随着半导体芯片的不断发展，运算速度越来越快，芯片发热问题愈发成为制约芯片技术发展的瓶颈，热管理对于开发高性能电子芯片至关重要。复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室魏大程团队经过3年努力，研发成功共形六方氮化硼修饰技术。专家认为，这项工作将有望为解决芯片散热问题提供一种介电基底修饰的新技术。 研发人员开发共形六方氮化硼修饰技术研究人员开发了一种共形六方氮化硼修饰技术，在最低温度300摄氏度的条件下，无需催化剂直接在二氧化硅/硅片（SiO2/Si）、石英、蓝宝石、单晶硅，甚至在具有三维结构的氧化硅基底表面生长高质量六方氮化硼薄膜。共形六方氮化硼具有原子尺度清洁的范德瓦尔斯介电表面，与基底共形紧密接触，不用转移，可直接应用于二硒化钨等半导体材料的场效应晶体管。这也是六方氮化硼在半导体与介电衬底界面热耗散领域的首次应用。 据介绍，芯片散热很大程度上受到各种界面的限制，其中导电沟道附近的半导体和介电基底界面尤其重要。六方氮化硼是一种理想的介电基底修饰材料，能够改善半导体和介电基底界面。然而，六方氮化硼在界面热耗散领域的潜在应用则往往被忽视。 共形六方氮化硼修饰技术解决芯片散热问题“在我们团队研发的这项技术中，共形六方氮化硼是直接在材料表面生长的，不仅完全贴合、不留缝隙，还无需转移。”据魏大程介绍，共形六方氮化硼修饰后，二硒化钨场效应晶体管器件迁移率显著提高；界面热阻降低；器件工作的最大功率密度提高了2～4倍，高于现有电脑CPU工作的功率密度。这项技术不仅为解决芯片散热问题提供了崭新的思路，同时具有高普适性，可应用于基于二硒化钨材料的晶体管器件，还可以推广到其他材料和更多器件应用中。此外，该研究中所采用的PECVD技术是一种芯片制造业中常用的制造工艺，使得这种共形六方氮化硼具有规模化生产和应用的巨大潜力。 魏大程介绍说，共形六方氮化硼修饰后，二硒化钨场效应晶体管器件迁移率从2~21平方厘米每伏秒提高到56~121平方厘米每伏秒；界面热阻（WSe2/h-BN/SiO2）低于4.2×10-8平方米开尔文每瓦，比没有修饰的界面（WSe2/SiO2）降低了4.55×10-8平方米开尔文每瓦。器件工作的最大功率密度提高了2～4倍，达到4.23×103瓦每平方厘米，高于现有电脑CPU工作的功率密度（约瓦每平方厘米）。 专家表示，这一技术具有普适性，不仅可以应用于基于二硒化钨材料的晶体管器件，还可以推广到其他材料和更多器件应用中。

说到食品添加剂相信大家一定不会陌生，食品添加剂主要是用来改善食品色、香、味等品质，让食物变得更加可口。今天就来为大家介绍其中的一种食品添加剂——山梨酸钾。山梨酸钾是世界公认的安全型食品添加剂，在食品生产过程中，以山梨酸钾代替苯甲酸钾和苯甲酸钠，有利于提高食品的安全性，符合健康消费的潮流。 什么是山梨酸钾山梨酸钾是无色至白色鳞片状结晶或结晶性粉末，是目前食品工业中使用最广泛的防腐剂之一。山梨酸钾能有效地抑制霉菌，酵母菌和好氧性细菌的活性，还能防止肉毒杆菌、葡萄球菌、沙门氏菌等有害微生物的生长和繁殖，但对厌氧性芽孢菌与嗜酸乳杆菌等有益微生物几乎无效，其抑止发育的作用比杀菌作用更强，从而达到有效地延长食品的保存时间，并保持原有食品的风味。其防腐效果是同类产品苯甲酸钠的5-10倍。 山梨酸钾在食品行业的应用由于山梨酸钾作用机理、防腐性、安全性、稳定性以及提高和改善食品的感官性质，包括色、香、味、形、口感等诸方面的优点，山梨酸钾是西方发达国家大量使用的一种良好的食品防腐剂，广泛运用于食品行业，虽然山梨酸钾是安全型食品添加剂，但是也是有一定的用量标准的。 山梨酸钾不同食物用量标准(1)肉、鱼、蛋、禽类制品0.075g/kg(2)果、蔬保鲜、碳酸饮料0.2g/kg(3)胶原蛋白肠衣、低盐酱菜、醤类、蜜饯、果汁(味)型饮料、果冻0.5g/kg(4)食品工业用塑料桶装浓缩果汁2.0g/kg(5)酱油、食醋、果酱、氢化植物油、软糖、鱼干制品、即食豆制食品、糕点、馅、面包、蛋糕、月饼、即食海蜇、乳酸菌饮品1.0g/kg(6)果汁(果味)冰、含乳饮料0.5g/kg(7)预调酒0.2g/kg(8)肉灌肠1.5g/kg(9)复合调味料、调味糖浆、液体复合调味料、即食笋干1.0g/kg

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的清洁高效的发电器件，是解决目前化石类燃料燃烧发电效率低和污染环境的最有效手段之一，一直是国际上清洁能源领域的研究热点。 清洁高效能源电池特点传统燃料电池通常以氢气为燃料，但氢气难以储存和运输。直接甲醇燃料电池以甲醇为燃料，无需重整或转化，可直接在电极上反应转变成电能，能量密度高、安全高效且易储存，已成为近年来国际上研究和开发的热点。 近日，香港科技大学教授赵天寿课题组发现新型二维碳纳米材料石墨炔是较为理想的质子交换膜材料，具备高选择性和高导电性，能有效阻隔甲醇燃料的渗透。 直接甲醇燃料电池被认为是最有前途的清洁高效能源电池之一，其中，质子交换膜是影响直接甲醇燃料电池能量效率、功率密度等的核心部件。 石墨炔膜材料可实现甲醇零渗透质子交换膜是直接甲醇燃料电池的“心脏”，其作用是阻隔阴阳两极，传导质子。“质子交换膜的性能是现在面临的一个‘卡脖子’问题。”赵天寿说，目前燃料电池用的质子交换膜主要是美国杜邦公司生产的Nafion膜。但其最大问题是甲醇渗透率高。位于阳极的甲醇会通过质子交换膜向阴极渗透，这一方面造成了甲醇燃料的浪费，降低了能源利用效率；另一方面甲醇渗透到阴极后发生负反应，导致催化剂中毒，大大降低电池性能，缩短电池寿命。 赵天寿课题组长期致力于燃料电池的基础和应用研究，有着十五年的积累。此次，研究人员全面探究了二维碳纳米材料石墨炔作为质子交换膜材料的可行性，及其质子传导率和阻醇率。 据介绍，石墨炔具备均一的孔径结构、孔内尺寸可调控等特点，是研究质子选择性传导行为的理想二维材料。 研究人员通过原子尺度的模拟，对石墨炔界面处的质子及甲醇分子的穿透行为进行分析，得到质子传导率和甲醇渗透率。结果发现当石墨炔孔径大于1.2nm时，石墨炔和水形成的是一个水相-真空相交错的界面，其中水相可以使得质子快速传导，而真空相可以有效地阻挡甲醇分子的穿透。这一发现为零渗透质子选择膜的设计提供了新的可能性。 “除了石墨炔外，未来我们还将继续探究是否还存在其他同时具备高质子传导性和高选择性的质子交换膜材料，同时开展工业应用可行性研究，以期解决实际生产中的问题。”赵天寿说。