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納米絲帶構(gòu)筑脈搏驅(qū)動的生物納米摩擦發(fā)電機(jī)
世界上現(xiàn)有最薄最強(qiáng)材料是啥？當(dāng)然是石墨烯了！堪稱“材料之王”的它單層厚度僅0.34納米。2018年東華大學(xué)纖維材料改性國家重點實驗室張耀鵬教授團(tuán)隊采用氫氧化鈉/尿素體系從蠶絲中剝離出一款“納米絲帶”，其厚度僅0.4納米，直逼“材料之王”（ACS Nano, 2018，12，11860）。為了發(fā)揮“納米絲帶”超薄、超韌、高透明等優(yōu)異性能，近日張耀鵬、范蘇娜團(tuán)隊采用另一種體系（次氯酸鈉/溴化鈉/TEMPO），再次從蠶絲中剝離出厚度約0.4 納米的單分子層“納米絲帶”，并將其作為基元，構(gòu)筑了全絲素基生…
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會發(fā)電的“果凍”——巨熱電勢的離子熱電材料
果凍是小朋友們喜愛吃的甜點，但是機(jī)器人不吃東西，只需要充電。南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授劉瑋書課題組打破了這個常識——研究人員運用最新原創(chuàng)性研究，做出了一個可以發(fā)電的“果凍”。“果凍”主要物質(zhì)是從動物骨頭中提取出來的高分子物質(zhì)明膠，不僅可以作為餐桌上的美食，也是重要的工業(yè)原料。 近日，南科大劉瑋書課題組與麻省理工學(xué)院陳剛院士課題組合作在離子型室溫?zé)犭姴牧仙汐@得重大突破，通過離子的擴(kuò)散熵與氧化還原電對反應(yīng)熵的協(xié)同效應(yīng)在準(zhǔn)固態(tài)離子凝膠中實現(xiàn)了高達(dá)17 mV/K的巨熱電勢效應(yīng)（如圖1）。研究成果…
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再見傳統(tǒng)耗時的陶瓷燒結(jié)工藝，10秒快速燒造陶瓷的技術(shù)來了！
馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)與工程系胡良兵，莫一非、弗吉尼亞理工大學(xué)鄭小雨和加州大學(xué)圣迭戈分校駱建合作將具有26000年歷史的陶瓷制造工藝重新改造成一種創(chuàng)新的陶瓷材料制造方法，這種陶瓷材料在固態(tài)電池、燃料電池、3d打印技術(shù)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)論文以“A general method to synthesize andsinter bulk ceramics in seconds”為題，今日發(fā)表在《Science》上，并被選為封面論文，登上《Science》頭條滾動推廣。 陶瓷廣泛用于電池、電子產(chǎn)…
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多種極端條件下可自愈合材料
自愈合材料可以模仿人類皮膚組織自我修復(fù)，顯著提高材料的使用壽命和安全性，因此在電子皮膚、海洋涂料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但在極地嚴(yán)寒、過冷海下等極端環(huán)境，材料不通過任何外界能量刺激（如紅外、加熱等）輔助自主修復(fù)，一直是自愈合材料領(lǐng)域未能解決的難題。這是由于當(dāng)現(xiàn)有可愈合材料在海水里損傷時，水分子會阻擋材料損傷界面的動態(tài)鍵重連；而在低溫環(huán)境下?lián)p傷時，材料內(nèi)化學(xué)或物理鍵的動態(tài)特性會被顯著抑制，聚合物體系結(jié)晶變硬，失去微觀流動性，以致材料的自愈合性能喪失。 近日，天津大學(xué)化工學(xué)院生物化工系張雷教…
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高功率旋轉(zhuǎn)電荷泵浦摩擦納米發(fā)電機(jī)
摩擦納米發(fā)電機(jī)（Triboelectric nanogenerator, TENG）通過摩擦起電和靜電感應(yīng)可將環(huán)境中機(jī)械能有效轉(zhuǎn)化為電能，基于此發(fā)展的微納能源、自驅(qū)動系統(tǒng)以及藍(lán)色能源等技術(shù)將為物聯(lián)網(wǎng)、可植入器件、可穿戴設(shè)備、海洋開發(fā)等重要新興領(lǐng)域提供能源技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段摩擦納米發(fā)電機(jī)進(jìn)一步走向?qū)嶋H應(yīng)用受到兩個方面的制約：一是摩擦所產(chǎn)生的表面電荷密度較低，使得器件的輸出性能還不能滿足很多實際應(yīng)用的需求；二是摩擦界面處的材料磨損和發(fā)熱會影響器件的耐久性，尤其是對旋轉(zhuǎn)式和滑動式摩擦納米發(fā)電機(jī)，這一問題…
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有機(jī)廢液咋處理？氧化石墨烯告訴你答案！
1，背景及設(shè)計思路 綠色環(huán)保地處理有機(jī)廢液是制藥要產(chǎn)業(yè)急需面對的重大挑戰(zhàn)之一。據(jù)統(tǒng)計，在制藥過程中有機(jī)溶液包含了約80%的廢物，和56%的藥物中間體。大量的有機(jī)廢液需要分離和回收，消耗了制藥產(chǎn)業(yè)40-80%的人力與資金。納米過濾膜技術(shù)處理有機(jī)廢液與其他幾項傳統(tǒng)的處理方式相比具有幾項明顯的優(yōu)勢，包括了能量效率高，成本較低，占地面積小等特點。然而，目前基于氧化石墨烯的納米分離膜的具有溶劑穿透速率較慢、穩(wěn)定性較差的缺點。 為了解決這些缺點，近日，新加坡南洋理工大學(xué)的Tae-Hyun Bae教授實驗室與…
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集成化芯片封裝用導(dǎo)熱聚合物領(lǐng)域研究新進(jìn)展
近日，華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院吳唯教授課題組通過金屬與陶瓷顆粒的設(shè)計、合成與組裝，成功制備了新型雜化導(dǎo)熱填料。這類填料在聚合物中構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的能力獲得大幅提升，能夠顯著提高聚合物材料的導(dǎo)熱性能，具有重要價值。該研究工作以“Highly thermally conductive polybenzoxazine composites based on boron nitride flakes deposited with copper particles”為題，在線發(fā)表在國際著名期刊Mater…
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二維鹵化物鈣鈦礦橫向外延異質(zhì)結(jié)
4月24日凌晨，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》同時在線發(fā)表了上?？萍即髮W(xué)均為第一完成單位的兩項重要研究成果。 · 免疫化學(xué)研究所科研團(tuán)隊成功解析分枝桿菌關(guān)鍵的阿拉伯糖基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合體的“藥靶-藥物”三維結(jié)構(gòu)，首次揭示一線抗結(jié)核藥物乙胺丁醇作用于該靶點的精確分子機(jī)制（研究長文）； ·?iHuman研究所科研團(tuán)隊在肥胖癥藥物靶點研究上獲重要突破，首次解析人源黑皮質(zhì)素受體4的原子分辨率晶體結(jié)構(gòu)（研究報告）。 在不到一周時間內(nèi)，上海科技大學(xué)于奕教授課題組與美國普渡大學(xué)Letian Dou（竇樂添）教授、Bret…
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石墨烯口罩成本低至0.05美元！不僅可以自清潔，還能用來海水淡化
2019年的冠狀病毒（COVID-19）影響了210多個國家和地區(qū)，并且主要通過呼吸道飛沫傳播。在高風(fēng)險地區(qū)，病人、醫(yī)生、甚至普通民眾都普遍使用一次性醫(yī)用口罩。然而，目前的普通外科口罩存在不能自我消毒，重復(fù)使用或回收用于其他用途等問題。為了處理這些用過的口罩，大多數(shù)國家只能使用焚燒法處理此類醫(yī)療廢物。產(chǎn)生的有毒氣體和高碳排放會嚴(yán)重危害環(huán)境。那么問題來了，新型口罩該如何設(shè)計？ 為此，香港理工大學(xué)李桂君課題組提出了一種獨特的方法對市售口罩進(jìn)行功能化處理，使其具有優(yōu)異的自清潔和光熱性能。研究人員采用雙…
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“臟”材料(煤、焦油、瀝青)新機(jī)遇——激光工程重碳?xì)浠衔?/a>
對比石墨烯和碳納米管等合成碳材料，基于重?zé)N（HH）的材料（煤、焦油和瀝青）很少被用作電子和光電應(yīng)用的材料。然而，HH中廣泛的化學(xué)和結(jié)構(gòu)異質(zhì)性提供了碳納米結(jié)構(gòu)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)具有內(nèi)置的化學(xué)和功能多樣性但尚未得到利用。因此，更深入地了解單獨或混合使用HH的化學(xué)性質(zhì)與材料功能之間的關(guān)系，以及它們對材料加工的可調(diào)性，就能更好的利用HHs作為添加劑原料的潛力，合成具有自定義物理和化學(xué)性質(zhì)的材料。其實，未加工的HHs主要是多環(huán)芳烴（PAHs）、烷烴。雖然HHs的電導(dǎo)率較差，但是可以通過整體退火進(jìn)行補(bǔ)償，…
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自修復(fù)防污材料的最新研究進(jìn)展
防污材料可以防止表面被生物、無機(jī)和有機(jī)物附著，在很多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。按照防污材料表面能的大小，可以分為低表面能材料（如有機(jī)硅和氟聚合物）和高表面能材料（如PEG和兩性離子聚合物）。根據(jù)防污材料的結(jié)構(gòu)不同，還可以分為如下五種：單層、聚合物刷、涂層、凝膠和液體注入多孔表面（SLIPS）。 任何一種防污材料在使用過程中性能都會下降，如何延長使用壽命具有重要意義，于是具有自修復(fù)功能的防污材料（SHAF）受到研究者的廣泛關(guān)注。防污材料的自修復(fù)機(jī)理可以分為兩大類： ①基于可逆的化學(xué)/物理相互作用； ②將自…
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神奇的固體材料—氣凝膠
有一種材料，雖然是固體，卻無比輕盈，看起來好像一股裊裊的藍(lán)煙，如夢似幻，這就是目前世界上最輕的固體材料——氣凝膠。 什么是凝膠？ 顧名思義，凝膠就是凝聚的膠體。膠體是介于溶液和濁液之間的一種混合物，其顆粒大小在1-100nm之間（溶液中的顆粒<1nm，濁液中的顆粒>100nm)。膠體的顆粒都帶有同種電荷，因此在一般狀態(tài)下，由于同種電荷相互排斥，這些顆粒無法碰撞結(jié)合。但是如果在膠體中混入電解質(zhì)，這些顆粒所帶的電荷就會被電解質(zhì)中帶電粒子的電荷中和，顆粒間不再發(fā)生電荷互斥，而是碰撞結(jié)合，形…
