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美用遗传算法逆向设计新型纳米材料

科技日报讯(记者刘霞)据物理学家组织网10月29日(北京时间)报道,美国科学家使用遗传算法逆向设计出一种架构,并用这种架构来设计新型纳米材料。这是科学家们首次证明,可用逆向设计方法来设计自组装的纳米结构。另外,该研究也证明了机器学习和“大数据”方法在设计纳米材料方面的潜力。最新研究发表在10月28日出版的美国《国家科学院院刊》上。$$ 该研究团队使用以前研发出的一种遗传算法,设计出嫁接了DNA的粒子,这种粒子能自组装成他们想要的晶体结构。这是一种逆向研究过程。传统研究中,嫁接了单链DNA的胶状粒子可以自组装,随后,科学家们会对得到的晶体结构进行检查,然后再进行改进,直到得到自己想要的结构。$$ 该研究的合作者森纳特·库尔玛表示:“尽管传统方法有助于我们事后理解是什么因素在管控这一自组装过程,但并不能让我们提前设计出我们需要的结构。最新研究解决了这个设计问题,而且,提出了一种革命性的优化方法,其不仅能...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2013-10-30
《技术与市场》2014年07期
技术与市场

美科学家利用遗传算法 逆向设计新型纳米材料

美国科学家使用遗传算法逆向设计出一种架构,并用这种架构设计新型纳米材料。这是科学家们首次证明,可用逆向设计方法设计自组装的纳米结构。另外,该研究也证明了机器学习和“大数据”方法在设计纳米材料方面的潜力。该研究团队使用以前研发出的一种遗传算法,设计出嫁接了DNA的粒子,这种粒子能自组装成他们想要的晶体结构。这是一种逆向研究过程。传统研究中,嫁接了单链DNA的胶状粒子可以自组装,随后,科学家们会对得到的晶体结构进行检查,然后再进行改进,直到得到自己想要的结构。该研究的合作者森纳特·库尔玛表示:“尽管传统方法有助于我们事后理解是什么因素在管控这一自组装过程,但并不能让我们提前设计出我们需要的结构。最新研究解决了这个设计问题,而且,提出了一种革命性的优化方法,其不仅能提前再现细节,而且也能解释以前未被观察到的结构。”该研究的领导者、哥伦比亚大学化学工程学教授文卡特·文卡塔苏布拉...  (本文共1页) 阅读全文>>

《电子产品可靠性与环境试验》2017年03期
电子产品可靠性与环境试验

新型纳米材料比纸薄千倍 每平方米仅重0.1g

据报道,美国科学家最新研制出了一种新型材料,它比纸张薄1 000倍,却足够坚韧,即使被弯曲其结构也不会改变。这种微型薄片材料是由氧化铝制成,尽管它是纳米等级材料,但却能够进行手动操控。这种超薄材料可用于航空航天领域,甚至可以促进昆虫飞行机器人技术的快速发展。科学家进行了多年的研究,最终设计出了这种最薄、最轻的材料。目前,该材料的设计者是美国宾夕法尼亚大学的研究人员。该项目负责人、美国宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院副教授伊戈尔-巴尔加汀(Igor Bargatin)称:“之前科学家设计的纳米等级材料很结实,但是它们很难被应用于宏观尺度。我们的最终目标是建立一个独立式纳米等级厚度的薄层材料,但是它的尺度足够大,可以手动操作,这在此前是无法实现的。”正常情况下,像这样薄的材料被弯曲和扭曲之后将失去最初的结构特征,一位诺贝尔奖得主研制的石墨烯材料能够像单个碳原子一样薄,但是为了避免卷曲,必须在帆布上延伸形成框架,而该材料却无需任何外界...  (本文共1页) 阅读全文>>

《化工新型材料》2017年08期
化工新型材料

新型纳米材料的合成及应用

纳米材料的问世要追溯到1861年,随着胶体化学学科的建立,科学家们开始对直径为1~100nm的粒子体系物质进行研究。而真正有意识的研究纳米粒子则始于20世纪30年代日本为了军事需要而开展的“沉烟试验”,但受到当时实验水平和条件的限制,虽然用真空蒸发法制得了世界上第一批超微铅粉,但其光吸收性能很不稳定。直到20世纪60年代,人们才开始对粉粒的纳米粒子进行研究。1963年,Uyeda用气体蒸发冷凝法制得了金属纳米微粒,并对其进行了电镜和电子衍射研究。1984年德国萨尔兰大学的Gleiter以及美国阿贡实验室的Siegal相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。从20世纪80年代在世界范围内出现了纳米技术研究的热潮。近年来,由于人们对纳米材料研究的不断深入,使得纳米材料已形成为一门新兴的热门边缘学科——纳米材料科学。1新型纳米材料的合成及在医药学上的应用1.1多功能光治疗纳米材料随着纳米科技的发展,纳米材料在生物医学领域中的应用得到了快速的...  (本文共4页) 阅读全文>>

《化学工程师》2016年03期
化学工程师

新型纳米材料的合成及应用新进展

自二十世纪70年代纳米颗粒问世以来,纳米化学有了长足的发展。由于纳米材料广阔的应用前景,被誉为二十一世纪的新材料。而纳米化学(lnanochemistry)是主要研究原子以上、100nm以下的纳米世界中的各种化学问题的科学,即研究纳米体系的化学制备、理化性质、结构及应用的科学。纳米化学主要涉及胶体与表面化学、材料化学、催化化学、环境科学、生命科学、能源科学、信息科学等二十一世纪众多热点学科。纳米体系的化学制备包括用沉淀法、水解法(无机盐水解法、喷雾水解法、溶胶凝胶法)、氧化还原法、水热合成法、乳状液和微乳法、超分子模拟法、激光和辐射合成法等。用人工或自组装法可制备纳米丝、纳米管、微孔或介孔材料(包括凝胶和气凝胶),也可在一定工艺条件下制备纳米薄膜和固体纳米材料。利用纳米技术研究化学反应的机理也是纳米化学研究的重要内容。纳米化学的主要热点是企图理解和运用在生命体系遇到的各种惊人的复杂步骤及过程,为研究生物化学、仿生化学及揭开生命奥...  (本文共3页) 阅读全文>>

《化工学报》2001年12期
化工学报

日开发新型纳米材料

日本大阪大学研究人员最近把有机化合物“环糊精”与无机硅化合物结合在一起 ,加以烧结 ,制做出了具有新物质特性的纳米材料 .“环糊精”是一种由 6~ 8个葡萄糖分子连接而成的环状有机化合物 .大阪大学教授原田明等人把由 8个葡萄糖分子连接起来的“伽...  (本文共1页) 阅读全文>>