业界动态

我国首次应用机器人单孔腹腔镜技术开展泌尿外科手术

5月11日，国内首次应用机器人单孔腹腔镜技术开展的泌尿外科手术在第二军医大学长征医院完成，在主刀医生王林辉教授的操作下，代表着我国高科技水平的达芬奇机器干净利落地将患者的肾上腺肿瘤完整切除。

与传统腹腔镜手术相比，单孔腹腔镜更具有突出的微创性、美观性效果。“我们用机器人单孔腹腔镜切除了肾上腺上的肿瘤，时间短、出血少、剥离彻底、恢复迅速。”王林辉说。

手术先由医生在患者腹上开一个约2cm大小的切口，置入机器人单孔专用通道，将机械臂插入患者的腹腔内。王林辉在手术区域外的控制台前，远程控制机械手臂，对患者进行手术操作。由于操控屏上的3D目镜，能使手术视野放大10～15倍，这让医生拥有立体真实、纤毫毕现的视野，能避开手术区域的血管和神经，最大限度地保留各种生理功能。肿瘤与中央静脉等组织粘连明显，机器人的3个手臂互相配合，在狭小的手术区域内灵活自如、平稳精确地对病变部位进行分离、切除、缝合，完整切除了肾上腺肿瘤。

据王林辉介绍，传统单孔腹腔镜操作过程中往往存在“瓶口”效应，视野受空间影响大、器械易“打架”。而达芬奇机器人手术系统三维放大的手术视野、自由活动的仿真机械手以及直观的器械运动模式可以弥补术者操作时的生理“盲区”。整台手术仅用时不到1个小时，术中几乎没有出血。

2017国际分析科学大会首次在中国举办

由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)和中国化学会(CCS)主办的2017国际分析科学大会(ICAS 2017)5月6日在海口市开幕，来自全球的近千名分析化学家汇聚海口分享最新研究成果。

国际分析科学大会是IUPAC下的常规性国际会议，每五年举办一届，是国际纯粹与应用化学界的"奥林匹克"大会，代表着国际分析科学领域的最高学术水平。

本届大会由汪尔康院士担任名誉主席，中国化学会分析化学学科委员会主任杨秀荣院士担任主席，清华大学林金明教授担任秘书长，10余位分析化学及相关领域院士专家担任顾问，数十位分析化学领域领军人物担任组委会成员，参会人数近1000人，其中境外嘉宾100多人。

本次大会设主论坛及八个分论坛，主题是“分析化学-从工具到科学”，其中将包含先进的仪器分析、纳米科学和纳米技术、生物和生物分析、环境科学、食品安全、微分析和微流控、传感器系统、质谱、色谱分离、光谱和电化学分析等意大利AldoRoda教授、日本北森武彦教授、中国香港唐本忠教授、中国大陆张新荣教授作了大会特邀报告，另有中科院院士汪尔康、董绍俊等33位主题邀请报告人。

磁性可移动拉曼增强检测芯片实现环境污染物的高灵敏快检

近日，中国科学院深圳先进技术研究院李鹏辉等研究人员，成功开发出一种磁性可移动拉曼增强(SERS)检测芯片，实现了孔雀石绿、福美双、敌草快、多环芳烃等农药和环境污染物分子的高灵敏度检测。

SERS检测技术因其免标记、灵敏度高、检测速度快、无损等优点，在食品安全、生命科学、环境监测等领域得到广泛应用。通常，具有小于10nm的窄间隙的贵金属纳米结构表面的等离子体共振效应可以引起非常有效的SERS信号，而液滴挥发自组装技术是一种可有效构建此种窄间隙结构的三维超晶格贵金属纳米阵列的方法。

研究人员通过在多孔的特富龙薄膜表面构建的超润滑基底，使得液滴内的金纳米棒和磁性四氧化三铁纳米粒子在液滴挥发过程中高效聚集和自组装，得到可以脱离基底、在磁场下可控移动的三维超晶格结构。这种SERS芯片一方面由于高度有序排列的金纳米棒形成等离子体超晶格结构使其具有高灵敏度和高探测极限的优异SERS性能，检测极限可低至纳摩尔级别；另一方面由于其具有磁性，而能从复杂分析物中快速分离，此种SERS芯片适用于环境污染物的实地快速分析检测，拓宽SERS芯片在环境监测中的应用范畴。

该研究成果不仅可实现大规模制备高灵敏低成本SERS检测芯片，更重要的是为食品安全检测和环境监测等领域提供了可靠的快速光学检测技术。

新技术让光纤传感器具有更大跨度更高空间分辨率

西班牙和瑞士的一个研究小组提出了一种能够在10km的范围内，厘米级的空间分辨率下快速检测出百万分之一的温度或应力变化的方法，解决了基于受激布里渊散射(SBS)的光纤传感器受到难以克服的空间范围和分辨率的限制的难题。

研究人员通过深入研究信号扫描的实际细节，进而得出与应力或温度变化相关的布里渊频移。研究团队发现，通过改变扫描方法，使得边带探测光束保持固定的频率差(与光纤的斯托克斯和反斯托克斯频率相关)，并且用关联频率对输入抽运波束扫描——这能够显著降低信号失真。这种方法意味着探测光束功率上限变得更高，进而光纤传感系统的跨度变得更长。此外，通过消除抽运脉冲中的信号失真，该系统也具有了更高的空间分辨率。

研究人员用差分脉冲宽度对布里渊光学时域分析，实验测试了10km长的单模光纤，该方法能够探测沿光纤分布的一百万个点的布里渊频移，分辨率可达1cm，并且能够在光纤的远端检测到3cm的“热点”。而且，由于系统保持在时域，该方法能够在20min内实现这些功能，远少于在使用频率相关域方法时所花费的时间。

除了基础设施中的应用之外，该技术还可以在其他领域中使用。“由于我们拥有如此大的监测点密度，传感器也可以用于诸如航空电子和航空航天等领域，用以监控每一寸飞机机翼。”该系统的较高分辨率或许能促进某些生物医学应用发展，例如检测乳腺癌中存在的温度偏差。

新型锑掺杂砷化铟纳米线大幅提高红外探测灵敏度

4月10日，英国自然网站在线发表了江汉大学曹元成教授团队与英国兰开斯特大学半导体中心首席研究员庄乾东博士团队合作研发的一种新型材料，可大幅提高红外探测灵敏度。

据曹元成教授介绍，作为高光电转换效率材料，铟砷纳米线，尤其是基于碳的铟砷一维纳米线，是高集成度光电子集成电路的研究热点。然而在制备过程中，这些材料的晶体结构容易产生缺陷，导致对光的响应效率低下或者无响应，特别是在中长红外波段方面尤其明显。

而研究人员通过在砷化铟中掺入锑元素，合成了一种新的锑掺杂砷化铟纳米线，大幅降低了铟砷纳米线的结构缺陷，同时通过锑元素的自我催化功能，显著提升对红外光子的响应性。

根据测试，这种新型纳米线对光的响应波长达到了5.1μm，从而涵盖整个中红外光谱，是目前最长的红外波响应纳米线，可应用于室温下工作的中波红外、长波红外光电探测器、红外发射器、高灵敏度光电晶体管等等，是制造各种光电子设备的理想材料。例如用于导弹红外探测和夜视仪，可以在目前的基础上，提高50%探测灵敏度，让现有的大部分防红外伪装失效，民用方面则更加广泛。

可折叠的新型显示屏透明传导薄膜

由希腊、奥地利、英国、西班牙和塞浦路斯的7家显示屏创新型中小企业组成的欧洲NanoDiGree研发团队，花费2年多时间及140万欧元，成功研制出基于高效铜纳米线的显示屏透明传导薄膜，不仅明显降低显示屏制造成本，而且已成功扩展到可折叠触摸显示屏应用，新技术现已申请欧洲发明专利，

目前，显示屏工业、发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）显示屏制造主要依托氧化铟锡透明传导薄膜技术，然而，铟材料属于稀缺贵金属，世界市场价格正快速上涨。此外，氧化铟锡透明传导薄膜在柔性显示屏（如灵活的可折叠触摸显示屏）制造方面受到局限。

新技术基于先进的电脉冲沉积方法和含有铜纳米线透明涂料技术，具有低成本、更绿色、规模化生产等优良特性，适用于如苯二甲酸乙二醇酯等柔性基质大通量卷到卷（Roll-to-Roll）生产过程中精确的对位喷墨打印。生产过程中给予适当的低温加热，有助于形成高强度粘合的透明传导薄膜层。

新技术可广泛应用于传统的数字显示屏领域，如智能手机、平板电脑和广告牌等，也可应用于电子书、可穿戴、可折叠显示屏新领域，甚至太阳能光伏发电领域。

p型 rGO到n型rGO的成功转化

美国物理联合会（AIP）《应用物理》期刊网站上报导了北卡罗来纳州立大学材料科学与工程系的一个研究小组，开发了一种将带正电荷（p型）的还原氧化石墨烯（rGO）转化为带负电荷（n型）还原氧化石墨烯的技术，该技术可用于开发基于还原氧化石墨烯的晶体管，有望在电子设备中得到应用。

石墨烯的导电性非常好但不是半导体，氧化石墨烯像半导体具有带隙但是导电性差，而还原氧化石墨烯只带正电荷，可解决这一问题。研究人员将rGO集成到蓝宝石和硅晶片上，然后使用大功率激光脉冲周期地冲击晶片上的化学基团。这种冲击可有效将电子转移，使p型rGO转化为n型rGO。整个过程在室温和常压下进行，完成时间〈0.2μs。这种激光辐射退火方法提供了高度的空间和深度控制，使开发基于p-n结的二维石墨烯电子器件成为可能。

非层状结构材料制备有突破，图像传感器“身段”变柔软

《先进材料》近期发布了我国合肥工业大学材料科学与工程学院王敏教授和陈翌庆教授研究团队的一项研究成果，该团队提出了一种新的界面限域外延生长方法，首次制备出大晶粒非层状结构的硒化镍薄膜，并成功将其构筑为光探测器阵列，为新一代柔性图像传感器的研发提供了新的方法。

未来可穿戴智能设备要求图像传感器具有柔性，可以弯曲折叠，而目前在数码相机中广泛应用的集成图像传感器，由于其硅基底不具有柔性，难以满足未来需求。而柔性低维材料被认为是硅基底的理想替代者。

研究团队与韩国成均馆大学科研人员合作，通过硒化镍微米带阵列的图形化生长，构筑高性能且均匀性好的光探测器阵列，为柔性图像传感器的实现奠定了基础。

据介绍，由于这种新型材料薄膜的晶粒达到微米尺度，晶粒间的晶界减少，显著降低了晶界对载流子的散射，从而大幅提高了光探测器的响应度。实验结果表明，基于微米尺度晶粒的高质量硒化镍薄膜所制备的光探测器，每瓦光照可以获得150A的电流，其响应度比纳米尺度晶粒的薄膜提高了4个量级。

“非层状结构材料在自然界广泛存在，但由于其缺乏内在各向异性生长的驱动力，这一结构材料的薄膜生长很难实现。”王敏教授介绍说，这一成果攻克了非层状结构材料薄膜生长难题，可以应用于更多种类的相关材料。同时，这种材料在光探测器阵列的构筑方法、制备和加工工艺方面与目前广泛采用的传统互补金属氧化物半导体电子学相兼容，更加有利于其实际应用。

质优价廉可折叠的新型柔性传感器

在加拿大自然科学与工程研究理事会资助下，加拿大不列颠哥伦比亚大学开发了一种新型柔性传感器，可满足未来折叠装置对传感器的要求。

这种传感器是在硅胶层之间夹上一种高导电凝胶，硅胶层可检测到不同类型的触摸，包括滑动和敲击，并且可以拉伸、折叠或弯曲。

目前传感器类型很多，包括感知压力的苹果手机3D touch，察觉手指悬停的三星AirView，也有可折叠、透明和拉伸的传感器。

新的研究集多种传感器功能于一身，以凝胶和硅树脂为原材料，工艺简单、造价低廉且容易获得，易于规模化生产，每平方米成本仅数美元。其延展性强，适用于房间内壁的任何表面或可穿戴设备，亦可作为机器人的“皮肤”，使机器人检测到人类存在并且足够“柔软”，使人—机交互环境更加安全。

假设将平板电脑折叠成手机大小放进衣服口袋，或者使人造皮肤感知身体活动和生命体征，都可能通过他们这种新型、廉价传感器，理想就有望成为现实。