理工科研究动态 本期院校 东京大学 大阪大学 广岛大学

2023-10-21 20:45:20 字數 4449 閱讀 1772

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本周院校:东京大学新領域創成科学研究科。

大阪大学産業科学研究所。

大阪大学基礎工学研究科。

东京大学。东京理科大学。

広島大学。

东京大学新領域創成科学研究科

通过一维莫特绝缘体中激子的量子干涉成功实现太赫兹辐射-用作控制固体物理性质的新光

東京大学大学院新領域創成科学研究科的宮本辰也助教(研究当時)、尤仕佳大学院生、岡本博教授领导的研究小组正在研究一维莫特绝缘体[ni(chxn)2 in br]br 2(chxn: 环己烷二胺),研究小组利用三阶非线性光学效应,成功地产生了高效的可变相位太赫兹脉冲。

太赫兹脉冲是一种频率约为1太赫兹(1012hz)、周期约为1皮秒(1012秒)的电磁波,其振荡约一个周期。这种太赫兹脉冲广泛用于研究固体中的基本激发性质。

最近,增加太赫兹脉冲的强度已经成为可能,并且利用太赫兹脉冲控制固体物理性质的研究也变得活跃。太赫兹脉冲通常是利用飞秒脉冲照射到缺乏反演对称性的透明晶体时产生的二阶非线性光学效应而产生的。

然而,该方法的存在难以控制生成的太赫兹脉冲的相位和频率的问题。

研究小组用双色飞秒脉冲照射[ni(chxn)2 br]br 2,产生奇偶干涉,在该方法中,通过适当选择双色飞秒脉冲的频率并以阿秒精度调整它们进入样品的时间差,精确控制太赫兹脉冲的相位、频率和幅度。

此外,使用该方法评估了一维莫特绝缘体中激子的相弛豫时间,发现该值与普通无机半导体相比非常短。

利用该方法获得的相变太赫兹脉冲有望作为快速控制固体电子态和物理性质的新型激发光源。

该研究成果于2023年10月13日**发表在美国科学杂志《自然通讯》上。

东京大学新領域創成科学研究科

通过引入新元素,实现属性的显着改进!-为加速开发具有优异强度的耐热合金做出贡献

東京大学大学院新領域創成科学研究科的松永紗英助教、御手洗容子教授与kbn plus llc的kiyoshi komamura合作,开发了一种掺入了新元素的硅化铌基合金。

通过实验阐明了高温下的相稳定性和机械性能。自 20 世纪 90 年代起,人们开始研究硅化铌基合金作为下一代耐热材料,用于更省油的飞机发动机和发电燃气轮机的涡轮叶片。

这次,nb-si-zr分别在nb和si的基础上添加了锆(zr)、钽(ta)和铝(al),这些元素被认为是有效的添加元素,但实验研究却很少,研究了nb-si-ta和nb-si-al三种体系的高温相稳定性以及对室温和高温力学性能的影响,发现室温和高温力学性能。

还发现,通过控制结构使硅化物相沉淀成大的岛状,无论添加何种元素,所有体系的机械性能都可以得到显着改善。

这项研究的结果预计将加速开发满足工业需求的新型硅化铌基合金。

东京大学

东京理科大学

水溶液中有机半导体的精密掺杂-柔性器件产业化应用关键基础技术的建立

由nims、东京大学和东京理科大学组成的研究小组在世界上首次开发出一种无需使用处理真空或氮气气氛的特殊设备即可在水溶液中精确掺杂有机半导体的基本技术。

这项技术极其重要的突破是利用水的范式转变,而这一点迄今为止一直被忽视。

掺杂处理对于半导体器件的生产至关重要。氧化还原试剂用于有机半导体的化学掺杂。由于更有效的氧化还原试剂更容易与水和氧气发生反应,因此需要特殊的设备在真空或氮气气氛中处理试剂。

此外,即使使用这样的设备,掺杂量的精度和再现性也较低。这些一直是有机半导体工业化应用的主要障碍。

这次,研究团队开发了一种化学掺杂技术,利用苯醌和氢醌在大气和水溶液中的氧化还原反应。这是光合作用电子传输链中使用的机制。

当有机半导体薄膜浸入苯醌、氢醌和疏水性阴离子的水溶液中,会发生化学掺杂。掺杂水平随水溶液的ph值变化,并且电导率在大约5个数量级的宽范围内被精确且一致地控制。

有机半导体是柔性、轻质且适合喷墨等低成本印刷工艺的材料。该技术有望促进薄膜传感器、电子电路、显示器和太阳能电池等柔性器件的工业应用。采用该技术的薄膜型ph传感器的原理也已得到论证,预计将用于医疗保健和生物传感领域。

这项研究由石井政輝(东京理科大学修士)、山下侑研究员(兼任东京大学客座合作研究员)和课题组长有賀克彦(东京大学教授),首席特邀研究员竹谷純一(东京大学客座教授)和副教授渡邉峻一郎组成的研究小组进行的。

该研究结果发表在2023年10月12日的《自然》杂志上(第622卷,第7982期)。

大阪大学産業科学研究所

无镜头相机的创新!一次捕捉不同距离物体的清晰图像-基于使用径向编码掩模的光学设计的新技术

大阪大学産業科学研究所複合知能メディ研究分野的大学院生josé reinaldo cunha santos a v silva neto(博士後期課程)、中村友哉准教授、槇原靖教授、八木康史教授组成的研究小组,对不同距离的物体进行拍摄,开发了一种新型无镜头相机,可以在一次处理中显示清晰的图像。

无镜头相机不使用镜头,使得制造轻薄相机成为可能,但很难通过单一的重建过程清晰地成像深层空间区域。通过引入径向编码掩模并优化其结构,新开发的相机可以在一次过程中清晰地捕获不同距离的物体,并提高图像质量。

这项研究的结果将有助于开发具有深景的薄型相机。这使得即使在拍摄对象深度分布较深或物体距离相机较近的情况下,也可以使用纤薄的设备获得清晰的图像。预计可应用于多种领域,包括医疗相机和工业检查相机。

这项研究的结果于9月29日星期五发表在美国科学杂志《ieee transactions on computational imaging》上。

大阪大学基礎工学研究科

広島大学

细胞等软结构3d生物打印的新方法-创造器官和组织的替代品

大阪大学大学院基礎工学研究科的境慎司教授、大学院生粉谷聖(博士前期課程)、広島大学学術・社会連携室的花之内健仁教授进行共同研究,成功开发了一种通过抑制打印助剂混合到结构中来精确生物打印包含 3d 软果冻状三维结构的方法。

3d生物打印是一项创新技术,它使用含有活细胞的溶液作为墨水,基于数字数据精确打印含有细胞的三维结构。这项技术将在未来创造出功能失调的组织和器官的替代品,并具有巨大的前景,特别是在医学领域。

传统的生物打印技术很难打印软结构,并且细胞生长和组织存在很多问题。具体来说,存在低粘度墨水在建模过程中流出或在打印过程中由于自重而变形等问题。

另外,近来越来越多地研究的将墨水挤出到填充有印刷助剂的容器中并使其固化的方法存在结构中不可避免地含有大量印刷助剂的问题。

研究小组开发了一种3d打印方法,通过交替分层含有细胞的墨水和打印助剂,并从助剂中提供使墨水固化的成分,使墨水固化。采用这项技术,墨水只有在与印刷助剂接触时才会固化。

此外,通过使用回波测试果冻作为印刷助剂,现在更容易在印刷后清洗和去除印刷助剂。

这项研究使得 3d 打印包含活体动物细胞的软三维结构成为可能,污染物最少,精度高。这也证实了来自人类肝脏的细胞可以在该结构内生长。这种新的生物打印方法有望有助于功能器官和组织3d打印的实现。

该研究成果于2023年9月26日发表在美国化学会出版的学术期刊《acs biomaterials science & engineering》上。

以上就是今天给大家整理翻译的在9月26日-10月13日期间的日本理工研究相关新闻动态,希望可以帮助小伙伴们快速了解日本理工研究的最新动态,我们下期见!

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