2004年全球化学科学重大进展（一）
2004年，全球生物化学、药物研究、纳米分析技术和无机化学
等领域均取得了非常重要的进展。本刊科技版特对国外权威媒体介绍
的有关惊人发现和一流研究成果进行编译介绍，希望对读者有所启
发。
纳米技术和材料学部分
首例结合碳纳米管和nmos技术的集成电路
美国加州大学伯克利分校jeffey bokorhe yu-chih tseng及斯
坦福大学的hongjie dai和ali javey领导的研究小组设计制造出首
例可以工作的、单壁碳纳米管（swnt）器件与n-沟道金属氧化物半
导体（nmos）场效应晶体管相结合的集成电路。
研究人员首先在nmos解码器电路上排放催化剂“小岛”，然后使
用化学气相沉积技术让swnt在电路表面生长，最终形成可以通过nmos
单独访问每个纳米管器件阵列的集成电路。
纳米管器件和nmos晶体管单片集成电路的研制成功使包括电子
编址纳米管化学感应阵列在内的多种应用成为可能。[nano lett.,
2004, 4:123 ]
纳米纤维生长过程研究
丹麦托普索公司（haldor tops*9覬e a/s）的stig helveg和
丹麦科技大学（technology university of denmark）的jens k. n*9
覬rskov领导的研究小组利用in situ透射电镜技术对纳米纤维表面
气-固相互作用进行了研究。
研究人员获得了纳米纤维生长的埃（a，1a=10-10m）级分辩率的
图像，结合理论密度函数计算以确定生长过程的详细机理。这种方法
可以用于催化剂表面反应以及其他一些分子过程的研究。n*9覬rskov
称，该研究工作例证了目前许多研究工作的一般趋势——“试验和理
论相结合来揭示复杂系统的变化”。[nature, 2004, 427:426]
纳米尺度升降机
美国加州大学洛杉矶分校的j. fraser stoddart和意大利博洛
尼亚大学（university of bologna）的vincenzo balzani 和alberto
credi等人组成的研究小组设计出1种可以作为纳米升降机的分子络
合物。
络合物中有一个平台状的组成单元，升降所需的能量由酸碱反应
提供。在今后的研究工作中，研究人员将使用该技术设计并构建出分
子马达和分子机器。[science, 2004, 303 :1845]
双轴向列相液晶
2004年，美国北卡罗来纳大学教堂山分校的edward t. samulski
和肯特州立大学的satyendra kumar等人终于发现了科研人员找寻已
久的双轴向列相液晶。
双轴向列相液晶“允许人们设计出每个像素可以显示4种极端光
学状态（extreme optical state）的显示器件。这与数据存储中每
个位置存放两位信息类似，现有技术只能在一个位置存储一位数据”。
而使用双轴向列相液晶，人们有望制造出刷新速率更高、功耗更低的
液晶显示器。[phys. rev. lett., 2004, 92:145505]
一步法纳米管合成技术
通常，纳米管合成技术比较复杂，需要精心的设计和准备，并且
需要除去纳米管周围的模板。不过在2004年，科研人员将这一过程
大大简化，开发出一步法获得中空纳米管的新技术。该技术由西班牙
马拉加大学（university of málaga）的ignacio g. loscertale
和美国内布拉斯加大学林肯分校的gustavo larsen等人设计开发，
通过将两种不相溶或相溶性差的液体从施加较高电压的两个同心针管
中喷出来制备纳米管。该技术可以用于制备多种材料的纳米管，有望
在微流体、场致设备、传感器等领域得到应用。[j. am. chem. soc.,
2004, 126:5376]
缓冲层辅助激光图形加工技术
耶路撒冷希伯来大学的micha asscher和gabriel kerner设计
开发出缓冲层辅助激光图形加工技术，这种通用技术可以使用其他技
术不易操纵、难以形成图形的化合物产生纳米级图形。
该技术使用气相缓冲层将金属、半导体或氧化物基底与图形化的
材料膜分离，然后使用激光图形化技术在图形化材料中产生周期性的
格栅图案。与目前半导体工业普遍使用的照相平版印刷技术相比，新
技术具有加工速度快、更加环境友好而且能够以更低的成本来获得小
的线宽。[surf. sci., 2004, 557:5]
纳米电接触点
美国哈佛大学的charles m. lieber等人设计开发出纳米导线与
纳米尺度半导体电路元件产生电接触的技术。
研究人员首先将硅纳米线选择性地转变为导电性的硅化镍，然后
使用精细空间控制手段将金属性片段与半导体纳米器件连接。此前，
这种金属接触点的尺寸通常为与之连接的纳米管或纳米线的几百倍。
该技术有望帮助人们构建一系列纳米级别的电子或光电子器件。
[nature, 2004, 430:61]
碳化硅无缺陷生长技术
日本丰田中央研究所的daisuke nakamura和kazumasa takatori
等人成功地解决了碳化硅（sic）多步生长技术中的问题，开发出半
导体工业一直寻找的半导体晶片用sic单晶无缺陷生长技术。
这一技术使sic替代标准硅半导体用于多种电子器件成为可能。
sic比标准硅半导体的耐久性更好。[nature, 2004, 430:1009]
新型c60o聚合物
英国牛津大学的david a. britz和诺丁汉大学的andrei n.
khlobystov等人开发出封装反应技术（encapsulated reaction
technique），并以单壁碳纳米管作为限制反应容器，使富勒烯环氧化
物（c60o）聚合生成线性、无支化的聚合物，这也是人们首次观测到
这种物质。此前，人们曾经通过加热c60o的方法制得1种c60o聚合
物。
研究人员认为，通过封装反应技术有可能合成前所未有的新型聚
合物。[chem. commun.，2004年11月18日, 网络版,
http://xlink.rsc.org/?doi=b414247k]（未完待续）（谢军 编译）