新材料与新工艺

新材料与新工艺

美国麻省理工学院研发更保暖的潜水服新材料

受海狸、水獭等哺乳动物的启发，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员计划开发一种类似于这些动物毛皮的合成材料，未来或将制作出更轻、更保暖的潜水服。

据悉，海狸、水獭等哺乳动物虽然没有像海象和鲸鱼一样的厚脂肪层，但其毛皮中可以留存大量空气，从而形成隔热层，因此能够长时间生活在冰冷的海水中。潜水员需要长时间在水下作业，对潜水服的保暖性能要求很高，而采用现有氯丁橡胶绝缘材料制作出的潜水服太过笨重，潜水员在水下行动不便。MIT的研究人员将聚二甲基硅氧烷（PDMS）橡胶通过模压工艺制成了一种人工毛皮，并利用一个数学模型来精确控制毛皮的密度和长度。此外，该材料比现有的潜水服材料更轻便，还可以留存空气，在提高潜水员行动灵活性的同时还具有良好的保暖性。 (威 锋)

印度大幅提高荧光金属有机框架材料导电性

印度科学教育与研究院的研究人员通过使用导电聚合物填充荧光金属有机框架（MOF）多孔材料，成功将MOF的导电性提高了约10亿倍，同时使其具有荧光性，有助于促进MOF基光电设备的应用。

MOF是利用有机配体与金属离子间的金属-配体配位作用，自组装形成的超分子网络结构，因其多孔和海绵状结构而具有良好的催化性能和气体吸附性能。印度研究人员发现，与普通金属材料不同，MOF的可调性和稳定性使其具有导电性能的可塑性，而其这一特性可能促进新一代电子产品的产生。研究人员用导电聚合物聚吡咯填充了镉基MOF的孔隙，成功将其导电性提高了约10亿倍。采用这种兼具导电性和荧光性能的MOF材料，可制造出适合光电设备的多功能材料，可用于太阳能电池和成像设备等产品。 (科技部)

美国研发出能抵御电磁脉冲武器的混凝土

美国内布拉斯加大学林肯分校的研究人员研制出一种传导性混凝土，可作为屏蔽层避免遭受电磁脉冲武器的攻击。

电磁脉冲攻击能够彻底破坏电力系统，使数百万人置身于危险境地，消散波能可消除其威胁性。这种传导性混凝土使用磁铁矿代替一些标准的混凝土材料，还加入了碳和金属物质，能够吸收和反射电磁波，从而保护建筑物内部的电力系统。据悉，该技术之前用于融化道路冰雪，但研究人员发现，其还能够有效阻挡电磁能量。与依赖于金属包裹层的传统屏蔽技术相比，该技术成本较低，效果更好。

未来，该技术可用于新型建筑结构，或通过喷涂方法改进现有建筑，使建筑结构更安全，适用于商业、军事、金融等领域。 (腾讯)

中科院金属所制备成功GH3535合金12t级锭型

中国科学院金属研究所的研究人员在钍基熔盐堆核能系统（TMSR）用结构高温合金研究方面获得突破，成功制备出了GH3535合金12t级锭型。该项研究成果的突破，标志着TMSR用结构高温合金材料已进入工程化应用阶段，拥有自主知识产权的耐熔盐腐蚀、耐高温、抗辐照新型结构材料将为我国先进钍基熔盐堆核能系统的研发奠定坚实的材料基础。

钍基熔盐堆核能系统是第四代先进核反应堆型之一，具有经济性、安全性，而且燃料使用率高、核扩散风险低。在中科院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能—钍基熔盐核能系统”的支持下，中科院金属所的研究人员完成了具有自主知识产权的抗辐照、耐熔盐腐蚀、中温下有较高使用强度和高稳定性的熔盐堆用结构合金的成分设计与组织优化，以及合金全面性能评测、工程化应用等研究工作，申请相关专利8项。目前，该合金发明专利已获得授权。 (KX.1013)

奥地利开发出可打印永久磁体的3D打印机

奥地利维也纳技术大学的研究人员研制出一种特殊的3D打印机，能够打印出拥有复杂形状和精确定制磁场的永久磁体，为特殊磁体的制造开辟了新途径，可用于制造磁性传感器等器件。

通常，采用喷射成型方法制造磁体时，研究人员需先在计算机上设计磁体，并不断调整其形状，还需制造模具，耗时且昂贵。维也纳技术大学的研究人员开发的磁体打印机与传统的3D打印机功能类似，但其以特制的磁性微颗粒长丝为原料，打印机加热材料并使用喷嘴点对点地将材料涂覆在合适位置，得到的三维物体由90%的磁性材料和10%的塑料组成。打印出的产品最初处于非磁化状态，经过强外磁场的磁化后，转变成永久磁体。

据称，该磁体打印机能够处理多种磁性材料，可在单磁体内使用多种材料，设计出强磁性和弱磁性之间的平滑过渡，快速且具有较高的性价比。 (KJ.1027)

我国石墨烯材料在化学发光传感方面的应用研究获进展

北京林业大学的研究人员在石墨烯新材料应用于化学发光传感方面的研究中取得新进展。

研究人员结合最新化学发光理论和化学发光联用技术研究成果，系统总结了基于石墨烯的化学发光传感体系的优缺点，研究了石墨烯在催化、免疫、分子印迹、能量转移、电化学传感等方面的应用情况和前景，提出了基于石墨烯的新材料化学发光体系构建方法，阐述了化学发光猝灭和能量转移基本原理，构建了制备石墨烯发光复合材料进行自组装催化发光、逻辑门催化发光应用于生物检测的工作模型。该项成果为拓展石墨烯应用领域、利用石墨烯特性制备生物基发光材料等提供了新思路。 (W.KX)

南京理工大学热电材料研究获新突破

南京理工大学的研究人员通过简单易操作、低成本的低温化学合成技术制备出了硒化锡—硒化铅相分离块体。作为一种新型的热电材料，该块体具有制备工艺更简单、机械性能更稳定、生产成本低、便于规模化生产应用、热电优值高等优点。

热电材料是实现热能和电能相互转换的新型能源材料，对于节能减排、保护环境有重要意义，但其较低的热电效率制约了热电器件的大规模应用。研究人员制备的硒化锡—硒化铅相分离块体实现了热电材料性能的新突破，使热电材料的热电优值提升至1.7，打破了硒化锡块体多晶材料性能最高值纪录。该项研究对于推动热电材料的研发与应用，进而实现产业化具有重要意义。 (KX.1117)

美国休斯顿大学研制出高效防冰新材料

美国休斯顿大学的研究人员开发出一种高效防冰新材料——“磁性光滑表面”（MAGSS），可用于任意表面的防冰，性能超过所有已有防冰材料，有望大幅提升飞机和能源设施的防冰性能。

结冰会造成多种危害，如飞机机翼结冰会引起飞机抖动、电力线结冰会导致线缆崩断等。现有除冰方法包括加热融冰、外力除冰、溶解除冰，以及疏水表面处理等，其中，疏水表面处理具有良好的防冰效果，但这些疏水表面在较低温度下难以克服冰的高结合强度，效果有限且成本较高。为了解决以上问题，休斯顿大学的研究人员研制出了MAGSS，其内层是磁性涂层，外层是由悬浮氧化铁纳米颗粒组成的磁流体层。当水滴接触到材料表面时，磁流体会有效阻挡水滴接触和润湿，使水滴滑落而防止结冰。据悉，已有防冰材料的最低适用温度为-25℃，而MAGSS可在-34℃的温度下有效防冰，效果提升明显。

目前，研究人员正在开发该防冰新材料的喷涂工艺。 (志伟)