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新材料最新突破:新型凝胶薄膜,成本低廉容易制作
送交者: wangguotong[★★声望品衔10★★] 于 2022-06-22 1:46 已读 2140 次  

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新材料的研发与突破,对我们的生活及人类文明的进程有着重要的作用,值得我们深刻关注。本期文章整理了一些近期的新材料成果,来和小编一起看看吧!

1

科思创聚氨酯复合材料:光伏组件边框新突破

由科思创与合作伙伴共同研发的聚氨酯复合材料边框,为太阳能光伏组件的边框材料选择提供了全新的解决方案。聚氨酯拉挤复合材料结合水性聚氨酯涂料的整体解决方案,让光伏组件制造厂商,在铝合金边框之外,拥有了全新的材料选择。


装配有科思创聚氨酯复合材料边框的光伏组件已于2021年通过了行业权威的T V莱茵认证,证明这一新材料可以满足光伏行业的严格要求,为行业带来了性能优异的低碳解决方案。

聚氨酯复合材料边框与水性聚氨酯涂层联合解决方案是科思创在不断增长的可再生能源行业开拓的新领域。我们愿与产业链合作伙伴一起,共同推动可再生能源行业的技术进步,为循环经济助力!

2

俄罗斯科学院Prokhorov普通物理研究所:发光金刚石复合材料

金刚石具有出众的高热导率,以及对宽光谱范围(从紫外到红外甚至更长波长)的高透明度,因而成为一种极具价值的材料。金刚石格栅中的缺陷和杂质会吸收并发出特定波长的光线,被成为“色心”。尤其是金刚石中由空位导致的缺陷,如N空位(NV)或Si空位(SiV),在生物医药、量子光学、局部测温和测磁学等领域具有很高的潜力,因而成为研究热点。


尽管已经在金刚石中发现了许多不同的色心,只有少数的点缺陷能够在合成金刚石中可靠复现。除了化学气相沉积法(CVD)和高温高压法(HPHT)合成金刚石外,制造发光金刚石基材料的另一种方法是将稳定的非金刚石发光源以纳米或微米颗粒外部材料的形式结合到原始钻石中。所得的金刚石复合材料兼具金刚石的优异性能和光发射特性,而后者是金刚石内部缺陷无法提供的。外加杂质中,比较理想的候选材料为已经广为研究的稀土元素掺杂的氟化物和氧化物或其他发光硫属化合物,如硫化物、硒化物和碲化物。

本文中概括了这些新的金刚石-稀土复合发光材料的制备与性能方面的近期成果,并将其发光性能同掺杂金刚石的发光性能进行比对,列明这种发光金刚石复合材料在光子、标记、大功率同步加速器的监视器、X射线束和X射线激光器等领域的应用前景。

相关的成果以“Luminescent diamond composites”为题,发表在Functional Diamond杂志上。

3

新型凝胶薄膜:可从空气中吸收水分,成本低廉容易制作

据BGR报道,美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员创造了一种集水凝胶,能够从稀薄的空气中吸收水分。这种凝胶可能是革命性的,因为它的成本低,生产过程简单。这种集水凝胶之所以如此便宜,是因为它由两种主要成分构成。第一种是纤维素,来自植物的细胞壁,可以广泛获得,而且也很容易获得。第二种成分是魔芋胶,这是一种天然的食品添加剂,在全世界被广泛使用。


这两种成分结合在一起,形成了可从空气中吸收水分的凝胶膜。水分被吸收后,也可以很容易地将其释放出来,而且不需要太多的能量来完成。

研究人员说,制作这种凝胶所需要做的就是将基本成分混合在一起。混合后,将成分倒入一个模具中,放置两分钟,然后进行冷冻干燥,并将其从模具中剥离出来,就完成了凝胶的制作。

据悉,这项研究由美国国防部国防高级研究计划局(DARPA)资助,为干旱气候下的士兵提供饮用水是该项目的一个重要目的。研究人员还设想,人们有一天可以在五金店购买并在家中使用这种凝胶薄膜。

4

新型铝基复合负极材料让电池抗冻又耐热

近日,从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该院唐永炳研究员团队研发了一种新型铝基复合负极材料,让锂电池受得了炎热气候,扛得住冰天雪地,充电迅速,成本降低。目前该成果已在规模化量产中得到使用。


受电池关键材料的限制,目前锂离子电池的一大局限是,在零度以下的低温条件下无法充电,而在50℃以上的高温条件下,安全性又不能保障。我国幅员辽阔,气温随地域和季节变化大,北方地区冬季温度可以低至-40℃以下,而南方地区夏季地表温度高达50℃以上,冬季电动车无法启动、智能手机自动关机,夏季电动车自燃等情况时有发生。

目前,电池的正极材料相关技术已接近“天花板”,要提升性能,负极材料尚有发展空间。为此,团队历时多年,研发了一种新型铝基复合负极材料,通过与商用锂离子电池正极材料匹配,针对不同应用场景,成功开发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。运用该材料的新型锂离子电池,最低工作温度可以达到-70℃,最高工作温度高达80℃,而且低温与高温性能可以同时兼顾。

目前,该项目正在进行增资扩股洽谈,将进一步建成新型电池规模化生产线,快速推动新型电池产品在多个领域的应用。

5

英国NCC从压力容器中回收再生连续纤维

英国国家复合材料中心(NCC)与英国中小企业B&M Longworth公司和Cygnet Texkimp公司一起成功地从整个压力容器中回收了连续碳纤维,并将其重新用于制造新的压力容器。这是英国氢能发展的一个重要里程碑。气体的能量密度较低,需要在(3.5-7)*107帕的压力下压缩和储存,这使得高强度、低重量的碳纤维成为首选材料,特别是用于汽车或飞机等的氢压力容器。预计从2025年到2030年,全球碳纤维的需求将增长五倍,远超产能。因此,低成本的回收碳纤维将成为发展氢能经济的关键。

目前为止,复合材料部件(如飞机机翼和风机叶片)回收的短纤维
机械性能低于原生纤维,所以不适合在高性能产品中重复使用。 6park.com

NCC与B&M Longworth公司合作,用DEECOM工艺成功地从报废的复合材料压力容器中回收了连续碳纤维。该工艺最初用于从过滤器和生产设备中去除聚合物废料。在压力作用下,过热蒸汽穿透复合材料聚合物的微观裂缝,随后凝结。减压后,凝结的蒸汽重新沸腾膨胀,使聚合物破裂并且带走破碎物。重复压力循环直至所有基体材料都与纤维分离,从而达到回收的目的。

NCC还与Cygnet Texkimp公司合作,用回收的连续碳纤维来制造压力容器,同时积极寻求与其它制造商的合作,以扩大工业碳纤维的回收利用。

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