科技创新与新产品开发感悟

科技创新与新产品开发感悟小时候总是梦想当科学家，但是一直认为科学家就是发明像哆啦A梦一样的

口袋里一样各种神奇的工具。上了初中才知道科学分为好多学科和种类，上了初三学了化学才明白生活中处处离不开化学，我们的许多发明都要建立在化学的基础上。高中时就听说了许多纳米材料，一直没有一个概念，直到听了这次科技创新与新产品开发。

第一次课讲了量子点的合成、组装及与聚合物复合。量子点(quantum dot)是指尺寸在纳米量级(1-100nm)，且具有受激发光性能的无机细小晶体。量子点具有量子尺寸效应，功能丰富、连续可调。量子点以其独特的性质可以应用于发光二极管、太阳能电池、生物荧光标记、激光器、传感器、梯度半导体等。此外还有量子点的自组装和量子点与聚合物复合方法。量子点组装可以提高量子点稳定性、功能集成、性能增强。

第二次课讲了量子溶剂的超流。超流是一种极限的宏观物理现象，在温度接近0K时，液态氦转变为没有摩擦、无粘性、熵为零，无限导热的量子流体。光谱观测生色分子在纳米氦滴中的非经典转动，开辟了微观超流研究的新途径。然而，至今只有原子氦在量子液态表现出超流行为，直接观测分子超流一直是物理化学家们的梦想。仲氢与氦4类似，是无自旋不可区分的波色体系，由于其微弱的分子间力和更轻的质量，它是最有可能具有分子超流的物质。为了确认仲氢分子的超流，实验观测仲氢分子的超流响应，或掺杂分子的非经典转动显得尤为必要。通过光谱手段研究氦滴中超流行为的成功，进一步激发我们研究分子在纳米仲氢簇中的微观超流。组合理论和实验观测，选用不同的类型的生色分子作为探测器，我们观测到掺杂分子在仲氢团簇中的非经典转动，计算了仲氢在量子溶剂中的超流分数和密度分布，确认了仲氢的超流行为。

第三次课讲了分子筛择形催化。择形催化概念是1960年Weisz和Frilette 在研究小孔沸石的催化性能时提出来描述这类分子筛的独特性能,特别是20世纪70年代以来,美国莫比尔(Mobil)石油公司相继宣布合成新型中微孔ZSM-5系列分子筛,并作为择形催化剂投入使用,呈现出异常显著的效果并将择形催化推向研究的热门。

很多现代发光材料和器件都由半导体量子结构所构成，材料形成的量子点尺寸都与过去常用的染料分子的尺寸接近，因而象荧光染料一样对生物医学研究有很大用途。从生物体系的发光标记物的差别上讲，量子点由于量子力学的奇妙规则而具有显著的尺寸效应，基本上高于特定域值的光都可吸收，而一个有机染料分子只有在吸收合适能量的光子后才能从基态升到较高的激发态，所用的光必须是精确的波长或颜色，这明显与半导体体相材料不同，而量子点要吸收所有高于其带隙能量的光子，但所发射的光波长（即颜色）又非常具有尺寸依赖性。所以，单一种类的纳米半导体材料就能够按尺寸变化产生一个发光波长不同的、颜色分明的标记物家族，这是染料分子根本无法实现的。

与传统的染料分子相比，量子点确实具有多种优势。无机微晶能够承受多次的激发和光发射，而有机分子却会分解．持久的稳定性可以让研究人员更长时间地观测细胞和组织，并毫无困难地进行界面修饰连接”。量子点最大的好处是有丰富的颜色。生物体系的复杂性经常需要同时观察几种组分，如果用染料分子染

色，则需要不同波长的光来激发，而量子点则不存在这个问题，使用不同大小（进而不同色彩）的纳米晶体来标记不同的生物分子。使用单一光源就可以使不同的颗粒能够被即时监控。量子点特殊的光学性质使得它在生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、生物大分子相互作用等研究中有极大的应用前景。

可以想象，量子点会很快成为电子材料领域新的增长TouchDisplayResearch 公司的最新数据显示，大约有六十家单位都在进行量子点的研究，包括企业、研究机构和大学等。

“量子点的屠杀才刚刚开始，未来的原料市场是属于我们的。”Nanoco公司CEOMichaelEdelman说道，该公司量子点技术领域的主要技术巨头之一。

“只要量子点材料的产能能尽快走向正轨，它就能很快在LCD产业中占有一席之地，全面覆盖从110英寸到手机大小的显示器的市场。”Edelman说道。“另外，我们已经开始试着在灯饰行业销售配备了量子点材料的产品，该材料可以大幅提高LED的亮度。对我们来说这只是小试牛刀，未来量子点材料一定会席卷整个行业。”

我想，量子点研究一定会在未来的化学界以及生活中绽放璀璨的光辉。