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第20章 纳米技术破解50年难题

任志锋,超导和纳米领域国际知名的科学家。由任志峰等组成的研究小组,通过将一种广泛应用的半导体材料粉碎成纳米粒子,然后制成一种化合物,可用于制造更加清洁、更加高效的制冷机、太阳能发电厂及其它设备。这种粉碎后的材料,能够大幅度降低其导电时所产生的热能,并破解了一个困扰工程师们50年的问题。而他也在1999年6月以波士顿学院纳米实验室首席科学家的身份,被聘为美国终身教授。

大幅提升热点效率

“它使得材料导电时产生的热能减少了40%,为了达到这个目标,我们需要使微粒变得更小。只有这样,才能更有效地阻滞热流。”任志锋的关于纳米与超导的研究成果一经发表在《科学》杂志上,麻省理工学院与波士顿大学的研究小组便表示,他提供了一项使热点效率获得大幅提升的廉价途径。波士顿大学的任志峰在被采访时这样说道:“它使得材料导电时产生的热能减少了40%,为了达到这个目标,我们需要使微粒变得更小。只有这样,才能更有效地阻滞热流。”在此项实验中,所使用的铋-锑-碲化物,不仅能够分散热能,还能转换方向。新生的化合物既可用来制冷,又可用来发电。“这种材料在实际中得到广泛应用,但是这种更好的材料能有更大的影响。”麻省理工学院机械工程系的教授陈刚对其补充道。与此同时,任志峰则认为:若要使此种新材料应用于太阳能、制冷、排气系统,甚至较为一般的用途中,就要在豪华轿车等的热电制冷中使用这些类型的制冷装置。

从野餐用具到发电厂

“我们所发展的纳米结构制备方法是低成本的,可随时实现大规模量产,这些研究结果提供了具备成本效益的提高热电材料性能的方法。”任志峰曾经这样说道:“你也可以用它做野餐冷却器。许多科学设备需要将冷却温度保持在一定的数值上。这种材料同样可以用来发电,在任何地方只要你有诸如汽车排气管这样的热源,你就可以利用热能发电,节省燃气。”“我们所发展的纳米结构制备方法是低成本的,可随时实现大规模量产,这些研究结果提供了具备成本效益的提高热电材料性能的方法。”热电效应被发现于19世纪早期,涉及温差直接转变为电压与其相反的效应。倘若设备的一端比另一端更热或更冷,此种温差就能被用来产生电能。虽然热电材料能够用于控制温度,但此种效应产生的效率较低,毕竟绝大多数材料既可导电又可导热,因此,它们的温度在短时间内便能被趋同。

一直以来,科学家们在千方百计地寻找以同样的方式导电而不导热的材料。任志峰所在的小组也先后对铋-锑-碲化物积极展开研究,最终发现这种半导体合金从1950起便被广泛引用,他们将其粉碎成最为细小的颗粒,并利用纳米组分对其进行体状重组。

正是由于坚持不懈的努力,任志峰才研制出碳纳米管技术;正是由于呕心沥血的奋斗,任志峰才钻研出纳米净水技术……从某种程度而言,他既是纳米技术领域的“里程碑”,又是值得我们学习的榜样。

辛朝安——抗击禽流感的一代功臣

辛朝安,生于1944年,博士生导师,中共党员。1968年,毕业于佛山兽专;1982年,从华南农学院硕士研究生毕业;1985年~1987年,奔赴美国加利福尼亚大学留学深造;1987年8月,破格晋升为副教授;1992年,被晋升为教授。

他先后主持科研项目约50多项,取得省部级科技进步奖11项,在国内外重要学术刊物上发表论文近200篇,并被荣获“全国农业推广先进个人”、“全国农业优秀留学回国人员”、“国家级有突出贡献中青年专家”与“全国优秀农业科技工作者”等光荣称号。

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