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来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-05-12 08:51 标签： 资讯首页
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《Nature》子刊：可以“看见”甲烷的摄像机
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甲烷是一种重要的温室气体，对环境保护有重要意义。目前，卫星可以在全球和地区级的范围内观测甲烷，单个的检测点也可以提供某个点的甲烷数据，但在几米范围内测定甲烷流量的技术迄今为止仍然缺失。最近，瑞典林雪平大学（Link?ping University）的Magnus G?lfalk及其同事开发出一种新的摄像装置，可以直接“看见”甲烷从源头散发出来。这种摄像装置所采用的技术被称为最佳红外光谱成像（optimal infrared hyperspectral imaging），甚至可以量化所观测到的甲烷，也就是说，这种摄像装置可用做监控探头来对各类甲烷源进行精确的监测。他们的研究成果发表在《Nature Climate Change》（Making methane visible. Nature Climate Change, 2015, DOI: 10.1038/nclimate2877）。实验室的烟囱释放出的甲烷气体。图片来源：Nature Publishing Group这种全新的摄像装置依赖于不同气体所具有的独特红外吸收或发射谱。分子会根据背景比气体更热或更冷来吸收或发射IR，这种吸收或发射谱可作为化学成分的“指纹”。这种摄像装置以很高频率来记录这些数据，在几秒内完成数千次的测量，这样就能实时监测气体的运动轨迹。“这样一来，我们不但能够监测甲烷源，同时我们也能看到流量，”G?lfalk说。“比如说，当我们对一个牛舍进行观察时，起初只是将目光集中在一堆粪便上，但出乎意料的是，我们在图像的角落注意到有大量的甲烷从排气口中溢出。这真是一个意外之喜。”牛舍的通风口释放出富含甲烷的气体。图片来源：Nature Publishing Group研究人员证实，一系列来源的甲烷流量可以被检测并量化，包括垃圾焚烧厂和污水污泥。G?lfalk说，该摄像装置可以在700 米的距离内检测甲烷，也就是说，可以安装在直升机上，在较短的时间内获取大面积的森林或湖泊的甲烷排放数据。“这项新技术非常完美地补充了我们从卫星（如GOSAT和IASI）中获得的甲烷观察数据，卫星数据虽然能提供全球化和区域化的画面，但却不能很好的量化单个点的甲烷排放，”英国莱斯特大学的Neil Humpage说，他开发了几种远程监测大气气体的方法。“此外，该技术能及时评估并报告不同行业（如发电厂、农业和交通）为对大气中碳增加的贡献。”1. 2.
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> 《Nature Materials》：史上最长线性碳链
《Nature Materials》：史上最长线性碳链
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如果说化学家是分子的建筑师，那么创造出新的分子结构对于化学家，就如同建设各种设计新颖的建筑对于建筑师一样，让人激动兴奋。分子的世界虽然小到人眼看不到，但迄今被化学家们发现和创造的无数或精巧或宏伟的分子结构，其令人惊叹的程度，决不亚于世界上任何一处的建筑。不仅如此，这些新的分子结构不仅具有形式上的美感，很多还具有前所未有的物理学、化学或生物学特性，比较近的例子就是福勒烯、碳纳米管和石墨烯了。这些三维或二维的材料都只含有碳这一种元素，但其独特的性能却在从材料科学到生物医学的广泛领域内得到了成功地应用。碳从三维降到二维就有这样的惊喜，那你也许会想到，如果再降到一维成为线性碳链会如何呢？事实上，化学家们确实正在探索合成线性碳链的方法。最近，在《Nature Materials》上就发表了以奥地利维也纳大学Thomas Pichler为首的一个国际研究团队的文章，报道了他们已经合成出了迄今为止最长的线性碳链结构，由超过6000个碳原子连接而成，远超之前约100个碳原子的长度记录。（Confined linear carbon chains as a route to bulk carbyne. Nature Mater., DOI: 10.1038/nmat4617）碳纳米管（灰色）中的线性碳链（红色）。图片来源：University of Vienna这种新的碳链的长度已经接近于1微米，是目前最接近于一维碳单体碳炔（carbyne）的结构，而后者已成为世界上最具争议性的材料之一。理论上说，碳炔是碳原子通过交替的单键和三键连接而成的无限长的链，与碳的三维或二维同素异形体（如石墨烯、碳纳米管和金刚石等）相比具有更高的强度和刚性，而且还有希望制造最小宽度的场效应晶体管。不过在实际情况中，线性碳链很不稳定，极易发生交联，这种不稳定性以及很多化合物被错误地定义成碳炔，使得每每有新的化合物被称为碳炔时，都会引起热烈的争论。因此，Pichler团队将他们合成的这种化合物故意地称为“长线性碳链（long linear carbon chains，LLCCs）”。他们通过在保护性的碳纳米管内部生长碳链来解决稳定性的问题。在高真空条件下，研究人员用退火过程在中空的双壁碳纳米管（DWCNTs）的内管中（内管直径0.7纳米）生成线性碳链，双壁碳纳米管既是纳米反应器，又是封装和保护线性碳链的工具。因此，该团队可以创造比之前更长、碳原子更多的碳链，Pichler说。碳纳米管中线性碳链的高分辨透射电镜照片名古屋大学的纳米碳化学家Hisanori Shinohara说，这是一个激动人心的研究。“下一个重要且必要的步骤，是从碳纳米管中取出线性碳分子”，以了解它们的性质，他补充道。1. 2.
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