美国研究人员首次成功制出以液体为纤芯的光波导管,使光可以定向无损地穿过芯片上的液体,这一光学传感技术有着广泛的应用前景,可以用于制造检测单分子的化学和生物传感器。
根据加州大学圣克鲁斯分校电子工程副教授霍革·施密特等人的设计,可以用工业上生产电脑芯片的标准硅的制作工艺来生产这种波导管,他们已经制出了可在注入液体或者气体后使用的空心波导管。
在传统光纤中,纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成,内部的介质对光的折射率比环绕它的介质高,利用全反射原理,我们可很轻易的使用光纤来改变光的行进方向,在长距离上传播光信号。由于液体和气体的折射率相对比较低,想让光沿着液体或气体传播很困难。施密特的波导管利用了抗谐振反射光波导(ARROW)原理,考虑到兼容微型制造技术以及将来可能集成硅电子元器件,研究人员选择了氮化硅和二氧化硅作为波导管的包裹材料。在制作时,把覆盖层沉积到一个矩形模具外部,然后再把中间的模具溶解,就得到了中空为3.5x9微米的波导管,这也是目前做出的最小的空心光导管。
施密特他们已经利用氦氖激光激发荧光染料成功检测到了波导管中液体样本的分子荧光,在500万分之一毫升的样本中检测到了800个分子。他们的目标是能够检测出单个分子。此外,施密特还认为气体内核的波导管在原子物理和量子光学领域也有应用潜力。
施密特说,在生物和化学领域,分子所处的环境是液体和气体,如果能引导光在水中或空气中传播,非固体材料领域的研究都将可以使用集成光路技术。
我国太阳电池研发获突破
中科院等离子体物理研究所为主要承担单位的大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池研究项目取得了重大突破性进展,于去年 10月中旬建成了500瓦规模的小型示范电站,光电转换效率达 5%,使我国在该研究领域处于世界领先水平。
中科院等离子体所于1994年提出开展染料敏化纳米薄膜电池研究,主要目标是满足西部贫困地区缺电居民的日常能源需求。他们借助国际科学文化中心世界实验室对再生能源项目的支持,与洛桑高等工业学院建立了友好协作关系。1997年,与澳大利亚STA公司签订了长期合作研究和开发协议。在中科院院长特别基金、中科院知识创新工程和科技部“973”项目支持下,他们联合中科院化学所和理化所进行攻关,从0.5厘米×0.5厘米太阳电池的基础研究入手,逐步发展到1.5厘米×5厘米的电池。到2003年,在大面积电池科学研究和制作工艺技术上取得突破,制备出 15厘米×20厘米的电池板,在室内+个太阳光照时光电转换效率为6.2%,0.5个太阳光照时效率达到7.3%;组成的40厘米×60厘米实用化电池组件,室外0.95个太阻光照光电转换效率达6.41%,同时组装出了0.8×1.8米的屯池方阵。近期,在实验室小批量实用化生产和技术研究上取得重大进展,建成500瓦规模的小型示范电站,光电转换效率达到5%。这项成果使我国大面积染料敏化纳米薄膜太阳电池的研制水平处于国际领先地位,为进一步推动低成本太阳电池在我国的实用化打下了牢固基础。10月下旬,该电池发明人、瑞士洛桑高等工业学院的M.Graetzel教授在等离子体所现场察看了研究进展后表示,这是本领域里突破性的进展,会引起全世界的关注。作为发明人,他感到非常高兴。他表示将进一步加强与等离子体所在基础研究上的合作,为进一步提高大面积电池的性能而努力。
加利福尼亚的科学家发现了一种方法,可“开闭”使痛细胞变得致命的基因。他们在《自然》周刊的报告中说,他们在4周内消除了无法治愈的实验小鼠活跃的肝脏肿瘤。
这项针对一种名为Myc基因的研究也许能带来治疗癌症的新方法。
位于格拉斯哥的英国癌症研究组织的科学家与西雅图的同行合作,在去年弄清楚了Myc基因如何驱使某个“细胞加工厂”超速运转,从而触发癌细胞加速分裂。恶性肿瘤中癌细胞的分裂无法控制。
加利福尼亚的研究小组用具有变异基因肝细胞的小鼠进行研究。变成癌细胞的叫做上皮细胞,它们会形成乳腺、结肠和前列腺的肿瘤。所以同样的方法适用于上述所有癌症。肝癌是一种很常见且难以医治的癌症。
用作研究的小鼠的Myc基因已经过变异,长期处于“开启”状态。它产生的一种Myc蛋白就像导体,能向细胞传达分裂的信号。癌细胞不停地制造出过多的Myc蛋白,并不停地分裂。斯坦福大学的费尔舍博士和同事们让小鼠服用一种名为强力霉素的抗生素,这种抗生素使基因关闭,阻止了大量蛋白的产生。
这些小鼠在服用抗生素期间,一直保持着健康。一旦停止使用抗生素,它们在12周内便形成了活跃的肝部肿瘤。恢复使用抗生素后,它们都迅速康复:肝部恶性肿瘤消失,肝细胞表现似乎也正常。实际上,科学家就像开关水龙头一样开启或关闭Myc基因,同时也开启或关闭了癌症。
