弯折衣服给手机充电有望实现
来源:新华社
东南大学有序物质科学研究中心发现的一类新型分子压电材料,首次在压电性能上达到了传统无机压电材料的水平,这一材料将有望使电子产品体积进一步缩小、弯折衣服就可对手机充电等应用成为可能。

据悉,压电性是指材料在受挤压或拉伸时可以产生电荷,或在材料两段施加电压后使材料伸长或缩短的特性。压电材料不仅像马达那样可直接将电力转换成驱动力,还可以用电产生声波、超声波。
传统的压电材料很难应用到可以弯折的薄膜上和更为精密的电子器件上。目前的压电材料多由陶瓷制成,制作时需要上千摄氏度的高温,而大多数精密的电子器件与具有柔性的薄膜都无法耐受这种温度。同时,陶瓷因其高硬度特点也难以满足柔韧性材料的需求。分子压电材料因其结构灵活多变、容易制成薄膜、柔韧性好等优点,被寄希望于弥补传统压电陶瓷材料的缺点。但自压电材料发现以来,分子压电材料的压电性较低一直限制着其实际应用。
利用相变前后对称性的巨大变化,发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。这种新型分子铁电材料不但秉承了分子材料的种种优势,同时首次在压电性能上达到了传统压电陶瓷材料的水平。这一新型分子压电材料,使得制作出具有实用性的柔性薄膜压电元件成为可能,可以使电子产品的体积进一步缩小,或者利用衣物的弯折对手机充电。同时凭借着分子压电材料的良好生物兼容性,研究者们将有望制作出更加安全的医学植入器件。
日本研发高强度镁合金件未来或将用于车身件
来源:盖世汽车
据外媒报道,日本国立物质材料研究所与国立长冈技术科学大学共同研发了新款高强度镁合金板(Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn–0.3Zn)。

相较于某些车企当前车身钣金件所采用的铝金属薄板(aluminum sheet metal),其常温下的成型性能相当出色。经热处理后,该款镁合金的强度比铝合金高,其仅用到常见的金属材料,未来或将成为一款低成本的轻量化车用薄板。
很久以前,轻量化的镁合金就已引起汽车行业的关注,众多车企希望将该材料应用到各类汽车应用中。然而,由于镁合金在室温下强度低、成型性能差,阻碍了镁板状合金的应用推广。通常,延展成型能力(stretch formability)与屈服强度(yield strength)呈现逆向相关性。为此,很难同时确保高强度及高成型性能。
但最近的研究表明,稀释Mg–Al–Ca–Mn (AXM)系统的配比后,或将制成工业级锻造合金(wrought alloys),使其拥有非凡的高速挤出性(high-speed extrudability),其时效硬化感受性(age-hardening response)也极快。若能将其应用到板状合金,预计将对汽车行业产生巨大的影响。
因此,该团队曾多次尝试通过AMX系统研发板状合金(sheet alloys)。在加工Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn at.%(原子百分比)合金期间,其发现只需将少量的锌(0.3 at.%)添加到Mg–1.1Al–0.3Ca–0.2Mn合金后,将大幅提升其延展成型性能。此外,经过短时老化(subsequent short time aging)将导致含锌合金强度呈现大幅提升。
新研发的合金被取名为AXMZ1000,该款合金在常温下的成型性能可媲美中等强度的铝合金,后者多被用于制造汽车车身件。此外,该合金的强度比铝合金高1.5-2倍。
向该款合金加入少许锌及镁金属后,将形成细粒结构(fine grain structures);加入铝和钙后,将实现高强度,这得益于原子团簇(atomic clusters)的生成,进而提升了合金的强度。
新研发的合金均由普通金属制成,其材料成本并不昂贵。该合金的制作及热处理工艺简单,可将该合金加工为金属薄板,所用工艺也常见于铝合金制造中。
快速去除饮用水重金属的新材料
来源:新华网
中科院合肥物质科学研究院专家研制出一种新的吸附材料,能够对饮用水中铅、铜、镉三种重金属实现快速深度去除,且能够重复利用从而使成本大大降低,具有广阔的应用前景。
相关研究成果发表在工程技术类国际知名期刊《应用表面科学》(Applied Surface Science)上。 随着工业发展进程加快,饮用水中的铅、铜、镉等重金属污染愈发严重,已经成为影响人类健康的重大问题。在各种去除重金属的方法中,吸附法因其设备简单、操作简便、运行成本低,成为目前去除重金属的主要方法。然而传统吸附剂的吸附速度很低,通常需要几小时甚至几十小时才能达到吸附平衡。 新研制的材料通过将β-环糊精单体交联聚合成β-环糊精聚合物,极大增加了表面积和表面负电性。实验证明,这种吸附材料能在5分钟内就达到吸附平衡,远远高于目前的常规材料。
此外,该吸附剂还可以通过简单的酸泡实现脱附再生,极大地降低了吸附成本,具有很大的应用前景。
二维石墨烯纳米复合材料制造出低成本高灵敏喷涂传感器
来源:搜狐号
最近,香港理工大学的研究团队开发出了一种崭新的纳米复合材料传感器,可直接喷涂于平坦或弯曲的工程结构,如火车路轨和飞机结构。喷涂出来的传感器可进一步构成传感器网络,为受监测的结构提供实时及丰富的结构健康状况信息。

据悉,纳米复合材料传感器采用创新的喷涂技术制成,使传感器安装过程比传统方法更快捷和具效率。这种新技术也令该传感器适用于多种工程结构表面,提高了它的灵活性。新型纳米复合材料传感器,能同时兼顾传感器的成本及传感器网络所捕获的数据量两个因素。
纳米复合材料传感器由碳黑、二维石墨烯、导电纳米粒子及聚偏二氟乙烯混合而成,可根据各种工程应用的需要,轻易和灵活地制成不同的尺寸大小。新的纳米复合材料传感器由于优化了混合物的纳米结构,能敏感地检测到结构的改变,它能识别纳米复合材料对不同压阻的回馈。该新技术中,每一个传感器都通过印刷在结构上的电线连接到网络,透过分析和比较由电阻率转换而成的电信号,便可发现结构中的缺陷,同时将信号转换为三维图像。
据了解,这种传感器重量极轻,而且制造成本低廉,可大量采用以检测隐藏在结构内部的问题,有助开创以超声波为基础的结构健康监测新时代。它包含一个传感器网络,由多个纳米复合材料传感器及一个超声波换能器组成,可主动探测安装了该传感网络的结构的健康状况,快速及准确地显示该结构是否有损坏。
此外,这款纳米复合材料传感器有极佳的灵活性,适用于弯曲的结构表面,可广泛地应用在各种工程结构,即使是在移动结构的表面亦同样可以喷涂方式安装,实时传送结构的健康信息。
这款纳米复合材料传感器可量度由静止至900千赫兹的微小幅度的超声波信号。这技术能在超声波系统采集散射波,从而检测大部份工程物料中微细至一至二毫米的裂缝,响应频率比现有纳米复合材料传感器(根据国际期刊现有的报道)的响应频率高出400多倍。
超疏水喷雾——鞋子再也不怕雨季
来源:极光快讯
超疏水技术是指在物体表面构筑超疏水结构使其无法被润湿,具有自清洁能力的一项技术,通过微纳技术能让物体表面像荷叶一样滴水不沾。

使用方法只要这样轻轻喷

就可以实现这样的效果
不仅防水而且防尘。
超疏水喷雾属于超疏水涂层的一种,具有疏水纳米表面层结构,液体滴落在这种涂层表面能够反弹起来。

超疏水涂层能够使用不同的材料制备,下列这几种是最为常见的涂层基础材料:二氧化锰/聚苯乙烯纳米复合材料、氧化锌/聚苯乙烯纳米复合材料、轻质碳酸钙、碳纳米管结构、二氧化硅纳米涂层。
二氧化硅基的涂层是最为经济高效的选择,通常将这些材料制备成凝胶状或水雾形式使其能够容易涂覆在物体表面;氧化物/聚苯乙烯复合物通常比凝胶二氧化硅纳米涂层更为耐用,但是其涂覆工艺更为复杂其昂贵;而且目前来说碳纳米管成本也十分高昂,因此二氧化硅凝胶仍然是目前效益最高的选择。

超疏水涂层依靠微观或纳米结构对水产生排斥作用,然而这种结构很容易被磨损或清洗损坏。因此,这些涂料目前来说最常用在电子元器件上,因为其不容易磨损。
由于超疏水涂层在某些使用条件下对细菌的极端抗性,因此将超疏水涂层的潜在应用拓展至手术工具、医疗设备、织物以及其他衬底和基底引起了广泛的兴趣。然而,超疏水涂层的稳定性和耐用性是限制其应用在更多领域的主要障碍。新设计表面纹理的不锈钢具有极好的耐用性和和永久疏水性。在视觉上,这些表面是光滑而平整的,但在微观上1-2微米深的圆形洼地,这些圆形洼地大约占25%-50%的表面积,这些表面具有极好的自清洁能力。
超疏水性是在表面构筑一些嵌入式结构使得水在这些结构中的润湿能量要高于在这些微结构中移动的能量。这种效应被称为 Wenzel 效应或者荷叶效应。
因此,这种喷雾可能也是应用了一种纳米的填料,通过喷涂后溶剂挥发,使得纳米结构吸附在鞋子表面,使鞋子具有防水的性能。
然而这种喷雾在使用前需要鞋子在干净和干燥情况下使用,在一定程度上限制了其应用。

