1. Nature,Science以及CELL的子刊分别有哪些
1、Nature子刊名
(1)Nature Cell Biology 19.122
(2)Nature Immunology 27.586
(3)Nature Medicine 30.550(03年创刊)
(4)Nature Genetics 26.494(03年创刊)
(5)Nature Structural & Molecular Biology 12.000(Nature Structural Biology)
(6)Nature Materials 13.531
(7)Nature Biotechnology 22.4
(8)Nature Chemical Biology 16.058 (05年创刊)
(9)Nature Physics (05年创刊)
(10)Nature Neuroscience 16.98
(11)Nature Methods (04年创刊)
临床医学类期刊
(1)Nature Clinical Practice Cardiovascular Medicine
(2)Nature Clinical Practice Endocrinology & Metabolism
(3)Nature Clinical Practice Gastroenterology & Hepatology
(4)Nature Clinical Practice Nephrology
(5)Nature Clinical Practice Neurology
(6)Nature Clinical Practice Oncology
(7)Nature Clinical Practice Rheumatology
(8)Nature Clinical Practice Urology
2、Science子刊名
(1)Science Advances
(2)Science Translational Medicine
(3)Science Signaling
(4)Science Immunology
(5)Science Robotics
3、CELL子刊名
(1)Molecular Cell:1997年创刊。细胞生物学、分子生物学。
(2)Developmental Cell:2001年创刊。发育生物学。
(3)Cancer Cell:2002年创刊。癌症领域。
(4)Cell Metabolism:2005年创刊。代谢领域。
(5)Cell Host & Microbe:2007年创刊。感染症领域、微生物学。
(6)Cell Stem Cell:2007年创刊。干细胞领域、再生医学。
(1)science贵金属纳米颗粒扩展阅读
Science期刊发展历程:
1880年,纽约新闻记者约翰·迈克尔斯(英语:John Michaels)创立了《科学》,这份期刊先后得到了托马斯·爱迪生以及亚历山大·格拉汉姆·贝尔的资助。但由于从未拥有足够的用户而难以为继,《科学》于1882年3月停刊。
一年后,昆虫学家Samuel Hubbard Scudder使其复活并取得了一定的成功。然而到了1894年,《科学》重新陷入财政危机,随后被以500美元的价格转让给心理学家James McKeen Cattell。
1900年,Cattell与美国科学促进会秘书Leland Ossian Howard达成协议,《科学》成为美国科学促进会的期刊。
在20世纪早期,《科学》发表的重要文章包括托马斯·亨特·摩根的果蝇遗传、阿尔伯特·爱因斯坦的引力透镜以及埃德温·哈勃的螺旋星系。1944年Cattell去世后,AAAS成为《科学》新主人。
参考资料来源:网络-nature
网络-CELL (《细胞》期刊)
网络-科学 (美国科学促进会官方刊物)
2. 什么是微纳米技术
微纳米技术(MEMS,nanotechnology)为微机电系统(MEMS)技术和纳米科学技术(nanoscienceandtechnology,nanoST)的简称。是20世纪80年代末在美国、日本等发达国家兴起的高新科学技术。由于其巨大的应用前景,因此自问世以来微纳米技术受到了各国政府和学者的普遍重视,是当前科技界的热门研究领域之一。
微机电系统技术主要涉及0.1μm到数毫米尺度范围内的传感器、微执行器和微系统的研究开发,它以单晶硅为基本材料,以光刻并行制造为主要加工特点,采用微电子工艺设备结合其他特殊工艺设备作为加工手段。
纳米尺度一般是指1~100nm,纳米科学是研究纳米尺度范畴内原子、分子和其他类型物质运动和变化的科学,而在同样尺度范围内对原子、分子等进行操纵和加工的技术则称为纳米技术,纳米尺度的机电系统则称作纳机电系统。
可见二者之间既有联系又有区别,前者是后者的基础,而后者是前者的发展方向。
3. 帮我找一篇science或nature上关于纳米光学材料的文章
纳米光学材料在通讯领域的最新进展
摘要: 本文综述了纳米材料光学特性的研究进展, 以期使纳米材料的光学特性得到更加深入细致的研究。概述了纳米技术在通讯领域的应用,并着重介绍了国内外纳米光通信用纳米光电子器件的发展现状。
关键词:纳米光缆;纳米光电子学;纳米光导集成电路;纳米光通信
1.引言
纳米材料是纳米科学技术的一个重要的发展方向。纳米材料是指由极细晶粒组成, 特征维度尺寸在纳米量级(1~100nm ) 的固态材料。由于极细的晶粒, 大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子以及其本身具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等, 纳米材料与同组成的微米晶体(体相) 材料相比, 在催化、光学、磁性、力学等方面具有许多奇异的性能, 因而成为材料科学和凝聚态物理领域中的研究热点。
纳米技术已成为当今研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展有着十分重要的研究对象。纳米科技正在推动人类社会产生巨大的变革,它不仅将促进人类认识的革命,而且将引发一系列新的科学技术。纳米技术对电子信息技术和光通信技术亦将产生重要影响。
2.国际发展状况
2. 1 整齐排列的交叉式纳米光缆线
美国化学学会会刊上刊登了由旅美学者、佐治亚理工学院王中林教授领导的研究小组,利用液态钾做催化剂,首次生长出整齐排列且具有“Y2形状”的氧化硅纳米光缆线。据介绍,该纳米光缆线的直径为10nm ,长度可达毫米级,线直而均匀并且是透明的,最重要的是该纳米光缆线在生长过程中自动由1 根分叉成为2 根,2 根可以分叉成4 根,依次继续分裂。氧化硅是传统光缆的主要组成材料,因此这些纳米线有可能会用来做纳米级的分叉光缆,形成纳米分光器。王中林等人的实验可以生产出大量而且结构均匀的分叉纳米线。他们的研究结果同时也对经典的“气相2液相2固相”(VLS) 纳米线生长原理提出了挑战。
VLS 原理认为一个催化剂颗粒只能长出1 根纳米线,而线的直径接近颗粒的大小。然而,他们在一滴约半毫米直径的钾丸上就可以生长出成千上万根整齐排列的纳米线。
2. 2 纳米级导电纤维
1999 年12 月,日本研究人员研制出一种仅有一个分子粗细的导电纤维,可谓世界上最细“电线”。这种导电纤维是由日本工业技术院物质工程工业技术中心研制出来的。它的直径仅3nm ,中心部分具有良好导电性的丁二炔链,四周包覆着糖的衍生物,并作为绝缘层,防止漏电。据分析,这种纳米级“电线”可以应用在超小型的电子元器件和微型机械上。
2. 3 纳米光导集成电路
日本NTT 公司尖端技术综合研究所于2001年开发成功了制作光导集成电路芯片的基础技术。NTT 公司的这家研究所采用先进加工技术,在硅芯片上制作出了可通过极细光束的通道(光导通路) ,使光束按直角方向转弯,将其封闭在极为狭小的场所之中。由于不将光信号转变成电信号,故这是直接处理光信号的纳米光导集成电路。NTT 的科学家在夹有玻璃薄膜的硅芯片上,按照与光的波长相同的间距开发微细加工技术。
在一排排的孔之间,形成了没有孔的线状区域。如果从线状区域的端部射入光线,则光通信中最常用的1. 3~1. 6μm 就基本没有什么光线向周围漏出。经检测后确认,这部分光是沿着线传播的。只要能找出最优的线状区域宽度,就能成功地使光通过。这是日本NTT 公司尖端技术研究所在光芯片技术上取得的重要成果。
2. 4 纳米聚合体电子器件
将打印机、电脑和视屏一股脑地折起来装入你的钱包、这就是以色列专家为人们展现的纳米聚合体电子器件应用的一个未来景象。以色列技术工程学院和希伯来大学曾宣布,他们在研究具有高能信息传输功能的有机发光二极管中取得了最新突破,为实现这一梦想迈出了第一步。相关成果刊登在新出版的Science 杂志上。使塑料发射近红外光将是把一个不可能的未来世界变成现实的开始。研究初期,以色列科学家采用铒原子渗入有机材料的方法,结果得到的红外线非常弱,转化效率仅有0. 01 %。后来,此项研究的主持者之一,以色列技术工程学院的特斯勒博士和希伯莱大学的班尼博士共同提出了利用一种制造聚合体所需的纳米粒子结构产生近红外光的研究思路。研究中,他们将化学合成的纳米粒子和与其共轭的聚合体组合制成二极管发光作用区,首次实现了具有应用价值,转化效率达2 %~3 %的有机近红外发光二极管。目前,他们正致力开发第二代效率更高,波段更宽的新器件。特斯勒博士称:“最近有机近红外发光二极管的研究取得了重大突破,已为未来的光纤通信器件采用几乎所有可能的有机材料奠定了基础。将来每家只需一个光纤传输器就可使家用网络、电视、可视电话与全球连接。高效、廉价的大容量有机信息传输设备的诞生正使这一构想变为可能”。
2. 5新型纳米激光器提高电脑信息存储量
2003年1月16日的Nature杂志报道,美国哈佛大学已成功开发出一种新型纳米激光器,比人的头发丝还细千倍,可自动调控开关。将其安装于微芯片上,能提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量,加强信息技术的集成化发展。这种新型激光器实际上是以半导体硫化镉为原料制成的纳米线,直径仅为1/ 10000mm。研究人员将硫化镉纳米线安装在涂有硅材料的基底上,制成一个回路。接通电源后,研究人员观察到,在一定电压下,电流通过硅材料流向硫化镉纳米线,纳米线的另一端随即发出蓝绿色的光。随着电流强度增大,光的着色变得单一,波长也相当短。由于白炽灯泡和二极管发出的光波长都很长,因此研究人员断定硫化镉纳米线发出的光是激光。在随后的实验中,研究人员使用不同的半导体材料,由此制成的激光器发出的激光颜色也各不相同,氮化镓纳米线发出蓝色到紫外的光,磷化铟纳米线发出红外光。据报道,最早的纳米激光器是由美国加州大学伯克利分校的科学家于2001 年制造出来的,当时使用的是氧化锌纳米线,可发射紫外光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的光。但美中不足的是,只有用另一束激光将纳米线中的氧化锌晶体激活时,氧化锌晶体才会发射出激光。因此,新型纳米激光器的技术关键就在于,它具备电子自动开关的性能,无需借助外力激活。由于光纤激光技术目前广泛应用于信息通信领域,这一新的技术成果无疑会使纳米激光器的实用性大为增强。
3.国内发展状况
为了在纳米光电技术领域占有一席之地,我国在纳米电子技术研究的基础上开展了纳米光电子技术研究,相继建立了相关的专门实验室,例如北京市在2000 年就在首都师范大学建成纳米光电子学重点实验室。其发展和目标是:发展纳米材料和纳米技术理论和实验研究。着重于其光电子学、光谱学特性的研究和学科交叉研究,突出实验室的光电子学研究特色,为新型纳米材料和纳米技术的开发提供科学基础;进而解决与纳米材料和纳米技术产业紧密相关的重要科学技术问题。该实验室的主要研究方向为:纳米超薄膜传感器件与分子器件的光电子学研究;纳米结构与超分子结构光电子学研究;中药纳米化应用研究;富勒烯衍生物合成;富勒烯材料光电特性研究;金属半导体米粒子电磁特性研究;光子作探针的分子吸附动力学及应用研究;原子分子团簇材料理论与计算机模拟研究等。我国纳米科技的大部分研究工作主要集中在硬件条件要求不太高的基础研究领域,涉及纳米主流技术高、精、尖的研究内容不多,特别是一些具有重要应用前景的技术研究比较薄弱,在纳米材料、纳米结构的设计、制造和控制以及实用化方面与国际先进水平存在较大的差距。
5.结 论
在信息通信领域,光通信技术已经改变了人们的生产和生活方式,特别是信息高速公路的建设,为人们掌握信息、获取信息、快速传递信息创造了有利条件。未来光通信将向光孤子通信、高速量子保密通信、紫外通信和纳米光通信方向发展。目前,制作纳米光电子器件有两条技术途径: (1) 自上而下路线的将尺寸逐渐变小的方法; (2) 自下而上路线的利用有机/ 无机分子组装功能器件的方法。要研究和开发出实用的纳米光电子器件,除了必须解决单个纳米光电子器件的工作原理、纳米光电子材料和纳米加工技术问题外,还必须解决纳米光电子器件的集成技术以及与外部的连接技术。显然,纳米光电子技术和纳米光电子学是纳米光电子器件研究的核心技术,而纳米光通信技术的关键技术是纳米光电器件的研制。
人类以驾驭原子能进入现代社会,以制造和利用单晶基础半导体进入电脑与网络信息时代。进入20 世纪90 年代,全球以IT 为核心的高新技术产业得到了迅猛发展,它将由新兴产业逐步成为主导产业。但是,真正实现使用以纳米电脑为基础的信息高速公路,离不开纳米光通信技术,它将使人类真正进入信息时代,并将领导下一场工业革命,以推动社会的发展。
4. 现代科学能否做到点“石”成金
可以,但是耗费的资金更巨大,得不偿失。用化学的方法无法将一种元素变成另一种元素,不过可以通过核反应去改变原子核内的质子数,这样就制造出了新的元素。当人类第一次实现人工核反应的时候,就意识到人类可以实现点石成金的梦想。
研究人员在中科院发表的一份声明中解释称,经过转化的铜纳米颗粒“具有与金、银极其相似的催化性能”。加工后的金属铜确实具有黄金与白银才特有的抗氧化性和反应惰性,实现从“点石成金”的蜕变,这样的金属铜虽然与金原子有着本质的不同,但其可以替代那些只有黄金才适用的反应,比如智能手机中的某些精密原件,大大降低产品造价。不过与传统的炼金术所追求的结果不同,通过这种方法变成的“假黄金”仅仅是具有部分黄金的属性,还不能够完全取代黄金的作用,更不能替代黄金在经济领域的特殊地位。
5. 黄金纳米颗粒是什么颜色
纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
表面效应
球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径的立方成正比,故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径变小,比表面积将会显著增大,说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于 0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计,当尺寸小于 0.1微米时,其表面原子百分数激剧增长,甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100米2,这时的表面效应将不容忽略。
超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的,若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒(直径为 2*10-3微米)进行电视摄像,实时观察发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自动形成各种形状(如立方八面体,十面体,二十面体多李晶等),它既不同于一般固体,又不同于液体,是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态,尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性,这时微颗粒具有稳定的结构状态。
超微颗粒的表面具有很高的活性,在空气中金属颗粒会迅速氧化而燃烧。如要防止自燃,可采用表面包覆或有意识地控制氧化速率,使其缓慢氧化生成一层极薄而致密的氧化层,确保表面稳定化。利用表面活性,金属超微颗粒可望成为新一代的高效催化剂和贮气材料以及低熔点材料。
小尺寸效应
随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言,尺寸变小,同时其比表面积亦显著增加,从而产生如下一系列新奇的性质。
(1)特殊的光学性质
当黄金被细分到小于光波波长的尺寸时,即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。事实上,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。尺寸越小,颜色愈黑,银白色的铂(白金)变成铂黑,金属铬变成铬黑。由此可见,金属超微颗粒对光的反射率很低,通常可低于l%,大约几微米的厚度就能完全消光。利用这个特性可以作为高效率的光热、光电等转换材料,可以高效率地将太阳能转变为热能、电能。此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等。
(2)特殊的热学性质
固态物质在其形态为大尺寸时,其熔点是固定的,超细微化后却发现其熔点将显著降低,当颗粒小于10纳米量级时尤为显著。例如,金的常规熔点为1064C℃,当颗粒尺寸减小到10纳米尺寸时,则降低27℃,2纳米尺寸时的熔点仅为327℃左右;银的常规熔点为670℃,而超微银颗粒的熔点可低于100℃。因此,超细银粉制成的导电浆料可以进行低温烧结,此时元件的基片不必采用耐高温的陶瓷材料,甚至可用塑料。采用超细银粉浆料,可使膜厚均匀,覆盖面积大,既省料又具高质量。日本川崎制铁公司采用0.1~1微米的铜、镍超微颗粒制成导电浆料可代替钯与银等贵金属。超微颗粒熔点下降的性质对粉末冶金工业具有一定的吸引力。例如,在钨颗粒中附加0.1%~0.5%重量比的超微镍颗粒后,可使烧结温度从3000℃降低到1200~1300℃,以致可在较低的温度下烧制成大功率半导体管的基片。
(3)特殊的磁学性质
人们发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中存在超微的磁性颗粒,使这类生物在地磁场导航下能辨别方向,具有回归的本领。磁性超微颗粒实质上是一个生物磁罗盘,生活在水中的趋磁细菌依靠它游向营养丰富的水底。通过电子显微镜的研究表明,在趋磁细菌体内通常含有直径约为 2′10-2微米的磁性氧化物颗粒。小尺寸的超微颗粒磁性与大块材料显著的不同,大块的纯铁矫顽力约为 80安/米,而当颗粒尺寸减小到 2′10-2微米以下时,其矫顽力可增加1千倍,若进一步减小其尺寸,大约小于 6′10-3微米时,其矫顽力反而降低到零,呈现出超顺磁性。利用磁性超微颗粒具有高矫顽力的特性,已作成高贮存密度的磁记录磁粉,大量应用于磁带、磁盘、磁卡以及磁性钥匙等。利用超顺磁性,人们已将磁性超微颗粒制成用途广泛的磁性液体。
(4)特殊的力学性质
陶瓷材料在通常情况下呈脆性,然而由纳米超微颗粒压制成的纳米陶瓷材料却具有良好的韧性。因为纳米材料具有大的界面,界面的原子排列是相当混乱的,原子在外力变形的条件下很容易迁移,因此表现出甚佳的韧性与一定的延展性,使陶瓷材料具有新奇的力学性质。美国学者报道氟化钙纳米材料在室温下可以大幅度弯曲而不断裂。研究表明,人的牙齿之所以具有很高的强度,是因为它是由磷酸钙等纳米材料构成的。呈纳米晶粒的金属要比传统的粗晶粒金属硬3~5倍。至于金属一陶瓷等复合纳米材料则可在更大的范围内改变材料的力学性质,其应用前景十分宽广。
超微颗粒的小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面。
宏观量子隧道效应
各种元素的原子具有特定的光谱线,如钠原子具有黄色的光谱线。原子模型与量子力学已用能级的概念进行了合理的解释,由无数的原子构成固体时,单独原子的能级就并合成能带,由于电子数目很多,能带中能级的间距很小,因此可以看作是连续的,从能带理论出发成功地解释了大块金属、半导体、绝缘体之间的联系与区别,对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒而言,大块材料中连续的能带将分裂为分立的能级;能级间的间距随颗粒尺寸减小而增大。当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距还小时,就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性,称之为量子尺寸效应。例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是量子尺寸效应的宏观表现。因此,对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应,原有宏观规律已不再成立。
电子具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在微米。目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
6. 是怎么发现纳米技术的
所谓纳米科学,是人们研究纳米尺度,即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和功能的科学;而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。其实,从比较准确的意义上来讲,纳米科技诞生的时期应该还要早一些。纳米抑菌贴1984年,德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块,并详细研究了它的内部结构,结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍,硬度要高2~3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力,并且随着尺寸的缩小,纳米材料的熔点也会随之降低。
格莱特的研究实际上只是开了一个头,从而导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲,纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内,物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下,物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说,量子效应开始发生作用。因此,用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同,由此会产生许多完全不同的功用。
按目前的研究状况,纳术科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等,这其中的每一门学科又都具有跨学科性质,是集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。很显然,纳米科学技术是一门以物理、化学两门基础学科的微观研究理论为基础,以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展,也不是某一工艺技术革新的产物或转化。
它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展,并开发出了不少纳米材料和器件,但从严格的意义上讲,纳米科学技术在20世纪,仅是刚刚露出尖尖角的小荷,它的灿烂和美丽将是属于21世纪的。因而,这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物。
7. 如何制取Cu的纳米颗粒 至少两种方法 多多益善
以一氧化碳,氧气,水为原料直接法制过氧化氢的新型纳米金属铜催化剂及其制备方法。现有技术中直接法合成过氧化氢催化剂活性组分多采用贵金属,且存在过氧化氢时空产率偏低等不足。本发明催化剂由铜、金属修饰剂及载体材料组成。各组分的重量配比为:铜含量在5-20wt%之间,金属修饰剂在1-5wt%之间,其余组分为载体材料。所述铜主要以尺寸在5-20nm之间的金属纳米颗粒形式高度分散在载体上,该催化剂是通过化学还原法还原含有Cu2+离子及金属修饰剂的载体,然后去除杂质离子后制得。应用于以一氧化碳,氧气,水为原料的直接法合成过氧化氢反应时,该种催化剂具有比以往专利报道的贵金属Pd催化剂更为优良的过氧化氢时空产率,具有良好的工业应用前景。
8. 怎样在Science和Nature及子刊上发表论文
要想在Nature 或者Science (以下简称NS)上发表文章,首先要对自己领域最近10年有哪些文章发表在这些刊物上,并进行分类。以氧化物燃料电池领域为例,在2002-2012年区间总共有8篇文章发表在这两个杂志上。如果你研究的小领域没有文章在NS或者Nature的子刊上,那说明杂志编辑认为你的领域不具有很广的关注度。同时,要分析是些什么样的突破发表在NS上。比如在这8篇文章,有6篇文章直接与燃料电池的阳极材料有关。这说明如果你能在阳极的研究中有所突破,存在在NS上发表的可能性。再进一步分析其细节,你会发现更多的规律。比如,燃料电池阳极的最主要的问题是碳氢燃料在高温下的裂解导致碳沉积和硫在镍表面吸附导致阳极硫中毒。早前的SN上的文章主要关注怎样防止在阳极上的碳沉积,在2006年首先出现了一个新的阳极材料同时有抗碳沉积和抗硫中毒。这篇文章给了我一个启发,说明现有的阳极材料必须能够同时解决这两个问题,才有可能在NS上出现。当然这也是合理的,因为碳氢燃料包含碳和硫。 当然,并不是说你知道这些趋势,你一定能够在这样上面有所突破,但是能够给你一个非常具有指引性的思路。比如说,当时我的研究课题是做电解质的,因为师兄毕业需要移交阳极的课题,我学习了一段时间。我把我所研究的新电解质去做阳极的抗硫测试,发现具有不可思议的抗硫性能。在我多次重复加以确认之后,我意识到了其重要性。其实当时有人建议说可以用这个结果在Advanced Materials上投一篇文章,但是在我分析这些年在SN上发表的氧化物燃料电池文章,我决定继续研究该阳极的抗碳沉积特性,然后进一步优化。这个做法非常重要,为后来冲击Science奠定了重要的基础。 二、系统性的设计实验 据我了解,很多最为关键或者突破的实验数据都是意外得到的,或者超过自己预期的 (当然也存在像Goodenough教授这种牛人能够从理论上设计材料)。当你获得比以前文献中更好的性能时,就要开始考虑怎么设计一系列系统的试验,以能够将来写出一篇有完整故事情节的文章。因为现在已经不是“酒香不怕巷子深”的年代了,除非你的结果能够改变人类的认知,否则都需要思考围绕该突破的实验设计。其工作量大约是一般长文的2~3倍。除了最为关键的4个图放在正文,其余的将放到补充材料里面。 实验该怎么设计才会对主编和审稿人的口味?当然不同领域有不同的文章结构。一个简单的方法就是你尽可能把自己领域中不同小方向在Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition 和Advanced Materials 上面的文章综合起来。比如,这些杂志上有专注于合成的、有专注于表征的或者专注机理理解的文章。你如果能够把这些文章的最有特色的东西有机的糅合在一起,你的文章就已经高于这些杂志的档次了。以催化和表面化学为例,SN上的实验设计思路一般来说就是一个比较新颖的纳米结构,比较高档的表征(如STM或同步辐射)、优异的性能和分子动力学的理论计算。如果你去详细比较SN上某一篇文章每一小部分和JACS上类似的的全文,你会发现其实JACS上的水平更专。根据这个思路,你就可以设计完整的实验,寻找合作对象,相互促进,最终达到一个完美的实验结论。我的那篇Nature Communications 就是以这种思路设计的。当时需要对我们现有性能的理论解释,我们寻求了与布鲁克海文国家实验室的合作。他们给我们提供了很好的思路,继续优化实验,与他们的理论达到了较好的融合。虽然在投Nature主刊40多天后被拒,但是审稿人对实验设计非常肯定:This paper has really nice science;The science is top notch等等。这篇文章本身的实验结果没有我Science上那篇文章的突破大,但是好的实验设计让这篇文章被子刊接受。 三、撰写完整且吸引人的文章 当你做完大部分实验或计算之后,就要开始着手写论文了。对于Natured子刊、JACS和Advanced Materials这类杂志来说,论文撰写的重要性我觉得至少占40%。也就是说如果你能够切入一个非常有吸引力的角度,你可以让你的实验结果发到更好的杂志。对于NS来说,我觉得实验的设计更为重要。如何能够写好一篇文章,我认为首先应该抛弃两个错误的看法。第一:不要鄙视烂的结果都能够发在好杂志上。你需要思考如果你拿这些数据能够把文章写成怎样。你要学习你没有想到的“点”。比如说,性能可能并没有非常突出,但是他/她提出了一个非常有启发性的假设。第二:不要认为审稿人误会你的评语愚蠢。我知道审稿人在审阅时(包括我在审Advanced Materials时)速度是非常快的。如果一个领域的评审人在短时间内都没有看出你的创新点,说明你没有表达清楚。我经常听到有人抱怨“我这篇文章其实和以前不一样,审稿人却认为没有新东西”或者“我的性能明显要比别人的文章好,不知道为什么审稿人没有注意到”等等。出现这种情况后,要重新审视自己的文章。思考怎样写别人不会忽视我的重点,怎样写不会让人误解。一个小窍门是让你的同学(大方向一致但不是一个小领域的)快速浏览一下你的文章,让他指出不确定的东西,然后加以改正。 我觉得写文章最重要也最难写的就是Introction。这是审稿人看得比较认真而且容易理解的部分。而且我发现一个规律,越好的杂志,审稿人越喜欢攻击introction。可能是因为你的实验设计已经很好,不太容易有问题。但是对于introction,审稿人却非常容易下手。比如这篇文章没有新意,或者你在introction提到的问题,在正文中没有解决等等。在读好文章时一定要学习他们在组织introction时的思路。其次,一定要有一个吸引人的标题。不要过于中立。我以前投一篇文章的时候,刚开始拟定为Sulfur Poisoning Behavior of ....。后来偶然看到Berkeley物理系的一片不相干的文章,用了New Insights into ..。我就把这个模式套用到我的文章上,我导师认为这个标题立马让文章档次提高。我的一个经验,经常收集那些好文章的title (不需要局限你的领域),以备将来时灵活运用。至于正文,只要围绕你的Introction,反复强调你的创新性(一定要“反复”,因为审稿人会忽视),一般没有什么问题。另外,因为审稿人是带着寻找问题的模式去评判文章的,所以在正文中的每一句话不要过度发散,否则很容易招致不严谨或者补充数据的评语。 后记:这三个部分分享了很多关于提升自己成果的经验,但是大家不要进入一个误区:为了发文章而做实验。 发牛文更多是因为你的研究热情和辛勤付出,因为科研成果的内核还是你能否真正解决前人未能解决的问题。当然,从营销学角度,我们去探寻并运用这些规律也是无可厚非的。
9. 什么是贵金属纳米材料
贵金属指一些稀有昂贵的金属材料,如金、钌、铑、钯、铂等昂贵金属
纳米材料指材料在一维或者多维尺度上在纳米级别的材料,如纳米线、纳米颗粒等
贵金属纳米材料就是由这些贵金属组成的纳米材料,如纳米金颗粒、纳米铂线等
10. 纳米科技是如何诞生的
进入20世纪尾声的时候,随着人类对物质微观世界认识的不断进步,一门新兴的学科诞生了。1990年,在美国举行了第一次纳米科技大会,并且正式创办了《纳米技术杂志》,纳米科学技术由此正式宣告“开宗立派”。
所谓纳米科学,是人们研究纳米尺度,即100纳米至0.1纳米这个微观范围内的物质所具有的特异现象和特异功能的科学;而纳米技术则是指在纳米科学的基础上制造新材料、研究新工艺的方法和手段。虽然纳米科技问世的时间不长,但是它带来的冲击却是明显的。越来越多的科学家相信,这项新兴科学技术将带来新的一轮技术革命,人们将凭借它进入一个奇妙的崭新世界。
其实,从比较准确的意义上来讲,纳米科技诞生的时期应该还要早一些。
1984年,德国著名学者格莱特利用现代技术把一块6纳米的铁晶体压制成纳米块,并详细研究了它的内部结构,结果发现它比普通钢铁的强度要高12倍,硬度要高2~3个数量级。而且这种纳米金属在低温下甚至会失去传导能力,并且随着尺寸的缩小,纳米材料的熔点也会随之降低。
格莱特的研究实际上只是开了一个头,从而却导致了科学家们对物质在纳米量级内物理性能变化和应用的广泛研究。一般来讲,纳米颗粒的尺寸通常不超过10个纳米。在这个量级内,物质颗粒的大小意味着它已经很接近一个原子的大小了。在这种状态下,物质的性能和结构的变化已经是非连续性的了。就是说,量子效应开始发生作用。因此,用纳米颗粒最后制成的材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大不同,由此会产生许多完全不同的功用。
很显然,纳米科学技术是一门以物理和化学这两个基础学科的微观研究理论为基础,以先进的解析技术和工艺手段为前提的内容广泛的多学科综合体。它既不是某一学科的延伸和发展,也不能说是某一工艺技术革新的产物或转化。它是基础理论学科和当代高新技术紧密结合的产物。纳米科技的诞生还表明了这样一种发展态势,即在当今的科学技术领域里,基础科学研究与应用技术发展的结合,已经呈现出一种越来越密不可分的趋势,以至于在相当多的情况下,人们已经很难完全区分出研究和应用之间的差别。按目前的研究状况,纳米科技一般分为纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学和纳米制造学、纳米光学等等,这其中的每一门学科又都是跨学科,集研究与应用于一体的边缘学科与综合体系。
在上述这些学科中,纳米材料学是纳米科技领域比较成熟的组成部分,也是纳米科技的发展基础。在这方面,科学家们已经取得了一些重要进展。以陶瓷材料为例,普通陶瓷材料具有强度高而韧性差、熔点高而难以加工成形的特点;但利用纳米技术加工成的纳米陶瓷不仅保持了原有特性,还具有超塑性质,并可在较低温度下加工成耐高温的器件,从而大大拓宽了陶瓷材料在工业制造领域的应用范围。在另一方面,纳米电子学也被认为是微电子技术向纵深发展的必然结果。科学家们指出,开发具有纳米量级分辨率的工艺是取代现有集成电路生产工艺向微电子技术发展的方向;而纳米电子器件的研究与开发,也为新一代电子计算机的发展奠定了基础。基于这一点,西方国家对这一领域都投入了大量资金,许多大企业也纷纷跻身这一领域的研究开发。据了解,日本东芝公司已经率先取得了量子器件集成化的成果,并且大规模纳米级的集成器件也正在研制之中。用纳米器件制作机器人和纳米信息处理系统,在分子生物研究及医学研究领域,更是具有诱人的前景:将这些具有特殊功能的纳米机器人注入人体血管内,可以有效地进行全身健康检查和治疗,使脑血栓、心肌梗塞等疾病将不再成为威胁人类生命的“杀手”。
不过,尽管目前科学界在纳米科学技术领域已经取得了一系列重要的进展,并开发出了不少纳米材料和器件,但从严格的意义上讲,纳米科学技术在20世纪,仅是刚刚露出其尖尖角的小荷,它的灿烂和美丽将是属于21世纪的。因而,这门学科的诞生可以说是20世纪的科学家们献给21世纪的一份珍贵的礼物。