全光二极管和石墨烯又有新研发进展

科学家研发“人体芯片”代替动物实验

这一芯片可容纳10种器官细胞，进而模拟人体内的循环系统。来自麻省理工的科学家们打造了一种被称为“人体芯片”的装置。据介绍，这种微流体设备能够模拟药物对几大重要器官的影响，而不是针对肝脏等单一器官。

麻省理工的研究员表示，这个微流体平台是由塑料制成的，可容纳了各种人体细胞，然后让液体在其中流动来模拟血流，从而模拟人体内的循环系统。

目前，这一“人体芯片”能够将10种不同器官的细胞整合到一起，分别是肝脏、肺、肠道、子宫内膜、大脑、心脏、胰腺、肾脏、皮肤和骨骼肌。一般情况下，“人体芯片”中的“人体器官”可多次利用，但最多也仅能维持四周时间。

在细节部分，为了限制水分蒸发并维持湿度，该微流体平台的下方还嵌入了一个水泵装置。

一直以来，在药物研发等实验上，科学家们多是在小白鼠、猪牛羊等动物的身上进行测试，以查看药效等等。不过，人与动物毕竟是不一样的，此前“喝王老吉能延长10%寿命”事件中，就有专家明确的表示，因为大鼠与人属于不同物种，在大鼠试验中取得的结论并不一定适用于人体。

借助于这一“人体芯片”，科学家们的药物测试则开辟出了一种新的方式，且成效更为贴近人类。研究的合著者Linda Griffith也表示：“借助我们的人体芯片，你能够让药物进行分散并且观察药物对器官组织的影响，并且测量它们的新陈代谢的速度。”

与此同时，譬如药物服用之后出现的并发症等等，科学家们通过“人体芯片”也可以做到尽早发现，而不是在药物已经大规模走向市场后才发现问题。 创业家

新全光二极管可用于微型光电路

据物理学家组织网16日报道，英国国家物理实验室（NPL）的研究人员研制出了一种全光二极管，新二极管能被用于微型光子电路中，有望为微纳光子学芯片提供廉价高效的光二极管，从而对光子芯片和光子通信等领域产生重要影响。

北京大学现代光学研究所研究员肖云峰对科技日报记者解释说：“二极管能传输一个方向上的电流，但却阻挡反向电流，是几乎所有电子电路的基本组成元件，但现有的光学二极管需要大块磁光晶体，严重阻碍了其在微纳尺度上的集成，成为集成光子学领域面临的重大挑战之一。”

在新研究中，帕斯卡·德尔海耶博士领导的团队将光发射到一个微谐振器（一个硅芯片上的玻璃微环）内。尽管微环直径仅与人头发丝相当，却可使光在微环内来回传播。利用微环增强的光学克尔效应，该团队制造出了新的全光二极管。新二极管仅能在一个方向上传输光，且可集成到微纳光子电路中，因此，克服了二极管需要大块磁光晶体这一限制。

德尔海耶强调称：“这些二极管有望为微光芯片提供廉价高效的光二极管，也将为可用于光学计算的新型集成光子电路铺平道路，还可能对未来的光子通信系统产生重大影响。”

据悉，中国科学家也在该领域获得了较好的成果，例如中国科学技术大学董春华博士利用微腔光力相互作用，得到了全光控制的非互易微腔器件，包括全光二极管和环形器等。

肖云峰说：“尽管最新研究并非第一个全光二极管，但获得的器件具有操作简单、隔离度高等特点，是一个很有潜力的方案。当然，与现有的全光二极管方案类似，基于谐振腔的全光二极管往往存在带宽限制，仅能在较窄的谐振模式内工作。未来还需进一步研究，突破其限制。”
科技日报

科学家用风将石墨烯“吹出”1 英尺长

美国莱斯大学科学家、新墨西哥州立大学与美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）合作开发一种技术，可将单原子厚的石墨烯单晶不断增长到前所未有的长度（1 英尺）。 透过这种技术，变得无限长的石墨烯将能应用于 roll-to-roll 卷绕对位技术产品。

石墨烯（Graphene）是一种只有单原子厚度的石墨，具有前所未有的强度和高导电性，但它仍还未能大规模生产以超越硅的应用。 有没有一种办法，可以将石墨烯增长到前所未有的大小？ 答案是有的，“把它放到风中吹”。

和利用传统化学气相沉积法（CVD）来生产石墨烯一样，研究团队将碳氢化合物（hydrocarbon）的气体混合物喷到金属晶箔上，但这次他们小心控制了分子局部沉积，用缓和的风将碳原子吹向新出现的石墨烯生长前缘。 随着基底移动，碳原子不断结成石墨烯单晶，最后长度达到 1 英尺（30.48 公分）。

橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，缩写 ORNL）解释，当碳氢化合物接触热催化剂晶箔时，它们随着时间生长成较大区域的碳原子簇，聚结覆盖整个基底，而在足够高的温度下， 石墨烯的碳原子可以非晶生长。

而由于气体混合物的浓度会影响单晶生长速度，因此在单个石墨烯晶体的现有边缘附近供应化合物，可以比形成新团簇更有效地促进其生长。 为了确保最佳增长，有必要创建一道“风”以消除团簇形成，于是团队在受控的缓和风环境下实验，让石墨烯晶体生长速度超过其他晶体，以至于石墨烯即使在多晶衬底上，也可以“选择进化”成单晶。

这项研究发表在《自然-材料（Nature Materials）》期刊。technews