자기 초전도 재료는 자성 이온을 함유한 초전도 물질로, 대형 강자 충돌기에서 입자를 가속시켜 자기부양차를 만드는 데 사용할 수 있다. 현재 자성 초전도체를 개발하고 대량 생산하는 주요 문제는 복잡하고 비싼 냉각 설비를 사용하는 것이다. 러시아 양자센터의 연구원들은 처음으로 실온에서 자성 초전도 재료를 얻었다. 이 기술을 통해 미래에는 복잡하고 비싼 냉각 장비가 없는 양자 컴퓨터를 만들 수 있다. 이트륨 철 가닛 단결정 박막에 대한 실험을 실시했는데, 이 박막은 일정한 온도에서 자발적 자화 특성을 가지고 있다.
러시아 국립연구기술대학과 러시아 과학원 마이크로일렉트로닉스 기술 연구소는 그라핀 코팅 기술을 퇴적해 독특한 실리콘 나노 복합재를 개발했다. 이 연구와 개발은 전자 제품 인쇄 회로 보드에 직접 배치되는' 마이크로동력 장치' 기술의 발전을 가속화할 것이다.
다공성 실리콘 구조는 마이크로전자와 생물의학에 점점 더 많이 사용되고 있다. 그것의 중요한 특징 중 하나는 크기가 다른 구멍이 재료 전체에 고르게 분포되어 있다는 것이다. 의학적으로 다공성 실리콘 박막은 혈액 투석과 같은 필터 역할을 한다. 휴대용 전자 제품에서 이들은 인쇄 회로 기판에 통합 될 수있는 유망한 수소 공급원 인 마이크로 연료 전지의 전극으로 사용됩니다. 그러나 작동 유체 (물 또는 약 알칼리성 용액) 와 접촉하면 나노 다공성 실리콘이 점차 파괴됩니다. 실리콘 구조를 처리하는 새로운 방법을 채택했기 때문에 표면 저항이 수백 배나 낮아져 약 알칼리성 용액의 안정성이 크게 향상되었다. 또한 채널의 내부 표면에 추가 돌출부가 형성되어 재질의 유효 표면적이 두 배 이상 증가했습니다. 이 모든 것은 마이크로 연료 전지의 성능과 그 안에 사용되는 값비싼 촉매의 내구성을 크게 개선했다.
또한 러시아 극동연방대학과 러시아 과학원 극동분원 자동화 과정통제연구소는 레이저 인쇄 실리콘 나노 입자 기술을 개발했다. 이 기술의 장점은 속도가 빠르고 제조 비용이 낮아 입자로 넓은 면적을 덮을 수 있다는 것이다. 이로 인해 VR 안경과 기타 전자제품이 작아지고 제조 비용이 절감됩니다. 실리콘 나노 입자는 마이크로광전 스위치, 초박형 컴퓨터 칩, 미생물 센서 및 차폐 코팅을 생산하는 기본 재료입니다. 레이저로 인쇄된 실리콘 나노블록을 통해 입사되는 광파의 진폭, 스펙트럼, 전파 방향 등의 주요 특성을 제어할 수 있습니다.
영국 케임브리지 대학의 연구원들은 자연계에서 가장 견고한 재료 중 하나인 거미줄의 특성을 모방하여 식물 기반의 지속 가능하고 확장 가능한 고분자 박막을 만들었다. 이 신소재는 오늘날 사용되는 많은 일반 플라스틱만큼 견고하여 많은 일반 가정용 제품에서 일회용 플라스틱을 대체할 수 있다. 동시에 이 재료는 대부분의 자연 환경에서 안전하게 분해될 수 있으며, 공업 퇴비 설비를 필요로 하지 않고 공업화 대량 생산을 실현할 수 있다.
케임브리지 대학의 연구원들은 소프트 로봇 제조 기술, 초박형 전자 기술, 마이크로유체 기술을 결합하여 가장 심각한 팔다리 통증 (예: 진통제로 치료할 수 없는 다리와 등 통증) 을 치료할 수 있는 초박형 팽창 장치를 개발했다. 이 설비는 전 세계 수백만 명의 고질성 통증을 치료하는 장기적이고 효과적인 해결책이 될 수 있다.
리버풀 대학이 이끄는 한 협력연구팀이 역사상 가장 낮은 열전도율 (열전도율이라고도 함) 을 가진 새로운 무기재료를 발견했다. 이 발견은 원자 규모에서 열 흐름을 통제하기위한 재료 설계의 새로운 돌파구를 나타내며, 폐열을 전기로 변환하고 연료를 효과적으로 활용하는 새로운 열전 재료의 개발을 가속화하고 지속 가능한 개발 사회를 건설하는 새로운 방법을 찾을 것입니다.
케임브리지 대학은 섬유소 (식물, 과일, 채소 세포벽의 주요 성분) 에서 지속 가능하고 독성이 없고 생분해 가능한 플래시 물질을 만들 수 있는 방법을 찾았으며, 자체 조립 기술을 사용하여 컬러 필름을 생산할 수 있다.
캠브리지 대학의 연구원들은 부드럽고 견고한 신소재를 개발했는데, 이 소재는 보기와 만지면 부드러운 젤리처럼 보이지만 코끼리 한 마리가 서 있는 무게와 맞먹을 수 있으며, 압축할 때는 매우 딱딱하고 깨지기 쉬운 유리와 같다. 그 성분의 80% 가 물이지만 원래 모양으로 완전히 회복될 수 있다.
신소재 분야에서 미국 과학자들은 기발한 생각을 발휘하여 많은 돌파구를 만들었다. 신소재의 왕 그래핀은 2004 년에 출간된 이후 새로운 2 차원 재료를 설계하려고 노력해 왔다. 테스토스테론은 그라핀보다 강하고, 가볍고, 유연하거나, 그라핀에 이어 또 다른' 신기한 나노재료' 로 여겨진다.
아공 국립연구소 등은 붕소와 수소 원자로 구성된 브롬화물물을 개발했다. 이 2 차원 소재는 두 개의 원자만 두껍고 강도가 강철을 능가하며 나노 전자학과 양자 정보 기술 분야에서 실력을 발휘할 것으로 예상된다. 노스웨스턴 대학의 엔지니어들은 처음으로 쌍원자 두께의 비닐을 만들어 태양전지와 양자 계산에 혁명적인 변화를 가져올 것으로 예상된다.
미국 캘리포니아 대학 버클리 분교의 과학자들은 처음으로 단일 원자 두께의 실온에서 작동할 수 있는 초박형 자석을 개발해 차세대 스토리지, 컴퓨터, 스핀 전자학, 양자물리학에 적용될 것으로 예상된다.
또한 카네기 대학의 과학자들은 차세대 전자 및 에너지 설비를 만드는 데 사용될 수 있는 새로운 육각형 구조 결정질 실리콘을 합성할 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 새 설비의 성능은 기존의 일반 입방실리콘으로 만든 설비를 능가할 것이다. 프린스턴 대학의 연구원들은 지금까지 세계에서 가장 순수한 비소화 갈륨을 개발했는데, 654 억 38+000 억 개 원자 중 단 하나의 불순물만 함유돼 양자 현상을 더 탐구하기 위한 길을 열었다.
일본 재료 연구소에서 시험 제작한' 다이아 배터리' 는' 베타 볼트 배터리' 라고도 하며 방사성 물질로 만든' 핵 배터리' 이다. 방사성 물질의 원자핵은 불안정하여 각종 방사선과 쇠퇴를 방출하는데, 그중에서도 탄소 14 와 니켈의 방사성 동위원소 니켈 63 이 베타 광선을 방출한다. 탄소 14 의 반감기는 약 5700 년, 니켈 63 의 반감기는 약 100 년으로 수명이 긴 배터리를 얻을 수 있다. "다이아 배터리" 는 이 방사성 물질을 이용하여 베타선을 방출하여 전기를 생산하는 것이다. 일본에서 시험제작한' 다이아 배터리' 의 수명은 100 년으로 우주 및 지하 설비의 전원으로 사용할 수 있다.
일본 고지공과대학의 연구팀은 14 원소가 골고루 함유되어 있고 무작위로 연결된 나노급 마이크로구멍이 있는 스펀지 구조' 나노 다공성 초다성분 촉매' 를 개발했다. 이 촉매제는 65,438+04 원소를 함유한 알루미늄 합금을 준비함으로써 알루미늄을 알칼리성 용액에 용해시켜 탈합금한 다음 알루미늄 이외의 원소를 모아 달성한다. 합금은 용해만 하면 대규모로 생산할 수 있기 때문이다.
일본 양자과학기술연구개발소, 동북대학, 고에너지 가속기 연구소가 합금 성분을 개선한 결과 희귀금속을 사용하지 않고 알루미늄과 철을 사용하면 수소를 저장할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 알루미늄과 철은 수소와 반응하기 어려운 금속이지만 70,000 개 대기압 이상의 환경에서 650 개 이상의 고온수소와 반응하여 수소를 저장하여 새로운 금속수소가 될 수 있다는 것을 발견했다. 일본은 희귀 금속을 사용하지 않는 이런 수소 저장 합금을 개발하여 수소 저장 물질의 저비용 운송을 가능하게 했다.
도쿄공업대, 웅본대 등 연구팀이 연료전지를 도와 백금을 제거하는 새로운 물질인' 14 원환 철착물' 을 개발했다. 연구팀은 방향족 14 원환 철합물을 만들었는데, 철원자는 14 원자에 의해 고정되었고 구조는 16 원환 복합체보다 작다. 전위 스캔법으로 새로 준비한 촉매제의 산소 복원 촉매 활성을 평가해 프탈로시아닌 철보다 더 좋은 촉매 활성성과 내구성을 발견했다. 팀의 목표는 14 원환의 주변 구조를 최적화함으로써 촉매 활성을 약 30 배로 높여 촉매제 대신 실용화하는 것이다.
나노기술 방면에서 프랑스 남파리대 고체물리학연구소와 오스트리아 그라츠 기술대학교 물리학연구소는 처음으로 나노 표면 포논의 3 차원 영상을 실시하여 새롭고 효율적인 나노 기술의 발전을 추진할 것으로 기대된다. 새로운 나노 기술을 개발하기 위해서는 먼저 나노스케일에서 표면 소리를 시각화해야 한다. 새로운 연구에서 과학자들은 전자빔으로 격자 진동을 자극하고, 특수한 스펙트럼 방법으로 측정하고, 단층 촬영을 통해 재건한다.
수소 에너지 방면에서 프랑스 국립과학연구센터와 독일 헨공업대학의 연구원들은 새로운 수소 촉매제를 개발했다. 수소화효소는 물의 전기 분해를 촉진시켜 수소를 전기로 바꾸는 역반응을 실현하는 효소이다. 연구원들은 수소화효소를 산화환원중합체에 넣어 수소화효소를 전극에 접목시킬 수 있게 했다. 이를 바탕으로 연구원들은 두 방향으로 반응할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 즉, 이 시스템은 연료 전지로 사용하거나 반대 화학반응을 수행하여 전해수를 통해 수소를 생산할 수 있습니다.
나노 물질의 경우 프랑스 국립과학연구센터와 MIT 콘크리트 지속가능개발센터는 나노카본 블랙을 이용해 시멘트를 전도시키는 데 성공했다. 연구원들은 혼합물에 저렴하고 쉽게 생산할 수 있는 나노 탄소 물질을 도입하여 전도성을 검증했다. 시멘트 혼합물에 나노 카본 블랙 입자의 4% 를 첨가하여 얻은 샘플은 전도성을 가지고 있다. 낮은 전압에서 5 볼트까지의 전압을 가할 때 시멘트 샘플의 온도는 섭씨 465 0 도까지 올라갈 수 있다. 균일 한 열 분포를 제공 할 수 있기 때문에 실내 바닥 난방에 대한 가능성을 제공하며 기존의 복사 난방 시스템을 대체 할 수 있습니다. 또한 포장 제빙에도 사용할 수 있습니다.
202 1 나노 기술 개발 구현 계획과 202 1 7 산업 기술 혁신 프로그램 (2019-2023) 구현 계획에 따르면 한국 정부가 제공하는 나노 기술 연구 경비는 3 년 연속 급속히 증가했다.
한국의 성균관대대는 니켈산화물에 그라핀을 덮는 새로운 방향을 보여 전통전도제를 사용하지 않고 고전도활성음극을 준비함으로써 Gr 나노기술의 응용가능성을 더욱 밝혀냈다.
한국 연구팀은 현재 성능이 가장 좋은 나노 박막 음극을 개발해 이황화티타늄을 활성 물질로 사용하고 고체 전해질을 사용하지 않는다.
한국과학기술원은 반도체 제조공사에 사용된 금속박막 퇴적공예를 이용해 수소연료전지촉매제로 사용되는 금속나노 입자의 양산 기술을 완성했다. 제조 과정에서 특수한 라이닝을 사용하여 금속이 박막으로 쌓이는 것을 방지한다.
한국의 공동 연구는 선폭이 4.3 에인 전도성 통로를 성공적으로 구축했다. 본 연구는 단원자 두께의 투명한 2 차원 흑인을 전도재로 사용한다. 이런 재료는 그래핀을 대신하여 차세대 반도체 부품이 될 것으로 예상된다. 원자 해상도를 갖춘 투과 전자 현미경으로 연구 결과를 검증했다.
한국과학기술원이 개발한 초고속 펄스 레이저는 펨토초 범위에서 작동하는 광섬유 펄스 레이저 발열기에 그라핀이 포함된 공진기를 추가로 삽입해 기존 레이저의 펄스 주파수를 654.38+0.0000 배 높였다.
이스라엘 회사인 폴라리스 솔루션 (Polaris Solutions) 에 따르면 이 회사는 국방부와 함께' Kit 300' 이라는 열 시각 스텔스 소재를 개발했다. 이 소재는 금속, 중합체, 초극세섬유로 이루어져 있으며, 주로 병사들이 야간에 열 이미징 장비에 의해 발견되지 않도록 돕는 데 사용되지만, 고비나 정글과 같은 작전 환경의 필요에 따라 색상과 패턴을 사용자 정의할 수도 있습니다. 병사들이 가시광선 조건에서 위장하는 데 도움이 됩니다. 또한 이 소재는 방수 기능, 고강도 및 유연성을 갖추고 있어 U 자형으로 구부려 임시 들것으로 사용할 수 있습니다.
Israel Technology University 전기 컴퓨터공학대학의 연구원들은' 과학' 잡지에서 빛이 퍼지는 것을 관찰할 수 있는 초박형' 2 차원 재료 (단 1 층 원자로 구성됨)' 를 개발했다고 썼습니다. 이런 재료는 차세대 마이크로광학 기술을 위한 길을 닦을 것으로 예상된다. 이스라엘 이공대 카미나 교수는 이 발견으로 섬유 지름이 1 미크론에서 1 나노미터로 줄어들 수 있다고 밝혔다.
이스라엘 공과대학의 연구팀은 원래 구조에서 산소 원자 하나를 제거하면 철전 재료의 전도성을 크게 높일 수 있다고 공문을 보냈다. 연구원들은 철전재 티타늄산 플루토늄의 원자가 입방체와 비슷한 격자 구조를 형성한다는 것을 발견했다. 격자 구조에서 산소 원자를 제거하여' 사극' 이라는 독특한 토폴로지를 형성할 수 있어 재료의 전도성이 크게 높아질 것이다. 이 연구는 미래의 전자 장비의 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 될 것이다.
독일 헬름홀즈의 베를린 에너지 재료 연구센터는 X 선 현미기술을 이용해 1 초 안에 1 000 장의 단층이미지를 촬영해 재료 연구 분야의 새로운 세계기록을 세웠다. 이 센터는 실리콘과 페 로브 스카이 트 사이에 배치 된 자체 조립 메틸 단일 층 재료를 발명하여 태양 전지의 충진 성능과 안정성을 향상시키고 칼슘-티타늄-실리콘 시리즈 태양 전지의 효율성에 대한 세계 기록을 만들었습니다. Ulrich Research Center 등 소위 2 차원 소재를 합성하고 표상했다. , 재료가 자기 발진기의 토폴로지 절연체임을 입증합니다. 아우크스부르크 대학은 양자효과가 자기순서를 방해하는 원리에 근거하여, 상자성 소금을 대체하여 극저온을 실현할 수 있는 안정된 화합물을 개발하였다.
막스 플랑크 콜로이드와 인터페이스 연구소는 다양한 광화학 반응을 촉매할 수 있는 질화탄소 나노튜브 박막을 개발했으며, 전환률이 높다. 이 탄소 나노튜브는 하수를 깨끗한 물로 바꾸는 공간 격리 나노 리액터 역할을 한다. 독일 전자싱크로트론 방사선 가속기는 고강도 X 선을 사용하여 단일 촉매제 나노 입자의 작동 상태를 관찰하는데, 이는 진정한 공업 촉매재를 더 잘 이해하는 데 중요한 단계입니다. 독일 과학자들은 독일 다임슈타트의 입자 가속기 시설을 이용해 1 14 원소를 성공적으로 합성하고 연구했다. 결과는 디스프로슘 핵이 소위 "안정 섬" 이 아니라는 것을 보여줍니다.
프리츠 허블 연구소는 반도체 산화 아연을 레이저로 비추면 반도체 표면이 금속이 되어 다시 금속으로 변할 수 있다는 사실을 발견했다. 뮌헨 공과대학 등은 솔리드 배터리의 인터페이스에 나노 코팅을 하면 배터리를 안정시킬 수 있다는 사실을 발견했다. 칼스루아 공대에서 발견한 바에 따르면, 동시에 두 층의 전극을 코팅하고 건조하면 건조 시간이 20 초 이하로 단축되고 리튬 이온 배터리의 생산 속도가 최소 3 분의 1 이상 빨라진다.
독일 연방 재료 테스트 연구소는 세계 최초로 형광 양자 효율을 측정하는 기준을 인증했는데, 이 기준은 새로운 형광 물질과 그 측정 기술을 믿을 만하고 비교 표상할 수 있다. 프라이부르크 대학에서 개발한 사출 성형 유리 공예는 복잡한 유리 구조와 유리 부품을 대량 생산하여 이전의 플라스틱 제품을 대체하는 데 사용할 수 있다. Flawn Hof 건축물리학연구소는 공업용 카본 블랙과 차량 타이어의 광물재를 완전히 분리할 수 있는 탈광공예를 개발했다.
최근 수십 년 동안 과학계는 나노 기술의 사용과 과학, 공학, 생물의학 분야에서 제공되는 기회에 대해 점점 더 관심을 갖게 되었습니다. 나노결정체는 덩어리 대응 물질에 비해 독특한 물리적 성질을 가지고 있으며, 크기가 작기 때문에 살아 있는 세포나 단일 세포기에 쉽게 들어갈 수 있다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 건강명언) 이로 인해 나노 결정은 약물 전달체로 성공적으로 사용될 수 있게 되었으며, 이는 단세포 표적 전달을 크게 촉진시켰으며, 특히 암 화학요법에서 큰 잠재력을 가지고 있다.
더 흥미로운 것은 나노 결정체입니다. 이는 과녁 투여를 위한 수동제로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 살아 있는 세포의 생물학적 과정에도 적극적으로 참여할 수 있습니다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 202 1 10, 우크라이나 국립과학원 신틸레이션 재료 연구소는 나노 생체 재료 분야에서 새로운 생체 활성 나노 결정 (나노 효소) 을 연구했다고 발표했습니다. 이 나노 결정은 효소와 유사한 특성을 가지고 있으며 세포 내 생화학 과정의 속도를 조절하는 기능을 가지고 있습니다. 그들은 이 나노 결정의 성질이 주로 그들의 강력한 항산화 활성에 달려 있다는 것을 발견했다.
이른바 활성산소 (ROS) 는 살아있는 세포에서 끊임없이 형성되는 것으로 알려져 있는데, 그 높은 산화 능력으로 살아있는 세포의 각종 성분을 파괴할 수 있어 몸에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 나이가 들어감에 따라 이러한 질병은 계속 축적될 것이며, 많은 과학자들은 인체 구조 변화의 축적이 노화의 핵심 원인 중 하나라고 생각합니다. 다시 말해서, 살아 있는 세포에서 활성산소의 수준을 효과적으로 조절하는 것은 많은 질병을 예방하거나 노화를 늦추는 요인 중 하나가 될 수 있습니다. 효소 분자는 살아 있는 세포에서 활성산소의 수준을 통제할 수 있으며, 산화 세륨 나노 결정은 효소 항산화 활성을 지닌 나노 결정 유형 중 하나로 가장 많이 연구된다. 이 연구소 과학자들의 연구는 나노 결정체가 쥐의 노화 과정을 늦출 수 있다는 것을 증명했다. 연구 과정에서 과학자들은 또한 나노 결정체가 서로 다른 산성 환경에서 산화 활성화를 촉진하는 구체적인 메커니즘을 세웠다.