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韩国成功开发新型陶瓷滤膜材料

随着化石能源消耗量的增长，雾霾也在持续增加，尽管业内一直致力于开发去除雾霾的滤膜，但现有的雾霾滤膜材质主要是塑料纤维材料，气孔尺寸大，无法阻挡细微雾霾颗粒，而且大部分是一次性产品，如果随意丢弃，对环境也有一定影响。

韩国科学技术研究院（KIST）全北分院复合材料技术研究所从2017年开始致力于太空电梯的开发，在科学技术信息通信部的支持下，实施了KIST开放型研究的4U复合材料项目。近期，KIST研究团队选用4U项目的核心材料——氮化硼纳米管（BNNT），在全球最早开发出可以回收利用的高端陶瓷滤膜制造技术。研究团队制造的氮化硼纳米管滤膜可经受900℃超高温的考验，通过将雾霾中的普通有机微粒子加热到350℃以上，燃烧后分解为二氧化碳和水，由此实现了滤膜的重复利用。

滤膜为薄膜形态，按照名片尺寸制作，重量约100mg，相当于1个咖啡豆，可以除去99.9%以上的超细微粒子。值得一提的是，不仅可以轻松调节气孔的尺寸，即便反复灼烧，也可以维持良好的粒子去除性能，这有助于大幅节省滤膜更换的费用。

KIST张世圭（音译）博士表示，这一滤膜不仅可以去除细微粒子，还可以用于病毒、水处理、食品等提纯过程。氮化硼纳米管是散热和屏蔽辐射的材料，应用潜力巨大，未来将广泛应用于宇宙航空、电子、汽车、核电等行业。

主导KIST4U项目的洪载民（音译）分院长表示，美国国家航空航天局（NASA）在开发极寒宇宙环境专用材料的过程中，曾经开发出了约2000件新技术，此次韩国极寒材料开发项目通过开发新材料，并投入商业应用，将有助于提高全体国民的生活质量。

纯单质镍/石墨烯复合材料研究取得进展

近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所液相环境激光制备与加工实验室在纯单质镍/石墨烯复合材料的制备及其甲醇氧化电催化研究中取得新进展。

纳米镍基催化剂因其高的催化活性和低成本而被研究者们广泛认识，并已成为重要的非铂基催化剂。通过降低镍基催化剂的尺寸来增加镍的利用率，是提高镍基催化剂效率的常用方法。然而，纳米颗粒尺寸的减小总是不可避免地伴随着颗粒团聚和二次生长。获得具有大量暴露活性位点且不团聚生长的超细镍单质纳米晶，是提高镍基催化剂效率的有效途径。

该研究以液相激光熔蚀法为技术手段，利用Ni胶体纳米颗粒（带正电荷）与氧化石墨烯（GO，带负电荷）的静电作用首先得到高活性的NiOx负载纳米复合材料，并在水合肼溶液中还原生成单质镍。NiOx被水合肼还原不断产生N2，为生成的单质镍创造了无氧环境，并最终获得高度分散、超小尺寸的纯单质镍（2.3±0.4nm）负载的石墨烯纳米复合材料。其中，单质镍的超小尺寸为其催化性能的提升提供了大量的活性位点，石墨烯的存在极大限制了其在催化过程中的再生长和聚集。实验表明，该材料在甲醇氧化电催化应用中展现出了超高的质量比活性（1600mA/mg）和优良的稳定性，循环1000次后，单质镍依旧保持原来的尺寸和形貌，没有发生聚集和二次生长。

该研究利用液相激光熔蚀技术获得超小纳米晶的优势，制备出了纯单质镍负载的石墨烯复合材料，并展现出优良的甲醇氧化电催化性能，为设计合成其它具有高电化学活性和稳定性的非铂基催化剂纳米晶提供了新的思路和策略。

相关研究成果发表在《Chemical Communications》上。该研究得到了国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、中科院科研装备研制项目和安徽省自然科学基金的资助。

中国科学家成功研制“海绵陶瓷”

一个由中国科学家率领的研究团队成功开发出一种超轻质新型陶瓷材料，不仅具备传统陶瓷材料耐高温、隔热好等优点，而且如同海绵一样富有柔性和弹性，有望应用于航空航天、电子信息等领域。

相关论文发表于美国《科学》杂志子刊《科学进展》上。论文第一作者、加利福尼亚大学戴维斯分校博士后研究员斯阳对新华社记者说，与传统陶瓷气凝胶的珠链状纳米颗粒结构不同，新材料在纤维冷冻成型技术的作用下，具有独特的纤维状腔壁结构。

斯阳介绍说，这些纤维状腔壁包含大量尺寸为100nm到1微米的网孔，其中陶瓷纤维紧密粘结，在外力作用下可快速形变和复原。

研究团队发现，纤维状的陶瓷结构中，纤维直径为200nm，在1100℃高温下仍可压缩回弹；经过多达500次压缩后，塑性形变仅为12%。

此外，这种新型陶瓷的重量显著降低，最低密度可达每立方厘米0.15mg；而且具有超高孔隙率和曲折网孔通道，可减少热对流效应，隔热性能优异。

韩国开发出新概念石墨烯合成技术

据韩国《亚洲经济》网站消息，韩国忠南大学研究组在加工石墨烯时，省略了必要的传递过程，利用钛在低温下开发出新型高品质的大面积石墨烯合成技术。该研究成果发表在纳米领域的国际学术杂志《ASC Nano》上。

石墨烯的导电率和热传导性好，机械强度高，柔软性和透明性也很好。因此，可以广泛应用于二次电池、显示器等领域。通过一般的化学气相沉积法在合成石墨烯时，需要在其它基板上进行传递工程，但这一过程中会出现许多问题，例如，需要克服内部结合、与基板的粘合问题、石墨烯结晶面的面积大小与控制界面，以及因石墨烯表面产生的褶皱导致特性低下等问题。

研究组发现，钛与石墨烯具有相同的结晶结构，与碳元素的结合力非常强大。利用钛去除石墨烯褶皱的研究成果，在10nm厚的钛层上开发出了石墨烯合成技术。该技术在150度低温条件下，可以将高品质石墨烯合成后，大幅度改善工程的效率性和应用性。

研究组表示，该研究能够弥补现有的石墨烯材料的缺点，并可以直接开发出新概念大面积石墨烯制造技术。石墨烯不仅可以应用于透明柔软的电子元件，还能替代现有的黄金、铜等金属电极。

新型净水滤纸可高效去除重金属和细菌

美国斯坦福大学医学中心等机构的研究人员最新开发出新型纳米净水滤纸，这种介孔陶瓷膜产品在不使用电压、化学品或重力自流过滤的情况下，能高效过滤掉铅和砷等重金属以及细菌和病毒。

研发团队研究人员、斯坦福大学医学中心副教授程震接受新华社记者采访时说，该产品的核心技术是夹在两层纸中间的介孔陶瓷层，在半张A4纸大小的陶瓷层里隐含着超过180亿个纳米钩子。

美国夏威夷大学和中国医科大学等机构的实验室研究显示，在不使用化学药物和紫外线消毒等传统灭菌方法的情况下，这种滤纸可快速过滤掉细菌和病毒。

“当细菌或病毒经过滤纸时会被钩住，同钓鱼用的爆炸钩原理一样，它们的保护膜会被破坏，从而使其DNA（脱氧核糖核酸）失去活力。”程震说。

研究人员说，这种滤纸可广泛用于普通家庭水质过滤、工业重金属废水过滤、核污染废水处理和农业灌溉等。研究人员日前在美国科罗拉多州丹佛市举行的美国水质协会年会上展示了这种净水滤纸。