元素百科为您介绍中科院关于碳基纳米材料冷阴极研究取得进展。场发射冷阴极作电子源的真空电子器件具有结构简单、响应快、无辐射抗干扰、功耗低和工作温度区间宽等特点，有望实现器件频率和功率的突破以及整体性能的提升。场发射冷阴极作为真空微电子器件的核心部件，其性能的好坏直接影响着器件的整体性能。冷阴极材料的选择、制备及场发射性能对冷电子源真空器件的性能和寿命具有至关重要的影响。与其他材料相比，碳基材料（如碳纳米管、石墨烯等）表现出较为优异的场发射性能。 中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室低维材料与化学储能课题组一直致力于碳基纳米材料冷阴极的构筑及性能研究，先后对石墨烯、碳纳米管等碳基冷阴极进行了研究，并获得了具有优异发射特性的冷阴极，可满足不同真空电子器件的使用要求。相关结果发表在SCIENCECHINAMaterials60,335(2017)，Nanotechnology27,445707(2016)，AppliedPhysicsLetters108,193112(2016)，AppliedSurfaceScience357,1(2015)，NanoscaleResearchLetters10,483(2015)，AppliedPhysicsLetters105,213111(2014)，PhysicalChemistryChemicalPhysics,16,1850(2014)，AIPAdvances2,022101(2012)，AppliedPhysicsLetters99,173104(2011)及AppliedPhysicsLetters99,163103(2011)等杂志上。目前，场发射冷阴极都由直流连续或脉冲高压电源驱动，此类电源设备不仅价格昂贵、体积大、笨重，而且安全性较差，限制了冷阴极器件的进一步小型轻量化及便携化。寻找一种新的冷阴极驱动方式，从而满足不同工况下的使用需求，迫在眉睫。摩擦纳米发电机（TENG）基于摩擦起电以及静电感应原理，利用材料间摩擦引起的电荷转移，可将环境中的机械能转化成电能，实现能量收集和转换。TENG可输出高电压及一定功率，可满足低压开启冷阴极的工作要求。兰州化物所研究人员采用三维网络碳制备了在直流连续电源驱动下具有良好发射性能的冷阴极；同时，研究人员尝试采用具有高压输出的TENG（最高输出电压800V）来驱动三维网络碳冷阴极。实验发现，采用TENG的高压输出完全可以实现冷阴极的电子发射，同时通过场发射电子轰击荧光屏可以观测到均匀的、持续的光斑，证实了采用TENG作为持续电能供给来驱动冷阴极的可行性。此工作为冷阴极真空电子器件进一步小型轻量化以及自驱动化提供可能，相关结果在线发表于NanoEnergy,49,308(2018)。论文共同第一作者为陈江涛、杨兵军和林宜典（新加坡南洋理工大学），通讯作者为阎兴斌。该系列研究工作得到了中科院“百人计划”、国家自然科学基金项目（51002161）和兰州化物所“一三五”规划项目的支持。

元素百科为您介绍研究发现DNA修复能力与生物钟有关。美国北卡罗来纳大学医学院一个团队发现，小鼠的ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）修复能力与生物钟有关。这一发现有望为调整癌症患者给药时间提供新依据。 ７日发表于美国《国家科学院学报》上的这项研究显示，２４小时生物钟周期内，小鼠正常组织ＤＮＡ修复能力在黎明前和黄昏前最为活跃。论文高级作者、诺贝尔奖得主阿齐兹·桑贾尔领导的研究团队使用常见的化疗药物“顺铂”造成小鼠ＤＮＡ损伤，并观察其自我修复情况。结果发现，其中约２０００个基因（具有遗传效应的ＤＮＡ片段）的修复在生物钟周期内随时间而变。“顺铂”是治疗肿瘤的常见药物，具有较强的肝肾和神经系统毒性。实验发现，“顺铂”对这些基因的影响可分为两类：ＤＮＡ双链中参与转录的模板链，其修复在黎明或黄昏前最为活跃；不参与转录的编码链，其修复只在黄昏前最为活跃。研究人员说，从基因组层面上了解这些与生物钟相关规律有助于改善癌症疗法。选择不同时间给予化疗药物“顺铂”是降低药物毒性的一种可行途径，这次的研究表明，应在正常细胞的ＤＮＡ修复能力最强时给药。

元素百科为您介绍新型催化剂可将二氧化碳转化为甲醇。最新一期国际学术期刊《自然·纳米技术》的封面文章，介绍了来自中国的重要成果：新型催化剂可把二氧化碳这一温室气体高效转化为清洁液体燃料——甲醇。该成果由中国科学技术大学曾杰教授研究团队完成。 二氧化碳是当今最主要的温室气体，也是一种“碳源”，如果能借助科技手段将其“变废为宝”，不仅能缓解碳排放引发的温室效应，还将成为理想的能源补充形式。据介绍，在这种新型催化剂中，铂以原子级别分散在载体表面，从而实现了最大化的贵金属原子利用率，有效降低了材料成本。实用化贵金属催化剂的负载量一般在5%以上，然而，过去的制备手段合成的单原子催化剂负载量很低，整体催化效率不高。该项工作中，科研人员将其负载量提高到7.5%，大大加快了单原子催化剂从实验室走向工业界的进程。科研人员还发现，在二氧化碳加氢制甲醇的反应中，两个近邻铂原子的催化活性远高于两个孤立的铂原子的活性之和。针对这种“1+1>2”的现象，他们创造性地提出了“单中心近邻原子协同催化”这一新概念，颠覆了人们对单原子之间互不干扰的传统认识。