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借力LED反應(yīng)器，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)陽光有助于將石油溶解到海水中

huang, Mia — Mon, 21 Feb 2022 02:18:41 +0000

2010年”深水地平線”石油泄漏事件是美國歷史上最大的海洋石油泄漏事件。這場災(zāi)難是由”深水地平線”石油鉆井平臺的爆炸引起的，不僅一次奪去了11條生命，還向墨西哥灣排放近2.1億加侖的原油。

12年過去了，為了應(yīng)對此災(zāi)難性事件，相關(guān)方已經(jīng)為此花費(fèi)了數(shù)億美元，科學(xué)家們也在努力了解所有這些石油的最終去向，這一概念被稱為環(huán)境命運(yùn)。

最常討論的海上泄漏石油的命運(yùn)是生物降解（微生物消耗和分解石油）、蒸發(fā)（液體石油變成氣體）和石油擱淺在海岸線上后被吸附。

伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，在”深水地平線”災(zāi)難發(fā)生后，漂浮在海灣的石油有近10%被陽光溶解到海水中–這一過程被稱為”光解”。這些發(fā)現(xiàn)今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的論文《陽光驅(qū)動的溶解是海上石油的主要命運(yùn)》中。

共同作者、WHOI海洋化學(xué)和地球化學(xué)部門的助理科學(xué)家Collin Ward說：”在2010年深水地平線泄漏事件中，通過陽光轉(zhuǎn)化為溶解在海水中的化合物的石油數(shù)量與通常我們了解到的石油命運(yùn)（如生物降解和擱淺在海岸線上）相當(dāng)。”

“這一發(fā)現(xiàn)最吸引人的方面之一是，它可能會影響我們對石油的其他去向的理解，以及其結(jié)果是好是壞，”主要作者、麻省理工學(xué)院/WHOI聯(lián)合項目學(xué)生Danielle Haas Freeman說。

“如果這相當(dāng)大的一部分石油被陽光轉(zhuǎn)化并溶解到海水中，這可能意味著更少的石油最終出現(xiàn)在其他地方，比如敏感的沿海生態(tài)系統(tǒng)。另一方面，我們必須考慮這些化合物對海洋生物的影響，才能決定凈結(jié)果是積極的還是消極的”。

為了得出這一重要發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)reeman和Ward使用定制的發(fā)光二極管（LED）反應(yīng)器來測量這種石油命運(yùn)的速度在不同類型的光下如何變化，例如紫外線和可見光。

圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫

Ward說：”石油被發(fā)現(xiàn)會光解的過程實際上已經(jīng)有50多年的歷史了。但這里的新內(nèi)容是我們了解這個過程如何隨光的波長而變化，我們使用LED反應(yīng)器確定了這一點(diǎn)。這是關(guān)鍵的信息，使我們能夠估計在泄漏過程中這一過程的重要性。”

使用LED的新型測量方法還提供了一個機(jī)會，以確定哪些條件在控制這一過程中是最重要的。該團(tuán)隊創(chuàng)建了假設(shè)的溢出情景，其中有不同的浮油厚度、一年中的不同時間、世界各地的不同地點(diǎn)以及不同的光線類型。他們注意到的是，這些變化的條件中有些比其他條件更重要。

海洋表面的石油可能有一個新的命運(yùn)，這一概念對于制定未來的石油泄漏研究和泄漏應(yīng)對策略具有重大意義。目前還不知道這些陽光產(chǎn)生的化合物的命運(yùn)和潛在的毒性是什么，這給評估這種石油命運(yùn)的影響帶來了挑戰(zhàn)。研究人員鼓勵該領(lǐng)域向這些知識的空白點(diǎn)傾斜。

“雖然我們的研究結(jié)果表明，相當(dāng)一部分地表油在陽光照射后可以溶解到海洋中，但合乎邏輯的下一步是評估其持久性和對水生動物的潛在危害，”Ward說。（來源：cnBeta）

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科學(xué)家開發(fā)可用于照明LED的下一代復(fù)合玻璃技術(shù)

huang, Mia — Wed, 03 Nov 2021 03:28:38 +0000

近日，由昆士蘭大學(xué)的侯京偉博士、王連洲教授和陳薇琪教授領(lǐng)導(dǎo)的全球研究團(tuán)隊，已經(jīng)開發(fā)了生產(chǎn)下一代復(fù)合玻璃的技術(shù)，用于照明LED和智能手機(jī)、電視和電腦屏幕。這一發(fā)現(xiàn)將使制造的玻璃屏幕不僅牢不可破，而且還能提供水晶般清晰的圖像質(zhì)量。

侯博士表示，這一發(fā)現(xiàn)是鈣鈦礦納米晶體技術(shù)的一個巨大進(jìn)步，因為以前，研究人員只能在實驗室環(huán)境中生產(chǎn)這種技術(shù)。

侯博士介紹，發(fā)光材料由納米晶體制成，稱為鉛鹵化物鈣鈦礦，它們可以收集陽光并將其轉(zhuǎn)化為可再生的電力–在低成本、高效率的新一代太陽能電池和許多有前途的應(yīng)用（如照明）中發(fā)揮著重要作用。

不幸的是，這些納米晶體對光、熱、空氣和水極為敏感–甚至我們空氣中的水蒸氣也會在幾分鐘內(nèi)影響目前的設(shè)備。我們的化學(xué)工程師和材料科學(xué)家團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出一種工藝，將納米晶體包裹或結(jié)合在多孔玻璃中。這個過程是穩(wěn)定材料、提高其效率和抑制有毒的鉛離子從材料中浸出的關(guān)鍵。

侯博士表示，該技術(shù)是可擴(kuò)展的，為許多應(yīng)用打開了大門。目前QLED或量子點(diǎn)發(fā)光二極管屏幕被認(rèn)為是圖像顯示和性能的頂級表現(xiàn)者，這項研究將使我們能夠通過提供令人驚嘆的畫面質(zhì)量和強(qiáng)度來改進(jìn)這種納米晶體技術(shù)。

陳教授表示，我們不僅可以使這些納米晶體更加堅固，而且可以調(diào)整它們的光電子特性，使其具有夢幻般的光發(fā)射效率和非常理想的白光LED，這一發(fā)現(xiàn)為能源轉(zhuǎn)換和催化開辟了新一代的納米晶體-玻璃復(fù)合材料。

圖片來源：昆士蘭大學(xué)

這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。（來源：cnBeta)

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科學(xué)家研發(fā)可通過織物顯示LED信息的新型技術(shù)

huang, Mia — Thu, 14 Oct 2021 03:20:44 +0000

據(jù)外媒報道，盡管我們聽說過可用于顯示數(shù)據(jù)的服裝的“智能”織物，但大多數(shù)服裝不太可能用這種高科技材料制成。然而，PocketView系統(tǒng)通過現(xiàn)有的“啞巴”紡織品進(jìn)行顯示。目前，加拿大滑鐵盧大學(xué)正在開發(fā)PocketView系統(tǒng)，它的形式是一個扁平的設(shè)備，其前表面有一格高強(qiáng)度的LED，可以放在穿戴者衣服的口袋里。

這種顯示技術(shù)可以直接內(nèi)置到現(xiàn)有的設(shè)備中，如健身追蹤器，或者它可以作為一個容易查看的藍(lán)牙連接的輔助顯示器，用于一個無法訪問的工具，如智能手機(jī)。這個想法是，當(dāng)佩戴者需要得到諸如收到電子郵件或短信的通知時，PocketView將以低分辨率點(diǎn)陣式符號的形式顯示適當(dāng)?shù)木瘓?，并通過他們的衣服發(fā)光。一旦確認(rèn)，這些通知可以通過雙擊織物上的顯示屏而被取消。

圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫

此外，通過單次敲擊設(shè)備，用戶可以循環(huán)瀏覽提供數(shù)據(jù)的顯示屏，如一天中的時間、天氣狀況、健身統(tǒng)計（在運(yùn)動時）或?qū)Ш叫缘淖?右箭頭，指示行走時的方向。在迄今為止進(jìn)行的測試中，PocketView已經(jīng)能夠通過包括厚棉和聚酯在內(nèi)的織物，在各種衣服和口袋樣式中照出其顯示屏。

“這些是顯示最小信息的顯示器，”博士生Antony Albert Raj Irudayaraj說。“如果你正在步行或騎自行車，例如，顯示基本的導(dǎo)航指示，這已經(jīng)很好了?；蛘哒f你收到了一條信息，不想把注意力從你正在做的事情上轉(zhuǎn)移開。你可以偷看顯示屏，看到通知?！保▉碓矗篶nBeta）

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