化工新型材料

研究人員發(fā)現(xiàn)具有強(qiáng)大抗病毒活性的新型玻璃

據(jù)報(bào)道，西班牙研究人員發(fā)現(xiàn)了具有強(qiáng)大抗病毒活性的玻璃和粘土。這個(gè)低成本的發(fā)現(xiàn)或可用來凈化含有病毒顆粒的表面、液體和空氣。

報(bào)道稱，在短短10min內(nèi)，這兩種材料即可將接觸到的病毒的傳染性降低99%以上。因此它們或可用來消毒或者開發(fā)低毒或無毒的抗病毒藥物。

西班牙國家研究委員會(huì)發(fā)布公告說，這些新材料已經(jīng)過新冠病毒、流感病毒、單純皰疹病毒和腺病毒的測試，并且對細(xì)菌和真菌也有效。

這項(xiàng)研究的詳細(xì)信息發(fā)表在美國《今日材料》月刊上，研究由西班牙多所大學(xué)的納米材料和納米技術(shù)人員進(jìn)行。

研究指出，一種新型鈉鈣玻璃和一種被稱為高嶺土、含有銀或氧化銅納米顆粒的粘土具有明顯的抗病毒活性，兩者都能夠使病毒失去傳染性。

在與病毒接觸后，這些材料會(huì)引發(fā)物理化學(xué)反應(yīng)，從而抑制這些病原體的生長。

報(bào)道稱，研究員貝倫·卡瓦爾解釋說：“這些材料能夠顯著抑制微生物生長，無論這些微生物是細(xì)菌、真菌還是病毒，并且兩者與生物和環(huán)境完美兼容?！?/p>

此外，這些材料具有“重要優(yōu)勢”，例如穩(wěn)定性高、成本低?？ㄍ郀栄a(bǔ)充說：“這使得它們非常適合用于預(yù)防和控制細(xì)菌或病毒導(dǎo)致的疾病?！?/p>

研究人員介紹說，它們強(qiáng)大的抗病毒活性已在物理化學(xué)特征非常不同的各種病毒，例如水皰性口炎病毒、單純皰疹病毒、腺病毒、流感病毒以及新冠病毒等身上得到驗(yàn)證。

使用這些材料從水中去除病毒或?qū)⑺鼈儜?yīng)用于空氣過濾器，可以預(yù)防農(nóng)場動(dòng)物和人類的地方性感染。它們還可以在當(dāng)前或未來的大流行威脅中用作消毒劑和抗病毒劑。（參考消息）

抗菌保鮮智能食品包裝問世

據(jù)報(bào)道，近日，新加坡南洋理工大學(xué)和美國哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種智能食品包裝材料。該包裝材料可以生物降解，并能殺死對人體有害的微生物，還可以將新鮮水果的保質(zhì)期延長2～3天。

這種食品包裝是由一種叫做玉米醇溶蛋白的物質(zhì)、淀粉以及其他天然生物聚合物制成的，并注入一種天然抗菌化合物的混合物。其中包括百里香油以及檸檬酸。

在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)暴露于濕度增加或有害細(xì)菌產(chǎn)生的酶時(shí)，包裝中的纖維會(huì)釋放出微量天然抗菌化合物，殺死污染食物的常見危險(xiǎn)細(xì)菌（不論細(xì)菌是在包裝表面還是食品本身的表面上），如大腸桿菌和李斯特菌。

該食品包裝有可能被用于多種產(chǎn)品，包括即食食品、生肉、水果和蔬菜。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，用這種包裝材料包裝的草莓可以保持7天新鮮，而用主流水果塑料盒包裝的草莓只能保持4天新鮮。

在這項(xiàng)研究中，研究人員使用了包括生物聚合物、無毒溶劑、自然抗菌素在內(nèi)的天然化合物，并開發(fā)了可擴(kuò)展的系統(tǒng)來合成智能抗菌材料。這些材料不僅增強(qiáng)了食品安全和質(zhì)量，而且在全球范圍內(nèi)減少不可降解塑料的使用，有望消除環(huán)境和健康的危害。（中國化工報(bào)）

科學(xué)家開發(fā)一種可促進(jìn)肌腱愈合的新型強(qiáng)力水凝膠粘合劑

據(jù)報(bào)道，近日，哈佛大學(xué)研究人員在發(fā)明了一種稱為Janus Tough Adhesive（JTA）的堅(jiān)韌粘性水凝膠用于治療和預(yù)防肌腱損傷。

肌腱損傷是一種常見病，損傷后肌腱功能無法完全恢復(fù)，并常伴有組織炎癥和退變等并發(fā)癥。雖然外科、康復(fù)、移植和藥物等療法已被用于治療肌腱損傷，但肌腱愈合失敗和持續(xù)疼痛等治療缺陷仍然存在。

該水凝膠將可降解的堅(jiān)韌基質(zhì)以及強(qiáng)粘附力的殼聚糖表面相結(jié)合，具有優(yōu)異的生物相容性。研究人員通過體外研究以及在多個(gè)肌腱模型中進(jìn)行的原位和體內(nèi)測試結(jié)果表明，JTA能強(qiáng)烈粘附于活體大鼠的髕骨、岡上肌和跟腱，促進(jìn)愈合，減少跟腱斷裂大鼠模型瘢痕的形成，并可持續(xù)釋放大鼠髕骨肌腱損傷模型的皮質(zhì)類固醇曲安奈德，減輕炎癥， 調(diào)節(jié)趨化因子分泌，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2表型極化。

總的來說，JTA是一種具有粘性面和高載藥量的堅(jiān)韌水凝膠，可作為肌腱的強(qiáng)力粘合劑，用于局部延長給藥，并增強(qiáng)肌腱滑動(dòng)，有著很好的臨床轉(zhuǎn)化潛力。（科技部生物中心）

新加坡研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)節(jié)能玻璃

據(jù)報(bào)道，新加坡南洋理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種節(jié)能玻璃，可在炎熱和寒冷的天氣分別降溫和供暖，以減少能源使用。該成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

這種節(jié)能玻璃能自動(dòng)根據(jù)室溫，在加熱和制冷之間切換，切換不是通過電子元件實(shí)現(xiàn)，而是利用分別有加熱和冷卻作用的2種自然光。該玻璃能同時(shí)利用兩種光來加熱或冷卻的性能，歸功于一種特殊的涂料。研發(fā)團(tuán)隊(duì)專家表示，改變這種材料的結(jié)構(gòu)和成分，能夠改變玻璃的加熱和冷卻性能，以適應(yīng)不同市場和地區(qū)的需要?？茖W(xué)家們模擬測試了這種玻璃在全球各種氣候環(huán)境下的節(jié)能性能。結(jié)果顯示，該玻璃在冷熱天氣都能通過自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，節(jié)省暖氣和空調(diào)能源。目前市場上的節(jié)能玻璃只能在熱天抑制太陽可見光加熱，從而降溫，但不能供暖。對于一棟中型辦公大樓，新玻璃比市場上的節(jié)能玻璃每年可節(jié)省9.5%的能源，約33萬kWh，且新玻璃比市場上的節(jié)能玻璃便宜至少20%。（科技部）

研究人員開發(fā)新型全季節(jié)智能屋頂涂層

據(jù)報(bào)道，勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種全季節(jié)智能屋頂涂層，可在不消耗天然氣或電力的情況下使房屋在冬季保持溫暖，在夏季保持涼爽。這種新型涂層被稱為溫度自適應(yīng)輻射涂層（TARC），在夏季通過反射陽光為房屋降溫，還可通過輻射冷卻以熱紅外輻射的形式散發(fā)太陽照射的熱量，在冬季則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輻射冷卻來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。TARC可作為一種熱保護(hù)涂層，以延長智能手機(jī)和筆記本電腦的電池壽命，以及保護(hù)衛(wèi)星和汽車免受極高或極低溫度的影響，還可用于制作帳篷、溫室覆蓋物甚至帽子和夾克的溫度調(diào)節(jié)織物。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。（科技部）

我國仿生親水潤滑涂層研究取得新進(jìn)展

近期，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周峰研究員課題組提出了一種在通用材料和醫(yī)療器械表面生長水凝膠潤滑涂層的新方法，即基于黏附性功能層（SIL）的紫外引發(fā)-表面催化引發(fā)自由基聚合方法（UV-SCIRP）。

采用SIL@UV-SCIRP方法制備得到的水凝膠涂層厚度和化學(xué)組分高度可調(diào)，可在室溫下快速在金屬、聚合物、無機(jī)物、生物有機(jī)體等各種基底表面生長出水凝膠涂層。該涂層與基材具有良好的界面結(jié)合強(qiáng)度，可有效改變基材表面固有的潤濕和水潤滑性能。該方法可成功在各種型號醫(yī)療器械外表面可控生長水凝膠潤滑涂層。摩擦測試表明，修飾了水凝膠潤滑涂層之后，2種型號導(dǎo)尿管表面的摩擦系數(shù)均大幅度降低，并可承受300個(gè)循環(huán)的剪切測試。

人口老齡化對植介入醫(yī)療器械提出了緊迫需求。在器械表面構(gòu)筑親水潤滑涂層能夠有效減小其與組織界面的摩擦力、降低手術(shù)操作難度、減小病人痛苦、延長器械使用壽命。水凝膠是一類具有典型濕滑特征的高分子材料，表面修飾水凝膠涂層可有效改變材料與器械表面的潤滑特征。實(shí)現(xiàn)在通用材料和器械表面可控生長水凝膠潤滑涂層，具有一定實(shí)際意義。（中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所）

我國科學(xué)家設(shè)計(jì)出快速自愈的活體材料

據(jù)報(bào)道，近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的研究人員，通過在微生物表面編輯抗原或抗體分子，引導(dǎo)微生物通過抗原抗體相互作用產(chǎn)生粘合，從而形成可快速自修復(fù)的活體功能材料，并將其推廣應(yīng)用于全新的應(yīng)用領(lǐng)域（如智能制造）及可穿戴設(shè)備的組裝。

活體材料的核心優(yōu)勢之一是自修復(fù)，目前，這種自修復(fù)全部依靠細(xì)胞自身的生長更新，自修復(fù)時(shí)間在幾個(gè)到幾十個(gè)小時(shí)之間。但是具體應(yīng)用在可穿戴器件中時(shí)，材料在拉伸或折疊后必須快速修復(fù)，才能保證器件運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此對自修復(fù)的時(shí)間要求通常是分鐘級。單純利用生物生長帶來的自修復(fù)效應(yīng)無法解決在可穿戴器件中的應(yīng)用問題，亟待引入跨學(xué)科的理念及設(shè)計(jì)。

科研人員運(yùn)用已開發(fā)的抗原或抗體及表面展示體系構(gòu)建工程細(xì)菌，將抗原或抗體展示到大腸桿菌細(xì)胞膜表面，隨后混合2種細(xì)菌構(gòu)建材料，混合后的細(xì)菌由于抗原-抗體作用迅速自組裝成材料前體（LAMBA）。而利用合成生物學(xué)工具可對LAMBA進(jìn)行編程，賦予其生物降解或生物催化的功能。

LAMBA自愈合特性在應(yīng)變傳感器等可穿戴器件中顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢。例如在應(yīng)變傳感器中，利用活體材料構(gòu)建的柔性LAMBA應(yīng)變傳感器可穩(wěn)定的感知指節(jié)動(dòng)作，并給與相應(yīng)的信號輸出。

該研究利用高分子物理化學(xué)的理念實(shí)現(xiàn)合成生物學(xué)在信息技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的可能，為生物與信息融合研究開拓新思路、新方向。（科技部生物中心）

香港理大研發(fā)全新物料 可有效殺滅表面新冠病毒

據(jù)報(bào)道，香港理工大學(xué)（簡稱“理大”）近日日宣布，該校的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)早前成功研發(fā)出一種嶄新物料，可有效殺滅表面新冠病毒和絕大部分常見病毒和細(xì)菌。

理大研究人員介紹，該物料名為“防病毒三維打印物料”，主要成分為樹脂，加入陽離子化合物等抗病毒成分，可以刺穿病毒的細(xì)胞膜并破壞其結(jié)構(gòu)，達(dá)至殺滅病毒和細(xì)菌的效果。

帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)的理大紡織及服裝學(xué)系副教授盧君宇表示，實(shí)驗(yàn)室測試證實(shí)，該物料能于兩分鐘內(nèi)殺滅七成存活于物件表面的新冠病毒及其他病毒和細(xì)菌，10min內(nèi)的抗病毒率更達(dá)至9成，表面幾乎所有病毒和細(xì)菌均可于20min內(nèi)被殺滅。

盧君宇說，該物料是一種具備高度防病毒效能的樹脂物料，可以利用三維打印技術(shù)制作出不同形狀，針對不同需要，能廣泛應(yīng)用于公共設(shè)施，為社區(qū)提供防疫支援。成本方面，在10min內(nèi)能以三維打印制作約10個(gè)升降機(jī)按鈕，物料成本約10港元。

團(tuán)隊(duì)成員理大紡織及服裝學(xué)系教授簡志偉表示，回收箱把手在使用近一年后沒有任何損壞，其表面沒有檢測到新冠病毒、大腸桿菌和金黃葡萄球菌，這證實(shí)物料具備穩(wěn)定防病毒和細(xì)菌的效能。其效能在使用后3年才開始逐步減弱。（新華網(wǎng)）

燕山石化納濾/反滲透膜元件首次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用

據(jù)報(bào)道，近日，中國石化首套燕山石化年產(chǎn)4萬支納濾/反滲透膜裝置生產(chǎn)的膜元件在天津石化化工污水回用裝置正式投用，標(biāo)志著燕山石化膜生產(chǎn)應(yīng)用取得新突破，打破了國內(nèi)反滲透膜元件主要依賴進(jìn)口的行業(yè)壟斷。

據(jù)悉，2021年5月份，燕山石化高科在了解到天津石化污水回用裝置對膜元件的迫切需求后，立即組織技術(shù)人員赴現(xiàn)場進(jìn)行水質(zhì)檢測、運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品對比研究。根據(jù)用戶對膜元件的要求，高科公司技術(shù)人員對納濾/反滲透膜生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，成功生產(chǎn)出了高通量型反滲透膜元件。

膜處理在飲用水凈化及化工污水處理領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，國內(nèi)市場需求和經(jīng)濟(jì)效益呈逐年增加趨勢。在中國石化系統(tǒng)內(nèi)反滲透膜元件主要依賴進(jìn)口，為破解這一難題，燕山石化高科組建產(chǎn)銷研專業(yè)團(tuán)隊(duì)，全力推進(jìn)中國石化首套年產(chǎn)4萬支納濾/反滲透膜項(xiàng)目的建設(shè)、生產(chǎn)、研發(fā)和應(yīng)用，裝置于2021年4月正式建成投用，可生產(chǎn)反滲透膜和納濾膜2類產(chǎn)品，產(chǎn)品性能可達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，苦咸水反滲透膜產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，并順利通過天津海淡所的專業(yè)檢測和認(rèn)證。

反滲透膜是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反滲透技術(shù)的核心構(gòu)件。反滲透是通過施以比自然滲透壓力更大的壓力，使?jié)B透方向向相反方向進(jìn)行，從而把原水中水分子壓到膜的另一邊，變成潔凈的水，可有效去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等。納濾/反滲透膜技術(shù)，如今廣泛應(yīng)用于海水淡化、工業(yè)廢水處理與回用、生活污水處理等領(lǐng)域，其中反滲透RO技術(shù)占據(jù)中國海水淡化工程規(guī)模近7成。

中國石化以維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈安全為戰(zhàn)略使命，積極推動(dòng)“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局，堅(jiān)持“基礎(chǔ)+高端”發(fā)展路線，積極推進(jìn)三大合成材料升級換代和新材料發(fā)展，加快潔凈能源、高端材料等領(lǐng)域的研發(fā)力度。2019年，燕山石化年產(chǎn)4萬支納濾/反滲透膜片生產(chǎn)項(xiàng)目，被列為北京市“100個(gè)高精尖產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目”之一。

下一步燕山石化高科將加快其他高性能功能膜產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)工作，為打造高性能膜產(chǎn)業(yè)基地奠定基礎(chǔ)（中國石化）