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化工新型材料

来源:论文联盟  作者: [字体: ]
化工新型材料 新材料能让显示屏自我修复
  据报道,美国加州大学河滨分校的科研人员开发出一种具有延展性并能导电的透明聚合物材料,可实现电子设备和机器人的自我修复,特别适用于手机屏幕和手机电池。
  自我修复材料是一种在物体开裂或受损时能自动进行修复的新型材料,人类皮肤就具备自我修复的能力。自我修复材料可应用于手机和电池上,让摔裂的手机屏修复如新,或让摔断的电池恢复供电功能。
  自我修复的关键是化学键。材料中存在2种类型的键:一种是较强的共价键,一旦断裂不容易重新整合;另一种是较弱的非共价键,非常有活性,比如氢键。大多数自我修复聚合物主要依靠氢键或金属配体构成,但这些非共价键并不适合制造离子导体。
  此次,研究人员采用了离子偶极相互作用的非共价键,其具备一种特殊的黏合力,这种力存在于带电离子和极性分子之间。离子偶极相互作用此前从未应用于设计自我修复聚合物,新实验证明,其特别适合离子导体。
  新的自我修复材料由一种极性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及离子盐构成,可以拉伸到正常尺寸的50倍,其断为两半后,能在一天之内实现完全自动对接。
  为了测试新材料,研究人员利用它制作了一种“人造肌肉”,在2层离子导体间放置了一个绝缘膜。结果显示,新材料可对电信号作出反应,带动人造肌肉移动。
  目前,研究人员正在高湿度环境等恶劣条件下对此材料进行测试。此前的自修复聚合物在高湿度环境下表现不佳,因为材料进水后,会改变机械性能。他们正在对聚合物进行微调,以使其更接近实际应用。(科技日报)
  德国科学家研制出世界第2个最硬的透明陶瓷材料
  据报道,德国电子同步加速器研究中心(DESY)的科学家研制出继金刚石之后,世界上第2个硬度最大的透明陶瓷材料——立方氮化硅。立方氮化硅也是继金刚石和立方氮化硼之后,世界上第3个硬度最高的陶瓷材料,但氮化硼不具备透明性质,且金刚石所能承受的最高温度为750℃,而德国研制的c-Si3N4透明陶瓷材料能承受的最高温度达1 400℃,展现出优异的耐高溫性能,不仅如此,由于Si元素和N元素的化学键非常坚固,立方氮化硅化学性质极其稳定,具有较好的环境稳定性。因本文由论文联盟http://www.LWLm.coM收集整理此未来可用于处于极端环境的部件结构中,如发动机,球轴承部件和切削工具等。
  DESY的科学家们在大容量压缩设备(LVP)中对六方氮化硅施加高温高压后,在压强15.6GPa(15.6万倍大气压)和1 800℃条件下制备出直径2mm的立方氮化硅透明陶瓷圆片,是氮化硅陶瓷首个透明样品。
  氮化硅的透明度与其内部的晶界有关,晶界中的空隙将降低其透明度。但日本东京大学的专家称,对于经过高压形成的材料来说,其晶界一般都非常薄,一些空位如氧空位也不会聚集在晶界周围,而是分布在整个材料范围内,所以对其透明度的影响不大。
  立方氮化硅材料是目前最硬、强度最高的透明尖晶石陶瓷材料,将对未来超硬、高强度、耐高温结构中发挥重要作用。虽然其原材料易于获取,成本较低,但生产大面积的立方氮化硅材料需要施加更大的压力,因此制备直径1~5mm的立方氮化硅材料相对容易,制备直径超过1cm的立方氮化硅材料将面临较大挑战。(鸿运国际娱乐游戏航天系统科学与工程研究院)
  巴西开发出低成本火箭燃料
  据报道,巴西国家空间研究所研究人员近日开发出一种可用于火箭和卫星推动引擎的燃料,成本比传统燃料降低很多。
  这项研究是巴西国家空间研究所燃料和推动力实验室一个项目,目的是让巴西航天工业能够使用本国产的更加便宜的燃料。这种燃料是乙醇和乙醇胺与过氧化氢反应后形成的,而目前空间工业常用燃料成分是肼和四氧化二氮。
  项目负责人里卡多·维埃拉博士介绍说,这种新型燃料每公斤成本仅为35雷亚尔(1雷亚尔约合0.32美元),而目前火箭发射使用的传统燃料每公斤价格为1 000雷亚尔。
  除了经济上的优势,这种燃料反应能力极强,接触氧化剂时氧化反应非常强烈,因此不需要其他点火装置。“这样就减少了点火时间,增加了驱动力,同时还节约了成本。我们研制初期只是有一个想法,但最后的结果令我们都感到惊讶。”维埃拉说。
  据介绍,这项研究成果已用于实践。巴西航天局与实验室签署协议,由ABC联邦大学负责这种燃料的生产,同时还将生产适合这种燃料的推进器。
  维埃拉说:“空间科技是一个非常复杂的市场,必须证明产品的有效性、可行性和投入产出比,我想我们的产品将会是非常有说服力的。”他估算,使用这种燃料发射一枚火箭节约的资金能够达到10万雷亚尔。(新华网)
  俄科学家研制出新型窗体太阳能电池用高分子材料
  据塔斯社报道,俄罗斯远东联邦大学和俄罗斯科学院远东分院化学所的科学家合作开发出一种能够将普通窗户变成太阳能电池板的高分子发光材料(光能集聚器),这种新型聚合发光材料,为进一步研制能够将太阳光转化为电能的发电窗体提供了潜在可能性。
  科学家预测,以此种高分子发光材料为基体,可生产出低成本薄膜,贴于受阳光照射的普通窗格玻璃或任何其他物体表面,并将集聚的光能转变成电能。
  传统的太阳能电池板需要较大面积,价格相当昂贵,而且漫散射光照条件下的光电转换效率颇低。这款集光器由于能够利用环境中常见的散射光线,不但可以成倍降低对光电转换器的需求,还可将转换器置于包括人口密集的城市建筑物在内的任何物体表面上。(科技部)
  俄罗斯科学家研制出新生物相容聚合物材料
  俄罗斯西伯利亚联邦大学的科学家研制出一种采用可生物降解聚合物和干细胞结合而成的生物相容性材料。该材料由聚合物和干细胞构成,通过对小鼠的头盖骨修复试验,表明该材料相对于同类材料具有一定的优越性。
  在小鼠的头骨修复试验中,借助于该生物相容聚合物材料,小鼠的头骨经过120天再生修复成功。由于动物头骨发育和构造的特殊性,扁平的头骨组织再生性较差,头骨受损后的再生修复一直是科学界的难题之一。一般情况下,头骨组织受损后,常常在受损部位首先形成结缔组织,而不是骨细胞再生。这不但阻止了新的骨组织在受损部位的形成,而且由于填充在受损部位的结缔组织相对于骨组织更脆弱,这种自然修复还常常伴随着新损伤的高发。
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