物質世界

科學家從自然界汲取靈感,賦予材料新穎的磁性

加入我們的科學愛好者社群!

你不小心割破了手指,身體甚至在你找到創可貼之前就開始修復傷口。合成材料就沒有這麼好的自愈能力,但南希·R·索托斯斯科特·R·懷特及其在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的同事們正致力於改變這一現狀。他們開發出一種自愈塑膠,其中包含一個三維微毛細管網路,毛細管中充滿了液體修復劑。當材料出現裂縫時,釋放的液體會被散佈在各處的催化劑顆粒硬化。這種新材料在每個位置最多可以修復七次細微裂縫,比該小組之前的系統(液體位於單獨的口袋中)有所改進,之前的系統在每個位置只能修復一次損傷。

科學家們一直尋求模仿的自然生物的另一個特徵是自組裝。巴黎城市工業物理化學高等教育學院的伯努瓦·羅曼何塞·比科利用蒸發水滴的表面張力摺疊了跳蚤大小的摺紙立方體、金字塔和其他結構。他們的工作使用了大約一毫米大小的形狀,這些形狀是從厚度僅為 40 到 80 微米的橡膠聚合物上切割下來的。由於表面張力隨尺寸縮放的方式,該技術可能有效地用於自組裝由更薄聚合物片製成的微米或奈米級物體。

基於塑膠或有機材料的電子元件近年來變得越來越普遍,但磁體的情況卻並非如此。現在,不列顛哥倫比亞省維多利亞大學的羅賓·G·希克斯、安大略省溫莎大學的拉賈薩潘·賈恩及其同事們已經生產出一種新型磁體,它將鎳與各種有機化合物結合在一起。這些深色粉末狀物質在高達 200 攝氏度的溫度下仍保持磁性。研究人員的最終目標是生產出磁性有機化合物,這些化合物可以很容易地模製成薄膜或其他用於電子產品的有用形狀。


關於支援科學新聞業

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


人們曾認為,要觀察被稱為玻色-愛因斯坦凝聚態的奇異物質狀態——其中大量粒子基本上像一個超粒子一樣運作——唯一的方法是使用嚴苛的、接近絕對零度的低溫。德國明斯特大學的謝爾蓋·德莫克里托夫及其同事是第一個在室溫下創造出這種凝聚態的科學家。德莫克里托夫使用了被稱為磁振子的小型瞬態磁能包,他透過將釔鐵石榴石薄膜暴露在微波下來產生磁振子。磁振子的質量遠小於原子,因此可以在更高的溫度下形成凝聚態。

Charles Q. Choi《大眾科學》的常駐撰稿人。他的作品也曾發表在《紐約時報》、《科學》《自然》《連線》《LiveScience》等刊物上。在業餘時間,他遊歷了七大洲。

更多作者:Charles Q. Choi
大眾科學 Magazine Vol 298 Issue 1這篇文章最初以“物質世界”為標題發表於《大眾科學》雜誌第 298 卷第 1 期(),第 48 頁
doi:10.1038/scientificamerican0108-48a
© .