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美国斯坦福大学开发出
新型柔性有机可生物降解电子器件
2017年5月1日,美国斯坦福大学介绍了其工程师们开发出的一种柔性有机可生物降解电子器件。
其可以像皮肤一样柔软,并且容易降解,可以在医疗和环境领域里有多样的应用,而不会增加全球电子废物的堆积。
▲挂在头发丝上的柔性可生物降解电路
随着电子产品在日常生活中越来越普及,电子废物的数量也随之增多。为解决这个困扰,美国斯坦福大学的鲍哲南团队一直在试图通过对人类皮肤的模仿来开发未来的电子器件。此前,她的团队已经做到了类似于皮肤的柔性以及可自愈性的材料,现在团队的侧重点则为材料的可生物降解性。
▲鲍哲南教授
这次的成果是一种可在弱酸作用下被轻易降解的电子器件。团队通过对半导体聚合物进行化学结构的调整,使这些分子拥有特殊类型的化学键,可以在保持材料电性能的同时对弱酸敏感,在受到与醋类似甚至更弱的酸度刺激下能够降解。
除了这种可降解的半导体材料外,团队还利用可生物降解的纤维素材料制备了具有化学稳定性和温度稳定性的基板,配合铁金属电极组成了完整的可分解且生物相容的聚合物薄膜晶体管。团队对由此构成的超薄(<1μm)、超轻(约每平米2g)柔性电路进行了测试验证,其驱动电压仅为4V。
▲牛油果上的柔性可生物降解电路
不论是可降解的半导体聚合物,还是纤维素基板或者金属铁,都是对环境和人体无毒的材料,这使得这种新的柔性电路可以在多种应用领域中拥有潜在用途,包括需要大规模播撒入环境中的传感器,以及可植入人体的传感器等。
该研究由美国空军科研办公室、巴斯夫公司、玛丽居里基金、Beatriu de Pinós 奖学金,以及柯达研究生奖学金资助。
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美国风力发电提供总发电量的8%
超过其它可再生能源
2017年5月2日,美国能源信息管理局(Energy Information Administration,eia)官网公布消息称2016年美国风力发电占运营发电总量的8%,超过了其它任何可再生能源技术,包括水利发电。自2007年以来,公用事业规模发电能力增加了近200GW,其中风力涡轮发电机提供了约三分之一以上。
过去十年来,美国风力发电量的增加是风力发电技术的改进、传输能力的提高、国家级可再生能源组合标准以及联邦生产税抵免和拨款综合作用的结果。
▲美国电力供应情况
美国一半以上的风能位于以下五个州:德克萨斯州、爱荷华州、俄克拉荷马州、加利福尼亚州和堪萨斯州。其中,爱荷华州、堪萨斯州以及俄克拉荷马州三个州至少占联邦公用事业规模发电量的25%。风能最大的几个州位于联邦的中西部,风力资源有利的地区。截止到2016年12月,美国共有9个州没有运营公用事业规模的风力发电设施。
▲美国各州风力发电量
德克萨斯州约占美国总体风能的四分之一,这些风力涡轮发电约占德克萨斯州2016年总电量的13%。在一些特殊时期,风能在德克萨斯州的发电量中会占据更大份额。
美国各州的平均风力发电设备数量约为50台。然而,美国加利福尼亚州,Kern县的Alta风能中心是美国最大的风力发电站,拥有586台风力发电机组。2016年12月,美国第一个海上风力发电项目“Block Island风力发电场”在Rhode岛沿岸开始商业运营,发电量为29.3MW。另外两个位于“俄亥俄州”和“弗吉尼亚州”沿岸的海上风电项目尚未开始建设,正在寻求监管部门的批准。
▲美国风力发电厂分布
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日本九州大学成功实现世界最长寿命
有机薄膜激光的连续震动
2017年5月1日,日本九州大学最尖端有机光电子工学研究中心的安达千波矢教授等人的研究小组通过紫外线激发,成功实现世界最长寿命(30ms)的有机薄膜激光的连续震动。
这一研究结果相当于此前报告结果的100倍以上,并且将成为实现“电流激发型有机半导体激光”的重要一步。
▲通过紫外线激发引起的有机薄膜激光的振动状态照片
此次的研究主要通过以下三个条件,成功实现30ms的世界最长连续激光振动:
1.致力于消除阻碍有机薄膜激光震动的因素。一直以来,由于激光作业中所积蓄的长寿命三重激发态所引起的光被吸收的问题难以得到解决。但通过减少在激光活性层中使用极微小有机激光分子的激光的吸收,成功解决三重激发态的吸收光谱及激光振动光谱的重合。
2.致力于控制热降解问题。将作为有机薄膜激光元件且放热性优异的单晶硅下层基板作为上部保护层,通过使用高分子材料黏着的蓝宝石玻璃使其胶囊化,以解决放热性的问题。
3. 通过使用最适于光共振器构造的DFB构造,来控制光损失,实现相当于此前报告中有机激光振动临界值的最低数值。
此次的研究成果将作为科学技术振兴机构(JST)ERATO“安达分子激子工学项目”的重要一环,将在线发表于国际学术杂志《Science Advances》上。
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