今日科技话题:新材料轻松“捕获”二氧化碳、液态金属不仅会变形还会变色、半透明电磁屏蔽薄膜、新方法有助研发诺如病毒疫苗

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超薄多孔新材料轻松“捕获”二氧化碳

据介绍,二氧化碳的分离与捕集对于缓解工业生产过程中温室气体的排放具有重要意义。但是,在碳捕集方面,目前在气体分离中大放异彩的“MOFs”材料效果并不理想。工业生产尤其是电力行业中,排放的气体往往含有大量的水蒸气。然而,“MOFs”材料在潮湿的条件下结构容易被破坏。并且,在制备分离过滤膜的过程中,“MOFs”材料需要和另外一种聚合物混合后,涂覆到高分子基膜上,形成“混合相”薄膜。但是,由于“MOFs”和薄膜中的聚合物之间并没有化学的桥接作用,会使得实际的过滤薄膜存在如裂纹及不均匀等缺陷,从而影响实际使用性能。

王志教授团队经过不懈努力,首次成功构筑了具有有序微孔结构的金属诱导有序微孔聚合物(MMPs),用于二氧化碳和氮气的高效分离。该结构以铜或锌金属离子、有机偶联分子和短链的高分子聚合物作为结构单元。“MMPs”可以涂覆在商品基膜上,既具有“MOFs”孔结构的特征,又克服了其缺点,且具有更好的成膜性,更佳的稳定性。同时,该结构可以使和其中的聚合物单元具有较好亲和性的二氧化碳透过;而亲和性较差的氮气被阻挡,从而实现了气体的分离。

——新华

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液态金属不仅会变形还会变色

现在,科学家不但研制出了柔性机器人,而且还能使它变色,不是简单地为它披上一件彩色衣服,而是让它本身的结构呈现出色彩变化。相关论 刊登在最新一期的《美国化学会—应用材料与界面》杂志上。

常见的人形机器人的关节大多是僵硬的,翻筋斗落地时都会重重地砸向地面。传统的刚性材料很难让机器人灵活地柔性地呈现给大家。中国科学家发现,镓基液态合金具有优异的导热性和导电性、低粘度、良好的流动性和生物相容性,显示出了一定条件下可以变形和运动的能力。2015年,中国科学家在世界上首次根据液态金属在电场下自主运动可变形的特性从理论和技术层面论证了液态金属柔性机器人的可能性。

现在,中国科学院理化技术研究所的研究人员又有了新发现。镓基合金一直是以银白色的金属光泽示人,但这种液态金属表面在牺牲金属或电场的刺激下可产生变色现象,使得液态金属具备了类似章鱼等头足纲动物的柔软、可变形变色的特点。

——新华

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中美科学家联手打造下一代可量产的半透明电磁屏蔽薄膜

日前,中国西南交通大学周祚万教授课题组、美国纽约大学及德雷塞尔大学科研团队首次证实二维过渡金属碳化物(MXene) 可通过旋转喷涂层层自组装技术(SSLBL),批量化制备电磁屏蔽薄膜。这种材料因其低成本、兼具柔性透明与高性能的特性,将被应用于更广阔的电磁屏蔽领域。相关研究成果已发布于国际期刊《先进功能材料》上。

李金阳介绍,传统制备类似层层自组装的材料结构,通常采用浸涂法,即将待屏蔽元件浸入到一种材料冲洗,随后浸入另一种材料冲洗,如此循环反复。运用这种方法制备几百层复合薄膜,通常需要几天时间。而运用SSLBL技术,仅仅几分钟就可快速创建300个层层交替的MXene与CNT复合薄膜,大大降低制备时间和制作成本。

——人民

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新方法有助研发诺如病毒疫苗

日本研究人员最新发明了利用人类诱导多能干细胞(ips细胞)分化肠道细胞进而增殖诺如病毒的方法,这一成果有望用于研发诺如病毒疫苗。

诺如病毒是一种传染性非常强的肠道病毒,可引起急性胃肠炎,症状包括严重腹泻、呕吐等。这种病毒具有变异快等特点,目前尚无有效疫苗。

日本大阪大学日前 告说,该校一个研究小组利用人类ips细胞分化培养出肠道上皮细胞,并利用肠道上皮细胞培养诺如病毒,使得这种病毒大量增殖。研究小组称,这是全球首次利用人工培养的肠道上皮细胞来增殖诺如病毒。

研究人员介绍说,体外培养增殖诺如病毒较为困难,这大大制约了对这种病毒的研究,因此这一研究成果将对研发诺如病毒疫苗大有助益。

——新华

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加拿大科学家发现未知真核生物

真核生物通常分为植物、动物、真菌和被称为原生生物的微小多细胞生物4个界,涵盖了地球上找到的几乎所有真核生物。但加拿大新斯科舍省达尔豪斯大学的研究人员近日在英国《自然》 站上发 称,他们发现了生命之树上的新分支——一种以前未知的新型真核生物,或许应该使其所在的“门”升级为新的“界”。

该论 描述了两种生物,一种是在新斯科舍省新发掘出来的,另外一种是在1988年发现的一种生物。经过DNA分析发现,它们与其他真核生物的区别比以前认为的更大。

研究人员将新发现的生物称为Hemimastix Kukwesjijk,以当地米克马克人神话中一个贪婪的多毛食人魔命名。从外观上看,新生物拥有一个椭圆形的身体,周围是成排的线状鞭毛。通过扫描电子显微镜3D放大观察,这种生物有点类似毛状南瓜种子。

——《科技日 》

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新屋顶设备既能供电又可降温

美国斯坦福大学科学家研制出一款屋顶设备,在收集太阳能的同时,还可将建筑物的红外辐射释放到太空,从而助建筑物降温。

据研究人员解释,物体发出红外辐射散热,大部分辐射通过大气中的粒子反射回地球,但有些辐射会逃逸进太空。如此一来,释放出足够多红外线辐射的表面,温度会比周围低,从而达到降温的目的。辐射冷却技术能反射大量红外线,可用作不会排放温室气体的“空调”。如果这种技术和太阳能技术能在同一个屋顶上“和平共存”,那它还有助提高太阳能电池的效率。

研究人员开发了一种结合辐射冷却与太阳能吸收技术的装置。该装置由辐射冷却器和位于其上的锗太阳能吸收器组成。在辐射冷却器中,氮化硅、硅和铝层封闭在真空中,以最大限度减少不必要的热损失。在波长8微米—13微米的中红外光范围内,太阳能吸收器和大气都是透明的,为辐射冷却器发出的红外辐射提供了通向太空的通道。

研究团队证明,该组合装置可同时提供24℃的太阳能加热和29℃的辐射降温,而且,太阳能吸收器通过阻挡太阳热量,还可改善辐射冷却器的性能。

——《科技日 》

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