化工新型材料

科研人员研发新型复合材料用于检测水中有毒物质

据俄罗斯国家科学院西伯利亚分院网站报道，该院克拉斯诺亚尔斯克科学中心科研人员研发出一种成本低、易制造的新型复合材料，用于检测工业废水中的苯酚等有害物质。研究成果发表《Journal of Nanoparticle Research》杂志上。

据科研人员介绍，苯酚是水最常见的污染物之一，现有测定苯酚的高灵敏度方法费时费力，且设备昂贵。克拉斯诺亚尔斯克科学中心科研人员联合新西伯利亚国立大学研发出一种成本低、易制造且能重复使用的复合材料，可用来检测工业废水中的苯酚等有害物质。该复合材料基于氧化铝纳米纤维和爆炸纳米金刚石，成网状结构，纳米金刚石簇分布在纳米纤维表面，具有更高的热稳定性、机械稳定性、化学和生物耐受性，易于清洗，可重复使用。使用方法是将水样试剂添加到复合材料表面，如样品中含有苯酚，会引起纳米金刚石变色，复合材料成深红色。颜色深浅与样品中苯酚含量成正比，可对样品中苯酚做定性和定量测定。苯酚的定量测定可用分光光度计完成。复合材料可连续进行6次检测，每次检测完成后，用去离子水清洗干净即可开始下次检测。该复合材料在室温下检测功能可保持1年。（科技部）

科研人员研发用于生产高线性聚乙烯的新型催化剂

据俄罗斯国家科学院西伯利亚分院网站报道，新西伯利亚分院有机化学研究所与中科院化学所合作，研发出一种基于二氯化钴的新型催化剂，用于生产高线性聚乙烯。研究成果发表在《Applied Organometallic Chemistry》上。

据科研人员介绍，双方联合研发的新型催化剂以二氯化钴的双亚氨基吡啶配合物为基础，通过引入环状取代基而改性。研究发现，由于复合物配体中取代基（二苯甲基和环烷基）集合的变化而引起的结构的微小变化，也会显著影响生产聚合物的性能，使生产预定特性的聚合物成为可能。研究人员经多次实验，研发出一种新型乙烯聚合催化体系。新型催化剂体系具有较高活性，可生产具有窄和宽分子量分布的高线性聚乙烯。通过改变分子量分布，能改善和优化聚合物生产条件和机械性能，从而降低成本和节约能源。（科技部）

科学家研发出适用3D打印的凝胶油墨

据报道，圣彼得堡光机电大学、莫斯科鲍曼国立技术大学、加拿大多伦多大学、圣彼得堡大学的科研人员制造出一种适用3D打印的凝胶油墨，该产品能够打印出复杂纹理的多层图像，可作为商品防伪标签，既环保又安全，甚至适用于食品工业。该研究成果发表在《先进实用材料》上。

圣彼得堡光机电大学的化学生物集群工程师叶戈尔·里亚波琴科介绍：“我们成功以聚合物研制出同时可叠藏数张图片的凝胶标签，每张图片都是一个光学活性结构，只有在单色照射和固定光波长度条件下才能详细辨识图片，并且每张图片被赋予各自不同的意义，即侵权者有可能仿制出标签的一部分，但事实上要仿制另一部分则绝无可能，而且原始真图与仿冒图片之间的差异将显现”。新型防伪凝胶标签既可用于平坦的表面，亦可用于凹凸不平粗糙的表面，凝胶标签不渗水不渗油，薄膜即可隔漏，可用于食品外包装；凝胶标签精美雅致，用在服装品牌上，使用有机溶液即可清洗掉，不会损伤和污染面料。（科技部）

科学家建立了提高木质纤维素生物炼制的新策略

据报道，木质纤维素作为自然界储量丰富的生物质原料，可作为生物炼制的原材料，进而实现高值化学品的绿色制造。木质纤维素预处理过程会产生大量的乙酸盐，乙酸盐可抑制微生物的生长，这也就极大限制了木质纤维素在生物炼制方面的工业化应用。

近日，来自美国伊利诺伊大学香槟分校的Yong-Su Jin教授团队在《Nature Communication》雜志发表的研究论文，提出了使用木糖与乙酸共代谢的思路，将木质纤维素水解产物用作酵母发酵原料。其中乙酸的同化可以显著提高乙酰辅酶A的供应以保证菌体的正常生长，其次，木糖代谢产生的NADPH和ATP又促进了乙酸的吸收同化，这种协同作用被进一步用于生产三乙酸酯和维生素A，且两种产品的滴度显著增加。该方法可以大幅度提高木质纤维素的利用效率。（科技部）

“超级果冻”材料可抗汽车碾压

据报道，英国剑桥大学研究人员开发了一种柔软而坚固的新材料，外观和感觉就像软软的果冻，但其可承受相当于大象站在上面的质量，在压缩时就像一块超硬、防碎的玻璃。其还可完全恢复到原来的形状，即使其80%的成分是水。相关研究成果公布在《自然·材料》上。

该新材料的非水部分是聚合物网络，通过控制材料机械性能的可逆开/关相互作用保持在一起。这是第一次将如此显著的抗压性融入软材料中。研究人员称，玻璃状水凝胶的成功研制，开启了高性能软材料领域的新篇章。

“超级果冻”具有广泛的潜在应用，包括柔性机器人、生物电子学，甚至作为用于生物医学的软骨替代品。在演示中，这种“超级果冻”材料可在汽车碾压后也幸存下来。研究人员还制作了一个水凝胶压力传感器，用于实时监测人体运动，包括站立、行走和跳跃。（科技日报）

碳家族再添新成员！学者发现次晶态金刚石

据报道，近日，北京高压科学研究中心研究员缑慧阳等在高温高压条件下合成了一种新形态的金刚石——次晶金刚石，填补了非晶结构和晶体结构之间原子排列尺度上的缺失环节，为深层次理解非晶材料的复杂结构提供了密钥。该成果于11月25日在线发表于《自然》杂志。

一般来说，根据是否存在长程周期性，将固体分为结晶态和非结晶态。然而，当晶体中的长程有序度显著降低时，区分这两种状态就变得异常困难，特别是对于强共价和类共价固体。

为了探索这一结构之谜，理论科学家们提出了次晶态结构模型，其本质上是在非晶基体中引入纳米尺寸的中程有序（MRO）结构，即完全由中程有序的次晶组成，又不具有长程有序性。此前，一直未能在自然界或实验中发现这种物质状态。

该论文的第一作者、北京高压科学研究中心博士唐虎表示，这种次晶态的发现，在结构拓扑上链接了非晶态和晶态，对于揭示非晶材料复杂的结构本质具有深远意义，次晶金刚石的发现为碳材料家族增加了一种新的结构形态，它兼具优异的机械性能、热稳定性以及独特的光学特性，在高端技术领域和极端环境下具有重要的应用前景。有利于进一步开发新型类金刚石材料。（中国科学报）

我国首个陶瓷基复合材料智能制造园区开工建设

据报道，11月11日，我国首个陶瓷基复合材料智能制造园区在西安航空基地开工建设。该项目计划总投资20亿元，项目建成后将极大提升中国陶瓷基复合材料产业智能制造水平，牵引陶瓷基复合材料产业链全面自主可控，为国家重大装备的升级换代提供支撑。

陶瓷基复合材料是一种耐高温、长寿命、抗氧化的新型复合材料，目前已应用于航空发动机、航天发动机、飞行器防热结构、太空轻质结构、刹车制动、核能、光伏电子等7大产业领域。

西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司董事长成来飞介绍，陶瓷基复合材料项目自2006年开始工程化研究，2011年进行产业化研究，园区建成后将进入批量生产阶段。该项目以智能制造驱动行业新发展，进一步推动高性能复合材料的研制及产业化，形成具有自主知识产权的新材料产业体系。

此外，智能制造园区能够有效降低制造成本、缩短制造周期、提升材料应用保障能力，同时通过聚集上下游相关企业形成高温材料产业集群，吸纳更多国内外高端人才投入新技术研发，进一步扩大陶瓷基复合材料的辐射效应和应用领域，始终保持该领域领先技术水平。（中国新闻网）