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为什么下一代电视需要煤？
多彩的量子点
当前的材料科学和纳米技术中,量子点已经成为一个很热门的研究对象.名字很高大上,但它很好理解.量子点有时还称为“人造原子”,是一种人工合成的体积很小的纳米材料结构单元,通常的直径只有几个纳米.
别看个头小,量子点却有个神奇的属性.它们在紫外线（或一些波长较短的可见光）的照射下,能发出可见光,而且改变量子点的体积和形状,就能改变它们发出的可见光的颜色.通常来说,量子点个头越小,发光的波长就会越短,颜色就越偏近于蓝色.反之则是红色.
量子点主要应用到电脑和电视的显示器中.事实上,市面上一些最新的LCD显示器,就使用了量子点这种材料.科学家还认为,量子点还可以应用于很多其他的领域,比如医学成像、光伏发电、量子计算机等.
便宜无毒的量子点
然而,在量子点得到广泛应用之前,还有个制造问题需要解决.技术人员通常会使用重金属当作制造量子点的原料,比如金属镉,但重金属是有毒的.此外,制造成本仍居高不下.可以说,量子点就是一种昂贵的毒物.
不过在2013年,美国化学家詹姆斯·图尔发现,在一块煤中,大约25%是石墨烯构成的量子点.石墨烯是一种由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜,那么石墨烯构成的量子点,其实就是一块很小的石墨烯.图尔的这个发现,给量子点的制造指引了一个新的途径.
现在,一家叫做Dotz Nano的澳大利亚公司,已经成功地用煤制造出了石墨烯量子点,同时还克服了量子点制造难题.煤很便宜,成本自然很低,而且基本上是无毒的.
当石墨烯量子点应用到显示器上时,除了便宜无毒的优势以外,还有其他优势.因为用金属量子点来制造显示器,有一个问题：发蓝光的金属量子点太小了,无法用在显示器中.生产商会使用蓝光LED当背光,除了可以直接提供蓝光以外,还可以为发绿光和红光的量子点提供能量.但这种显示方法并不很完美,技术人员得精心地把蓝光LED与量子点协调好.如果出现红绿光的转换不足,就会造成显示偏蓝的现象.
这个问题似乎不太严重,但在竞争残酷的显示器市场中,这是至关重要的.而发蓝光的石墨烯量子点却足够大,可以直接用来当作发光元件.这样,显示器的三种光都来自量子点,比原来的更完美.更关键的是,石墨烯量子点能在短期内大幅度降低显示器的生产成本.
大显身手的量子点量子点变为无毒的材料,这样许多其他领域也就能使用量子点技术了.比如在洗涤剂工业中,一般会使用荧光物质当作增白剂,因为荧光物质会吸收紫外线产生紫蓝色,提高衣物等物品在日光下的白度.但是荧光物质会变质失效,而且它还有一定毒性.而石墨烯量子点不会失效,而且无毒,所以是一种理想的增白剂.
石墨烯量子点还可以应用到紫外线防伪标签中.Dotz Nano公司就用了大小不同的量子点,制造了一种复杂的难以复制的无毒防伪标签.无毒防伪标签有很大用处,比如可以把它们直接印在药片上,来保证药品的真实性.
然而,从长远来看,石墨烯量子点最重要的应用是在医学领域,特别是能成为治疗癌症的工具.因为石墨烯量子点是碳原子构成的一小块单层结构,对外界环境变化很敏感.而癌细胞比普通细胞活跃,其表面所带的负电荷密度会更高,这种差别会对石墨烯量子点产生不同的影响,于是石墨烯量子点就能区分出癌细胞与普通细胞.研究人员正在尝试把药物分子与石墨烯量子点相结合,并让石墨烯量子点检测到癌细胞时,释放药物分子杀死细胞.如果这种技术能成功的话,那么将来的化疗可以只杀死癌细胞,而不再同时伤害健康的细胞.
换句话说,一个可以产生肮脏的烟尘、引发癌症的煤,可以摇身一变,成为治疗癌症的工具.这绝对是煤的最华丽的转型.
电视论文范文结:
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