科学家发现世界上最小的超导体
最新一期《自然·纳米技术》杂志网络版上,美国俄亥俄州立大学的科学家发表论文指出,他们已发现了世界上最小的超导体,其由4对小于1纳米的分子组成。该发现首次为纳米级分子超导线的制造提供了证据,将在纳米级电子设备及能源技术的开发上具有广泛应用。
科学家表示,利用金属半导体制造纳米级的连接线几乎是不可能的,因为随着线径缩小,其阻抗会增加,进而纳米线会因发热熔化或损毁。焦耳热问题已成为制作纳米级器件的一个主要障碍。
在低于某一温度时,一些材料的电阻会突然消失,这种现象被称为超导。由于超导材料具有零电阻,因此可传输大电流,且不会产生功率损耗或热量。超导现象从1911年发现至今一直被认为是一种宏观现象。而此次发现意味着,其在分子水平上也同样存在,这为研究超导现象开辟了一条新路径。超导体目前广泛应用于从超导计算机到脑成像仪等多种领域。
在美国能源部资助的该项研究中,科学家们对一种放置在金属银表面的有机盐超导分子(BETS)2—GaCl4进行了研究,并利用扫描隧道显微镜,对各种不同长度分子链的超导性进行了观察。科学家们发现,在有机盐分子链长度低于50纳米时,超导现象随着分子链缩短而逐渐减弱。最终,科学家们观察到超导现象的最短分子链长度为3.5纳米,此时分子链由4对有机盐分子组成,这是目前世界上已知的最小超导体。
为了观察在此一尺度下的超导性,科学家们必须将分子的温度降至10开尔文(约为零下263摄氏度),否则更高的温度将降低活性。在未来的研究中,科学家们计划对各种材料进行测试,以观察其在更高的温度环境下能否形成纳米级的超导线。
值得注意的是,此项研究提供的证据还表明,超导有机盐可在基质材料上生长,而这一点对于利用有机分子制造纳米级电路来说也是至关重要的。
科学家发现植物生长素抑制剂
日本理化学研究所公布,他们和农业食品产业技术研究机构以及东京大学组成的联合研究小组于世界上首次发现了阻碍植物“生长素”生物合成的抑制剂的存在。
植物生长素是一种植物荷尔蒙,能够促进植物根系和果实生长,控制植物发育的所有阶段。例如,在黑暗的地方大豆可以发芽,经过光照,便可长出叶片进行光合作用;倒伏的植物最快情况下经过30分钟便可直立,这些植物对环境的应答反应都有生长素的参与。
鉴于生长素在植物成长控制中具有重要作用,其在农业栽培领域具有广泛的应用前景,但与其他植物荷尔蒙相比,人们对它的不了解尚不充分。生长素在植物体内含量甚微,其生物合成路径复杂,化学性质不稳定,设计生物合成抑制剂也极其困难。诸多问题导致了生长素的基础研究和相关应用滞后,目前仅限于在农业除草剂和植物调节剂中应用具有生长素活性的生长素亲体,但尚无控制生长素作用的有效药剂和技术。
该联合研究小组对模型植物拟南芥的遗传发现类型进行了大规模的破解,并对获得的数据进行分析,以寻找可控制植物荷尔蒙作用药剂,结果发现了妨碍生长素生物合成的候补化合物AVG和AOPP。研究小组通过对这些化合物的功能进行深入研究后,确认了阻碍生长素生物合成的物质。该研究成果将发表在4月出版的《植物和细胞生理学》杂志。
研究人员表示,利用植物生长素生物合成抑制剂,可培育出以前无法实现的生长素缺乏状态的植物,这将为研究生长素的机能及其复杂的生物合成路径提供思路。目前植物生长素的研究尚限定于模型植物,未来可将研究范围扩展至农作物等高实用性作物,有朝一日开发出控制植物生长的新药和技术,开拓出崭新的农业栽培技术,将对促进农业生产起到关键作用。
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