纳米涂料发展研究论文

2022-04-23

下面是小编精心推荐的《纳米涂料发展研究论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。恰

纳米涂料发展研究论文 篇1:

导电聚苯胺纳米复合材料的制备、性能及其应用研究

摘 要:本文对导电聚苯胺纳米复合材料的制备进行简单阐述,介绍并分析了导电聚苯胺纳米复合材料在钢铁腐蚀防护中的应用及性能,希望能够从理论层面上为导电聚苯胺纳米复合材料的应用及发展研究提供一点支持。

关键词:导电聚苯胺;纳米复合材料;制备;性能

一、引言

导电聚苯胺纳米复合材料在金属腐蚀防护中具有较高的应用价值。其制备方法分为很多种,相关人员也围绕此展开了深入研究,并针对其在钢铁腐蚀防护中的应用及性能进行了分析,取得了比较理想的成效,这对于钢铁材料保护及应用发展有着十分重要的現实意义。

二、导电聚苯胺纳米复合材料的制备

导电聚合物与纳米材料复合到一起,可以使导电高分子的性能得到增加。现阶段,聚苯胺纳米复合材料主要有:导电聚苯胺-磁性纳米粒子复合材料、导电聚苯胺-碳纳米管复合材料、导电聚苯胺-聚合物复合材料以及导电聚苯胺-氧化物纳米复合材料等等。

以磁性导电聚合物为例,其是由导电聚合物与磁性纳米粒子复合而成。其次,相关研究人员还对苯胺的原位乳液加以运用,采取聚合的方式对聚苯胺/碳纳米管的杂化材料进行了制备,并围绕此展开了相关研究,结果显示,这种材料在导电性与热稳定性方面具有比较突出的优势,并且提出聚苯胺含量与其导电性成成比例关系。

再者,还有人在无模版条件下,对含Au纳米粒子的聚苯胺纳米纤维进行了合成。首先,将Au纳米粒子的金属盐溶液掺加到含有苯胺单体,掺有杂质子酸与氧化剂的溶液中进行溶解,在辐射后,就生成了聚苯胺纳米纤维。在这一过程中,金属盐发生还原反应,生成金属纳米粒子,并在聚苯胺纳米纤维中均匀分布。有研究者还对两相法加以运用,对银/聚苯胺纳米复合材料进行合成。在主要成为为苯胺的甲苯溶液中分散银纳米粒子,而质子酸的水溶液则溶解了氧化剂;通过混合油相与水相溶液,待分层之后放置一段时间,就可以得到含银纳米粒子的聚苯胺纳米膜或聚苯胺/银纳米离子核壳结构。

最后,相关研究人员采用模板法,选择聚苯乙烯纳米胶粒,对聚苯胺/聚苯乙烯纳米微球进行制备,这种材料具有可控的结构,并且具有均一的尺寸。在具体制备中,只需要对苯胺/聚苯乙烯的重量比或掺杂剂的添加率进行更更改,就可以对微球尺寸与形状进行控制。如果按照1∶3设置苯胺/聚苯乙烯重量,那么就可以制得直径为500nm,呈球状的聚苯胺/聚苯乙烯复合粒子。

三、导电聚苯胺纳米复合材料在钢铁腐蚀防护中的应用及性能分析

1.钢铁腐蚀

目前,钢铁这种金属材料有着十分广泛的应用,而在使用过程中,钢铁也面临着腐蚀这一严重问题。根据统计,全球范围内每年由于金属腐蚀而损失近万亿美元,不只如此,钢铁腐蚀还会给人们带来灾难,因此,针对钢铁腐蚀防护技术的研究与应用具有重要的现实意义。关于钢铁的腐蚀类型,主要可以按照两种形式进行划分,一种是根据腐蚀的形态,将钢铁腐蚀分为全面腐蚀与局部腐蚀;而另一种则以一腐蚀的反应历程为依据,对钢铁腐蚀进行划分,即化学腐蚀与电化学腐蚀。

2.导电聚苯胺纳米复合材料在钢铁腐蚀防护中的应用机理

现阶段,在钢铁腐蚀防护中,聚苯胺的应用机理主要涉及到几个观点,具体阐述如:

第一,机械屏蔽作用。将聚苯胺防腐涂层设置在钢铁表面,可以通过机械屏蔽作用来对钢铁腐蚀进行裱糊。相关研究人员对电化学交流阻抗技术加以运用,围绕电化学沉积聚苯胺、对铁的腐蚀保护作用进行了研究,根据研究结果,得知如果按照1μm的厚度设置涂层,那么就会产生防腐蚀效果。

第二,导电聚苯胺对金属的阳极保护。根据相关研究,可知当聚苯胺沉积在金属表面时,会升高金属腐蚀点位,进而降低腐蚀率。相关人员提出,在3%的NaCl溶液中,本征态PANI涂层覆盖的铁电极的腐蚀点位可正向移动80mV。其次,有研究人员选择0.3M的HCl与1M的NaCl溶液浸泡覆盖了PANI涂层的碳钢,待24小时后,剥离开PANI涂层,将其在溶液中直接浸泡,然后比较并分析其阻抗值。根据分析结果,发现在没有剥落PANI涂层的碳钢在HCl中具有更大的阻抗,其次则是在NaCl中的碳钢,最后则是剥落了PANI涂层的碳钢。根据实验,可知在聚苯胺的作用下,钢铁与聚合物膜界有一层钝化膜形成,进而对阳极进行保护。此外,有研究者将聚苯胺环氧树脂涂料涂覆在低碳钢表面,然后发现金属表面变成灰色,之后对XPS加以运用,对钢铁表面进行分析,发现有含铁氧化物存在于灰色表面中。还有人利用红外光谱与XPS进行分析,得知在铁电极上涂覆聚苯胺,然后浸泡在NaCl溶液中,能够形成一个稳定性较高的三氧化二铁。聚苯胺属于共轭高分子,其氧化还原能力较强,其氧化还原点位比铁高,因此在接触接触金属的过程中,能够通过水和氧气发生反应,并形成一层致密的金属氧化膜,附着在聚苯胺-金属的界面,进而实现保护作用。

3.聚苯胺涂层性能制备及分析方法

在钢铁腐蚀防护中,导电聚苯胺防腐涂层具有较高的应用价值,其制备方法主要有两种,即共混法与共溶法。前者是以聚苯胺作为功能填料,然后结合常规涂料,例如聚氨酯、聚酯树脂等成膜物质,制成涂料;而共溶法则是在聚合物的有机溶剂中分散聚苯胺胶态粒子,形成分散液体系,然后在金属表面上进行涂覆,等溶剂挥发后就有一层涂层形成。

而在评价聚苯胺涂层性能中,则主要采用重量差法、开路循环点位分析法、电化学调流阻抗增法、光谱分析以及极化曲线法等等。以光谱分析为例,该方法可以对导电聚苯胺结构与性能加以运用,然后通过多种光谱技术研究试样,对金属腐蚀防护情况进行分析。通过对红外光谱图的应用,将官能团的吸收反映出来,进而可以通过反应性官能团的变化来研究其反应机理。鉴于此,在导电聚合物涂层的防腐机理与老化机理研究中,这种方法具有较强的适用性。

参考文献:

[1]刘少琼,于黄中,黄河等.TiO2纳米微粒对聚苯胺性能的影响[J].高等学校化学学报,2002,23(1):161-163.

[2]徐琴,冷俊,陆桂菊等.自组装法制备一维聚苯胺/金纳米复合材料及其在生物传感中的应用[J].分析化学,2009,37(z1):408.

[3]包蕾,姜继森.Fe3O4/聚苯胺纳米复合材料高能球磨法制备及其性能研究[J].功能材料,2005,36(11):1757-1761.

[4]吕秋丰,黄美荣,李新贵等.多功能性聚苯胺/聚合物纳米复合材料的制备及应用[J].河南化工,2005,22(2):1-5.

作者:胡茂琨 李甘

纳米涂料发展研究论文 篇2:

余以文: 科技,把美好的发现赋予人类生活

恰如新生儿的诞生给家人带来欣喜和希望一样,米乐清纳的问世,将为千千万万宝贝及家人送去健康和快乐!

金色的五月,一切似乎都显得十分明亮、辉煌,在首都北京,一款具有划时代意义的新型纸尿裤系列产品—米乐清纳,吸引了众多人士关注的目光!更神奇的是面层下面的那层白色纳米纤维膜—一种功能强大的新材料,用它来做纸尿裤,不仅能让尿液快速渗透,迅速吸收,还具有抗菌、抑菌、杀菌等功能,成就中国目前较好的纸尿裤产品。具体来讲它有如下独特优点:

一是亲肤性。材料质地轻、软、柔,不会刺激和摩擦皮肤,给宝宝温柔呵护。

二是均匀渗透性。纳米纤维具有均匀且快速渗透功能,使纸尿裤表面迅速干爽,让宝宝倍感舒适。

三是抑菌杀菌性。纳米颗粒有效杀菌、抗病毒,大幅度减少纸尿裤表面有害细菌,形成防护盾,呵护宝宝健康。

四是可呼吸性。米乐清纳产品薄至2mm,更有透气底膜设计,让宝宝屁屁能自由呼吸。

余以文—科技,把美好的发现赋予人类生活

一款小小的纸尿裤新品的成功问世,源于大庭集团董事长余以文先生的一个梦想:科技,把美好的发现赋予人类生活!

余以文,大庭集团创始人、法人、董事长,长江商学院工商管理(MBA)硕士。长期从事矿业、纳米技术基础与应用研究、纳米技术产业化发展研究,是第四代物理法纳米基础材料制备技术的创始人。作为国内纳米科技的领军人物,余以文先生有着丰富的人生履历,历任西安有色金属研究院第八所长、中国管理科学研究院研究员、创新研究所副所长、纳米研究中心主任、中国高科技产业化研究会特邀专家、全国工商联百名院士工作站站长。

清朗的面庞、坚毅的目光,透露出对事业的不懈追求和非凡的智慧。余以文在纳米技术领域呕心研究、无私奉献,为了民族制造业的腾飞不忘初心、执着追求,他默默无闻的努力和付出得到了行业的肯定,曾荣获2014年度中国经济人物、2014年度中国优秀企业家、2014年度科技创新奉献奖、2015年度中国优秀科技创新领军人物、2016年度“十二五”科技创新先进个人、“2017中国改革创新·十大风云人物”等荣誉。

二十余年来,大庭集团公司在余以文的带领下,打造了一支300余人的高学历国内外研发团队,围绕技术创新、材料创新、工艺创新,以市场需求为导向,独创了世界第四代纳米材料制备技术和单晶体分散保护技术,攻克了2纳米以下基础材料制备工业化生产世界性难题,研发了静电纳米镀膜、静电干粉喷涂、静电纳米纺织、节能环保、超级电容制造等一大批纳米科技工业化应用新工艺,自主研发制造了各类生产装备,引导着中国纳米科技创新的新航向。

余以文认为,“科技,就是把美好的发现赋予人类生活”。“致力于纳米技术研发,就是为了服务社会,造福人类”。为此,他们用最好的材料、最好的工艺和最好的工厂,来做许多人看不上眼的小小的纸尿裤产品;为此,他们想方设法解决引进静电纳米纺丝生产设备和专家中出现的难题;为此,他们坚持技术创新、材料创新和工艺创新,秉持“不动别人的奶酪,只为别人做加速器”的原则,不改变现有制造企业的生产、销售渠道,只在其生产环节中引入集团独有的纳米新技術,全面提高或增加产品的性能指标,从而达到合作共赢的目的,为中国制造走向世界贡献力量。

大庭集团—纳米科技创新标杆性企业

纳米技术作为最具颠覆性的技术革命之一,已成为当今世界大国争夺的战略制高点,在信息、国家安全、健康等领域发挥着重要的作用。

大庭微原纳米科技股份有限公司(简称大庭集团)成立于1993年(原名大庭矿业有限公司),是我国纳米技术产业中规模较大、技术较强的研发及生产企业之一,是一家科研、生产、销售和技术服务一体化的大型综合性生产型企业,在科技实力、产能、规模等方面均位于行业前列。公司一直致力于纳米技术的创新研究,科研成果十分显著,曾荣获国内外发明及实用专利51项,独创世界第四代纳米材料制备技术,公司所取得的1.98纳米银浆制备工业化生产突出性成果居世界领先地位(见北京市理化分析测试中心出具的中外互认检测报告,编号170721-PHY-005),仅美国NASA公司拥有同类技术。纳米功能涂料及单分散纳米晶体制备研究处于国内外前沿领域,纳米级材料单晶体分散保护技术达世界先进水平,单晶体稳定分散率达98%以上,经中科院专家鉴定,达到国际先进水平。

2017年12月15日,在“2017中国(长沙)国际纳米材料技术应用研讨会”上,中国纳米材料领域的高尖技术新成果—大庭集团纳米静电纺丝生产在长沙高新区正式启动,大庭集团不仅现场落户麓谷,还现场接获众多“橄榄枝”—与美国磁飞机技术公司(Magplane Technology, Inc.)、宁波洛客科技有限公司、中国威墅堰机车车辆工艺研究所有限公司签约,其系列产品有望为全球提供硬科技“中国样本”,受到国内外专家学者、全球湖南商会、众多知名企业的关注。

2018年1月,大庭集团凭借纳米科技领域的科研创新贡献和诚信建设,荣获“2017中国改革创新(纳米技术)示范基地”称号。

湖南大庭料宇新材料科技股份有限公司是大庭集团旗下一家控股公司,是个大手笔、大动作的实施单位。主要从事纳米静电纺织技术研究、市场应用和产品开发研究、静电纺织装备制造、产品的生产和检测。现可以生产15大系列、300多个纳米纺织单品。

项目前期技术研发投资3.7亿元人民币,其他装备及建设投资3.32亿。五月份,6台静电纳米纺丝生产线全部安装调试完成并投入生产,预计每小时可生产静电纺丝产品4800平方米,2018年预计可实现年产值约15亿,预期年利润3亿。明年计划引进静电纳米纺丝设备达15台,2020年达28台,以满足市场和广大家庭的需要。

纳米无纺布—助力大健康产业和绿色发展

米乐清新型纸尿裤系列产品的核心技术是纳米无纺布。

4月23日,在长沙麓谷高新区,在湖南大庭料宇新材料科技股份有限公司生产车间,我们见到了纳米无纺布的生产过程。伸手摸去,触感和轻纺细纱布比较相似。

看起来是一层细腻的薄膜,但如果用显微镜观察,就能看到其内部有很多小孔。这种材料的特殊性能来自其特殊结构—纤维的直径可达500-60纳米,甚至更细,这比头发丝细了几百倍,意味着其比表面积非常大,用其制成的材料也因此具备很多特殊功能。

有人隔着它抽烟,发觉香烟没什么味道了—这只是从一个侧面反映了其过滤效果。这是一种优质的过滤材料,可以很好地过滤PM2.5以及各种病毒、杂质,同时,它的通气性更好,让人呼吸起来顺畅得多。而与目前大多空气净化器中使用的HEPA(高效过滤膜)相比,在相同的过滤效果下,纳米纤维过滤膜的空气通过率更高,膜两侧压力差也更小。

今年二月,湖南省职业病防治院对大庭集团旗下子公司湖南大庭料宇新材料科技股份有限公司自主研发的纳米无纺布产品进行了多次皮肤刺激试验、急性经口毒性试验和急性经皮毒性试验,结果显示纳米无纺布产品为安全、无毒产品。

经湖南湘雅医科大学细菌实验室检测,大庭集团生产的无纺布具有抗菌抑菌功能,对真菌、大肠杆菌、黄色葡萄球菌等细菌具有显著的杀灭和抑制功能。

这一监测结果表明,纳米无纺布产品以先进的纳米科学技术,安全有效地服务于各行各业,具有革新性的伟大意义,它在生活运用上开启了新的征程,从各个领域为民众带来健康,为国家大健康产业贡献了一份力量,对实现人类的高品质健康生活具有划时代的意义。

2017年3月13日,工信部发布有关落实大健康功能性卫洁品相关文件,报道表明,无纺布产品为功能性卫洁品适用性产品,具有一定的安全性、适用性。大庭集团的无纺布技术得到权威检测后,可谓获得了市场通行证,也为下一步市场拓展做了强有力的认证说明,同时也为大健康产业高新技术板块发展增砖加瓦。

随着经济全球化的发展,人们在尽情享受现代文明成果的同时,也越来越关注自身的健康问题。积极发展大健康产业被提上国家战略高度,各行各业亟待运用创新技术打破原有业态,而纳米材料作为高精技术科技正在影响基础材料行业发展,纳米产品也在慢慢改变人们的生活品质。大庭纳米走进生活,走进千家万户,米乐清纳纸尿裤系列是大庭集团纳米产品的开山之作。

米乐清纳纸尿裤是采用目前国际先进纳米结构活性技术与专用设备进行结合,生产出来的卫洁产品。该系列运用纳米基材的自身变化以及与物体深度融合功能,并选取国内优质的辅材,让清纳系列纸尿裤拥有快速吸收、均衡液体分流的功能,同时抑菌杀菌率达99%以上,让宝宝长时间受到健康呵护。

纳米无纺布通过采用不同纳米材料制备出不同结构的无纺布,可以产生诸多不为人知的优点:具有防辐射、降噪、隐身等独特功能;可以把细小水滴(毛毛雨)挡在外面,只允许水蒸气分子透过,这正是户外运动服装和特种防护服装需要的材料特性;具有高孔隙率、低渗透阻力的特点,可以制成高通量、低能耗的便携式超滤膜纺织品(如口罩、手绢),用于户外快速净水,为军队训练、作战、森林救火、旅游、野外作业、探险、矿业等快速提供清洁水源,做好后勤保障;用作油水分离得天独厚,目前海洋石油泄漏事件都是用吸油棉处理,而如果采用这种材料吸附原油,不但效果更好,而且能大幅降低成本。

更有意义的是,纳米无纺布易降解,有利于环境保护,符合国家绿色发展的要求。

纳米纤维在民用纺织、医疗健康、节能环保、建筑、航空航天、国防等领域具有广泛的应用前景。大庭秉承“价值创新、技术创新、产品创新、管理创新”的企业发展理念,以卓越的品质、优良的服务、诚信的经营回报社会,做中国最好的纸尿裤产品。

大庭集团将以深入贯彻落实十九大精神为主线,以新的战略高度、更宽广的视野、更开放的思维,深入探讨中国纳米科技产业的创新驱动、品牌建设、发展路径、政策措施等一系列问题,凝聚各方智慧,汇聚各方力量,聚焦纳米科技应用,带动现有产业升级,尽快将科技成果转化为生产力,为学术界、产业界的交流与合作搭建平台,提供机会,跟随“一带一路”,造福全人类。

未来十年,大庭集团将继续秉承“技术创新,质量第一,引领行业,走向世界”的宗旨,“智能+制造”双轨前行,科研、制造、品牌、资金四角俱全,实现产值三步稳健增长:2020年前,在基础雄厚的地區形成产业集群,年产值达到500亿元;2022年前,形成国内产业布局,基本形成良性循环、上下游衔接配套的产业体系,年产值达到1000亿元以上;2027年前,深入发展,年产值达到2000亿元以上。总部将以辐射全国的各生产基地和产业部门为依托,融合纳米技术相关的上下游企业,形成有效的综合产业集群,最终实现东北、西北、湖南、江浙、北京五园共荣,打造纳米技术产业航母,为把我国建设成为科技强国、制造强国而做出更大贡献。

作者:牛新志 卢波

纳米涂料发展研究论文 篇3:

纳米材料

石墨烯有望成为理想的过滤器

据物理学家组织网1月5日报道,采用这种石墨烯膜,可能意味着核电站生产重水的过程会减少10倍的能量消耗,而且过程更简化、花费更便宜。

此外,研究人员发现,这种分离是完全可升级的。他们利用化学气相沉积(CVD)的石墨烯,建立了厘米大小的设备,从氘和氢混合物中有效泵出氢。

此论文的第一作者、曼大博士后研究员马塞洛洛萨达·伊达尔戈博士说:“这是首次证明在室温条件下区分亚原子粒子的第一膜。现在,我们发现它是一个完全可扩展的技术,希望能很快找到实际应用的方法。”

论文共同作者伊琳娜教授说,“我们惊讶地发现,一种膜可用于分离单独的亚原子粒子。建立这个设置非常简单,希望不仅在分析和化学示踪技术上看到这些过滤器的应用,还能有助于清理源自核废料中的放射性氚。”(科技日报)

石墨烯之后的新贵族材料——“内嵌富勒烯”

据报道,近日,英国《每日电讯报》网站报道,牛津大学的碳材料设计公司在生产“内嵌富勒烯”材料。该公司以2.2万英镑卖出了第一批200μg的“内嵌富勒烯”材料,相当于每克价值1亿英镑。有媒体将之称为世界最贵材料。

富勒烯是在石墨、钻石之后被发现的单质碳的第3种同素异形体。1985年英国化学家哈罗德·沃特尔·克罗托和美国科学家理查德·斯莫利发现了富勒烯C60,并提出了其笼型结构;1990年,德国科学家首次合成了克级C60分子。那么牛津大学科学家生产的“内嵌富勒烯”材料有何独特之处,为什么这么贵

中国科学院化学研究所研究员、科技部纳米重大科学研究计划首席科学家王春儒解释,内嵌有氮原子的内嵌富勒烯生产难、分离难、保存难,所以才特别昂贵。

牛津大学碳材料设计公司创始人、纳米材料科学家基里亚克斯·波尔菲拉基斯博士说:“内嵌富勒烯材料将被用来制造小型便携式原子钟。想象一下可以随身携带在智能手机里的微型原子钟,这是下一场手机革命。”事实上,他所说的革命应该是手机导航的革命。

据王春儒介绍,由于这种氮内嵌富勒烯材料如此昂贵,现在能应用的领域其实也很有限,必须是不可替代的应用才能够体现其价值。现在能想到的最主要的应用就是高精度定位,在其他领域很难想象的到能将这种材料用于大规模应用。

“其实十几年前,欧洲国家就曾经投入大量资金用于这种内嵌富勒烯材料的制备与分离,那时主要是用于量子计算机的研制,但是主要因为这种材料特别难制备和稳定性较差,所以一直没有付诸实用。”王春儒说,“英国科学家研发的氮内嵌富勒烯材料能够制作高精度的原子钟,理论上是有可能的。但是我认為这也不是短时间内能够实现的技术,可能还需要很长一段时间的发展,比如如何克服这种材料怕光怕热的特性,在原子钟的制备和使用中一直保持材料的稳定,至关重要。”(科技日报)

欧盟研发红外激光系统用碳纳米管材料取得进展

据报道,通过光纤激光器产生的超短脉冲光已经促进了从生物医药到微加工领域的重大进展。与基于传统半导体的系统相比,开发碳纳米管材料用于产品可以带来重要的优势。碳纳米材料,如碳纳米管(CNT),具有独特的光学特性,可在非常广泛的光谱范围根据材料的大小和形状变化进行优化。

他们在非线性光学(NLO)器件应用上很有前途,该器件主要用于光纤激光器,能够在红外(IR)光范围内产生超短脉冲。红外范围为用于环境或生物医学传感的分子结构提供了一个窗口,这对电信也很重要。欧盟资助的科学家发起的TELASENS(用于电信和传感的脉冲光纤激光器中的碳纳米管技术)项目,主要是开发碳纳米材料,用于脉冲光纤激光器中非线性光学器件。值得特别关注的是,该材料用于可饱和吸收器、非线性光学器件时,可促进激光谐振器中超短脉冲循环的产生。

该研究组目前的进展令人瞩目。结合计算机建模和物理化学实验,研究人员将碳纳米管沉积在光纤微通道和光学反射镜上,促进了新型饱和吸收器件的发展。然后将其与各种活性介质一起集成在光纤激光器上,实现在1 000~2 000nm的广泛(IR)光谱范围内产生超短脉冲。研究人员正迅速接近最终目标:高性价比光纤激光源。最终应用包括个性化医疗、新型传感器的制造和运输,以及新的光纤通信系统。同时,TELASENS项目也培养了新一代的非线性光学器件和光纤激光技术的科学家,其遗留的影响远远超越项目本身。(中国科学院)

美科学家称未来将利用纳米粒子代替抗生素治疗疾病

据俄罗斯Nebesa新闻网1月24日消息,美国科学家认为,未来将利用纳米粒子治疗疾病,抗生素将不再像如今一样受欢迎。

研究称,类似罗伊氏乳杆菌的纳米粒子未来可渗透到体内,消灭人体器官中的病原体。同时,纳米粒子还可以识别出有害细菌和有益细菌。

目前的研究显示,纳米粒子可以杀死92%对药物有抵抗力的细菌。而如果出现细菌突变,独特的纳米粒子可以在一定的光照下快速改变性能。美国科学家称,这一发现将很快用于感染性疾病的治疗。(环球网)

美科学家开发出可生产氢生物燃料的“纳米反应器”

据报道,美国印第安纳大学的研究人员开发出一种病毒样生物材料,催化形成氢,用于生产生物燃料。

生物材料或“纳米反应器”,印第安纳大学科学家描述它是将改良酶置于病毒的保护蛋白壳内,称为衣壳。

“纳米反应器”所得的催化剂比未改变形式的酶效率高150倍。从本质上讲,我们利用了病毒自身的能力,来自组装无数基因结构单元和整合非常脆弱和敏感的酶,使其能够显著吸纳质子并且释放氢,”印第安纳大学的化学家Trevor Douglas说。他补充说:“最终的结果是一个病毒样颗粒同样像高度精密的材料一样能够催化生产氢。”

用于生成酶、氢化酶的遗传物质,是2个常见菌插入保护衣壳的大肠杆菌基因,用之前美国印第安纳大学科学家的方法。2个基因分别是hyaA以及hyaB,2个基因在大肠杆菌对氢化酶的关键亚基进行编码。细菌病毒的衣壳称为噬菌体P22。

印第安纳大学研究人员表示,由此产生的生物材料,称为“P22-Hyd”,不仅比一成不变的酶更有效,也在常温下通过一个简单的发酵过程产生的。

在一份声明中,研究人员说:“这种材料的生产比目前使用的其他材料制造燃料更便宜和更环保。”

“这种材料堪比铂金,它的真正的可再生,”Douglas解释。“你不需要挖掘它,你可以在常温下大规模利用发酵技术生产,它是可生物降解的。这是一个非常绿色环保工艺过程,产生一种非常高端的可持续材料。”(全球先进生物能源资讯)

同济大学石墨烯-碳纳米管研究取得重要成果

据报道,同济大学声子学与热能科学中心陈杰研究员与瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH) Koumoutsakos教授研究小组合作,提出了一种显著提高石墨烯层间导热性能的新方法:用sp2共价键(强相互作用)来代替石墨烯层间范德华力(弱相互作用),构造无缝连接的石墨烯-碳纳米管混合结构。

通过计算机模拟,该团队发现相比于范德华相互作用,共价键连接极大地提高了石墨烯中的晶格振动模式(声子)在垂直方向的传输系数,使得该混合结构沿垂直方向的热导率比相同厚度的多层石墨烯高出2个数量级,并且该混合结构的热阻比最先进的导热界面材料低3个数量级。因此,该混合结构既能通过石墨烯提供良好的接触面,降低接触热阻,同时具有优异的垂直方向导热性能,是理想的导热界面材料。最后,该团队还展示了通过流体将固体混合结构中的热量移除,提供了一种基于石墨烯-碳纳米管混合结构冷却高温表面的可行方案。(同济大学)

全国首家纳米技术领域侨联成立

据报道,1月23日,苏州纳米城侨界联合会在苏州工业园区成立,该侨联是全国首家纳米技术领域的侨联,致力于推动纳米技术领域侨资、海外高层次人才与归国留学人员创新创业。

据了解,苏州纳米城侨界联合会是国内首家由高科技产业园区发起组建的侨联,由苏州纳米科技发展有限公司联合苏州工业园区纳米技术领域侨界企业,依据《苏州工业园区侨界联合会章程》组建而成。

“苏州纳米城侨联旨在充分发挥侨联的桥梁和纽带作用,帮助侨界人才实现‘创新报国、创业兴邦’的理想,将促进以纳米技术为引领的战略性新兴产业的发展,为推动园区产业转型升级做出新的贡献。”苏州纳米城侨界联合会主席、苏州纳米科技发展有限公司副总裁张峰说。

此前,苏州纳米城已先后设立苏州纳米城侨联工作站、侨界精英论坛基地以及中国科协海智计划苏州纳米城工作站,2015年9月被江苏省侨联定为江苏省侨界人才创新创业基地。(新华网)

新华石墨烯发展研究院在常州挂牌成立

据报道,1月16日,由新华社、武进区政府和江南石墨烯研究院共同发起设立的“新华石墨烯发展研究院”,在西太湖科技产业园成立。

新华石墨烯发展研究院将立足于国家战略层面,积极开展石墨烯指数与衍生产品的研发、发布与服务,石墨烯产业发展专题研究,为石墨烯企业提供专业信息和决策服务,为国家和地方政府制定产业政策提供决策服务,开展技术交流与交易服务,建设石墨烯产业生态园,打造全球首个业界对话高端平台。新华石墨烯发展研究院将编制发布《中国石墨烯年度发展报告》,全面提升常州石墨烯品牌的影响力。

当天,21个石墨烯项目集中签约落户西太湖,总投资超10亿元。其中,泰富石墨烯电池项目一期投资5亿元,建成后将成为全球首家石墨烯电源大规模产业化示范基地;弘汇气凝胶项目总投资3.5亿元,建成后将成为全球最大的气凝胶新材料产业基地。

武进区委书记周斌表示,西太湖瞄准“东方碳谷”定位,在石墨烯技术研发及产业化方向始终保持全国领先水平。此次集中签约后,石墨烯科技产业园累计入驻企业超过70家,涉及原材料制备、石墨烯涂料、锂电材料、超容材料、智能穿戴材料等20多个应用领域,形成了全产业链条。(常州日报)

国家创新基金项目“纳米碳纤维原位增强炭砖”顺利通过验收

據报道,中冶南方邯郸武彭新材料炉衬有限公司是一家专业从事新型炭质炉衬材料生产和研究的高新技术企业。日前,该公司承担的国家科技型中小企业技术创新基金项目“纳米碳纤维原位增强炭砖”顺利通过验收。

该项目通过原位生产技术,使炭砖在热处理过程中在原位形成碳纳米纤维/碳纳米管、碳化物纳米纤维等物相,使炭砖的微孔化和导热等性能得到改善,导热系数提升到15W/(m·k),耐压强度达到30MPa,1μm的气孔达到 70%,同时可使高炉寿命由原来的5~8年提高至10~15年。该产品可替代进口产品,有效降低高炉建设成本。

该公司注重新产品研发工作,不断加大科技投入,近3年来共投入研发资金1 746.43万元,以中冶南方工程技术有限公司为技术后盾,武汉科技大学为合作伙伴,在公司内部成立了科技研发中心,目前已开发完成新型半石墨炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖及高导炭素捣打料等新产品,并广泛应用于国内外钢铁企业。(河北省人民政府网站)

石墨烯超强电池亟待转化成生产力

据报道,近期,中国科学家在石墨烯应用研究方面又取得了重大成果,一种闪充长续航石墨烯超强电池在中科院上海硅酸盐所研制成功。这种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯,电化学储能性极佳,可用作电动车的“超强电池”:充电只需7s,即可续航35km,具有功率密度高、循环寿命长、无毒、环保、价格低廉、安全可靠等特点。相关研究成果已于2015年12月18日发表在期刊《科学》上。

这对于新能源汽车行业来说,可说是一项重大性技术突破。长期以来,电池的储能容量不大、续航能力差、充电时间过长,是困扰新能源汽车发展的技术性难题,也是影响新能源汽车销售、推广的一大因素。而石墨烯超强电池的诞生,将使这些问题迎刃而解。

众所周知,近年来,出于对环境保护、减排汽车尾气的需要,以及破解日益紧张的能源供应问题,世界上不少国家在新能源研究方面投入了大量的人力物力,其中新能源汽车的研制是一大重点,全球各大汽车品牌制造商都试图在新能源汽车市场中抢占制高点。中国在这方面也不甘落后,从研发到推广都不遗余力,且已超越美国成为世界第一大新能源汽车销售市场。如今,石墨烯超强电池的研制成功,可为中国的新能源汽车制造再添强劲翅膀,如果有关方面尽快组织力量、创造条件,使这种技术成果加速转化成生产力,那么中国将在新能源汽车上领先世界同行一大步。这是机不可失、时不再来的大好机会。一旦把握好了这一机会,如同高铁一样,中国将在新能源汽车制造上再创一张世界性的名牌,同时也可为“中国智造”增加一大亮点。

在科技日新月异的时代潮流中,高端科技发明十分重要;而重大的技术成果研究出来了,将其转化成实际生产力,抢占市场先机,尽快产生强大的经济效益,同样至关重要。中国每年的技术发明很多,而真正能够转化成生产力的比例究竟有多少,这是值得有关部门重视和解决的问题。(信息时报)

甘肃省规划建设百条金属纳米粉体新材料生产线

据报道,1月8日上午,甘肃省科学院与深圳前海兆和资产管理有限公司在兰州签约,双方将共同在甘肃省建立集纳米粉体研发、生产、应用与销售为一体的高新科技企业。该项目总投资10亿元,规划建设百条金属纳米粉体新材料生产线。

据介绍,该项目基于理化气固法纳米粉体材料生产技术而立项。这一国际先进技术由省科学院教授闫鹏勋团队研发,是目前国际上唯一真正实现大批量工业化生产各类纳米粉体的技术。历经16年的改进完善,目前,纳米粉体工业化生产设备已更新到第7代,并成功研制出十多条不同系列的生产线,可大批量生产多种金属、复合物和半导体纳米粉体材料,使我国纳米粉体制备技术走在了世界前列。

据了解,纳米粉体材料在军工、航空航天等领域有着广泛用途,但由于技术原因,目前国际价格居高不下,工业化应用程度较低。理化气固法纳米粉体材料生产技术的发明完善,为国际纳米粉体材料的广泛应用提供了可能。预计未来10年,纳米粉体材料将会在全球形成数千亿美元的市场。(甘肃日报)

长春工业大学“材料成型与微纳粉体工程研究中心”遴选为省级工程研究中心

据报道,近日,长春工业大学材料科学与工程学院赵占奎教授负责的“材料成型与微纳粉体工程研究中心”遴选为吉林省高校工程研究中心,建设期为4年。

此次遴选是省教育厅贯彻落实《中共吉林省委吉林省人民政府关于建设高等教育强省的意见》精神,通过省级重点科研平台建设,促进高校学科建设、人才培养和科学研究,进而推动吉林省高等教育的改革与发展,进一步突显吉林省高校的学科优势和特色,增强高校综合竞争力和服务经济社会的能力。

材料科学与工程学院“材料成型与微纳粉体工程研究中心”遴选为吉林省高校工程研究中心,将进一步发挥该院在高效铁芯、微纳粉体与粉末冶金、焊接成型与控制、特种钢板等领域的研究特色,突出成果转化与应用,完善高层次科研平台架构,必将显著提高我院支撑和服務吉林省汽车、轨道客车、装备制造等地方支柱产业及新能源、电力电子、3D打印等战略性新兴产业的能力,突出对省域经济的核心创新驱动作用。该学院将会同学校相关部门,以此为依托,切实落实各项建设措施,努力把“材料成型与微纳粉体工程研究中心”建设成为开展高水平科学研究、成果转化、学术交流和高层次人才培养的省内一流平台和基地。(长春工业大学)

陕西中科纳米获安康市首家“新三板”挂牌批文

据报道,近日,陕西中科纳米材料股份有限公司正式获全国中小企业股份转让系统(新三板)挂牌批文,将于近期在“新三板”正式挂牌。这是安康市首家在“新三板”成功挂牌的企业,为安康市中小企业进入多层次资本市场开了先河,也为推动更多的企业进入资本市场进行直接融资、激发产业发展活力、加快县域经济转型升级,具有十分重要的示范带动作用。

据了解,陕西中科纳米材料股份有限公司始建于1998年5月,以纳米氧化锌材料及其应用产品的研发、生产和销售为主,是目前国内最大的纳米氧化锌生产供应商之一。该企业通过自主创新,先后取得了5项国家级实用技术型专利、2项省级科技成果,先后2次荣获陕西省“高新技术企业”称号、2014年获得“中国氧化锌十强企业”殊荣;其产品也先后荣获“国家级重点新产品奖”、“陕西省名牌产品”、“陕西省‘专精特新’产品”、“威特牌”纳米氧化锌多次荣获“陕西省著名商标”称号。该公司于2014年5月正式启动“新三板”挂牌申请工作,于2015年12月15日获挂牌批文。(安康日报)

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