动态资讯
公司动态
行业资讯
当前位置:首页 - 动态资讯  - 行业资讯
科技简讯2018-010
更新时间:2019-01-08 13:20:49    点击:2104次

 

 

1、    能隔火能滤水的海绵陶瓷

陶瓷以耐高温而闻名,但致命的缺点是一旦形状发生变化就会破裂。中外科学家利用陶瓷纳米纤维制备出一种海绵状新材料,不仅超轻、耐热,其制备过程也快速经济,有望用于制作消防服和水净化等领域。相关研究成果发表在近期的《科学·进展》上。清华大学材料学院副教授伍晖6月11日接受科技日报记者采访时表示,纳米纤维一般通过静电纺丝或3D激光打印等工艺进行生产,前者不适合于将纳米纤维组建成为三维结构;后者则耗时较多,成本较高。

研究团队用廉价高效的气流纺丝技术,通过高速的气流将陶瓷前驱体溶液拉伸为纳米纤维,并用一种多孔收集器将其收集组建成为海绵结构,加热除掉前驱体中的高分子与溶剂,以得到一个由相互缠结的陶瓷纳米纤维组成的海绵。这种新型材料可以像棉花糖一样又轻又软,即便被压扁仍可以反弹回近似原始形态,且不会被损坏。

在实验室测试中,将一片花瓣放置在由二氧化锆陶瓷制成的7毫米厚的海绵上,海绵底部以400℃加热10分钟后,花瓣仍完好无损,而用普通结构的陶瓷材料来隔热的话,花瓣早就焦了。因此,该材料可用于制作消防服等耐热柔性绝缘材料。

这种海绵陶瓷利用其多孔性与光催化活性,当其被有机污染物染色时,在光照下仅用15分钟就可以将污染物分解掉,现在水过滤技术中所用的过滤材料大多是粉末状,难以重复利用,这种新型材料则具有便于回收和重复使用的优势。

                                                                                                                                                 ————中国科学院

 

2、    可高效分解二氧化碳的新型催化剂

——将之转换成一氧化碳和氧气的效率达90%

长期以来,科学家们一直梦想模仿光合作用,用太阳光的能量,从二氧化碳和水中攫取烃燃料。据《科学》杂志6月7日报道,瑞士联邦理工学院的化学家团队,能让一种廉价的新型化学催化剂以创纪录的效率工作,使之高效利用太阳能电池的电力,将二氧化碳分解为富含能量的一氧化碳和氧气。

报道称,当二氧化碳分解成一氧化碳和氧气时,转化过程开始,一氧化碳可以继续与氢气结合,形成各种碳氢化合物燃料。例如,为每个一氧化碳添加4个氢原子,就可以生成为新能源汽车提供动力的燃料甲醇。

过去20年中,研究人员已经发现了许多催化剂,其中最好的一种,是比较便宜的氧化铜,但迈克尔·格雷泽尔带领的团队偶然发现,用铜和锡氧化物制成的新催化剂,不会像氧化铜催化剂那样分解过多的水,得到的产物也几乎是纯一氧化碳。

据这一发表在本周《自然·能源》上的新进展阐述,为提高催化剂的转化效率,研究团队重新制作了具有很大表面积的氧化铜纳米线电极,并用单一原子厚度的锡层覆盖。研究表明,得到的催化剂能将90%的二氧化碳转化为一氧化碳、氧气和其他副产品,创下新纪录。

业内专家认为,虽然这种转换生产的价格还不足以与化石燃料竞争,但或许有一天,它能引领从太阳、水和二氧化碳中,制取重要的无限量液体燃料的方法,并进一步推动在化学燃料中储存可再生能源的发展。
                                                                                                                                                       ————中国科学院


3、    高性能紧凑型柔性热电模块

热电模块能把产生于自然热源(如太阳能或地热能)的热能和工业、生活废热直接转换为有价值的电能,实现能源的循环利用,也可用于固态制冷,在能源危机和环境污染日益严重的今天,具有重大的意义。面对传统无机热电材料存在的不足,对环境友好且价格低廉的新型柔性热电材料引起了研究者的巨大关注。 

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室基于直接生长的具有连续网状结构的单壁碳纳米管薄膜研制出热电性质优异的柔性n型薄膜,并设计了一种具有独特结构优势的紧凑型的柔性热电模块(中国发明专利申请号:201610703927.0),充分整合p、n型碳纳米管薄膜的热电性能达到最优化。其中p型碳纳米管薄膜直接采用了该课题组制备出的连续网络碳纳米管薄膜,这是一种理想的绿色、柔性热电材料,拥有优异的p型热电功率因子(室温下最大值为2482 μW m-1 K-2),是目前文献报道的最高值之一, 

他们通过滴涂聚乙烯亚胺(PEI)的乙醇溶液,使得PEI分子在能够很好浸润碳纳米管网络的乙醇携带下均匀地包覆在了碳纳米管管束的表面,不仅实现了高效的电子转移,使得原始p型的碳纳米管薄膜在无损的情况下迅速转变为n型,同时PEI的均匀包覆有效形成了防止n型性能退化的保护层,因此制备的n型碳纳米管薄膜最优功率因子达1500 μW m-1 K-2,是目前文献报道的最高值;在此基础上,利用连续生长的大面积碳纳米管薄膜和局域掺杂工艺,设计并成功制备了一种结构连续、尺寸紧凑的柔性热电模块。所得到的热电模块有着杰出的性能,明显优于之前报道的柔性热电器件在相似测试条件下的结果。该项研究中的碳纳米管连续网络基热电薄膜及紧凑式热电模块在便携式和柔性热电转换与新颖的传感领域展现了诱人的应用前景,并为工业化制备柔性热电模块提供了启示,为柔性热电模块走向商业化开启了大门。
                                                                                                                                                              ————科学网


4、    柔性应变传感器

随着科学技术的快速发展,传感器在生物医学检测、智能机器人、柔性显示、可穿戴设备等领域得到了广泛的应用,这些领域往往需要传感器具有可弯曲、可拉伸的特点,能够满足贴附在各种不规则的表面上的需求。此外,一个好的应变传感器还应具有高灵敏度(GF)、低电阻值的特性。GF太低意味着传感器探测应变时由于变化量小容易出现信号误差,电阻值过大意味着需要配备高精密且昂贵的测试仪器。

目前研究的柔性应变传感器敏感材料通常有两类:一类是以银、碳管、石墨烯等导电材料为应变敏感材料的传感器,该类传感器具备低的电阻值,同时GF也很低;另一类是以半导体材料为应变敏感材料的传感器,该类传感器具备高的GF,但是电阻也很高。这两类传感器在商业应用中都受到了一定的限制。因此,设计一种电阻低、GF高的柔性传感器迫在眉睫。

聚苯胺(PANI)是一种导电高分子材料,经质子酸掺杂后的电导率处于金属与半导体之间,并且可以随着酸掺杂浓度而改变,因此将聚苯胺与弹性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)结合有望达到电阻低、GF高的要求。基于此,课题组博士宫欣欣和副研究员方明等采用PANI为导电层,PDMS为弹性层制备了PANI/PDMS复合薄膜柔性应变传感器,并对该传感器的性能进行了研究。实验结果表明,PANI/PDMS复合薄膜传感器具备一定的柔性,可以拉伸至50%的应变量,GF值最高可以达到54,远高于其它材料构筑的柔性应变传感器,同时具备优秀的循环稳定性,在监测人体活动中具备潜在的应用前景。

                                      ————科学网

 

5、     站立石墨烯微型超级电容器

近日,中科院大连化物所吴忠帅研究员与包信和院士、中科院物理研究所郭丽伟研究员合作,采用高温热解SiC法制备出高堆叠密度、单取向阵列、直接键合基底的站立石墨烯,并将其应用于高功率微型超级电容器。相关研究成果发表在美国化学会纳米期刊上。

多功能集成电路的不断发展增加了对小型化、集成化微纳储能系统的需求。微型超级电容器因具有轻量化、厚度薄、体积小、高功率密度、长循环寿命和快速频率响应等优点,受到广泛关注。其中,设计和构筑非常规、结构有序定向、高离子-电子混合导电、强界面键合的电极材料是发展高功率储能器件重要的研究方向之一。

研究人员利用高温热解SiC基底方法制备出高堆叠密度、高导电、单一取向的站立石墨烯阵列。与传统电极材料相比,该阵列直接生长在导电SiC基底上,在电极材料与集流体之间形成较强的界面键合作用,并建立了有效的离子和电子传输通道。电解液离子可沿着站立石墨烯平面无障碍快速移动,有效缩短了电解液离子路径,同时,电子从石墨烯平面到集流体实现了快速传输及其存储。采用该阵列的微型超级电容器在凝胶和离子液体电解液中均表现出较高的面容量、快速的频率响应(9毫秒)、优异的循环稳定性以及超高扫描速率(200V/s)。该超级电容器功率密度达到61W/cm3,理论上可为小型化、集成化电子设备提供足够的峰值功率。上述工作为发展强界面键合电极材料应用于高功率超级电容器提供了新方法。

                                                                                                                                                       ————科学网


6、    日本公司研发太阳能电池 将转换效率突破至26.3%

一家名为 Kaneka 的日本太阳能公司研发出了一款薄层硅制成的太阳能电池,将转换效率提升至了 26.3%,比原来的最高转换效率纪录 25.6% 高了 0.7%。

硅基太阳能电池理论上的转换效率极限为 29%,但在日常实践中,实际转换效率都只在 20% 附近徘徊。Kaneka 的研究人员对理论和实践之间流失掉的能量进行了研究观察,以便找出达到 29% 理论转换效率极限值的方法。

为使能量流失率达到最小,研究人员用薄膜异质结造出了一个 180.4 平方厘米的太阳能电池,在电池背部放置低电阻电极,将前部收集的光子数量最大化,电池的前部有一层非晶硅和抗反射层涂层,保护电池元件和更有效率的收集光子。

研究人员表示,研究的下一步方向便是要将这些单个太阳能电池拼装成一个可以商用太阳能电池板。而这样一块太阳能板的造价会是多少尚不清楚。

                                                ————科技世界网


                                       

7、    智能灯泡变色 可预警空气污染

日前,美国肯塔基州(Kentucky)的最大城市——路易斯维尔(Louisville)推出了IFTTT平台,使智能家居更智能。该市市长Greg Fischer对此表示,该平台可以将公共空气质量数据直接连接到智能家居设备和其他智能产品,帮助市民获取最新的空气质量信息。例如,市民将IFTTT 平台与飞利浦 Hue 智能灯泡连接,若发现灯光变红,则表示当日空气质量不佳,以此提示居民出行需做好防护措施。此外,IFTTT平台也可以通过发送短信获取空气质量警报,甚至可以下载日志文件到Google Drive云端硬盘。

IFTTT平台作为打造路易斯维尔智慧城市的一部分,旨在为市民免费提供更多的数据和更好的服务。该项目负责人Grace Simrall表示,我们致力于让市民享用全新的数据和技术,为市民提供更加直观、便利、公平的服务。目前,该平台只为市民提供空气质量数据,但计划不久之后,向市民开通Smart Louisville频道,提供其他市政数据。

                                       ————科技世界网


上一篇: 科技简讯2018-011
下一篇: 科技简讯2018-009
版权所有:西安中科麦特电子技术设备有限公司
建站/推广/维护/安全:利友科技 陕ICP备05004189号