新材料与新工艺

新材料与新工艺

散热性能优异的新型面料开发成功

美国斯坦福大学的研究人员综合运用纳米技术、光子学技术和化学技术，开发出一种新型面料。其具有比目前已有的天然或合成布料更好的散热效果。在炎热的夏季穿着用这种面料制作的衣服，即使在没有空调的环境中，也会感觉凉爽舒适。

据悉，该新型面料由聚乙烯薄膜材料制成，其上布满直径50nm～1000nm的纳米孔，可使可见光发生散射，从而使材料在可见光下变得不透明并减少外界光照的升温作用，但不能阻挡红外辐射。研究人员用聚多巴胺涂层对材料进行了亲水性处理，使水蒸气能够通过材料的纳米孔。这样，改良后的面料就具备了可见光下不透明、透水透气、允许热辐射通过的特点。据称，穿着新型面料制作的衣服，可比穿着棉布衣服的体感温度低2℃。

目前，研究人员计划进一步改进这种新型面料的舒适度和美观性，并降低其生产成本，以使其得到广泛普及。

（楠综）

中科院磁性智能材料新体系研制获重要进展

在北京市科学技术委员会的支持下，中国科学院物理研究所的研究人员研制出了在国际上具有原创性自主知识产权的磁性智能材料体系——d-metal合金，将推动国际磁相变新材料的发展。这对于确立我国在新一代磁相变材料领域的国际领先地位具有重要意义。

据介绍，磁相变材料是一类兼具晶体结构相变和磁性相变特征的智能材料，可通过环境条件进行感

知、传感、响应，是制造传感器和驱动器的关键核心材料，是物联网时代连接信息流与人的关键环节。目前，国际上研发的磁性智能材料体系已有Heusler合金和MMX六角结构合金两种。d-metal合金材料体系的结构和磁性相变性能不低于已有材料体系，且具备优异的综合力学性能，解决了传统磁相变材料因易发生脆断而无法加工并影响使用的问题。

（W.XCL）

澳大利亚国立大学研制成功新型超疏水喷雾涂层

澳大利亚国立大学的研究人员开发出一种新型超疏水喷雾涂层。与现有超疏水涂层相比，其防水性能更持久，生产成本也更低。

超疏水涂层在商业和工业领域应用广泛，其表面通常由规则排列的纳米柱状结构组成，比较粗糙，容易受到损伤，因而降低长期防水效果。研究人员新开发的超疏水材料涂层中加入了聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯，大幅增加了材料表面的粗糙程度，具有良好的耐磨损性能，而且能够耐受酸溶液、紫外线，以及多种溶剂的腐蚀。仅需进行一次喷涂，就可以长久保持喷涂表面的防水性能。该新型超疏水材料涂层完全透明，未来或将应用到智能手机等电子消费产品的防水等方面，大幅提高电子设备的防水性能。

（威锋）

我国制备出超薄硒化铋二维层状材料

中国科学院深圳先进技术研究院与武汉大学、香港城市大学的研究人员合作，成功制备出了超薄硒化铋二维层状材料，并成功将其应用于光声成像引导的光热治疗。

作为二维层状材料的一种，硒化铋具有显著的热电和光电性能，同时具有良好的生物活性和生物相容性，引起了科学家的广泛关注。为了制备出超薄超小的硒化铋纳米片，我国研究人员建立了一种简单的液相合成方法，实现了硒化铋纳米片的大规模制备。制得的硒化铋纳米片厚度仅为1.7nm，片层大小约为31.4nm。研究发现，这种超薄硒化铋纳米片具有优异的近红外光学性能，光热转换效率达34.6％。同时，其还具有较高的光声转换效率，可实现光声引导的肿瘤光热治疗，并能够有效代谢出体外，在生物医学、光子学领域具有巨大的应用潜力。

（KX.0824）

日本发现具有低温高热电效应的铁化合物

日本东京大学、名古屋大学和大阪大学的研究人员发现了一种以铁为主要成分的化合物FeSb2，其在-260℃的低温环境下显示出了比铋系热电材料高100倍以上的热电效应，有望为设计低温环境下的热电转换元器件提供新思路。

据悉，热电转换材料能够使电能与热能直接转换，可用于废热发电，以及不使用氟利昂的冷冻装置。在目前的热电转换材料中，以铋化合物较为常见，而超导材料等运行所需的极低温热电转换元器件尚未实际应用，需要设计出新的低温热电材料。

日本研究人员合成了超高纯度FeSb2单晶，并使用5种不同尺寸的单晶体（0.08mm～0.27mm）进行了电阻率、塞贝克系数和热导率测定。结果发现，晶体的尺寸越大，FeSb2的实际热电效应就越大，并在最大晶体尺寸情况下实现了高热导率（770W/mK）和高塞贝克系数（-27mV/K）。回旋共振实验结果表明，电子的有效质量比自由电子的质量高5倍，声子运输有效质量大的电子，会使塞贝克系数增大。最后，研究人员证实，FeSb2的巨大塞贝克系数和输出因子是由在晶界散射的平均自由行程较长的声子与有效质量大的电子相互作用造成的。

盐湖股份牵头搭建的新型电商平台，如果说是中国钾碱行业发展的“骨骼”，那么高效便捷的操作和充足的资金流则是行业发展的“血脉”。平台上公开透明的价格信息、高效便捷的操作流程、安全快速的融资渠道、全程监测的物流网络，客户通过平台，短短5分钟就能实现订单融资，解决客户订货难、发货慢、难追踪、资金不足等问题。供应链金融板块中，一旦平台完成审核后，银行马上就能做出回应迅速拨款，充分体现了“互联网+物联网+供应链金融”模式创新的制胜可取之处。采访中，罗永成欣慰地说到，“平台与众不同之处就是强强联合，平台上股东能发挥各自资源、渠道优势和市场优势，确保了平台健康运行。”

（KJ.0913）

我国研制成功重型运载火箭用直径10m级铝合金环件

西南铝业（集团）有限责任公司成功研制出了重型运载火箭用直径10m级超大尺寸铝合金环件，刷新了世界整体铝合金环件纪录，标志着我国深空探测装备硬件能力得到大幅提升。

据介绍，重型运载火箭箭体结构为超大型薄壁结构，具有几何尺度大、结构刚度低、形状精度高等特点。直径10m级超大型铝合金环件是连接重型运载火箭贮箱筒段、前后底与火箭箱间段的关键结构件，其制造技术是重型运载火箭研制工作亟需突破的重大难题。

西南铝已于2015年成功研制出了直径9m级世界最大级整体铝合金环件。相对于9m级整体铝合金环件，10m级整体铝合金环件必须具有更好的重载、高冲击、超低温性能，研制难度更大。西南铝成立了集技术、生产、维护人员于一体的研发团队，突破了轧制成型、热处理、冷变形等多项关键核心技术，研制出了直径10m的超大尺寸铝合金整体环件，且环件指标性能优异，工艺控制稳定。该环件尺寸完全符合设计要求，表面光滑无缺陷，精度超出预期。

（CQ.0829）

我国研制成功世界首根百米级铁基超导长线

中国科学院电工研究所成功研制出了国际首根100m量级铁基超导长线，树立了铁基超导材料从实验室研究走向产业化进程的里程碑，标志着我国铁基超导材料研发走在了世界前列。

目前，美、日、欧等国家或地区的铁基超导线制备尚处于米级水平，百米级高性能铁基超导长线制备技术是铁基超导材料实现规模化应用的关键难点。电工所的研究人员于2008年在国际上研制出首根铁基超导线材后，在铁基超导材料的成相物理化学、元素掺杂、线带材成材、热处理工艺、微观结构等方面开展了大量研究，掌握了采用低成本粉末装管法制备高性能铁基超导线带材的一整套关键技术。在此基础上，研究人员开展了铁基超导线材规模化制备工艺的探索研究，通过对超导长线结构设计和加工技术的优化，解决了铁基超导线规模化制备中的均匀性、稳定性和重复性等技术难点，制备出了长度达到115m的（Sr，K）Fe2As2铁基超导长线。经测试，其载流性能具有良好的均匀性和较弱的磁场衰减特性，在10T高磁场下的临界电流密度超过12000A/cm2。

该项研究成果为铁基超导材料在工业、医学、国防等领域的实用化和产业化奠定了基础。未来，电工所将进一步优化长线制备工艺，提高超导芯的载流性能，并降低制造成本，为我国超导产业链的创新发展和产业升级提供新的动力。

（W.KX）

美国开发出多种可变形的4D打印结构

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的研究人员开发出一种特殊的3D打印技术。采用该3D打印技术制造出来的结构能够变形，当暴露于热环境或受到电流刺激时，这种3D打印结构能够折叠或展开以改变形状，也就是说，其实现了4D打印。

据了解，这种4D打印结构是用LLNL自主开发的一种能够响应环境变化的导电性聚合物制造的。研究人员采用一种用大豆油、共聚物和纳米碳纤维制成的墨水通过3D打印创建出基本形状，然后在设计温度下（由其化学成分决定）将材料“编程”为一种临时形状，再通过环境热能或电流加热诱导出材料的变形效果，临时形状可恢复到原来的形状。目前，研究人员已经采用该3D打印技术打印出了几种类型的4D打印结构，包括一种暴露在热环境中能够变大的支架、一个弯曲的导电装置等。

据称，研究人员可以使用该3D打印技术创建出非常复杂的零件。该3D打印技术可应用于医疗、航空、航天（如阵列式太阳能电池或可展开天线），以及柔性电路和机械设备等领域。

（W.3DP）

镁铝轻合金复合材料工程研究中心成立

由西安工业大学申报的陕西省镁铝轻合金复合材料工程研究中心获得陕西省批复，正式组建。

据了解，陕西省镁铝轻合金复合材料工程研究中心将依托西安工业大学材料科学与工程学科的研发力量，以及陕西汽车集团有限责任公司、陕西省镁业集团有限公司的生产力量组建。该工程研究中心将围绕陕西省国防科技工业和汽车工业对高强耐热镁、铝轻合金及其复合材料技术的需求，建设高性能铝合金、镁合金、铝镁基复合材料及其部件精密成型研发平台，在高性能铝、镁合金工程化应用技术和表面多功能长寿命防护技术等方面开展研究，致力于提高铝、镁基复合材料的技术成熟度及其在军、民用汽车关键部件方面的应用水平。

（KX.0908）

我国将石墨烯单晶的生长速度提高了150倍

北京大学、香港理工大学、武汉大学和南方科技大学的研究人员合作，在大单晶石墨烯的生长方面取得了新的重要进展。研究人员利用化学气相沉积（CVD）方法在1000℃左右热解甲烷气体，把多晶铜衬底上石墨烯单晶的生长速度提高了150倍，达到60μm/s，为可控、高速生长出更大尺寸的石墨烯单晶提供了必要的依据，具有重要的科学意义和技术价值。

该项技术的核心是把多晶铜片置于氧化物衬底上（两者之间的间隙小于15μm）。理论模拟计算证明，氧化物衬底能够为铜片表面提供连续的活性氧，显著降

低甲烷分解的势垒（从1.57eV降低到0.62eV），因而能够高效催化铜表面的反应，提高石墨烯的生长速度。采用该项突破性技术，研究人员能够在5s内生长获得300μm的石墨烯大单晶畴。

（北大）

俄罗斯科学家发明耐高温陶瓷材料

俄罗斯托木斯克国立大学和俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理与材料研究所的科学家开发出一种能够耐受极端温度的陶瓷材料，计划首先用于航空、航天领域。

据悉，该耐高温陶瓷材料是由基于碳化硅和二硼化锆的陶瓷混合物所构成的多层陶瓷结构，能够提升喷气式发动机燃烧室的温度，还能够在空间飞行器再入大气层时起到隔热作用，或者用于制造测量发动机温度的传感器保护罩。

下一步，科学家将与俄罗斯联邦航天局合作，用2200℃的等离子流进行陶瓷试件的耐受试验，验证该耐高温陶瓷材料承受高温的时间能否达到20s。据称，该耐高温陶瓷材料或可经受住3000℃高温考验。

（科技部）