新型材料

新型耐火“宣紙”

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，針對(duì)傳統(tǒng)宣紙存在的問題，以無機(jī)納米材料——羥基磷灰石超長納米線為主要構(gòu)建材料，成功研制出新型耐火“宣紙”，該“宣紙”具有易于書寫性，優(yōu)異的潤墨性、抗霉性、耐久性、耐高溫性和耐火性等性能，相關(guān)成果發(fā)表于ACS Sustainable Chemistry & Engineering。新型耐火“宣紙”具有優(yōu)異的耐高溫和耐火性能，長時(shí)間在火中灼燒也不會(huì)燃燒并保持完好。此外，新型耐火“宣紙”的制備只需3至4天，制備周期短，制備效率高。新型耐火“宣紙”有望作為耐高溫、耐火書法繪畫紙，應(yīng)用于保護(hù)珍貴的藝術(shù)作品和重要文件免于火災(zāi)的損毀。

傳統(tǒng)宣紙?jiān)诨鹬袔酌腌娂纯焖偃紵癁榛覡a；而新型“耐火宣紙”白度高，具有優(yōu)異的耐高溫、耐火性能，長時(shí)間在火中灼燒也不會(huì)燃燒（圖片來源于中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所）

新型“耐火宣紙”具有獨(dú)特的潤墨性能（圖片來源于中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所）

電子顯微學(xué)研究發(fā)現(xiàn)固態(tài)物質(zhì)新結(jié)構(gòu)

中國科學(xué)院金屬研究所陳春林研究員與日本東京大學(xué)Yuichi Ikuhara教授、重慶大學(xué)尹德強(qiáng)副教授等合作，在陶瓷材料中發(fā)現(xiàn)了區(qū)別于晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體的固態(tài)物質(zhì)新結(jié)構(gòu)：一維有序結(jié)構(gòu)（或稱為一維有序晶體）。相關(guān)論文發(fā)表于Nature Materials。固態(tài)物質(zhì)按其微觀結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性可分為三大類：晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體。晶體具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和平移對(duì)稱性，其原子有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列。準(zhǔn)晶體具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，但不具有平移對(duì)稱性。準(zhǔn)晶體的原子排列具有長程有序，但不具有三維平移周期性。非晶體不具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性和平移對(duì)稱性，其原子排列不具有長程有序。新發(fā)現(xiàn)的一維有序晶體更新了對(duì)固態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。

制備負(fù)載有單原子金屬位點(diǎn)的三維多孔碳骨架復(fù)合材料及其應(yīng)用

北京大學(xué)工學(xué)院鄒如強(qiáng)課題組報(bào)道了關(guān)于負(fù)載有單原子金屬位點(diǎn)的三維多孔碳骨架復(fù)合材料的制備，以及其在燃料電池氧還原催化的應(yīng)用。相關(guān)論文發(fā)表于Angewandte Chemie。科研人員制備出負(fù)載有單原子金屬位點(diǎn)的大尺寸的三維MOF衍生材料。當(dāng)作為催化劑用于燃料電池中氧還原反應(yīng)時(shí)，該材料表現(xiàn)出優(yōu)于商業(yè)Pt/C的高性能。燃料電池作為新能源器件，因其能量密度高、產(chǎn)物零污染而備受關(guān)注。金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）是由金屬位點(diǎn)及有機(jī)配體通過周期性配位而形成的一種新型多孔材料。該材料具有較高的比表面積、規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)及可控的成分組成，被廣泛應(yīng)用于氣體的吸附及分離、傳感、催化等領(lǐng)域。

二維材料的摩擦學(xué)行為：從機(jī)制到調(diào)控策略

清華大學(xué)航天航空學(xué)院李群仰副教授團(tuán)隊(duì)與合作者系統(tǒng)回顧了二維材料摩擦學(xué)研究的最新進(jìn)展，并對(duì)二維材料在潤滑領(lǐng)域的潛在應(yīng)用和研究方向進(jìn)行了展望。研究論文發(fā)表于Materials Today。該文章綜述了以石墨烯為主的二維材料摩擦和磨損研究的最新進(jìn)展。分別從層間滑動(dòng)和表面滑動(dòng)的角度，對(duì)二維材料獨(dú)特的摩擦行為及其背后的微觀物理機(jī)制進(jìn)行了綜述；同時(shí)還重點(diǎn)介紹了若干種影響和調(diào)控二維材料表面摩擦性能的典型方法和策略，以及二維材料的磨損行為及其失效模式。最后，對(duì)二維材料摩擦研究進(jìn)行了小結(jié)，并展望了該領(lǐng)域仍待研究的若干方向。

親疏水復(fù)合敷料用于促進(jìn)傷口愈合

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生材料與界面科學(xué)實(shí)驗(yàn)室王樹濤研究團(tuán)隊(duì)研制了一種由親水微米纖維網(wǎng)絡(luò)與疏水納米纖維陣列復(fù)合的傷口敷料，該敷料可以單向地將生物流體從疏水側(cè)泵到親水側(cè)，有效地泵出傷口周圍多余生物流體。相關(guān)研究成果發(fā)表于Advanced Materials。傷口敷料在傷口周圍微環(huán)境的生物流體管理中起著至關(guān)重要的作用，直接影響傷口愈合。在大鼠皮膚缺損傷口感染模型中，親疏水復(fù)合敷料顯示出相比傳統(tǒng)敷料更快的傷口愈合速率。這種親疏水復(fù)合敷料為未來傷口敷料設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供了新思路，有望在現(xiàn)有傳統(tǒng)親水/吸水敷料制備的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的改進(jìn)與升級(jí)，快速推廣應(yīng)用于臨床，加快傷口愈合，減輕患者痛苦。

（a）親疏水復(fù)合敷料的設(shè)計(jì)；（b）親疏水復(fù)合敷料相比；（c）傳統(tǒng)敷料有效地泵出傷口周圍多余的生物流體（圖片來源于中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所）。

（i）銀—親疏水復(fù)合敷料和（ii）親疏水復(fù)合敷料比（iii）傳統(tǒng)敷料具有促進(jìn)傷口愈合的效果（中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所）

石墨烯基宏觀體構(gòu)建與制備

哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木學(xué)院鐘晶課題組與來自國內(nèi)外科研院所、高校的科研人員合作，在石墨烯基宏觀體構(gòu)建與制備方面取得系列成果。研究成果分別發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會(huì)—納米》和Nature Communications。針對(duì)限制石墨烯高分子防腐涂料性能提升的瓶頸問題，即石墨烯難以分散與空間分布難以控制等問題，提出了基于貝殼仿生結(jié)構(gòu)的防腐策略。針對(duì)石墨烯難以大規(guī)模有效定向與致密組裝問題，提出利用離心澆鑄法在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力與剪切應(yīng)力實(shí)現(xiàn)二維材料的高效大規(guī)模的高度定向及致密組裝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯薄膜以及石墨烯復(fù)合材料的高效制備，并展現(xiàn)出極為優(yōu)越的性能。

相變過程中材料熱導(dǎo)率的研究

中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所史迅研究員、陳立東研究員、曾華榮研究員、仇鵬飛副研究員與美國科羅拉多大學(xué)/華中科技大學(xué)楊榮貴教授合作，基于對(duì)經(jīng)典熱輸運(yùn)方程的校正，清晰闡述了相變過程中吸放熱對(duì)熱流傳輸?shù)挠绊懀l(fā)現(xiàn)相變除了可以影響材料的熱容外，還會(huì)顯著地導(dǎo)致材料熱擴(kuò)散系數(shù)降低這一實(shí)驗(yàn)假象，相變速度越快，熱擴(kuò)散系數(shù)降低的假象越嚴(yán)重。因此，材料相變時(shí)的真實(shí)熱導(dǎo)率需要同時(shí)移除額外增加的熱容和降低的熱擴(kuò)散系數(shù)的貢獻(xiàn)。相關(guān)研究成果發(fā)表于Advance Materials。具有高熱導(dǎo)率的材料常在散熱方面用途廣泛，而具有低熱導(dǎo)率的材料則主要應(yīng)用于隔熱領(lǐng)域。

3D打印熱固性材料領(lǐng)域研究進(jìn)展

東華大學(xué)纖維材料改性重點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室游正偉教授團(tuán)隊(duì)在3D打印熱固性材料領(lǐng)域取得進(jìn)展，系列成果分別發(fā)表于Materials Horizons和Advanced Functional Materials。3D打印技術(shù)是近年來新興的先進(jìn)加工手段，因其可快速高效地制造精細(xì)復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，方便個(gè)性化定制等特點(diǎn)，在諸多領(lǐng)域均展示出良好的應(yīng)用前景。研究團(tuán)隊(duì)開展了一種3D打印熱固性材料的通用策略及其多樣化應(yīng)用的研究，將鹽粒和熱固性材料預(yù)聚物結(jié)合為可3D打印的“復(fù)合墨水”。開展3D打印一體定制彈性可持續(xù)的面向可穿戴電子設(shè)備的摩擦納米發(fā)電機(jī)的研究，實(shí)現(xiàn)摩擦納米發(fā)電機(jī)3D打印一體成型。