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08年中國十大科學發現:石筍記錄王朝興衰史
中國發展門戶網 www.chinagate.com.cn  2008 年 12 月 22 日 
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王中林和他的科研小組研制出纖維納米發電機

·用衣服發電

王中林和他的科研小組最新研制出一種能產生電能的新型納米纖維,被稱為“納米發電機”。該研究發表在了2008年2月14日的《自然》雜志上。

發現者說:

當很多人在研究一個器件的制作時,總是忽略電源的問題,因此一個精巧的器件常常配上“笨重”的電源。我從電源下手,在自己的納米世界找到了這個問題的解決方法。如果能讓器件自己充電,當然更好。

于是,我突然想到了“納米纖維發電機”。一個人走路可以產生67瓦的能量,把這種納米纖維織成布料穿在身上就可以利用人體運動來發電,運用于一些個人便攜式電子設備了。還可以制作鞋、生物植入物如起搏器等。目前這種由兩根纖維組成的納米發電機的輸出功率還很小,這主要是由于纖維的內阻較大以及纖維之間接觸面積較小。目前,我正努力提高這種基于纖維的納米發電機的輸出能量。

權威評點:

美國國家科學基金會材料研究部門金屬計劃項目主管哈什·迪普·喬普拉對這項研究評價說:“這項多學科的研究使材料科學家和工程師們可以以此為基礎,萌發更多的技術。”

王中林 北京大學先進材料和納米技術系主任、美國佐治亞理工學院終身校董事講席教授

·不會遭竊的郵件

中國科技大學教授潘建偉領導的研究小組在量子通信的“路上”成功修起了“驛站”,它能使信息傳輸很遠,還不會被竊取。這項研究成果發表在了8月28日的《自然》上。

發現者說:

對于國家和大型機構的保密信息,通過光纖傳輸時都需要加密,而密鑰的安全就是保密的關鍵,但目前大量使用的安全手段其實并不安全,只要有運算能力足夠大的計算機,就可破解密鑰。

雖然用“單光子”作為信息載體的量子通信所提供的密鑰無法被破解,安全性很高,但是在實際操作中,隨著光的衰減,“密鑰”的效率變低了,使得這種方法的有效安全距離只有100多公里。

我用了一種名為“量子糾纏”的資源,讓分屬兩地的兩個光子建立一種關系,之后用它們產生密鑰。這種“糾纏”的光子越多,能產生的密鑰也就越多。我可以在10公里的距離建立“糾纏”,然后再在相鄰的兩個10公里之間建立“連接”,這樣10公里“變”成了20公里,甚至更遠。我希望將來構架一個巨大的量子通信網,如同互聯網一樣。

權威評點:

一直以來,量子通信因為無法遠距離傳輸,所以用它構架一個如同互聯網一般的“地球網”傳遞信息僅是設想。《自然》雜志審稿人認為,該工作“掃除了量子通信中的一大絆腳石”,“開辟了量子通信研究的新方向”。

陳增兵 中國科學技術大學教授,合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息責任研究員?

·新的超導體

5月25日,國際權威學術期刊《自然》發表了一篇論文,作者是中國科技大學的教授陳仙輝及其小組。他在超導領域研究了22年,在國際上首次獲得了臨界溫度達到43開爾文(-230.15℃)的鐵基化合物超導體,突破了“麥克米蘭極限”。

發現者說:

從1986年至今的22年中,全世界只發現了一類高溫超導體,它們以銅氧化物作為材料。

2008年2月19日,日本東京工業大學的科學家發表文章說,氟攙雜的鑭氧鐵砷化合物,在-247.15℃時就具有超導性。但日本科學家沒有證明這類材料是真正的高溫超導體。我用“釤”替換“鑭”作為研究對象,經過一個月的研究,3月25日,證明了這種材料是另一類高溫超導體,臨界溫度達到-230.15℃,突破了“麥克米蘭極限”。

我希望新的超導體能夠在長距離無耗損電力傳輸和醫學高解析核磁共振影響等方面發揮更大的作用。

權威評點:

《自然》雜志審稿人評價:“這是一篇堅實可靠的論文,開辟了氟摻雜鐵基化合物的領域。這項工作表明了鐵基材料的超導轉變溫度在常壓下可高于40K,這有助于奠定該領域的基礎。”

陳仙輝 中國科技大學物理系教授,先后在卡爾斯魯厄研究中心、斯圖加特馬普固體物理研究所、日本高等研究院(北陸)、美國得克薩斯超導中心工作、訪問

來源: 北京科技報
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