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[南京日报]科学家在宁披露光电子学最前沿研究成果 比核磁共振清晰几十万倍,可看清每根脑神经

时间:2014-04-29 来源: 作者:陶然 摄影: 编辑: 上传:马蓉
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将X射线、紫外线、可见光等光信号转换成电信号、电能,或者将电信号再转换成光信号、光图像,是新技术学科光电子学研究的范畴。昨天,在新利18彩票 承办的“光电子学前沿与技术进展”技术科学论坛上,来自光电子学领域的数十位科学家们透露了光电子学最前沿的研究成果。

新型成像技术可看清脑部每根神经

“脑子里有很多神经,但是依靠我们原有的技术,只能看到局部脑神经的分布,且分辨率不高。”华中科技大学副校长骆清铭教授介绍,比如核磁共振,只能照出几十万或者上百万个脑部神经元连在一起的情况,不利于人类脑功能以及神经精神疾病方面的研究。

阻碍这一研究的主要原因是存在成像技术的瓶颈。骆清铭介绍,细胞是最小的结构和功能单元,磁共振等全脑成像技术不能分辨单个细胞,而另外一项叫做电镜的技术,分辨率虽高,但不可能观测全脑。美国耗巨资采用传统组织学技术获得的小鼠全脑基因表达图谱,也未达到单细胞分辨率。

骆清铭介绍,他们课题组经过10年努力,利用不同的成像原理,研制出了新型的光学成像技术。这种新型的显微光学切片断层成像技术,可对脑组织进行单细胞分辨三维成像,“也就是说,不仅可以将全脑内的每根神经清晰地进行显示,而且还可以知道它是怎么连接在一起的,每根神经元的来龙去脉也可以看得一清二楚。这项研究在全世界都是领先的。”

据悉,通过脑神经图谱,不仅可以更好地研究各种脑部疾病形成的原因,找到针对性的治疗方法;还可以运用到教育领域,更好地开发人类的大脑潜能。

全新加密技术可使信息传递更安全

“光不仅可以作为载体存储信息,还可以给信息加解密。”由中科院院士、新利18彩票 校长黄维领衔的先进材料创新团队研发出的这种全新信息加解密技术,使得信息传输更为安全。

一直以来,光学信号作为存储器件时只具备信息记录功能。由南京邮电大学和南工大科研人员共同组成的先进材料创新团队小组研究人员,巧妙地运用磷光过渡金属配合物的长寿命发光优势,结合时间分辨成像技术,使得原本只具备信息记录功能的光学信息存储,增加了信息保护功能。

“运用光学信号进行存储和加解密,可以与光子计算机实现无缝对接。”此项研究骨干之一、南工大孙会彬副研究员介绍说,光子计算机的存贮量是现代电子计算机的几万倍,运行速度每秒可高达1万亿次,还可以对语言、图形和手势进行识别与合成,现已用于卫星图片处理和模式识别工作。

“这一重大技术突破开辟了有机光电子学应用与研究新方向,今后可以广泛应用在智能光电器件和生物传感等领域。”黄维透露,该项技术发明为国际首创,其研究成果论文4月7日已发表在国际顶级学术期刊《自然》上。

新型太阳能电池生产成本可降低4/5

“目前的太阳能电池80%以上都是利用的硅材料。”新加坡国立大学博士邢贵川介绍,硅材料具有稳定、转化率高、没有污染等众多优点,但生产成本较高,如果国家不补贴,各种硅材料的太阳能电池在市场上根本没有价格竞争力。如何寻找硅的替代产品,近年来一直是世界各国的研究热点。

据介绍,研究人员发现了有机和无机杂合在一起的钙钛矿结构,用其做成的太阳能电池不仅具有硅太阳能电池的优点,还可将其生产成本降低至目前的1/5。

“不过,钙钛矿太阳能电池还有性能不稳定、会产生微量铅这一有害物质等缺点。”邢贵川介绍,他在研究钙钛矿结构工作原理中取得了突破性的成果,有望克服这一新材料的缺点,让它早日进入市场。

2014年4月29日《南京日报》A07版:njrb.njdaily.cn/njrb/html/2014-04/29/node_2.htm

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