Lisong Ma),當時指控他的罪名是向中國走私“武器級”碳纖維,其牌號為T800-HB12000-50B 。當時這名商人試圖從美國購買5噸T800碳纖維並運往上海,結果與他接洽並提供了部分樣品的美國“商人”實際上是聯邦調查局特工假扮的。
..........
  回應
 但即便是T300級別的碳纖維,由於生產技術上的落後,忽視高質量聚丙烯腈的生產,絕大部分國內廠家生產成本居高不下。目前國產T300級別碳纖維售價達到了進口東麗公司T700級別碳纖維的價格,能有什麼樣的市場表現也就可想而知了。近些年來,隨著政府在產業政策方面的支持,我國碳纖維行業呈現全面開花、大干快上的局面,全國各地規劃的碳纖維產能甚至超過了我國之外全世界的碳纖維產能。但這只不過是虛假的繁榮,2012年我國碳纖維生產線設計產能超過了2萬噸,但實際產量只有2000噸左右,而且完全是生產越多虧損越多的局面,同時我國卻還在進口上萬噸的碳纖維產品滿足國民經濟的需求。
 上次黑華為,這次開黑炭纖維,你狗糧領得很敬業嗎!
 現在東麗的T700售價和國產的T300價格一樣,是對方利用領先的優勢在打壓國產碳纖的發展,如果國產碳纖行業掛了,你看它是否還會按這個價格銷售?我們國家任何新產品對別國產生突破,都會遭遇這種情況,前段時間觀網報導的瀋陽數控機床就是活生生的例子。我們現在是很難受,不過我們挺過後,它們會更難受,甚至他們會破產。中國國內在巨大的市場,既然白膚準備玩市場保護,我們也要陪它們玩到底。劍是兩刃的,能砍傷我們,也能砍死他們。
 國際碳纖維又要降價了。
http://www.guancha.cn/military-affairs/2016_05_30_362186.shtml
2016-05-31 09:38:41
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中國造出世界首例真實穩定可逆單分子電子開關

  原標題:Science刊發化學與分子工程學院郭雪峰課題組在單分子器件研究中取得的重要進展
  利用單個分子構建電子器件有希望突破目前半導體器件微小化發展中的瓶頸,其中實現可控的單分子電子開關功能是驗證分子能否作為核心組件應用到電子器件中的關鍵步驟。在過去20年,分子開關被廣泛的研究,但僅有的幾個單分子光開關器件研究工作都只能實現單向的開關功能,如何獲得真正意義上的分子電子開關存在著巨大的挑戰。最近,北京大學化學與分子工程學院郭雪峰課題組聯合美國賓夕法尼亞大學Abraham Nitzan教授課題組、北京大學信息科學技術學院徐洪起教授課題組及其他合作者協力攻關,利用二芳烯分子為功能中心、石墨烯為電極成功實現了可逆單分子光電子開關器件的構建。
  這一研究成果於2016.6.17以“Covalently bonded single-molecule junctions with stable and reversible photoswitched conductivity”為題在線發表(Science 2016,17,1443)在國際頂級學術期刊Science(《科學》)上,併申請了發明專利。
  郭雪峰課題組圍繞著單分子光電子器件研究這個難題,開展了長達8年的潛心鑽研和持續攻關。早在2007年,課題組就利用碳納米管電極和兩種二芳烯分子構建出了具有從關態到開態單向開關功能的單分子光開關器件。在該普適性石墨烯基單分子器件研究平台的基礎上,課題組進一步設計合成了三種結構改進的二芳烯分子,並構建了單分子光開關器件,但遺憾的是,仍然只實現了從關態到開態單向光開關功能。
  理論分析揭示,在這些前期的體系中,分子和電極之間存在著強的耦合,從而導致分子激發態的淬滅將功能分子鎖在了閉環構象。分子和電極之間的接觸界面一直是分子電子學領域研究的核心基本科學問題,如何有效調控分子和電極之間的界面耦合是在器件中實現分子本徵功能的關鍵。基於這些前期積累,通過理論模擬預測和分子工程設計在二芳烯功能中心和石墨烯電極之間進一步引入關鍵性的亞甲基基團,所得實驗和理論研究結果一致表明新體系成功地實現了分子和電極間優化的界面耦合作用,突破性地構建了一類全可逆的光誘導和電場誘導的雙模式單分子光電子器件。
2016-06-23 07:46:01
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石墨烯電極和二芳烯分子穩定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵鏈接方式使這些單分子開關器件具有空前的開關精度、穩定性和可重現性,在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術等方面具有巨大的應用前景。
  這項研究工作使得在中國誕生了世界首例真實穩定可控的單分子電子開關器件。Science的審稿人盛讚該工作,說“數據留下極其深刻的印象”“在以前的任何文章中還從來沒有看到過具有如此強大開關功能的分子器件”。
  郭雪峰課題組博士後賈傳成、Abraham Nitzan課題組博士後Agostino Migliore、郭雪峰課題組2013級博士研究生辛娜和徐洪起課題組黃少雲副教授為該論文共同第一作者。北京大學化學與分子工程學院郭雪峰、美國賓夕法尼亞大學Abraham Nitzan和北京大學信息科學技術學院徐洪起為論文的共同通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金委、科技部和教育部基金的資助。
  背景資料:
  分子電子學的沉浮
  40年前,紐約大學的研究生Arieh Aviram在其博士論文中說:“從自然得到啟發,使用許多物理現像中的分子可以微型化電子元件到分子大小。”他的這個想法是革命性的,那就是用單個有機分子去取代矽晶體管和二極管。
  從1950年代後期起,計算機和其他設備的電路把複雜的圖形腐蝕到矽片上,有些人想是否可以生長到單個分子裡面,其功能像電子電路或元件一樣,也許會更快、更小,而且容易生產。這成為了分子電子學研發的主要動力。
  但是隨後的研發並不是一帆風順,受制於材料和原理,整個分子電子學可謂是緩慢前進,獲得突破十分不易。
  但目前看,分子計算機要做到像奔騰芯片一樣,那還遠得很,那需要一大量經費,還得半世紀的起落。期望分子電子學趕上快速發展的矽技術只會失望。在過去的40年,處理器從每平方毫米250個晶體管發展到1千萬個。今天的矽集成電路,晶體管長度10個原子,厚度只有一個原子,雖然平均大小有100納米,分子元件要做得這麼小現在看不可能。但是,兩者都在努力使之融合。
2016-06-23 07:46:32
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從正面看,分子電子學的歷史說明即使對不可能的夢的追求也可能激勵重要的發明。當白日夢失控的時候,特意的改革可以把研究方向轉入更加可持續的軌道。自從Sehon崩潰以後,相關的政府項目不但提供資助,管理和協調研究,而且,監管結果的質量,從而使得分子電子學能夠面對各種各樣的材料穩定地處理各學科和研究課題,關於分子計算機的負面的討論也減少了。今天放慢而又穩健的路子可能把神話般的夢想最後變成現實。
  回顧分子電子學發展的整個過程,發人深省的地方很多。創新的路可能很長,也可能幾起幾落。創新主要靠科研人員的努力,但科研管理人員的眼光和多方協調對創新的成功也極其重要。科研人員要有堅韌的毅力,但決不可搞學術不端,那樣只會推遲創新的發展。從更廣的範圍看,科技創新首先需要全國人民有獨立思考的創新意識,才能發現創新人才;這些人有的有創新想法;極少數能做出創新成果。道路是曲折而又漫長的。創新成果是否有價值,最後還要到實踐中去檢驗。當然,短平快的創新也是有的,但“新”的深度不同,創新的影響和效果也會不一樣。(節選自閔應驊教授文章)
  回應
沒有商業化,一切都是假技術。
對,只有鍵盤俠才是看得見、摸的著的真技術!
這不是重點!西方文明人發明的,才算真技術;西方人用的,才算時髦有商業價值的
http://mil.news.sina.com.cn/china/2016-06-22/doc-ifxtmwei9088883.shtml
2016-06-23 07:47:41
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中國量子計算研究獲突破成功研發半導體量子芯片

據央視新聞2016.8.11消息,量子芯片相當於未來量子計算機的“大腦”,研製成功後可實現量子的邏輯運算和信息處理。有了計算,量子的存儲及控制技術也必不可少。這款三明治型的固態量子存儲器,在低溫有磁場的輔助設備中才能工作。
中科院量子信息重點實驗室研究員周宗權表示,下一步發展方向,要把這個量子存儲器做小做得齊整化,以延長它的壽命,最終我們希望做成一個像經典的便攜式U盤一樣方便使用的器件,實現超遠距離的量子態量子信息的傳輸。
中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦表示,“量子計算機是一項顛覆性的技術,一旦成功研發,就可以破解現在所有的密碼,另外它還可以解決大數據等等問題。”
當然,目前量子技術還主要處於實驗階段,要實現商用還有很長的路要走。
  中國基礎研究
韓春雨:已有6、7家實驗室重複出關鍵環節
十三五科技創新規劃印發有哪些亮點
  回應
每個星期都能聽到科研的突破,為什麼還有人質疑我們教育、方向、科研態度
問題和需要改進的地方肯定是有的。有人是關心則亂,有人是居心不良。
因為他們現在嫉妒羨慕恨啊
因為想要弄歪中國的科技發展方向啊。

我國電容型鎳氫動力電池在純電動公交車應用獲重大突破

記者在2016.8.8第八屆中國包頭·稀土產業(國際)論壇上獲悉,由淄博國利新電源科技公司國內首創的稀土新電源——電容型鎳氫動力電池在純電動公交車領域應用實現重大突破,百餘輛公交車已安全運行千萬公里,為引領純電動車快速發展提供了強有力的技術支撐。
中國北方車輛研究所動力電池測試中心檢測顯示,該電池在擠壓、針刺、短路、加熱、振動等情況下,不會燃燒和爆炸,安全可靠,充放電3000次容量僅衰減2%。配載此電池上線的第一輛12米純電動公交車已歷經冬天最低氣溫零下23攝氏度、夏天最高溫度42攝氏度、連續5個寒暑的考驗,安全運行21萬公里,目前電池充放電效率仍在94%以上。
2016-08-12 09:24:44
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1納米晶體管誕生計算技術界實現重大突破

據鳳凰科技2016.10.7援引外媒報導,美國勞倫斯伯克利國家實驗室的一個團隊打破了物理極限,利用納米碳管和二硫化鉬(MoS2)的化合物,將現有最精尖的晶體管製程從14nm(納米)縮減到了1nm。
  晶體管的製程大小一直是計算技術進步的硬指標。晶體管越小,同樣體積的芯片上就能集成更多,這樣一來處理器的性能和功耗都能會獲得巨大進步。
  多年以來,技術的發展都在遵循摩爾定律,即當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。眼下,我們使用的主流芯片製程為14nm,而明年,整個業界就將開始向10nm製程發展。
  不過放眼未來,摩爾定律開始有些失靈了,因為從芯片的製造來看,7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低於這一數字,它們在物理形態上就會非常集中,以至於產生量子隧穿效應,為芯片製造帶來巨大挑戰。因此,業界普遍認為,想解決這一問題就必須突破現有的邏輯門電路設計,讓電子能持續在各個邏輯門之間穿梭,而納米碳管則負責控制邏輯門中電子的流向。
  選定二硫化鉬作為半導體材料後,接下來就需要來建造柵極。但製造1nm的結構並不是一件容易的事,傳統的光刻技術並不適用於這樣小的規模。最終,研究人員轉向了碳納米管,直徑僅為1nm的空心圓柱管,採用碳納米管柵極的二硫化鉬晶體管能夠有效控制電子流動。晶體管由三個終端組成:源極、漏極和柵極。電流從源極流到漏極,由柵極來控制,後者會根據所施加的電壓打開和關閉。
  眼下,這一晶體管研究還停留在初級階段,畢竟在14nm的製程下,一個模具上就有超過10億個晶體管,而要將晶體管縮小到1nm,大規模量產的困難有些過於巨大,不是一朝一夕的事情。雖然這個項目非常有意義,但對於商業上得以實現還需要時間。
  回應
多希望是中國。
追趕之路很是漫長啊
我國13年發現了量子反常霍爾效應,也是可以把晶體管做小的。
15小時前回复頂(74)踩(3)舉報分享
首先,此工藝用的不是光刻技術。因此不與現有半導體加工體系兼容。短時間內別指望投入使用。另外他是用的是MoS2,不是傳統矽基晶圓,由於沒有商用量產工藝技術,沒法投入實際使用。
2016-10-09 10:48:46
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仿壁虎材料可在極端溫度下保持超強粘結特性

【據NewAtlas新聞網2016年11月17日報導】美國代頓空軍研究實驗室與凱斯西儲大學聯合開發出一種受壁虎腳啟發的新型乾性仿生粘結材料,可在極端溫度下保持超強粘結特性,甚至在溫度越高時粘結越牢固。研究人員將這種由碳納米管組成的粘結材料製成雙面膠帶,無論在液氮低溫環境還是在熔融的金屬銀中,膠帶粘結性能都不會下降。
粘結材料由豎直排列並“捆綁”至固定節點的碳納米管構成,具有類似壁虎足墊表面微毛的顯微結構。壁虎得益於這種微毛結構,可以在垂直的牆壁上自由行走,受此啟發,人們已經開發出多種粘結材料或粘附裝置。然而,大多數商用膠帶在低溫或較高溫度下會失去粘性,但這種碳納米管新型粘結材料可以在-196℃下保持粘附力,而在418℃時粘附力是常溫的2倍,在1033℃下達到6倍!
研究人員使用高能掃描電子顯微鏡觀察這種粘附力增加的反常現象,發現碳納米管在高溫下會“塌陷”成網狀結構,增大了與粘結材料的接觸面積,提高了起到“粘結”作用的范德華力。這種干性粘結材料在低溫下不會失去粘結效果,是因為粘結材料表面並沒有因為溫度降低而發生變化。
這種新型粘結材料在溫度變化達數百攝氏度的太空環境中具有巨大的應用前景。此外,該材料還具有導熱和導電特性,可用於電子領域,保證電路或元器件的高溫性能。研究人員表示,在室溫下,這種碳納米管雙面膠帶在許多粗糙表面具有和商用膠帶一樣的粘結力,如紙張、木材、塑料和牆等表面,可用於家用導電膠帶和壁虎機器人。該研究成果近日發表於《自然通訊》期刊。(中國船舶工業綜合技術經濟研究院志偉)
2016-11-19 06:57:18
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中國科學家用石墨烯實現太陽能高效海水淡化,轉化率80%

據新華網2016.11.22報導,中國研究人員21日在美國《國家科學院學報》上報告了一種高效、便攜的太陽能海水淡化技術,能以高達80%的能源轉換效率把海水轉化成高質量的飲用水。
  負責研究的南京大學現代工程與應用科學學院教授朱嘉介紹,他們使用的是一種太陽能海水淡化利用光蒸餾原理的技術,無需其他能量即可產生淡水,因此為理想的海水淡化方案,但由於能量轉換效率較低,一直無法大規模應用。
為此,朱嘉課題組提出一種新思路,它有兩大創新之處:一是利用石墨烯製成可折疊而且輕便的薄膜,用來吸收太陽能蒸餾海水,大大增加了便攜性;二是讓石墨烯吸收體與海水分隔開,降低熱導損耗。
  據報導,朱嘉課題組設計的是一個由泡沫聚苯乙烯製成的圓柱形熱絕緣體,熱絕緣體外層塗以織維素塗層構成特殊水通道,圓柱體頂部覆蓋著石墨烯薄膜。工作時,織維素通過毛細作用從下部水池吸水,供給上方薄膜加熱成蒸汽,進而收集淡水。
  朱嘉介紹,之前光到蒸汽的能量轉換效率在同等條件下一般為60%左右,而他們的裝置可達到80%,轉化後水質經初步檢驗超過世界衛生組織等國際通用標準。加上薄膜可折疊且輕便,製造成本較低,所以“應用範圍大大提高”。當然,這個裝置長期工作的穩定性還需要時間以及在不同應用場景下進行檢驗。
  水資源短缺問題嚴峻
水資源短缺一直是世界各國都關注的焦點問題,而我國雖然幅員遼闊,卻是世界上水資源最缺乏的國家之一,人均佔有量少,水患問題也多。
  我國的年水資源總量為2.8萬多億噸,居世界第六位,人均水量不足2400m³,僅為世界人均水量的1/4,世界排名第110位,被聯合國列為13個貧水國家之一。同時,我國水域普遍受到了不同程度的污染,降低了水資源利用的功能。全國600多個城市中,有400多個城市供水不足,100多個城市嚴重缺水,每年缺水量達60多億m³。
  朱嘉說,他們的這項技術或許可以為這項世界難題補充一個不同的方法和思路。面對水資源短缺的例如沙漠、海島之類的特殊地點,貧困欠發達地區或遭受自然災害的地方,綠色、便攜、高效的水處理技術正是這類地區所急需的。
2016-11-24 12:06:39
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海水淡化技術尚未達到領先水平
  目前,我國的海水淡化技術仍與其他國家有較大差距,而且主要用於工業。據興業證券研究報告顯示,我國國內噸水成本較高,從成本結構來看,能源成本占到噸水成本的四成到五成。國內海水淡化噸水平均成本達到5~8元,明顯高於海外先進項目(以色列)的3~4元。
  以色列海水淡化處理工廠資料圖
當下,走在海水淡化技術前列的國家當屬以色列,不僅滿足了本國需要,還能向其他國家出口淡水。其中,位於以色列南部的IDE公司發明的反滲透法淡化海水技術最為有名,IDE憑藉這項技術甚至被財富雜誌評為2016年改變世界的企業第2名。
  解決難題:政策發力企業併購
為了彌補我國國內水資源短缺問題,國務院在2012年就發布了《關於加快發展海水淡化產業的意見》,然而實際情況卻不盡如人意。據中國水網報導,2012至2015年,全國海水淡化工程規模複合年增長率僅為8.3%。發展意見中的一系列量化目標:包括到2015年,海水淡化能力達到220萬-260萬噸/日,對海島新增供水量的貢獻率達50%以上,對沿海缺水地區新增工業供水量貢獻率達15%以上,海水淡化原材料、裝備製造自主創新率達70%以上等等,都沒有實現。
  今年,海水淡化議題再起,出現多起國內企業主導併購海水淡化公司案例。
先是巴安水務宣布將收購瑞士水務股權,以獲得源自國際巨頭IDE的海水淡化核心技術。而後,天壕環境全資收購了擁有5個海水淡化項目,以及十多項脫鹽技術的賽諾水務。8月初,巴安宣布將再次出手,以96.7萬歐元收購德國ItN的64%股權,ItN的核心產品陶瓷平板膜可以用於海水淡化反滲透工藝的前端處理。而在8月中旬還傳出,中國交通建設公司正在參與IDE的競價收購,他們的非約束性報價高達43億元人民幣。
  在國內技術沒有進一步突破的前提下,併購其他海水淡化技術較為先進企業也不失為一個辦法,但是,始終要自己掌握核心技術才有底氣。朱嘉也表示,目前還需要提高太陽能海水淡化的效率,同時降低成本,才能提高適用範圍。觀察者網綜合新華社、中國水網、興業證券等)
  科技前沿
中國海水淡化日產能逾百萬立方米2016.10.26
南海三沙市年產50萬噸淡水2016.11.13
以色列海水淡化技术公司愿与中国加强合作2016.11.21
中國去年專利申請110萬件超美日總和
2016-11-24 12:07:50
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回應
 外國同行趕緊轉型吧,或者抓緊時間賣個好價錢。
 我們只是純淨水搬運工
 然而賀衛方之流的說中國人文化里沒有創新。
 公知大V噴子:中國有創新,那以色列算什麼?
 國內成本5~8元,而以色列淡化一噸海水只需3~4元。並且以色列電價,人工成本之類的都比我們高.可見差距真的很大.
 老行情了,現在哪怕是低溫閃蒸都沒那麼貴。上海718所有一種低成本電解水產生可燃氣體的裝置,中科院都看傻了。
 沿海還好,可是新疆特別是南疆怎麼解決?
 內陸缺水的問題在於調水成本高。這個目前是無解的。
 通過海水淡化,解決沿海發達地區工農業用水,騰出水資源給西部做生態用水,甚至可以將淡化水東水西調解決西部乾旱問題,一下子能再造多少秀美山川呀!這是造福萬代的拉動內需、提高國家綜合實力!
 新疆等內地省份有大量鹽湖,沙漠底下有豐富的地下水,但是鹽鹼水,海水淡化技術完全有用武之地。
http://www.guancha.cn/Science/2016_11_23_381563.shtml

中國首推光伏清潔生產評價體系“高耗能、高污染”爭議終結?2016-11-24

  2015年,中國新增裝機15GW(1GW=1000MW,1MW=1000KW),並以累計裝機43GW超越德國成為全球光伏累計裝機量最大的國家。
相對化石燃料,利用太陽能來發電的光伏行業,一直是綠色經濟的最佳代言人。
但“好學生”也有受人詬病的時候。多年來,受光伏行業上游多晶矽原料發展早期的生產裝備相對落後、工藝技術掌握不完全、生產規模較小等影響,光伏產品的生產能耗也相對較高,光伏行業也被冠以“高耗能”帽子的清潔能源代表。此前,一直有質疑聲稱,“光伏組件從全生命週期看,並不環保,產生光伏產品所耗費的電力,還不足以償還生產的電。”
  現在,這一爭論可以劃上句號了。為了讓光伏行業的生產透明、可查,同時也為了摘掉“高耗能”的帽子。據澎湃新聞報導,2016.11.23,由中國光伏代表企業共同編制的光伏行業首個清潔生產評價指標體系:《光伏電池行業清潔生產評價指標體系》(以下簡稱“體系”)通過國家發展改革委委員會、環境保護部和工業和信息化部三部委聯合批准,在北京正式對外發布實施。
2016-11-24 12:08:43
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該體係由英利綠色能源控股有限公司與中國標準化研究院牽頭,在中國光伏行業協會和世界自然基金會(WWF)的支持下,於2013年9月開始聯合共同編制。
  英利(產品商標為“Yingli Solar”)是全球領先的光伏組件製造商,總部位於中國保定。英利的生產線覆蓋了整條光伏產業鏈,包括多晶矽生產、矽錠鑄造、矽片切割、光伏電池生產以及光伏組件封裝。而碳減排先鋒是世界自然基金會發起的全球企業合作旗艦項目,旨在與行業領軍企業建立全球範圍的戰略合作關係,推動工商界力量參與氣候能源事務的國際平台。
  該體系製定歷時3年,涵蓋了鑄錠、矽片、電池、組件等光伏生產關鍵環節,從生產工藝及設備指標、資源和能源消耗指標、資源綜合利用指標、污染物產生指標、產品特徵指標和清潔生產管理指標等六個方面,建立起了一套針對光伏電池生產全面的綜合性指標。
  用標準推動企業的節能減排
根據世界自然基金會的統計數據,全球75%以上的溫室氣體是由38家碳排放強度最高的企業造成的。因此在溫室氣體的排放中,全球企業的作用非常關鍵。而如何制定標準更是成為企業增加全球影響力和話語權的關鍵。
  未來,若光伏企業按照該體系推出的標準生產,可使太陽電池生產能耗將降低20%,化學需氧量(COD)和氮氧化合物產生量均降低14%,可使能量回收期縮短到1年左右(現在為1.17年),將有效扭轉光伏產業“高耗能”、“高污染”的認識誤區。
  回應
覺得這個更像是一個門檻
英利這一招夠狠。既然淘汰了對手,又佔領了道德高地。堪比4G時代高通啊。
呵呵,自欺欺人,sio2+2c=si+2co這個化學反應你們還能改了不成?高能耗背一輩子吧
高能耗是指投入產出比,而且你約化學反應式錯了
光伏的污染和耗能就和數碼相機的分辨率與體積一樣,只要技術變得日趨成熟就自然而然攻克了
http://www.guancha.cn/Industry/2016_11_24_381645.shtml
2016-11-24 12:09:46
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中國學者參與首次發現氦化合物科研改寫化學常識

據微信公眾號“知社學術圈”(zhishexueshuquan)2017.2.10刊載的文章,中國科學家和俄、美、意、德等國科學家一起,發現了在極端條件下惰性氣體氦的化合物,改變了現代科學對氦的基本認知。而此項成果的公開過程也是一波三折,該微信號說,科研團隊花了兩年時間才說服審稿人和編輯,將這一成果刊載在今年2月的《自然化學》(Nature Chemistry)雜誌上。
  作為惰性氣體的一員,氦是化學元素週期表中最不容易發生化學反應的元素。在極端壓力條件下,其他惰性氣體都已經顯示出形成化合物的能力,但氦依然非常穩定。現在這一“化學鐵律”已經被來自南開大學的王慧田、周向鋒團隊及其合作者打破。他們創造出了穩定的氦鈉化合物,這撼動了現代化學的基本認知。
  發表在《自然化學》上的論文截圖
我們知道,氦是宇宙中含量第二多的元素,是六種惰性氣體元素之一,很難與其他元素發生作用。然而,在極端條件下,惰性氣體又可以分為兩類:其中氪、氙、氡相對活躍,而氬、氖、氦則非常冷漠。
  文章共同作者,猶他州立大學亞歷山大•波吉列夫(Alex Boldyrev)教授說:“極高的壓力,比如在地球的核心或者其他巨型星體中,能夠完全改變氦的化學特性。”
  研究人員通過“晶體結構預測”模型進行演算發現,在極度的壓力之下,一種穩定的氦鈉化合物能夠形成。然後他們在金剛石壓腔實驗中真的創造出了前所未見的化合物:Na 2 He。實驗可以為氦和鈉原子提供相當於110萬倍地球大氣壓的條件。
  這一結果太出人意料,因此發表的時候遇到了巨大的困難,研究人員花了兩年多的時間去說服審稿人和編輯。
  回應
化合物的構成並不需要任何化學鍵——這已經屬於物理了,跨界了大神。
現代化學的理論本來就是泡利在量子力學的基礎上總結出來的。。。
這不是常規化合物,是極端條件下的化合物。
對於宇宙來說,哪怕億萬分之一的可能,都是必然。
http://www.guancha.cn/Science/2017_02_10_393640.shtml
2017-02-11 12:04:41
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國產操作系統大爆發:完美配中國芯!2017-03-28 快科技

  近日,中標麒麟發布了基於龍芯3A2000/3A3000處理器的桌面操作系統V7.0,運行流暢,不但速度更快、有全新UI設計,兼容性也進一步完善,尤其是升級到了64位架構,運行效率獲得極大提升。
  系統提供了豐富的應用軟件,辦公、娛樂兩不誤。全新軟件中心也即將上線,後續會添加更加豐富的功能軟件。
  目前,搭載龍芯3A3000處理器的最新龍芯筆記本已經可以完美運行中標麒麟V7.0版本,兼容眾多打印機、掃描儀、投影儀和攝像頭等外部設備,在性能、兼容性、易用性等方面都有了很大的提升。
  中國芯和國產操作系統的強強聯合,形成的是一加一大於二的產品技術優勢,為的是國家信息產業更加安全可靠的明天。

江蘇將建成我國建設世界最大真空互聯科研裝置

據科技日報2017.3.28報導,世界首個集材料生長、器件製備、測試分析為一體的納米領域大科學裝置——納米真空互聯綜合實驗站正在我國江蘇蘇州工業園區建設。這個實驗站相當於在太空建設了一個全真空的納米器件研發平台。是目前世界上最大的真空互聯科研裝置。其總體方案是:用總長近500米的超高真空管道,將上百台用於材料生長、器件製備、測試分析的大型儀器設備互聯,實現樣品在不同設備之間傳送時其表面不被氧化、沾污,不被外界大氣環境所破壞。實驗站通過超高空間分辨、時間分辨、能量分辨、質量分辨等的高端能力儀器設備,對物質的“本徵性質”進行研究,從而實現量子材料的設計、製備和表徵,後摩爾時代器件加工和測試分析,同時開展新材料、新工藝、新結構和新功能的開發和研究,以及形成第三代半導體工藝包。
  納米真空互聯實驗站是依託中科院蘇州納米所,聯合清華大學薛其坤院士團隊、中科院大連化學物理研究所包信和院士團隊建設的。一期建設由中科院、江蘇省、蘇州市和蘇州工業園區共建,預計2018年建成,建設經費3.2億元。一期建成後將連接30多台設備,形成100米的真空管道。整個實驗站的總預算是15億元。
  回應
這是準備在太空生產芯片?
建這個比建對撞機實用的多
http://www.guancha.cn/Science/2017_03_28_400864.shtml
2017-03-28 11:35:15
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人民日報:中國機器人如何贏得更多3美分2017-03-27人民日報

日前,餘姚一家製筆廠研發了兩條智能生產線,讓外商很滿意,並同意該企業老闆每支筆漲價3美分的要求。
  這3美分,是中國企業家主動作為贏得的品質溢價,更是中國企業轉型升級提升底氣的寫照。據余姚當地干部介紹,機器換人已經成為最受當地企業家歡迎的產業政策,今年將投入30億元繼續推進。一方面用工成本逐步推高,一台打磨機器人價格不到30萬元,卻可替代6名熟練工。用機器人一年可以省42萬,一年就能回本。另一方面,產品精度還上去了,何況,還有那3美分的溢價。無論立足眼前的成本—收益分析,還是面對新一輪產業革命的競爭,製造業的智能化已經成為趨勢。
  回應
 農民工的路越來越窄了
 只能說只會搬磚的農民工的路是越來越窄了
 看你每年畢業的大學生還有多少工作機會!
 修機器人,造機器人,為機器配置軟件硬件, 維護機器人的工作機會大把大把得出現。
 機器人淘汰的,都是重複的、枯燥的、不利於人的解放和發展的工作崗位。
不要陷入失業的恐慌,而是要看到人的解放。這需要政府和社會承擔起責任,解決機器人帶來的衝擊。
 可以用社會保障,扶貧,再就業培訓,等一些福利措施進行利益再分配。但工業機械化是解放生產力的一個不可少的進程。不可能因為保持人的生產力,而放棄機械生產。不然“共產主義”就真只是一個夢了!
http://www.guancha.cn/Science/2017_03_27_400772.shtml

陸製造復甦 工業利潤大增

大陸國家統計局2017-03-27發布數據,今年1至2月大陸全國規模以上工業企業利潤總額達人民幣1.01兆元(約新台幣4.55兆元),較去年同期成長31.5%,創近六年來最大成長幅度,顯示大陸製造業加速復甦。
2017-03-28 11:37:15
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超級好消息!中微中芯5nm工藝光刻機實現技術突破,全力反超英特爾,三星,台積電
  回應
 央視報導,今年年底投產推出市場!哈哈??厲害了我的盛世中國,之前說中芯敗家子,還停留在28nm落後台積電的台灣綠蛙可以吃屎了
 這種新聞也信?
 台蛆不會看鏈接視頻嗎?央視曝光的新聞會造假??你還是回鬼島住鐵皮屋吃核食比較適合你
 早就預言三年內台灣的電子科技業變成屎。以前這些民用消費電子大陸只是不搞而矣,現在不用留菜給你們吃了。給口飯就行了.
 不是說5nm的消費者要幾年後才能用上嗎?
 光刻機差了十萬八千里.
 假如新聞裡說是光刻機,層主一定會說蝕刻機差了九萬七千里吧!
 是蝕刻機如果是光刻機也能達到5納米就更好了
 聯發科x30面臨10nm工藝良品率偏低跟國內手機廠商集體轉向高通,無人使用的問題!加上華為海思的全力技術碾壓,小米自主芯片的推出,聯發科看來只能摩洛克,永遠的p10只能在低端打轉,窮台代工島連台積電都被超車!哈哈!呆丸no.1,全世界高科技沒有台灣他造不出來,台獨蛆蟲的以後就只能靠詐騙光耀全世界了
 張忠謀不是自信滿滿的說過,大陸半導體與台灣不是追得追不上的問題,而是距離越來越遠的問題,哈哈,剛說沒一年就被打臉了?!
 良率是勝負關鍵~中芯的10nm要做也沒問題,100個打掉70個~台積電100打
 先有再說!只要把台灣打下去,50%的良率就可以了。
 台灣沒這機器吧?
 台灣可以買,人家不賣中國,只能自己搞.
 這個世界,中國祇要開始做了,基本就是快速赶超,然後大量生產壓低成本,以白菜價佔據百分之30以上的市場,然後這項高科技走下神壇
http://bbs.tianya.cn/post-333-1122938-1.shtml

2017.03.11 中国财经报道 感受中国制造:中国“芯”力量
https://www.youtube.com/watch?v=j0nGzCS_mAw

2017-03-11日CCTV2財經頻道節目報導,中微AMEC今年底將量產目前世界最先進的5納米等離子刻蝕機。
  回應
 節目第四十分鐘左右說中微AMEC今年底將量產目前世界最先進的5納米等離子刻蝕機,後面還說到AMEC一種生產LED芯片的精密機械已經佔世界的一半以上了
 第一個故事女主說裝晶圓研磨液的桶都要進口,現在只是萬里長征一小步。中間靶材製造中美日三分天下,最後蝕刻機年底要上10nm,五年內實現5nm。
2017-03-29 10:30:13
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刻蝕機中國本來就在世界第一陣營,好多年前就解決16nm了,現在難的是光刻機。光刻機的工作原理是用光將電路結構臨時“複製”到矽片上,而刻蝕機是按光刻機刻出的電路結構,刻出溝槽的設備,是在芯片上做減法,與之相應的是做加法(鍍膜)。
 說反了。光刻叫photo ,也就是黃光區。蝕刻etch擴散diff薄膜tf

光刻機-維基百科

  曝光機(英語:Mask Aligner)是製造微機電、光電、二極體大規模集成電路的關鍵設備。可以分為兩種,分別是模板與圖樣大小一致的contact aligner,曝光時模板緊貼晶元;以及利用類似投影機原理的stepper,獲得比模板更小的曝光圖樣。
 概要
生產集成電路的簡要步驟:利用模版去除晶圓表面的保護膜。將晶圓浸泡在腐化劑中,失去保護膜的部分被腐蝕掉後形成電路。用純水洗淨殘留在晶圓表面的雜質。其中曝光機就是利用紫外線通過模版去除晶圓表面的保護膜的設備。
 一片晶圓可以製作數十個集成電路,根據模版光刻機分為兩種:
模版和晶圓大小一樣,模版不動。
模版和集成電路大小一樣,模版隨光刻機聚焦部分移動。
 其中模版隨曝光機移動的方式,模版相對曝光機中心位置不變,始終利用聚焦鏡頭中心部分能得到更高的精度。成為目前的主流。
 主要廠商
曝光機是生產大規模集成電路的核心設備,製造和維護需要高度的光學和電子工業基礎,世界上只有少數廠家掌握。因此曝光機價格昂貴,通常在 3 千萬至 5 億美元。
ASML
尼康
佳能
歐泰克
上海微電子裝備
SUSS
ABM, Inc.
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%85%89%E5%88%BB%E6%9C%BA

曝ASML十億的光刻機入廈 中國自主光刻機出路何在? 2016-12-01

  光刻機工作原理。通過一系列的光源能量、形狀控制手段,將光束透射過畫著線路圖的掩模,經物鏡補償各種光學誤差,將線路圖成比例縮小後映射到矽片上,不同光刻機的成像比例不同,然後使用化學方法顯影,得到刻在矽片上的電路圖(即晶片)。
2017-03-29 10:31:10
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一般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、雷射刻蝕等工序。經過一次光刻的晶片可以繼續塗膠、曝光。越複雜的晶片,線路圖的層數越多,也需要更精密的曝光控制過程,現在最先進的晶片有30多層。
  目前,全球僅有四家光刻機廠家:荷蘭的ASML、日本的尼康、佳能和中國的上海微電子。其中光刻機業界龍頭老大是荷蘭ASML。其EVU光刻機量產型號已經做到14nm水平,現在Intel、三星的14nm光刻機都是買自ASML。
  近日,一台價值1.06億元的ASML曝光機從荷蘭飛抵廈門,不知道這台儀器是廈門哪家廠家購買使用的,不過歐美身體中國禁售高精尖產品也不是什麼秘密了,這次的這台儀器所說是用於生產集成電路12寸晶元的,尚且不知道具體是多少納米的。
  其實早在幾年前,上海微電子就製造出90nm光刻機,當時國際主流代工廠的代工水平是65nm,上海微電子還是非常給力的,但因為最核心的光源是進口的,國外為了限制中國光刻機製造業,在核心零部件上限制中國,經常在核心零件上卡我們脖子。在技術上受制於人,導致上海微電子前進的步伐有些放緩。
  不過也有消息稱,上海微電子日前通過了國家科技重大專項「光刻機雙工件台系統樣機研發」驗收,使我國成為少數能研製光刻機雙工件台這一超精密機械與測控技術領域尖端系統的國家之一。同時上海微電子也正在積極研究EUV光刻機,希望能儘快縮短與國際先進光刻技術的距離。
  最後,祝願國產光刻機能越做越好,至少讓國產光刻機有聲音,不用處處受制於國外技術。
https://read01.com/5KOAQK.html

大陸半導體設備外銷 中微2014年貢獻75% 2015-05-05

AMEC為大陸技術最領先的半導體前段製程設備商,主要產品為半導體蝕刻機,4年前朝多角化發展,研發MOCVD設備,進軍LED產業。從2004年8月成立至今,中微「十年磨一劍」,半導體機台如今廣獲國際大廠採用,全球前三大晶圓代工業者的生產線,都可見到中微機台的芳蹤。
  大陸全力發展半導體產業,設備勢必走向自主化。在此政策下,居關鍵地位的中微,重要性必然被放大。大陸在半導體產業起步較晚,但中微為唯一具有大量外銷實績的設備商,去年對大陸半導體設備出口的貢獻度高達75%,銷售遍及台灣、日、韓、新加坡及俄羅斯。來自韓國的營收占比達三成最為可觀,而這得自於中微的16奈米先進位程受到韓商的倚重。
2017-03-29 10:31:57
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去年底,中微被選為大陸集成電路產業基金成立後投資的首家企業,獲得注資8,000萬美元,在預計投入扶植半導體產業的資金中,占有可觀份額,顯示中微為官方策略扶植的重點企業。不僅如此,高通在2004年也投資中微,為高通在大陸投資陸資企業的首例,此破天荒之舉也是中微前景看好的有利背書。
  比較台灣的半導體股王漢微科與中微,都經歷成立前十年的虧損階段,1999年漢微科成立時,一度面臨資金緊迫的窘境,矽谷為當時的資金途徑,相形之下,中微的銀彈充足,可說命運大不同。而中微營收也在往1億美元邁進,伴隨著營收的高速增長,公司未來上市計劃也日益清晰。
  中微的研發及製造重心在上海,新加坡設立全球業務中心,2007年成立台灣公分司。台灣近年半導體設備投資占全球35%比重,地位舉足輕重,為主要設備商看重。中微的介電質蝕刻機在台灣裝機量已超過200個反應台,TSV矽穿孔蝕刻機也取得突破性發展;而為LED產業研發的「PrismoD-Blue」MOCVD,獲得兩岸6家大廠測試及採用。除了應用於LED照明,功率器件也是重點市場,中國某大業者已與中微密切研發。
https://read01.com/7z8d7a.html

陸力挺 紫光獲6,600億金援2017-03-29經濟日報

大陸紫光集團再添併購銀彈。大陸國家開發銀行(簡稱國開行)及國家積體電路產業投資基金(簡稱大基金),給紫光集團送來共人民幣1,500億元(新台幣6,685.5億元)投融資支持,將重點投入紫光發展IC相關事業版圖。
  成立於2014年的大基金,首期募資就達人民幣1,300多億元,主要用來投資半導體產業,更被視為紫光對外併購的最大資金來源。
  大陸「十三五」規畫中,將以IC為核心的新一代資通訊領域取得創新突破列為國家戰略。今年「政府工作報告」中也指出,要全面實施戰略新興產業發展規畫,加快人工智慧、IC、第5代行動通訊等技術研發。
  紫光在官網表示,在行動通訊晶片領域公司已躋身世界前三名,並相繼在湖北省武漢市、江蘇省南京市等地投資建設先進記憶體和半導體製造基地。
  紫光2013年起積極在半導體領域併購,先後收購大陸的展訊與銳迪科。2015年,紫光宣布多項投資台灣半導體封裝測試廠的計畫,包括入股力成科技、矽品精密,但都以失敗告終。
2017-03-29 10:32:35
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中國等離子體刻蝕機達到世界先進水平2017-03-15 1觀察者網

  日前,央視財經頻道播出的《感受中國製造》第五集《中國“芯”力量》介紹了中國在半導體設備和半導體原材料上取得的成績和進步。其中,最引人矚目的莫過於中國企業在刻蝕機上取得的成績——16nm刻蝕機實現商業化量產並在客戶的生產線上運行,7-10nm刻蝕機設備可以與世界最前沿技術比肩。
  相對於中國在光刻機上與ASML的巨大差距,在刻蝕機上國內企業不僅可以滿足本國企業的需求,還能夠進入國際市場上與應用材料、科林等國際巨頭一爭長短。而這背後,是一群科技人才放棄美國優越的待遇選擇回國,並耗費十多年時間持之以恆的付出和努力換來的成績。
  半導體設備和原材料是最大短板
半導體產業大體上可以分為IC設計、半導體設備製造、原材料、代工生產、封裝測試幾個部分。其中,封裝測試是目前發展勢頭最好的部分,國內封測廠商的領頭羊長電科技在大基金等國內資本的扶持下收購新加坡星科金朋後,一舉躋身全球封測廠商前5位,並有望在5年內赶超或接近中國台灣的日月光等封測大廠。
  雖然封測和境外廠商差距較小,晶圓代工和IC設計就相對來說弱一些。就晶圓代工而言,國內有中芯國際和華力微等一批代工企業,而且發展勢頭也非常好,中芯國際也是全球前5的代工廠商,但在市場份額上,中芯國際只有台積電的十分之一左右,在技術上也有2代的差距,與台積電、Intel的差距非常明顯。
  在IC設計上,論商業化而言,海思和展訊的銷售額位列Fabless廠商前10位,但能夠取得這個成績很大程度得益於ARM的技術授權。就自主性來說,國內也有申威和龍芯,申威26010被用於神威太湖之光超級計算機,在TOP500刷榜,龍芯多種芯片分別被用於北斗衛星、數控機床、特種裝備、網安產品和PC、服務器,不過龍芯和申威目前在民用市場很難與X86、ARM抗衡。
  相比較之下,原材料和半導體設備就更弱一些。雖然在PECVD、氧化爐等設備上國內已經取得技術突破並且開始進入產業化應用階段,但在很多方面,與國外廠商的差距非常大,有的甚至完全依賴進口。
  就以生產芯片所有的晶圓(矽片)來說,目前市場上在使用的矽片有6 英寸、 8 英寸、12 英寸晶圓,而晶圓尺寸越大就可以切出更多晶片,進而降低成本,除少數特殊領域外,採用大尺寸晶圓已經是大勢所趨。
2017-03-29 10:49:12
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然而,國內每月需要的12英寸晶圓不少於45萬片,完全依賴進口,日本越新、SUMCO、Siltronic、MEMC/SunEdison佔據了超過80 %以上的市場份額。即便是8 英寸晶圓,國產化率也僅為10%。
  還有很多原材料也被國外壟斷。比如光刻膠,光刻膠由感光樹脂、光引髮劑、添加劑、溶劑等組成,在光刻這個步驟中使用,能夠將掩膜板上的圖形轉移到晶圓表面頂層的光刻膠中。目前,半導體光刻膠市場也基本被JSR、信越化學、 TOK、陶氏化學等國際巨頭壟斷。
  在半導體設備方面,ASML佔據了超過70%的高端光刻機市場,在離子注入機上,美國應用材料佔據70%市場份額,在塗膠顯影機方面,東京電子佔據90%的市場份額。
  根據估算,2015年至2020年,國內半導體產業計劃投資650億美元,其中有480億要用來從國外進口設備,換言之, 95%的半導體設備依賴進口。
  十年磨一劍技術比肩國際巨頭
本次最讓人振奮的,就是在中國最薄弱的半導體設備方面取得了令人欣喜的成績——中微半導體的16nm刻蝕機實現商業化量產並在客戶的生產線上運行,7-10nm刻蝕機設備可以與世界最前沿技術比肩。
……..
http://www.guancha.cn/kegongliliang/2017_03_15_398828.shtml
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2017-03-11日CCTV2財經頻道節目報導,中微AMEC年底將量產目前世界最先進的5納米等離子刻蝕機。
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2017-03-29 10:57:35
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全球首創!玉米芯變石墨烯年產百噸已創億元產值

  《科技日報》2017.5.16消息,我國專家利用從玉米芯中提取糠醛等物質後剩餘的纖維素為原料製備了生物質石墨烯材料,同時還實現了批量生產,已創超億元產值。2014年,濟南聖泉集團建立了世界上首條年產20噸的生物質石墨烯材料宏量製備生產線,並在2016年擴產至年產100噸。石墨烯價格一度高達約5000元/克,但自從中國出現第一條石墨烯生產線,其價格跳崖式降價,這使石墨烯產品大規模商品化民用化成為可能。
  生物質石墨烯環保、成本低
常規石墨烯材料生產主要有三種方式,一種是對石墨進行剝離,第二種是對天然氣、甲烷等進行化學氣相沉積,第三種是氧化石墨還原法。以上方法存在生產週期長、環境污染嚴重以及產能受限等問題。
付宏剛教授帶領的黑龍江大學功能無機材料化學實驗室是教育部重點實驗室,他們獨闢蹊徑利用玉米芯裡纖維素進行化學重組,從而合成生物質石墨烯材料。該團隊通過“基團配位組裝析碳法”實現了生物質石墨烯材料的宏量製備,同時還在研發利用玉米秸稈製備石墨烯的製備工藝。在2014年建立了世界上首條年產20噸的生物質石墨烯材料宏量製備生產線,並在2016年擴產至年產100噸。首創將生物質石墨烯材料應用於多種纖維複合並成功實現均勻分散,首次實現了生物質石墨烯材料的成果轉化和石墨烯纖維製品的商業化。在我國,生物質中僅玉米芯的年產量就高達1億噸,大部分集中於東北三省、山東省、河北省,年產100噸生物質石墨烯材料所支撐的產品線可帶來產值3億-5億元。
目前在高新技術產業中,由於玉米芯含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等,已被用於造紙,生物製糖等行業
  聖泉集團已積累技術多年
早在30年前,聖泉就開始專注於各類植物秸稈的研究、開發與綜合利用,多年的超常規發展,聖泉已成為全球最大呋喃樹脂產銷基地和亞洲最大高檔酚醛樹脂生產基地,其酚醛樹脂深加工的酚醛空心微球還應用到神舟飛船保溫材料。
聖泉集團董事長唐一林介紹,“約10-15斤玉米芯,便可提取1斤石墨烯,我們的全球首條100噸/年生物質石墨烯工業化生產線已於2015年成功投產。以石墨烯為原材料創造性研發出了內暖纖維、內暖絨、內暖烯孔新材料等三大系列上百個衍生產品。”
2017-05-18 13:19:42
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生物質石墨烯與纖維紡織製品的成功複合應用,讓生物質石墨烯大規模商品化應用充滿了無限可能。唐一林說,“我們堅持對產品的研究探索應更注重應用,只要能提高人的生活質量,或是顯著改善現有產品的功能就是進步,像我們的內暖材料作為一種石墨烯民用新材料,相信很快要在紡織、家居等日用消費品領域引發一場革命。”
前不久,企業石墨烯產品獲得新突破,高強高模纖維問世。“這是一種像鋼絲一樣堅硬卻又柔軟的纖維”,唐一林介紹,高強高模纖維指的是基於石墨烯分散複合技術製備的聚乙烯醇(PVA)纖維。PVA纖維具有極高的理論強度和模量,在高性能纖維製備研究領域具有很大潛力。企業通過優化石墨烯分散及改性技術,成功實現了石墨烯與PVA的均一化複合,石墨烯的引入使得纖維高分子量獲得了更高的取向度和分子間結合力,最終得到了具有高強高模特性的納米複合纖維產品。相比於其它高性能纖維,該複合纖維產品強度提高了1.5倍,模量提高了3倍,除優異的力學性能,同時兼具耐化學腐蝕、耐紫外老化、抗靜電、低成本等優勢,大大拓展了現有PVA纖維的應用領域,如高性能輪胎簾子線、混凝土增強纖維、船隻作業纜繩、纖維增強樹脂複合材料、防彈材料、耐磨特種服裝、智能加熱服飾等領域。
在2016年的兩會上,這項科技創新成果受到李克強總理點贊。同年9月,其石墨烯內暖纖維榮獲意大利科技部頒發的“2016意大利國家科技創新大獎”,這也是中國企業首次獲得該獎項。
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石墨烯價格一度高達約5000元/克,但自從中國出現第一條石墨烯生產線,其價格跳崖式降價,這使石墨烯產品大規模商品化民用化成為可能
白菜生產者,果然有兩手啊。
呵呵,可以看出鬼佬所謂的高科技壟斷的本質
http://www.guancha.cn/industry-science/2017_05_17_408779.shtml
2017-05-18 13:23:16
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中外高校聯合開發出海綿陶瓷隔火濾水像棉花糖

科技日報2017.6.13報導,陶瓷以耐高溫而聞名,但致命的缺點是一旦形狀發生變化就會破裂。由清華大學,電子科技大學和美國布朗大學等組成的聯合研究團隊利用陶瓷納米纖維製備出一種海綿狀新材料,不僅超輕、耐熱,其製備過程也快速經濟,其應用範圍從高溫絕緣到水過濾等領域。其相關研究成果發表在近期的《科學·進展》上。
  而研究團隊使用了一種名為溶液吹紡的技術,通過氣壓推動陶瓷前驅體溶液通過微小的孔洞,拉伸為納米纖維,並用一種多孔收集器將其收集組建成為海綿結構,加熱除掉前驅體中的高分子與溶劑,最後得到一個由相互纏結的陶瓷納米纖維組成的海綿。
  這種新型材料可以像棉花糖一樣又輕又軟,被壓縮50%後能夠回彈到原來的體積,且不會被損壞——其他標準的陶瓷材料都不能做到。
論文共同第一作者,電子科技大學博士生王浩倫表示,在實驗室測試中,將一片花瓣放置在由二氧化鋯陶瓷製成的7毫米厚的海綿上,海綿底部以400℃加熱10分鐘後,花瓣仍完好無損,而用普通結構的陶瓷材料來隔熱的話,花瓣早就焦了。即使加熱到800℃,這個海綿也能保持其彈性。因此,該材料可用於製作消防服等耐熱柔性絕緣材料。
  不同材料海綿陶瓷400℃加熱10分鐘結果
由於二氧化鋯陶瓷是已知的抗菌光催化劑(當其暴露於光照下時可以殺死微生物),因此用其製成的海綿也可用作可重複使用的水過濾器。試驗表明,二氧化鋯海綿可以在含有有機染料的水中吸收其重量的50倍。隨後在光照下15分鐘後,染料被該海綿降解,將其擰乾後可再次使用。
王浩倫稱,當代水過濾技術中所用的過濾材料大多是粉末狀,難以重複利用,這種新型材料則具有便於回收和重複使用的優勢。
  回應
以後可以替代泡沫海綿,在航空航天領域使用!
全國的垃圾建築可以改良了,又一輪基建高潮。90%以上的外牆保溫材料都是易燃的!
額。親。這是給航天飛機還有彈道搗蛋彈頭用的。神特麼。給房自用這個。你信不。半面牆的材料就抵得上一整棟20層居民樓的造價了啊。
會成白菜價的,或者再改改也會成為白菜價的
房屋保溫用玻璃纖維更經濟
看著標題,預感一大波關於棉花糖的謠言正在路上。
http://www.guancha.cn/industry-science/2017_06_13_413093.shtml
2017-06-15 12:11:47
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中國成為納米科研強國專利申請量世界第一

2017-08-29在北京召開的第七屆中國國際納米科學技術會議上公佈的一項研究報告顯示,中國已經成為世界納米科技研發大國,部分基礎研究躍居國際領先水平。
根據當天由施普林格·自然集團、國家納米科學中心和中科院文獻情報中心聯合發布的《中國納米科學與技術發展狀況概覽》中英文白皮書,目前中國貢獻了全球超過三分之一的納米科研論文,幾乎是美國的兩倍;中國納米方面的論文產出由1997年的820篇增至2016年的5.2萬餘篇,複合年均增長率達24%;中國納米專利申請量也位列世界第一,過去20年中國納米專利申請量累計達209344件,佔全球總量的45%,是美國同期累計申請總量的兩倍以上。
《白皮書》指出,目前中國納米科技專利申請數量已經是世界第一,但大多數是國內專利,而美、英,法等國家,國外專利申請的數量要占到總數的一半以上。
《白皮書》還指出,中國在納米科學領域已成為當今世界納米科學與技術進步重要的貢獻者,部分基礎研究居國際領先水平,納米科技應用研究與成果轉化的成效也已初具規模。《白皮書》認為,這些成績的取得與中國在納米科技領域的持續投入密切相關,當下中國納米科技研究正在向原創性突破轉變,並更加關注納米科技的產業化應用。
中國科學院院長白春禮在大會上說,經過近30年的發展,中國科學家在納米科技領域取得了一系列重要的科研成果,納米科技研究的整體實力已走在世界前列。隨著中國建設具有全球影響力的科技創新中心和綜合性國家科學中心等一系列科技創新重大決策部署的推進和落實,中國納米科技研究面臨新的重大發展機遇。
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中華加油,科技 高端製造業全面碾壓美帝的時候就快到了 5年?十年?
2017-08-30 11:48:26
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青島國際院士團隊研發防霧霾紗窗稱可過濾95%的PM2.5

2017.12.22日青島國際院士港的西拉姆院士團隊發布了納米纖維防霧霾紗窗、防霧霾口罩等科研成果,將靜電紡絲納米纖維技術應用到環保防霧霾領域,並將首批生產下線的防霧霾口罩捐贈給市政、環衛、園林、交警等一線工作者。
  來自新加坡的西拉姆院士靜電紡絲項目,是青島國際院士港簽約落地的第五個院士項目,今年9月正式開業,是目前國內唯一能夠實現靜電紡絲納米纖維規模化應用的項目。
  西拉姆院士是新加坡國立大學納米纖維和納米技術中心主任、英國皇家工程院外籍院士、新加坡工程院院士、印度國家工程院院士、東盟工程技術院院士,國籍新加坡,是青島國際院士港簽約引進的48名外籍院士之一。長期以來,從事高分子復合材料、生物複合材料、靜電紡絲納米纖維的加工和表面功能化的研究,被業界稱為納米纖維靜電紡絲之父。
  在前期研發的基礎上,該公司研發團隊將靜電紡絲納米纖維技術應用到環保防霧霾領域,研發生產出了首批“清新風”防霾系列產品,其中以防霧霾紗窗、防霧霾口罩為主打。
  對PM2.5的過濾效率達到95%並殺菌、消毒、防輻射等輔助功能。
  靜電紡絲應用前景廣闊
據了解,該院士團隊還成功研發了其他一些納米纖維高技術產品。如,納米纖維環保濾筒,在傳統的過濾材料表面覆蓋一層納米纖維膜,含塵氣流經過納米纖維膜時由於孔徑篩分的作用被阻擋,經檢測,其對PM0.3的過濾效率可以達到99.99%以上,在工業煙塵過濾、空氣淨化、廢水處理、海水淡化及特種分離領域具有廣闊的應用前景。
  靜電紡絲納米纖維膜材料製備的新型電池隔膜具有高孔隙率和高導電率,已經應用於太陽能電池、燃料電池、鋰電池和超級電容器等新型能源領域。此外,靜電紡絲槍能用於醫療及科研領域,可以原位的在皮膚、創傷切面進行納米纖維膜的製備,起到快速止血的目的,尤其是在軟組織(內臟、腦、泌尿系統等)的瀰漫性止血領域有獨特的優勢。體型更為小巧的手持式靜電紡絲儀,則是世界上目前最小的靜電紡絲設備,可實現單手操作,能夠快速製備醫用敷料,可用於野外創傷的急救處理,起到快速止血和保護傷口的作用,有潛力應用在醫療和軍事領域。
  回應
阿三又來忽悠人了
這個,就是靜電濾網吧,2012年淘寶就有了吧,國產的南京產居多,進口的有英國HV公司.
2017-12-24 10:34:26
jsoujsou
中國新材料獲突破強度是鋼60倍 或助大飛機彎道超車

  據《科技日報》2018-5-16報導,清華大學兩個團隊合作,在超級強度材料上獲得重大突破:在世界上首次製備了接近單根碳納米管理論強度的1釐米超長碳納米管管束,其拉伸強度超越已知所有其他纖維材料,拉伸強度提高到80GPa以上。
  碳納米管被認為是目前發現的最強的幾種材料之一,被認為是製作太空電梯的理想材料。然而這種高強度材料,只在微觀的尺度,例如納米級別才顯示出超強度的特性,然而在可見的宏觀尺度,這種碳納米材料就會性能迅速下降,因為舊有的製備技術形成的碳納米管有缺陷,很容易在拉力作用下易從缺陷處斷裂並極易相互滑移。
  但是清華大學兩個兩個團隊合作採用氣流聚焦法,製備出了具有確定組成、結構完美且平行排列的釐米級連續超長碳納米管管束,然後另闢蹊徑,將管束的拉伸強度提高到80GPa以上,接近單根碳納米管的拉伸強度,並證明隨碳納米管根數增加,強度可以保持。
  80GPa是拉伸強度的單位,可能單純的數位並不能顯示其威力。那麼我們可以列舉一些當前的材料來進行對比。例如目前市場上強度最好的碳纖維日本東麗公司的T1000,其拉伸強度是多少呢?只有7.02GPa,該公司研製的實驗室中的最先進碳纖維也只有9GPa。一些超級汽車鋼、超高強度鋼板的拉伸強度也就是1.5-2GPa。我國的超長碳納米管強度是目前材料的10-60倍。
  複合材料應用於大飛機、大火箭領域已經是當前的潮流,其原因就在於碳纖維等複合材料重量很輕但強度卻非常大,這就意味這這些航空航太裝備在降低空重的同時,還具有更好的力學性能。這對於航空航太武器提高有效載荷具有決定性意義。而超長碳納米管管束是現有最先進複合材料的10倍,就意味著性能會有顛覆性提升。中國研製的C-919大飛機、長征九號重型運載火箭性能就可能實現彎道超車。
2018-05-22 07:23:50
jsoujsou
此外,這些這些結構完美的碳納米管還展示出了驚人的拉伸-復原的可逆性以及疲勞壽命,因此在機械能存儲上具有極大的優勢,其能量密度密還是功率密度,碳納米管都遠遠超過了其他儲能材料或設備。碳納米管儲存機械能的能量密度是飛輪儲能密度的3倍,是鋰離子電池儲能密度的5-8倍,超過一般金屬彈簧儲能密度的25000倍。可以應用在電磁彈射、電磁炮、鐳射炮等能量武器上。
  除了超高強度和超高儲能,碳納米管還具有獨特的電學性質。碳納米管電子器件具有尺寸小度快、功耗低等優勢。在製造電晶體、記憶體、邏輯電路、感測器等器件方而展示出了巨大的優勢。事實上在2017年IBM就公開了碳納米管生產技術,可令運算速度提升一千倍。北京大學電子系教授彭練矛帶領團隊成功使用新材料碳納米管製造出晶片的核心元器件——電晶體,其工作速度3倍于英特爾最先進的14納米商用矽材料電晶體。可以說中國兩所大學研究人員對碳納米管的研究,也為中國晶片發展指出了另一個方向。
  材料科學是基礎性科學,中國在很多核心技術方面存在短板,歸根結底和材料科學研究不到位有很大關係。相反,只有加大在基礎科研領域的投入,才能讓中國實現真正的後發超越。越是我國可能被封鎖、禁運、制裁、卡脖子的時候,我們越是應該注重基礎科學的投入,只有這樣才是打破封鎖的唯一有力武器。(作者署名:諍聞軍事)
  回應
釐米級的,沒用!
棉花纖維也有三CM釐米長
http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2018-05-21/doc-ihaturft6291735.shtml
2018-05-22 07:24:44
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國產新型碳纖維打破日本壟斷 日本專家說了這四個字 2018-09-28 新浪軍事

  日前,我科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所(簡稱蘇州納米所)正式與歐洲空客工程技術中心簽署合作協定,並宣佈成立“航空納米材料聯合實驗室”。雙方將以市場化為方向,加快納米材料在大飛機上的應用,這也是空客在納米領域首次與我國方面簽署的戰略合作。碳納米管材料是繼碳纖維,芳綸纖維,超高分子量聚乙烯纖維材料之後,近20年來工程技術人員又一寄以厚望的新一代高性能人工材料。碳納米管具有極為優異的力學、電學及熱學等性能。從理論上講,其拉伸強度可高達100GPa,超過目前日本東麗公司T1000級碳纖維拉伸強度的10倍以上,是鋼的100倍,而密度只有鋼的六分之一,讓日方高度關注,專家總結了一句話:“史無前例”,作為世界碳纖維第一大國,日本東麗公司壟斷了高強度碳纖維的70%世界市場,這是第一種超過T1000級碳纖維的新型碳納米管材料技術。
  由於具有優良的導電性,其電流強度比銅高出300倍以上,碳納米管是目前唯一有可能取代矽,並成為下一代微電子產業的基礎材料。在散熱性能方面, 碳納米管比目前室溫下最好的金剛石散熱片,導熱性能要高出3倍以上。由於碳在地球上廣泛存在於大氣、地殼和生物之中,其原料易得,因此高性能碳納米材料的製備與應用成為近20多年來國際科學界最熱點的前沿研究之一。
  蘇州納米所研製的多孔碳納米管薄膜鋪於碳纖維和液體樹脂中間後,不需昂貴的熱壓罐高溫成型,僅需簡單的抽真空後通電自加熱就可成型,與傳統熱壓罐固化方式相比,碳納米管薄膜電加熱固化技術可將能耗和成型時間分別降低83.7%和28.9%,而與熱壓罐固化成型出來的複合材料具有相同的力學性能。而且固化完成後,碳納米管薄膜還可以作為碳纖維複合材料的組成部分使其具有優異的導電發熱性能,用於除冰防雷,具有廣泛的應用前景。可以說,這是高性能碳纖維複合材料製造上一個里程碑的突破。
  同時,初步試驗表明,在高性能纖維防彈材料衣中嵌入蘇州納米所研製的碳納米管薄膜後,不僅防彈性能提高了10%左右,而且最重要的是其抗衝擊性能提高了21%。也就是說,原先防彈頭盔可能防住了子彈射穿,但子彈帶來的衝擊後效應力很可能使頸椎折斷,對頭部造成非貫穿性損傷。而加入碳納米管薄膜的防彈頭盔則減少甚至避免了上述傷害。(作者署名:圖說軍事)
https://mil.news.sina.com.cn/jssd/2018-09-28/doc-ifxeuwwr9058089.shtml
2018-09-29 07:28:36
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有錢任性!識別癌症DNA,這種納米金顆粒只要10分鐘 2018-12-10 新浪科技

  近期,發表于《自然》子刊《Nature Communications》上的一項研究,為癌症早期診斷帶來了令人眼前一亮的新方法。
  從腫瘤上脫落並進入外周血循環的癌細胞(即迴圈腫瘤細胞CTC)是癌症的生物標誌物之一。伴隨著癌細胞分裂和死亡,細胞內的各種物質,包括DNA片段,被釋放出來,也會進入血液迴圈。基於CTC的液體活檢技術是近年腫瘤研究、尤其是癌症早期診斷的熱門領域,比如通過測序檢測血液中游離的DNA是否帶有腫瘤特異的相關突變。
  昆士蘭大學的澳大利亞生物工程與納米技術研究所(AIBN)的研究人員就從DNA甲基化的物理化學特徵入手,找到了一種簡便的區分方法。健康細胞的基因組中,DNA上的甲基基團大致均勻分佈。但癌細胞的基因組中情況就不一樣了,大部分DNA片段上甲基基團缺失,某些區域上則聚集著緻密的甲基基團:迴圈腫瘤DNA分子和健康細胞DNA分子在溶液中形成的3D折疊形態不同,進而與裸露金屬表面的吸附能力有差別。研究人員把來自外周血的DNA片段放入溶液,其中迴圈腫瘤DNA分子在緻密甲基基團的影響下形成特殊的3D結構,被金箔電極所吸附,從溶液中分離出來。測量金箔吸附DNA後的電化學特性是否改變,不到10分鐘就可以得出是否存在腫瘤DNA的分析結果。

華人科學家發明免疫治療納米噴膠,可啟動免疫系統 2018-12-12 新浪科技

  加州大學洛杉磯分校(UCLA)顧臻教授及其研究團隊的最新成果:一種CD47抗體及碳酸鈣載體納米顆粒噴霧,在腫瘤切除手術後噴於腫瘤切除腔,可以在傷口處迅速混合形成蛋白凝膠,不僅能促進傷口癒合,還能啟動免疫系統,阻止腫瘤細胞的復發和轉移!
  接受過腫瘤切除手術的小鼠們,在接受噴劑治療之後,50%的小鼠存活60天,且沒有發現腫瘤細胞的再生!而對照組的小鼠都沒能存活超過30天。
  文章在今天發表在《自然 納米技術》上。

我國學者研製出高性能低成本的電解“水制氫”催化劑 2018-12-09 新浪科技

  氫能是一種能量高、潔淨的可再生能源,通過電化學水解製備氫氣是當前的研究熱點之一。近期,中國科學技術大學俞書宏教授團隊和高敏銳教授團隊合作,研製出一種高性能低成本的新型三元納米片電催化劑,展現出工業級的優異電解水制氫潛能。國際學術期刊《德國應用化學》日前發表了該研究成果。
2018-12-18 11:22:53
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黃金為什麼能變成酒紅色?150年謎題解開 2018-12-11 新浪科技

  科技日報記者從中科院合肥研究院獲悉,該院固體物理研究所伍志鯤研究員課題組與美國卡耐基梅隆大學金榮超教授合作,通過精選配體,構築適當的團簇間/內弱相互作用力,生長出高品質的單晶,成功解析出Au144(SR)60的團簇結構,其結構此前困擾科學界多年,是金納米團簇結構研究的“聖杯”。相關成果日前發表在《科學》子刊上。
  金子在通常情況下是黃色的,150多年前,英國著名科學家法拉第卻合成了鮮豔的酒紅色金溶膠。這種酒紅色的金激起了人們的興趣,也開啟了納米粒子研究的時代。
  研究人員利用單晶X-射線衍射解出了Au144(SR)60的結構,證實了該團簇由三殼層(Au12-Au42-Au60)的金屬內核和表面30個SR-Au-SR的“訂書釘”結構單元構成,並揭示出團簇間/記憶體在弱相互作用力,為他們提出的團簇間/內弱相互作用力在晶體生長過程中起重要作用的觀點提供了有力證據,也為後續高難度的金屬納米團簇/納米晶的單晶生長提供了借鑒和參考。
  此外,研究人員還通過變溫單晶X-射線衍射發現,Au144(SR)60團簇中不同長度的金-金鍵具有不同的變溫伸縮性,其中鍵長為2.88埃的金-金鍵,相對於其它鍵長的金-金鍵來說,具有更好的熱延展性,從化學鍵的角度解釋了為什麼金屬相對於其它常見固體具有更好的熱延展性。
2018-12-18 11:24:37
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光子人工智慧晶片取得突破 能否“換道超車”有待時間檢驗

據《新京報》1月6日報導,由清華、北大、北交大等多所高校的在校博士生組成的創業團隊,在光子人工智慧晶片技術上實現不少突破,可助力“中國芯”換道超車。該團隊是全國第一個,也是全球第二個光子人工智慧晶片研究團隊。
  光子晶片主要是將無數個光學系統整合到在晶片上,利用超微透鏡取代電晶體並以光子來進行運算。光子晶片與傳統的半導體晶片相比,具有更高的運算效率以及訊息傳輸量,也兼具耗能低、運行過程中產生較少的熱量等優點,無須複雜的散熱設計。目前絕大多數電子晶片在計算速度和功耗方面都有瓶頸,該團隊負責人稱,光子人工智慧晶片依託矽光子集成技術,在內部完成矩陣運算和資料交換。它的計算過程與人工智慧演算法高度匹配,計算速度比普通的電子晶片高,功耗比電子晶片低。
  光子人工智慧晶片算力是傳統電子人工智慧晶片的1000倍,但功耗只有其百分之一,還具備低延遲、抗電磁干擾能力,並可採用國內130nm微電子工藝,這意味著可擺脫對國外高制程光刻機的依賴,無需在工藝制程上進行追趕,成為我國在晶片領域換道超車的核心技術。積體電路的發展沿著摩爾定律趨於極限,矽光子技術是超越摩爾研究領域的發展方向之一。通過矽光集成,用光替代原來的電進行傳輸,成本有可能降低到原來的十分之一,甚至更低。
  而在2018年12月25日,據《科學網》消息,上海交通大學物理與天文學院金賢敏教授團隊製備出世界上首個角動量波導光子晶片,該團隊在國際上首次在光晶片內製備出可攜帶光子軌道角動量自由度光波導,並實現在波導內高效和保真的傳輸。該研究成果已發表於世界著名物理頂級週刊《物理評論快報》,並作為編輯推薦的亮點文章在網站首頁重點推薦。
  在美國,AI光學晶片研發商Lightlligence初創公司在2018年2月2日也獲得1000萬美元的融資。該公司的想法是,使用光子電路來加速人工智慧計算的效率。
  值得注意的是實驗室技術突破距離大規模應用有很長的距離, 全球很多實驗室技術雖然最初看來來很美好,但絕大多數都沒能落地。同時,人工智慧晶片並非中國急缺的晶片,中國急缺的還是CPU、GPU、DSP、FPGA Flash、DRAM等晶片。
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軟體現在佔據絕大多數市場的都是X86之類的外國專利和標準,無論我國如何改進硬體,應用還一直會受制於人。
桌面電腦系統目前的市場佔有率越來越低,所以近幾年wintel日子不是很好過。
2019-01-08 09:08:59
阿楨
DNA納米機器人等入選2018年度“中國科學十大進展”

  克隆猴、能治腫瘤的智慧型DNA納米機器人、最高精度的引力常數G值……2019-02-27,科技部基礎研究管理中心發佈了2018年度“中國科學十大進展”。
  基於體細胞核移植技術成功克隆出獼猴、創建出首例人造單染色體真核細胞、揭示抑鬱發生及氯胺酮快速抗抑鬱機制、研製出用於腫瘤治療的智慧型DNA納米機器人、測得迄今最高精度的引力常數G值、首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折、揭示水合離子的原子結構和幻數效應、創建出可探測細胞內結構相互作用的納米和毫秒尺度成像技術、調控植物生長-代謝平衡實現可持續農業發展、將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年等10項重大科學進展入選。
  “中國科學十大進展”遴選活動由科技部基礎研究管理中心牽頭舉辦,至今已成功舉辦14屆,旨在宣傳我國重大基礎研究科學進展,開展基礎研究科普宣傳,促進公眾理解、關心和支持基礎研究。
  “中國科學十大進展”遴選程式分為推薦、初選和終選3個環節。《中國基礎科學》《科技導報》《中國科學院院刊》《中國科學基金》和《科學通報》5家編輯部推薦了353項科學研究進展,所推薦的科學進展須是在2017年12月1日至2018年11月30日期間正式發表的研究成果。
  2018年12月,科技部基礎研究管理中心召開初選會,按照推薦科學進展的學科分佈,分成數理和天文科學、化學和材料科學、地球和環境科學、生命和醫學科學等4個組,邀請專家從推薦的科學進展中遴選出30項進入終選。
  終選採取網上投票方式,邀請中國科學院院士、中國工程院院士、973計畫顧問組和諮詢組專家、973計畫項目首席科學家、國家重點實驗室主任、部分國家重點研發計畫負責人等2600余名專家學者對30項候選科學進展進行網上投票,得票數排名前10位的科學進展入選2018年度“中國科學十大進展”。
2019-03-03 08:10:00
阿楨
中國學者發現新型紅外隱身材料

新華社2019-04-08從中科院蘇州納米所獲悉,該所張學同研究員領導的科研團隊,最新發現一種紅外隱身材料。這種新材料堅固、輕便、可折疊,可以在不需要額外能源的情況下躲過紅外探測儀的“法眼”,應用前景廣闊。
自然界中的一切物體,都會輻射紅外線。物體輻射紅外線能力的大小,和其表面溫度直接相關。因此無論白天黑夜,紅外探測儀都可以測量到目標與背景間的輻射差,得到不同物體的紅外圖像。現有的紅外隱身技術原理通常是改變目標熱輻射特性,但這些隱身材料大多有耗能持續、應用範圍窄、反應慢等不足。
此次研究中,技術人員想要發明出一種可以適應不斷變化的溫度,且不需要額外耗能的紅外隱身材料。他們首先製造了一種堅固但柔軟的納米纖維氣凝膠薄膜,這種薄膜具有優異的隔熱性能。將這種薄膜用相變材料聚乙二醇(PEG)浸泡並進行防水處理,就得到一種輕薄、堅固、柔韌,但紅外隱身性能優異的複合新材料。
由於納米纖維氣凝膠薄膜本身是一種良好的絕熱材料,而聚乙二醇受熱時會儲存熱量並軟化,凝固時又釋放熱量後重新硬化,在模擬太陽光照下,覆蓋目標物的複合薄膜可以從太陽吸收熱量,達到抑制升溫目的,就像周圍環境一樣,使得目標物體對紅外探測儀“隱形”。當夜晚來臨,薄膜又能緩慢地釋放熱量,以匹配周圍環境。此外,選用合適厚度的氣凝膠薄膜覆蓋在發熱目標與相變複合薄膜之間,也能做到讓發熱物體“隱身”。
“新材料不僅可以用於紅外隱身,還可以用作電子隔熱材料、電池隔膜材料等,我們預測應用前景會非常廣闊。”張學同說。
相關研究成果已於近日發表在《美國化學學會•納米》上。
  回應
為什麼要發表在《美國化學學會•納米》上?
以公開換保護,發了文章你就是發明者了,至少商業市場上其他人不能用了。不發表的話,不久就會被西方偷走然後宣佈是自己發明的。涉軍涉密的技術研究都會有人把關的,不用擔心。
2019-04-09 09:16:25
阿楨
研發MERS疫苗 奈米科技幫大忙 2019-05-15 聯合報

有「新SARS」之稱的中東呼吸道症候群(MERS),至今無有效疫苗或藥物,致死率高達SARS的4倍,世界各國聞之色變。國內學界跨國際合作,運用尖端奈米科技「模仿」病毒外殼,打入動物體內,讓免疫系統誤以為遭病毒入侵而產生免疫力,接種這款疫苗的小鼠染病後存活率達百分百。
這項研究近日刊登於國際期刊「先進功能材料(Advanced Functional Materials)」,由中研院生醫所研究員胡哲銘、台灣大學獸醫系副教授陳慧文與美國德州州立大學高等生物安全實驗室,組成跨國團隊共同完成。
胡哲銘是薄殼中空奈米粒子的發明者,研究利用奈米技術「模仿」出病毒外殼,並將外殼表面鋪滿類似MERS的抗原,外觀類似病毒原本的狀態,因能刺激免疫系統產生抗體,大幅提升免疫力。
傳統活毒疫苗免疫力佳,但安全性差;利用病原菌上的一個蛋白質作疫苗的「次單位疫苗」,安全性佳,但因為沒有奈米尺度的「模仿」,不易讓免疫系統辨識,效果相對較差。
此次研發的奈米疫苗安全性佳,免疫力也持久,接種疫苗的小鼠血中抗體維持長達300天以上,染病後的存活率高達百分百。
胡哲銘說,這項技術可望進一步應用在其他疫苗研發,目前正積極延伸研發癌症、流感、茲卡病毒、B型肝炎疫苗。
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2019-05-15 08:21:08
阿楨
中國64層NAND量產後,三星赴陝再投563億建最大快閃記憶體基地 2019-12-11 觀察者網

三星電子西安快閃記憶體晶片(NAND)專案二期第二階段80億美元投資10日正式啟動。每月13萬片,新增產值300億元,解決上千人就業,並帶動一批配套電子資訊企業落戶,使西安成為全球水準最高、規模最大的快閃記憶體晶片製造基地。
三星西安快閃記憶體晶片專案一期投資108億美元,建成存儲晶片專案和封裝測試項目。二期專案總投資150億美元,主要製造快閃記憶體晶片。其中,第一階段投資約70億美元,明年3月竣工投產;第二階段投資80億美元,2021年下半年竣工。
2018年,三星占全球NAND市場份額的35%,其與美光和SK海力士等廠商幾乎壟斷市場供應。
今年9月2日,紫光集團旗下長江存儲宣佈,已開始量全球首款產基於Xtacking架構的64層256 Gb TLC 3D NAND快閃記憶體,性能逼近國際大廠的96層3D NAND,紫光或跳過96層NAND,直接研發128層NAND,2020年底,長江存儲產能有望提升至月產6萬片晶圓的規模。
  回應
小編,老是消費一家說了幾年始終拿不出產品上市的長江存儲有意思嗎?!
三星對長江存儲的信心比你還大。

二線晶圓廠的角逐 2019-11-23 觀察者網

隨著工藝節點的推進,因為技術難度的增加,投入成本的大幅增加,先進制程現已經成為三星和台2019年第三季度全球晶圓代工廠商,僅台積電一家就佔據了一半的市場份額,三星今年也是發生了大躍升。聯電、格芯和中芯國際成為了二線的晶圓代工廠。
相對于先進制程的競爭,在二線的競爭更加慘烈,不但有看得見的“敵人”,還要提防潛在的“敵人”後來者居上。不同點是中芯國際作為中國晶圓廠的擔當,他們有一顆成為一線晶圓廠的心。
  聯電工藝策略大轉型
聯電近兩年已經不再追逐12納米以下先進制程,主攻以車用5G、IoT為主。10月1日,聯電取得日本12吋晶圓廠三重富士通半導體所有股權,也使得聯電10月營收達145.87億元,月增34.7%,較去年同期增15.98%,並創下歷史最高營收記錄。順利並購後讓聯電在12納米以上制程的全球市占率有望突破10%。
2019-12-12 09:25:33
阿楨
除此之外,聯電已獲得三星LSI的28納米5G智慧手機影像訊號處理器(ISP)大單,明年開始進入量產,加上三星手機OLED面板採用的28納米或40納米OLED面板驅動IC訂單到位,第一季產能利用率可望達到滿載水準。
  格芯差異化競爭
曾經在晶圓代工界排名第二的格芯,坐擁全球11座晶圓廠。但格芯近年的IC之路是艱難的,連賣4座大廠。在2018年8月,格芯宣佈放棄擱置7納米FinFET項目,放棄追趕最尖端的先進工藝演進步伐,轉而將發展重點放在差異化產品解決方案的市場之上。今年8月,格芯採用12nmFinFET工藝,成功流片了基於ARM架構的高性能3D封裝晶片。
  中芯連年擴產
中芯這幾年發展勢頭正旺,從8英寸到12英寸,從180nm到280nm的產能都十分緊張,明年8英寸月產能將擴產2.5萬片,12英寸擴充3萬片,其中,北京以12吋線為主,上海和深圳各有一座8吋廠,天津是8吋廠的主陣地,有一個老廠和一個新廠,老廠的月產能約為58K,新廠則有望成為世界單體規模最大的8吋晶圓產線。
  追逐先進制程的赤子心
除了英特爾、三星和台積電在積極的追逐10nm、7nm、5nm甚至更先進的進程,聯電和格芯又放緩了腳步,中芯這些年在工藝的突破頻頻告捷,國產晶片崛起可期。
從中芯Q3財報中得出,在工藝上,收入占比分別是150/180nm (35.8%)、55/65nm (29.3%)、40/45nm (18.5%)、110/130nm (6.6%)、250/350nm (4.2%)、28nm (4.3%)、90nm (1.3%),占大頭的依然是成熟的150/180nm、55/65nm工藝,最先進的28nm工藝占比只有4.3%,不過相比上季度的2.8%已經開始增長。
除此之外,中芯的FinFET技術研發不斷向前推進:第一代FinFET(14nm)已成功量產,四季度將貢獻有意義的營收;第二代FinFET(改進型的12nm工藝)研發穩步推進,客戶導入進展順利。
前段時間“EUV禁運”的事件引得業界廣泛關注,但ASML與中芯已經雙雙否認。但從這個留言我們除了看到EUV光刻機的重要性,也可以看到國人對本土晶圓廠的先進工藝的關注。如果7nm工藝研製成功,作為國產晶片製造的領頭羊,這對國內有很重要的意義,同時也將領先於聯電、格芯,縮小與三星和台積電的差距。
按照中芯所說的進展,中芯與國際最先進水準也就一兩代的差距。目前,中芯已經成功掌握 FinFET技術,只要掌握了EUV技術,就可以與台積電站在同一起跑線上,因為7nm以下都是運用的EUV技術,中芯將在未來5年之內有望成為中國內地下一個台積電。
2019-12-12 09:27:10
阿楨
中國學者研製出可“自我清潔”的新型混凝土 2019-12-11 新華網

  近期,中國科學技術大學教授徐鑫等人創新方法,製備出一種超疏水、高氣孔率、隔熱與隔音性能俱佳的輕質混凝土,有望實現建築物“自我清潔”的設想。美國化學會學術期刊《應用材料與介面》日前發表了該成果。
  從池塘裡的荷葉到壁虎的腳,自然界有許多物質的表面可以“自我清潔”。
  中科大教授基於在乳液法成型技術和有機前驅體陶瓷上的研究成果,採取一系列創新方法,研製出一種新型混凝土。這種混凝土的氣孔尺寸只有約30微米,遠小於目前市場上泡沫混凝土的1毫米,因此雖重量輕,但抗壓耐磨損。不僅能排斥灰塵顆粒,還能排斥牛奶、啤酒、醬油、咖啡等有色液體,即使將其浸泡在有色液體中也不會留下污漬。即使經過機械磨損、高溫熱處理和化學腐蝕,這種材料仍然能夠保持超疏水特性。同時,它還具備很好的隔熱和隔音性能。
  據悉,這項研究引起國際學界的廣泛關注,美國化學會網站、每日科學、國際財經時報等多家媒體進行了報導,並製作了科普視頻在網路上傳播。
2019-12-12 09:28:03
阿楨
又一關鍵器件研製成功 我軍武器的中國芯越來越強勁 2020-01-15 新浪軍事

  近日有消息說中國航太772所攻克了高可靠性多通道混合信號FPGA技術,標誌著中國在微電子元器件領域又取得了一個技術突破,中國芯越來越強勁。
  FPGA是現場可程式設計閘陣列簡寫,它是一種非常重要的微電子元器件,具備可程式設計、集成度高、高速和高可靠性等優點在航空、航太、通信等領域運用廣泛。
  正是因為FPGA擁有這麼多優勢,在航空航太領域作用關鍵,所以發達國家對中國禁運高規格FPGA器件,即便中低規格的FPGA也奉行“N-2”原則,也就是說比發達國家最新器件落後3代以上才能出售。在這種情況下,以中國航太772所為代表中國相關單位開展了國產FPGA研製和開發工作,目前國內已經開發出1億門級FPGA,並且在加固、抗輻射等領域取得了長足進展,滿足了國內高端領域FPGA運用需求。
2020-01-16 09:59:27
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