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

根據加州大學圣克魯斯分校電子工程副教授霍革·施密特等人的設計,可以用工業上生產電腦芯片的標準硅的制作工藝來生產這種波導管,他們已經制出了可在注入液體或者氣體后使用的空心波導管。

在傳統光纖中,纖芯和包層由兩種光學性能不同的介質構成,內部的介質對光的折射率比環繞它的介質高,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。施密特的波導管利用了抗諧振反射光波導(ARROW)原理,考慮到兼容微型制造技術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微米的波導管,這也是目前做出的最小的空心光導管。

施密特他們已經利用氦氖激光激發熒光染料成功檢測到了波導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。他們的目標是能夠檢測出單個分子。此外,施密特還認為氣體內核的波導管在原子物理和量子光學領域也有應用潛力。

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

我國太陽電池研發獲突破

中科院等離子體物理研究所為主要承擔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瓦規模的小型示范電站,光電轉換效率達 5%,使我國在該研究領域處于世界領先水平。

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,主要目標是滿足西部貧困地區缺電居民的日常能源需求。他們借助國際科學文化中心世界實驗室對再生能源項目的支持,與洛桑高等工業學院建立了友好協作關系。1997年,與澳大利亞STA公司簽訂了長期合作研究和開發協議。在中科院院長特別基金、中科院知識創新工程和科技部“973”項目支持下,他們聯合中科院化學所和理化所進行攻關,從0.5厘米×0.5厘米太陽電池的基礎研究入手,逐步發展到1.5厘米×5厘米的電池。到2003年,在大面積電池科學研究和制作工藝技術上取得突破,制備出 15厘米×20厘米的電池板,在室內+個太陽光照時光電轉換效率為6.2%,0.5個太陽光照時效率達到7.3%;組成的40厘米×60厘米實用化電池組件,室外0.95個太阻光照光電轉換效率達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和技術研究上取得重大進展,建成500瓦規模的小型示范電站,光電轉換效率達到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。10月下旬,該電池發明人、瑞士洛桑高等工業學院的M.Graetzel教授在等離子體所現場察看了研究進展后表示,這是本領域里突破性的進展,會引起全世界的關注。作為發明人,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。

加利福尼亞的科學家發現了一種方法,可“開閉”使痛細胞變得致命的基因。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家與西雅圖的同行合作,在去年弄清楚了Myc基因如何驅使某個“細胞加工廠”超速運轉,從而觸發癌細胞加速分裂。惡性腫瘤中癌細胞的分裂無法控制。

加利福尼亞的研究小組用具有變異基因肝細胞的小鼠進行研究。變成癌細胞的叫做上皮細胞,它們會形成乳腺、結腸和前列腺的腫瘤。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治的癌癥。

用作研究的小鼠的Myc基因已經過變異,長期處于“開啟”狀態。它產生的一種Myc蛋白就像導體,能向細胞傳達分裂的信號。癌細胞不停地制造出過多的Myc蛋白,并不停地分裂。斯坦福大學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閉,阻止了大量蛋白的產生。

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周內便形成了活躍的肝部腫瘤。恢復使用抗生素后,它們都迅速康復:肝部惡性腫瘤消失,肝細胞表現似乎也正常。實際上,科學家就像開關水龍頭一樣開啟或關閉Myc基因,同時也開啟或關閉了癌癥。