美國研究人員首次成功制出以液體為纖芯的光波導(dǎo)管,使光可以定向無損地穿過芯片上的液體,這一光學(xué)傳感技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景,可以用于制造檢測單分子的化學(xué)和生物傳感器。

根據(jù)加州大學(xué)圣克魯斯分校電子工程副教授霍革·施密特等人的設(shè)計,可以用工業(yè)上生產(chǎn)電腦芯片的標(biāo)準(zhǔn)硅的制作工藝來生產(chǎn)這種波導(dǎo)管,他們已經(jīng)制出了可在注入液體或者氣體后使用的空心波導(dǎo)管。

在傳統(tǒng)光纖中,纖芯和包層由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成,內(nèi)部的介質(zhì)對光的折射率比環(huán)繞它的介質(zhì)高,利用全反射原理,我們可很輕易的使用光纖來改變光的行進方向,在長距離上傳播光信號。由于液體和氣體的折射率相對比較低,想讓光沿著液體或氣體傳播很困難。施密特的波導(dǎo)管利用了抗諧振反射光波導(dǎo)(ARROW)原理,考慮到兼容微型制造技術(shù)以及將來可能集成硅電子元器件,研究人員選擇了氮化硅和二氧化硅作為波導(dǎo)管的包裹材料。在制作時,把覆蓋層沉積到一個矩形模具外部,然后再把中間的模具溶解,就得到了中空為3.5x9微米的波導(dǎo)管,這也是目前做出的最小的空心光導(dǎo)管。

施密特他們已經(jīng)利用氦氖激光激發(fā)熒光染料成功檢測到了波導(dǎo)管中液體樣本的分子熒光,在500萬分之一毫升的樣本中檢測到了800個分子。他們的目標(biāo)是能夠檢測出單個分子。此外,施密特還認(rèn)為氣體內(nèi)核的波導(dǎo)管在原子物理和量子光學(xué)領(lǐng)域也有應(yīng)用潛力。

施密特說,在生物和化學(xué)領(lǐng)域,分子所處的環(huán)境是液體和氣體,如果能引導(dǎo)光在水中或空氣中傳播,非固體材料領(lǐng)域的研究都將可以使用集成光路技術(shù)。

我國太陽電池研發(fā)獲突破

中科院等離子體物理研究所為主要承擔(dān)單位的大面積染料敏化納米薄膜太陽電池研究項目取得了重大突破性進展,于去年 10月中旬建成了500瓦規(guī)模的小型示范電站,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá) 5%,使我國在該研究領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。

中科院等離子體所于1994年提出開展染料敏化納米薄膜電池研究,主要目標(biāo)是滿足西部貧困地區(qū)缺電居民的日常能源需求。他們借助國際科學(xué)文化中心世界實驗室對再生能源項目的支持,與洛桑高等工業(yè)學(xué)院建立了友好協(xié)作關(guān)系。1997年,與澳大利亞STA公司簽訂了長期合作研究和開發(fā)協(xié)議。在中科院院長特別基金、中科院知識創(chuàng)新工程和科技部“973”項目支持下,他們聯(lián)合中科院化學(xué)所和理化所進行攻關(guān),從0.5厘米×0.5厘米太陽電池的基礎(chǔ)研究入手,逐步發(fā)展到1.5厘米×5厘米的電池。到2003年,在大面積電池科學(xué)研究和制作工藝技術(shù)上取得突破,制備出 15厘米×20厘米的電池板,在室內(nèi)+個太陽光照時光電轉(zhuǎn)換效率為6.2%,0.5個太陽光照時效率達(dá)到7.3%;組成的40厘米×60厘米實用化電池組件,室外0.95個太阻光照光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)6.41%,同時組裝出了0.8×1.8米的屯池方陣。近期,在實驗室小批量實用化生產(chǎn)和技術(shù)研究上取得重大進展,建成500瓦規(guī)模的小型示范電站,光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到5%。這項成果使我國大面積染料敏化納米薄膜太陽電池的研制水平處于國際領(lǐng)先地位,為進一步推動低成本太陽電池在我國的實用化打下了牢固基礎(chǔ)。10月下旬,該電池發(fā)明人、瑞士洛桑高等工業(yè)學(xué)院的M.Graetzel教授在等離子體所現(xiàn)場察看了研究進展后表示,這是本領(lǐng)域里突破性的進展,會引起全世界的關(guān)注。作為發(fā)明人,他感到非常高興。他表示將進一步加強與等離子體所在基礎(chǔ)研究上的合作,為進一步提高大面積電池的性能而努力。

加利福尼亞的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種方法,可“開閉”使痛細(xì)胞變得致命的基因。他們在《自然》周刊的報告中說,他們在4周內(nèi)消除了無法治愈的實驗小鼠活躍的肝臟腫瘤。

這項針對一種名為Myc基因的研究也許能帶來治療癌癥的新方法。

位于格拉斯哥的英國癌癥研究組織的科學(xué)家與西雅圖的同行合作,在去年弄清楚了Myc基因如何驅(qū)使某個“細(xì)胞加工廠”超速運轉(zhuǎn),從而觸發(fā)癌細(xì)胞加速分裂。惡性腫瘤中癌細(xì)胞的分裂無法控制。

加利福尼亞的研究小組用具有變異基因肝細(xì)胞的小鼠進行研究。變成癌細(xì)胞的叫做上皮細(xì)胞,它們會形成乳腺、結(jié)腸和前列腺的腫瘤。所以同樣的方法適用于上述所有癌癥。肝癌是一種很常見且難以醫(yī)治的癌癥。

用作研究的小鼠的Myc基因已經(jīng)過變異,長期處于“開啟”狀態(tài)。它產(chǎn)生的一種Myc蛋白就像導(dǎo)體,能向細(xì)胞傳達(dá)分裂的信號。癌細(xì)胞不停地制造出過多的Myc蛋白,并不停地分裂。斯坦福大學(xué)的費爾舍博士和同事們讓小鼠服用一種名為強力霉素的抗生素,這種抗生素使基因關(guān)閉,阻止了大量蛋白的產(chǎn)生。

這些小鼠在服用抗生素期間,一直保持著健康。一旦停止使用抗生素,它們在12周內(nèi)便形成了活躍的肝部腫瘤。恢復(fù)使用抗生素后,它們都迅速康復(fù):肝部惡性腫瘤消失,肝細(xì)胞表現(xiàn)似乎也正常。實際上,科學(xué)家就像開關(guān)水龍頭一樣開啟或關(guān)閉Myc基因,同時也開啟或關(guān)閉了癌癥。