化工新型材料

日本研發(fā)出世界第一款碳纖維增強復(fù)合材料超輕泵

據(jù)報道，日本浪速泵制造所日前開發(fā)了一款由碳纖維增強復(fù)合材料（CFRP）制成的超輕型船用泵。這款高耐用性的船用泵也是“世界第一款”。它是為川崎重工制造的水翼噴射船“SEVEN ISLANDS YUI”提供的。

該CFRP泵的研發(fā)得到了日本財團和日本舶用工業(yè)會的資助。這項撥款于2014年啟動，是專門為發(fā)展輕質(zhì)復(fù)合材料泵的技術(shù)而設(shè)立的。在得知這個新建項目后，浪速泵制造所建議用其最新開發(fā)的CFRP模式來代替“傳統(tǒng)”鋁泵。它超輕重量通常是用于海船的標(biāo)準(zhǔn)青銅鑄造泵重量的四分之一（1/4）。同時，CFRP泵的耐用性和可維護性也是以往安裝在川崎JetFoil系列上的鋁制泵無法比擬的。

經(jīng)過反復(fù)進行的大量組件測試，證實其可以承受最苛刻的使用環(huán)境，從而達到所需的耐壓性和耐用性。浪速泵與客戶川崎重工以及船舶運營商東海汽船緊密合作進行了為期兩年的開發(fā)工作，于2020年6月30日交付了該船舶?！癝EVEN ISLANDSYU I”將在竹芝（東京）與伊豆島地區(qū)之間的航線上進行客運。

川崎重工計劃在未來的川崎水翼噴射船系列改造中也安裝這種CFRP泵。浪速CFRP泵已經(jīng)成為浪速不斷發(fā)展的產(chǎn)品系列中的又一個成員。高耐用性和超輕量化泵的研發(fā)仍在繼續(xù)。（JEC）

德國研究聯(lián)合會資助量子材料領(lǐng)域特別研究項目

據(jù)報道，德國研究聯(lián)合會（DFG）計劃將在4年內(nèi)資助跨區(qū)域合作研究中心（sFB TRR）特別領(lǐng)域研究（sFB）項目——“物質(zhì)的電子量子態(tài)彈性調(diào)整和彈性反應(yīng)”約1000萬歐元。項目所研究的量子材料通過彈性變形其性質(zhì)可以發(fā)生根本性改變，牽頭單位為法蘭克福大學(xué)。

量子材料的物理特性只能借助量子理論來解釋，如超導(dǎo)性，即在臨界溫度下電阻消失。具有易于調(diào)節(jié)電子特性的量子材料是未來量子技術(shù)的關(guān)鍵。許多材料通過改變其電子或磁性特性而對機械變形做出反應(yīng)。例如在特定氧化物或針對高溫超導(dǎo)體在超導(dǎo)躍階溫度下機械誘導(dǎo)倍增，而一些材料具有特殊超彈性，可恢復(fù)達到近20%的延伸率。

參與該項目單位除法蘭克福大學(xué)、卡爾斯魯厄理工學(xué)院，還包括美因茨大學(xué)、馬克斯·普朗克聚合物研究所、馬克斯·普朗克固體化學(xué)物理學(xué)研究所。

德國研究聯(lián)合會總共設(shè)立了10個特別研究領(lǐng)域（sFB），其中6個屬擴區(qū)域合作研究中心SFB/TRR（即項目由多所高校聯(lián)合申請），新的SFB將從2020年7月1日開始，為期4年，合計資助金額達1.14億歐元。（科技部）

科學(xué)家設(shè)計出新型高韌性復(fù)合材料

據(jù)報道，受自然界“螳螂蝦錘擊貝殼”的捕食現(xiàn)象啟發(fā)，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授倪勇、教授何陵輝研究團隊與合作者將螳螂蝦內(nèi)的“扭轉(zhuǎn)”結(jié)構(gòu)與貝殼珍珠層內(nèi)的“磚泥”交錯結(jié)構(gòu)相結(jié)合，利用3D打印技術(shù)設(shè)計了一種高斷裂韌性和對裂紋取向不敏感的非連續(xù)纖維扭轉(zhuǎn)復(fù)合結(jié)構(gòu)，并提出斷裂力學(xué)模型揭示了裂紋取向不敏感、裂紋扭轉(zhuǎn)和纖維橋聯(lián)協(xié)同的增韌機制，給出了具有最優(yōu)斷裂韌性的此類復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計策略。

中國科大研究團隊將“扭轉(zhuǎn)”結(jié)構(gòu)與“磚泥”交錯結(jié)構(gòu)組合，3D打印設(shè)計了一種非連續(xù)纖維扭轉(zhuǎn)（DFB）復(fù)合結(jié)構(gòu)。實驗表明，該結(jié)構(gòu)優(yōu)異的斷裂耗能對初始裂紋取向不敏感，同時在臨界螺旋角下斷裂耗能最優(yōu)。斷裂力學(xué)分析表明，對裂紋取向不敏感的高斷裂韌性，源于DFB結(jié)構(gòu)中的裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)協(xié)同的混合增韌機制;存在臨界螺旋角，裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)模式間的協(xié)同導(dǎo)致最優(yōu)斷裂耗能。通過調(diào)控螺旋角、纖維長度、扭轉(zhuǎn)角分布和橋聯(lián)韌性參數(shù)，可實現(xiàn)適應(yīng)各方向載荷的高韌性纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計。

該工作不僅揭示了生物材料優(yōu)異斷裂韌性的一種微結(jié)構(gòu)起源，也為高性能先進復(fù)合材料制備提供了新的仿生設(shè)計思路。（中國科學(xué)報）

新技術(shù)能讓二氧化碳捕集材料“深呼吸”

據(jù)報道，日前，天津大學(xué)大氣環(huán)境與生物能源團隊針對“膜分離法捕集二氧化碳”取得重大進展，成功研發(fā)出新型混合基質(zhì)膜制備技術(shù)，該技術(shù)制備的膜材料具備優(yōu)異的二氧化碳捕集性能。

“溫室效應(yīng)”是當(dāng)今困擾人類發(fā)展的重大環(huán)境問題，二氧化碳排放則是造成“溫室效應(yīng)”的元兇。如何高效捕獲并利用人類排放的二氧化碳是科學(xué)家關(guān)注的焦點。“膜分離法”是一種新興的二氧化碳捕集技術(shù)。顧名思義，這是一種在膜材料幫助下分離二氧化碳氣體的技術(shù)，具有高效節(jié)能、操作簡單的特點。

如何讓膜材料“深呼吸”，提高氣體分離效率，是采用膜分離法捕集二氧化碳的瓶頸難點。天津大學(xué)環(huán)境學(xué)院大氣環(huán)境與生物能源團隊創(chuàng)新思路，打破了以水和乙醇作為聚醚嵌段聚酰胺膜材料制備溶劑的常規(guī)做法。他們反復(fù)實驗，探究不同溶劑對膜氣體分離性能的影響。實驗結(jié)果表明，以N-甲基吡咯烷酮作為制備溶劑，生成的膜材料中碳納米管分布更加均勻，“更透氣”，有效提升了膜材料氣體分離效能和速率。用這種新技術(shù)制備的混合基質(zhì)膜，二氧化碳分離性能接近目前此類膜材料的理論分離上限?！靶录夹g(shù)為膜分離法捕集二氧化碳提供了新思路?！碧旖虼髮W(xué)大氣環(huán)境與生物能源團隊成員李潤表示，“我們希望這種技術(shù)能夠為未來燃煤電廠和化工企業(yè)處理煙氣提供有力支持，在控制溫室氣體排放等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用?！保萍既請螅?/p>

高性能聚乙烯纖維專利獲獎

據(jù)報道，近日，南京化工研究院有限公司的“一種提高超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（uHMWPE）纖維性能的方法”專利技術(shù)，獲得2020年南京市優(yōu)秀專利獎。

該專利針對現(xiàn)有高性能聚乙烯干法紡絲纖維中出現(xiàn)的纖維性能不穩(wěn)定、纖度不均的情況，采用特殊方法和技術(shù)實現(xiàn)纖維性能品質(zhì)的整體提升。該技術(shù)先后經(jīng)過擴試以及工業(yè)化驗證，產(chǎn)品性能指標(biāo)穩(wěn)定，溶劑回收率在99%以上。采用該專利技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品，在軍工、民用等各行業(yè)得到應(yīng)用，在港珠澳大橋建設(shè)中也用到該專利技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)濟和社會效益顯著。

近年來，該公司專利年申請量保持160件左右，年授權(quán)量50件以上，每年該院知識產(chǎn)權(quán)運營中心均會選擇優(yōu)秀項目專利申報相關(guān)的專利獎項。（中國化工報）

燕山石化與北汽集團攜手氫能領(lǐng)域

據(jù)報道，7月22日，燕山石化與北汽集團戰(zhàn)略合作框架協(xié)議簽約儀式在北京汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地舉行?？蚣軈f(xié)議約定，燕山石化作為氫能戰(zhàn)略能源供應(yīng)商將同北汽集團加強合作，共同推動氫燃料電池汽車研發(fā)推廣和車用氫氣燃料的生產(chǎn)供應(yīng)，助力2022年北京冬奧會實現(xiàn)“綠色冬奧”目標(biāo)。

氫能作為零排放、可再生的純綠色能源，被譽為人類社會的終極能源，是解決能源資源危機和環(huán)境危機的最佳途徑之一。隨著近幾年全球氫能源發(fā)展的不斷加速，國內(nèi)持續(xù)加大氫氣新能源在交通領(lǐng)域的研發(fā)和投入，北京市正積極加快氫燃料電池汽車的推廣，并尋求廉價的氫氣能源。

中國石化高度重視清潔能源生產(chǎn)，在2020年年中工作會議中提出了“打造世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司”的愿景目標(biāo)。結(jié)合國家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃與首都北京的城市功能定位，燕山石化積極探索適合自己的轉(zhuǎn)型發(fā)展之路，重點依托原有扎實深厚的科研技術(shù)和鄰近石化新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地的獨特優(yōu)勢，在個性化油品生產(chǎn)，新能源、新材料的研發(fā)等方面進行了有益嘗試，在氫氣新能源項目開發(fā)建設(shè)方面取得可喜突破。1月2日，中國石化與北京冬奧會官方戰(zhàn)略合作項目——燕山石化北京冬奧會氫氣新能源保供項目中交。3月26日，2000m²/h氫氣提純裝置試生產(chǎn)，成功產(chǎn)出合格高品質(zhì)氫氣產(chǎn)品，為滿足北京市氫燃料電池汽車的用氫需求，推動北京市氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

燕山石化和北汽集團有著深厚的合作基礎(chǔ)，此次以戰(zhàn)略合作框架協(xié)議簽署為契機，雙方將進一步深化在氫燃料電池汽車等領(lǐng)域的務(wù)實合作，充分發(fā)揮雙方在科技創(chuàng)新、能源應(yīng)用等方面的優(yōu)勢，攜手打造氫燃料電池汽車示范應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集群，推動氫燃料電池汽車在北京市的推廣應(yīng)用，助力2022年北京冬奧會實現(xiàn)“綠色冬奧”目標(biāo)，推動國家氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（中國化工報）