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室溫超導(dǎo)體有望催生 利用DNA精確操控碳納米管晶格
2022年08月04日 09:32:09
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：3903
日前,，美國科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文指出，他們利用DNA,，精確修改碳納米管晶格,，使晶格可以按需精確組裝并按預(yù)期發(fā)揮作用，從而克服了室溫超導(dǎo)體研制過程中此前被認(rèn)為幾乎無法逾越的障礙,，有望催生出能徹底改變電子技術(shù)的室溫超導(dǎo)體,。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】如何跨越數(shù)百千米的距離將來自偏遠(yuǎn)之地的電力輸送至城市，一直是我們面臨的最大挑戰(zhàn)之一,。最先進(jìn)的超導(dǎo)電纜可將電能輸送幾千千米而僅有百分之幾的損耗,，然而電纜必須要一直浸在約-196℃的液氮之中。因此,，如果要架設(shè)這樣的電纜,，每隔一千米左右就必須安裝泵機(jī)和冷卻設(shè)備，大大增加了超導(dǎo)電纜方案的成本和復(fù)雜程度。
室溫超導(dǎo)體材料能夠在無需冷卻的條件下零電阻導(dǎo)電,，一旦實(shí)現(xiàn),，將對(duì)我們的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、高精尖物理科研設(shè)備,、量子計(jì)算,、通信設(shè)備等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生革命性影響。例如,，醫(yī)院的核磁共振成像設(shè)備,，在強(qiáng)磁場下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大腦中單個(gè)神經(jīng)元級(jí)別的超高分辨率；實(shí)現(xiàn)無能量損耗的超導(dǎo)輸電和儲(chǔ)能系統(tǒng),；發(fā)展能量更高的高能粒子加速器,；在移動(dòng)通訊領(lǐng)域用性能更好的濾波器；促進(jìn)太赫茲偵測技術(shù)發(fā)展,；研發(fā)新一代的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī),；人們出行能甚至可能乘坐達(dá)到600公里以上時(shí)速的超導(dǎo)磁懸浮列車。然而自從50多年前,，斯坦福大學(xué)物理學(xué)家威廉·利特爾首次提出室溫超導(dǎo)體后,，迄今一直未能真正實(shí)現(xiàn)。
日前,，美國科學(xué)家在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文指出,，他們利用DNA，精確修改碳納米管晶格,，使晶格可以按需精確組裝并按預(yù)期發(fā)揮作用,，從而克服了室溫超導(dǎo)體研制過程中此前被認(rèn)為幾乎無法逾越的障礙，有望催生出能徹底改變電子技術(shù)的室溫超導(dǎo)體,。
碳納米管是一種空心圓柱體,，尺寸非常小。弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的愛德華·埃格曼博士研究團(tuán)隊(duì)對(duì)碳納米管晶格進(jìn)行修改,，他們要控制控制納米管沿線的化學(xué)反應(yīng),，使晶格可以按需精確組裝，并按預(yù)期發(fā)揮作用,，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),。
他們利用化學(xué)方法在單個(gè)分子水平上實(shí)現(xiàn)了精確的結(jié)構(gòu)工程構(gòu)建，組裝出了利特爾室溫超導(dǎo)體所需要的碳納米管晶格,。該項(xiàng)研究表明,，利用DNA序列控制相鄰反應(yīng)位點(diǎn)之間的間距，可以對(duì)碳納米管進(jìn)行精準(zhǔn)操控,。盡管研究人員們所造出的晶格目前尚未進(jìn)行超導(dǎo)性測試,，但它驗(yàn)證了制造利特爾室溫超導(dǎo)體的可能性,。
該DNA引導(dǎo)晶格構(gòu)建方法有望應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，尤其是物理學(xué)領(lǐng)域,，同時(shí)該研究也表明,，生物學(xué)領(lǐng)域的方法實(shí)際上可以用于解決物理學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域的問題。
(資料來源：科技日報(bào))
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