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DNA測序+閃充 石墨烯開啟新用途

有消息稱,工信部正在制定的《促進新材料産業健康發展指導意見》中,石墨烯等将被明确為重點新材料領域之一,政策面暖風頻頻吹向該産業。從目前來看,石墨烯可快速産業化的應用包括锂離子電池導電添加劑、功能塗層、觸摸屏等,不過伴随着産業快速發展和技術進步,石墨烯正在開啟材料新用途,高效DNA測序和閃充電容器成為新的應用方向。

政策暖風頻吹

石墨烯是目前最薄也是最堅硬的納米材料,同時具備透光性好,具備導熱系數高、電子遷移率高、電阻率低、機械強度高等衆多普通材料不具備的性能。目前已知的運用價值主要體現在五個領域:儲能技術、柔性顯示器、高精度傳感器、快速導熱導電技術以及阻隔滲透技術。随着技術的推進,石墨烯材料與産業化革命已經處于突破的前夜。

國家自然科學基金委員會從2007年開始,支持的石墨烯項目從1個增加到2012年的334個,2007-2012年間累計資助經費達到了33095萬元;科技部和中國科學院對石墨烯的累計資助經費也分别達到了5915萬元和4605萬元。

2009-2012年,全球石墨烯的論文和專利申請數量爆發式增長,其中2009年的論文數和專利數分别增長1031%和173%。2009-2012年,論文數一直保持45%以上的年增長率,專利數則保持70%以上增長率。其中我國的石墨烯研發水平以發表論文和申請專利數在2012年分别達到6308篇和1471件,均都居世界第一。截至2012年底全球石墨烯領域前10大的專利申請人以亞洲的科研院所和公司居多。三星以180件高舉榜首。中科院和韓國成均館分别以144和80件位居第二、第三位。

有消息稱,工信部正在制定的《促進新材料産業健康發展指導意見》中,石墨烯等将被明确為重點新材料領域之一。業内認為,石墨烯産業化推進難,既有技術方面的原因,也有商業模式沒有創新性适應産業發展的原因,亟需主管部門在政策上給予支持。工信部指導意見的制定和出台将為石墨烯産業的健康發展掃清障礙。

石墨烯開啟材料新用途

從目前來看,石墨烯可快速産業化的應用包括锂離子電池導電添加劑、功能塗層、觸摸屏等,不過伴随着産業快速發展和技術進步,石墨烯正在開啟材料新用途。

近日,依托中國科學院青島生物能源與過程研究所建設的青島儲能産業技術研究院采用石墨烯基複合電極材料路線,開發出容量可控的锂離子電容器器件。以石墨烯基複合材料制備而成的锂離子電容器首次在電動自行車示範應用。據介紹,城際軌道1—2千米内,新型電容器可滿足近距離運行,在乘客上下車的時候實現快速充電。在啟動時,可以瞬間加速,在制動時,可以将能量加以回收儲存。大功率快速充放電是新型電容器的優勢之一。

此外,日前刊登在國際雜志Nature Communications上的一篇研究論文中,來自墨爾本大學的研究人員通過研究開發了一種新技術,其可以利用特殊形式的碳來進行實時高通量的DNA測序,該技術或為醫學研究和檢測帶來革命性的進步。

研究者Jiri Cervenka博士表示,石墨烯是一種單原子層的六角形排列碳,其形狀類似于雞爪樣,其可以幫助檢測組成DNA的四種核酸堿基(A,T,C,G),四種堿基的特殊組合就組成了DNA序列,當前DNA測序是一種最基本的工具,可以幫助科學家們進行醫學診斷、法醫檢測以及醫學生物學研究等。

相比傳統技術而言,利用石墨烯來進行DNA的測序,可以有效改善測序的速度、通量、可靠性以及準确率;研究者Dontschuk指出,每一個核酸堿基都會以一種明顯不同的方式影響石墨烯的電子結構。當将石墨烯同納米孔進行結合後,單一的DNA分子就可以穿過基于石墨烯的電子傳感器,從而就會開啟實時、高效及高通量的單一DNA分子的測序。

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