化工新型材料

世界首个生物相容性材料制成的“电器官”问世

英国《自然》杂志近日发布了一项工程学最新进展：欧洲科学家报告了首个模拟发电细胞的“电器官”。这是一种利用生物相容性材料制成的柔性超级电源，灵感源于电鳗，符合软体机器人的需求，并将在移植物、可穿戴设备上发挥巨大潜力。

自然界一向被视为人类各种技术思想及重大发明的源泉，科学家们研究自然界生物体的结构与功能原理，并依据这些原理发明出新的设备和技术。研究人员此次研发的模拟发电细胞的超级电源，正是从“水中高压线”——电鳗身上获得灵感。电鳗是一种以短暂强力放电而闻名的鱼类，可以瞬间产生高达100 W的强大电力击昏猎物。奇妙的是，它还能随意放电、自行掌握放电时间和强度。电鳗所依赖的不是电池，而是成千上万的发电细胞，这些细胞堆叠在一起可以大量放电。

瑞士弗里堡大学研究人员迈克尔·梅耶及其同事借此开发出了一种水凝胶基管状系统，可以很好地模拟发电细胞的相关特征。他们还精心设計了一个类似折纸一样的折叠结构来帮助控制放电，由此最终得到的电源，能够产生和电鳗相仿的电压。

研究人员表示，随着技术与生物体的融合不断推进，具有生物相容性、机械顺从性并且能捕捉生物系统内部化学能的电源，已成为一种必需。而今问世的是世界首个利用生物相容性材料制成的软体、柔性、透明的“电器官”，非常符合软体机器人的相关需求——非硬质且不需要插入接通。

论文作者表示，下一代设计如能改进性能，则该系统将更广泛用于移植物、可穿戴设备和其他移动设备电源，真正打开“电器官”供应的大门。（科技日报）

波兰科学家利用细菌纤维素开发气管假体

据报道，波兰科学家利用细菌纤维素制备气管假体。细菌纤维素是由微生物合成的多孔性网状纳米级生物高分子材料，由于具备高持水性、高透气性、良好生物相容性、高机械强度、三维网络结构等独特性质，植入人体后不会被排斥，在再生医学中有广泛应用。

目前可用的气管假体大多由塑料制成，其生物相容性较差，由于缺乏多孔结构，无法被细胞或血管穿透，不易被患者身体接受。而由细菌纤维素制成的气管假体，由于其独特的纳米结构，可被呼吸道上皮细胞或毛细血管覆盖，植入后可在患者体内存留。

研究人员已经开发出了气管假体结构，耐受力测试表明它们具有类似于天然气管的性质。目前，他们正在测试气管中天然存在的上皮细胞在假体上生长的能力。理想状况下，假体应与气管内部的上皮细胞结合，并发挥气管天然功能，包括通过鼻腔、喉咙将空气导入肺部，并能过滤困在上呼吸道的杂质。

该团队在细菌纤维素领域取得了不少成就。他们解读了产生这种生物材料的细菌菌株的基因组，并将细菌纤维素生产技术商业化。开发的产品包括具有生物相容性的网状物，用于治疗疝气，以及细菌纤维素敷料，用于治疗难以愈合的创口。（科技部）

全新量子材料“外尔—近藤半金属”问世

据英国《独立报》近日报道，美国莱斯大学和奥地利维也纳技术大学的研究人员联合研制出一种全新的材料——“外尔—近藤半金属”，其属于量子材料这一物质类别，可用于量子计算等领域。

量子材料拥有一些很“诡异”的属性，有些属性或许可在未来的技术创新包括量子计算等领域“大展拳脚”，不过，研究人员并没有真正弄懂这些材料的工作原理。

牛津大学量子材料科学家阿马利亚·科尔代亚并没有参与新研究，他在接受采访时解释说：“量子材料中的‘量子这一单词意味着，这些材料拥有一些无法由经典物理学，而只能用量子力学来进行解释的属性。一般而言，这些物质的组成成分之间拥有非常强的相互作用，我们并不知道这些物质会有什么属性，也无法预测。”

由于科学家们目前并没有相关理论工具来预测量子材料的行为，因此，一般而言，他们会先在实验室里制造出此类物质，并对其进行测量，研究其属性。

新材料的“横空出世”也是如此。在最新研究中，维也纳技术大学希尔克·标乐-帕邢团队对金属铈、铋、钯进行特定组合，制造出了新结构，然后，他们对这一新结构进行实验；而莱斯大学的团队从理论研究角度认识到，最新发现或许可以制造出全新材料。

莱斯大学团队表示，他们的建模显示新结构的质量可以在电子质量的1 000倍到零之间变化，这是“外尔费米子”的典型特质，外尔费米子是科学家于80多年前提出的一种粒子。由于这些粒子产生的原因是所谓的“近藤效应”，因此他们将新材料命名为“外尔—近藤半金属”。研究人员表示，尽管目前还并不清楚新材料的属性和用途，但其无疑可用于量子计算领域。（科技日报）

帝人芳纶计划提高Twaron芳纶纱线产能

据报道，帝人芳纶2017年12月20宣布，计划将Twaron芳纶纤维产能提高25%以上。这一额外的产能将在未来5年内完成。

帝人高性能对位芳纶纤维Twaron的需求量一直都在增加，市场前景乐观。芳纶业务的增长是帝人集团关键战略之一，预计年增长率为8%。公司决心确保这一增长并将为客户提供更好的服务携手共进。帝人芳纶希望把握全球市场大部分的增长，最终将使未来的市场份额超过50%。公司计划进行几项大规模的投资来提高产能包括最新技术的使用。

自1999年以来，帝人芳纶通过引入精益方法和内部优化计划，使其 Twaron产能提高了130%。帝人芳纶决心保持这种最佳实践的工作方式。公司将不断投资工厂，采用最新技术，确保规模经济。这将使公司能够跟上市场需求和市场竞争力，同时满足客户的需求。提高的总产能计划在2022年全部完成。（中化新网）

“PAN基碳纤维成套技术开发”通过技术鉴定顺利出龙

据报道，2017年12月14-15日，中国石化召开2017年度“十条龙”科技攻关工作会议，由上海石油化工研究院（以下简称“上海院”）与上海石化等单位共同承担的中国石化“十条龙”科技攻关项目“PAN基碳纤维成套技术开发”通过“十条龙”科技攻关领导小组审议，批准“出龙”。

在早先进行的技术鉴定会上，与会专家一致认为，该项目攻关形成了千吨级12K通用级SCF35碳纤维产业化规模的原丝及氧化炭化成套技术工艺包，建成500 t/a碳纤维的产业化装置，成功打通12K碳纤维的小试和模试制备全流程，在吨级DMSO湿法模试装置上多批次稳定制得公斤级SCF55高性能碳纤维，具有创新性和自主知识产权。

经过7年的技术攻关，攻关团队通过在连续水相沉淀聚合、凝聚态PAN高分子流变学、PAN-NaSCNH2O三元体系凝固成型、氧化过程耦合双化学反应的拉伸流变模型建立等4个方面的理论创新，采用自行研制的国内独有的NaSCN法溶剂路线，开发出集成了聚合、原液、纺丝、氧化炭化、碳纤维表面处理及上浆剂、有害气体的达标治理排放技术等八项研发创新的成套技术。

由上海院牵头攻关的DMSO法制备SCF55碳纤维技术，突破了共聚组分分子设计、高粘流体传质传热、聚合单体联动耦合、凝固成型截面孔洞控制、凝固成型皮芯结构、原丝聚集态结构控制、原丝与碳纤维结构-工艺-性能关联性等7项关键技术。通过基础理论研究，明晰了聚合、纺丝、氧化炭化等过程中PAN纤维的结构演变规律，建立了SCF55碳纤维及各阶段纤维质量控制指标。建立了原液制备、纺丝、氧化炭化石墨化、复合材料创新等四个平台，为中国石化碳纤维、腈纶、维纶等产品升级提供有力技术支撑。（中国石化新闻网）

快速“吃”光油污复旦大学研制出石油降解菌剂

据报道，针对海洋油污染，复旦大学环境科学与工程系教授董文博团队和海军医学研究所共同研制出能快速“吃”光泄漏油污的石油降解菌剂。

目前，国内针对海洋油污染的常规处理办法分为物理处理和化学处理2种。但是在物理处理后，仍有少量漂浮在海面上的油污难以收集；化学试剂投入海洋后则会和油污中的石油烃产生反应，对生态环境造成破坏。为此，通过更为绿色环保的生物降解技术，直接将物理处理后剩余的石油烃，全部代谢并转換成无毒无害的物质，已是技术发展的必然趋势。

和化学处理办法相比，董文博团队提出的“海上油污染生物修复技术”具有处理油污迅速、降解性高、绿色环保的显著特点。在面对海上石油泄漏和港口油污处理时，石油降解菌株可以在两天时间内将油污直接降解成二氧化碳和水，及少量小分子无害有机物。对石油烃的降解率达到90%以上。而“降解系统”本身在处理完油污染后，能够在短期内自动实现完全降解，无需人力回收，更不会对环境造成二次污染。

生物修复技术一直难以取得重大突破的原因在于，在实验室里成功研制出的降解菌剂在进入到海水体系后，生长和代谢机制会因为环境的限制而受到抑制。

为了克服难题，董文博团队提出在降解菌剂中直接加入能缓慢释放的营养物质，使微生物可以逐步获得营养能源。同时加入能分泌和释放出生物表面活性剂的菌种。值得一提的是，为了能让研制出的石油降解菌剂长久地漂浮在海面上，团队还需为菌株量身打造一个可以供其附着的载体。这就要求载体本身具有可以漂浮在海面上、不对环境造成污染、且能自行降解的特点。

目前，石油降解菌剂已在东海、北海、南海3大海域进行了成功的海上试验，能够大规模地应用于石油污染水域中的生物修复，具有广阔的应用前景。并且不仅局限于海水中的石油泄漏，还能处理各类河流废水内的油污。（中化新网）

全球首套甲苯甲醇甲基化装置竣工验收

据报道，2017年12月20日，扬子石化20万 t/a甲苯甲醇甲基化、汽油调和、汽油送清江码头等7个工业项目通过竣工验收，为该公司扩大原料资源、打通油煤资源融合、优化生产结构和物流结构打下基础。其中，20万 t/a甲苯甲醇甲基化项目为全球首套工业装置，已申报专利10多项，形成中国石化独有成套技术。

20万 t/a甲苯甲醇甲基化项目是集合扬子石化、上海石化研究院和洛阳工程公司等优势技术开发资源，自主开发煤油融合增产对二甲苯的新技术。项目建成投入运行后，主要技术指标达到设计要求，为石化工业提供了新的原料资源。（中国石化报）

吉化1.2万t大丝束碳纤维项目试车成功

据报道，2017年12月20日，吉林化纤集团1.2万 t大丝束碳纤维碳化项目一期2000 t生产线试车成功。吉化1.2万 t大丝束碳纤维碳化项目是由吉林化纤集团与浙江精功集团有限公司共同出资、合作建设，预计投资18亿元，拟建设6条2000 t/a大丝束碳纤维生产线，最终形成年产1.2万 t大丝束碳纤维生产规模。该项目于2016年10月动工，历时14个月建成投产。

该生产线采用世界一流碳化设备，拥有我国最大的碳纤维碳化能力，它的建成投产，填补我国大丝束碳纤维生产的空白。同时依托吉林化纤碳谷公司优质的碳纤维原丝，将实现上下游产业链集合，促进国内碳纤维产业以及新材料领域的发展。

预计2017年将上第2条生产线，在第一条生产线基础上进行优化，进一步降低成本，提高产品性能。项目完成后可实现年收入13亿元，实现利润1.9亿元。

近几年，大丝束碳纤维在汽车、风电叶片、轨道交通等领域的应用迅猛增长，预计未来几年需求增速每年将超过16%，到2020年，全球需求预计在15万 t以上，中国将达7.7万 t。而目前，我国大丝束碳纤维生产仍然是空白，产品全部依靠进口。

2016年，吉林省政府与中国建材集团公司签订战略合作框架协议，全力推动吉林省1500 tT800级小丝束碳丝示范线及4万t工业级大丝束碳纤维原丝、2万 t碳丝等生产线建设，力争到2025年，全省碳纤维产业实现20万 t原丝、10万 t碳丝的产能。吉林化纤新开工的1.2万 t大丝束碳纤维项目，是此战略合作协议签署后首个正式动工的项目。

目前，吉林化纤集团拥有国内最大的碳纤维原丝生产线，原丝年产能达到8 000 t。（中化新网）

中国宝武集团碳材料产业园项目在乌海开工建设

据报道，2017年12月15日上午，总投资30亿元的中国宝武集团碳材料产业园碳纤维项目、针状焦项目在乌海市海勃湾工业园开工建设。

据介绍，该项目将按照整体规划分期建设，项目一期投资7亿元，计划建设500 t碳纤维和5万t针状焦，2020年建成后可实现销售收入约10亿元。计划到2025年将建成针状焦、锂电池负极材料、石墨电极、碳纤维及制品一体化项目，届时将形成从煤焦油出发到锂电池负极材料、电炉炼钢、碳纤维制品3大产业链。该项目对加速推进乌海市煤化工上下游产业延链补链，进一步提升资源综合利用水平，加快乌海地区经济转型升级，培育壮大战略性新兴产业都具有积极的推动作用。

据了解，碳纤维，针状焦都是以煤沥青为原料的高端碳素材料。碳纤维广泛应用于航天，航空，建材，环保，磨擦材料和高端保温材料等领域。针状焦是生产超高功率电极，锂电负极材料的原料，应用于电炉炼钢和新能源电池领域，具有广阔的市场前景。（内蒙古自治区人民政府网）

华谊MMA年产能5年提至20万t

据报道，华谊集团旗下上海华谊新材料有限公司董事长褚小东日前透露，该公司目前正在华东、华南多地选址，计划5年内形成甲基丙烯酸甲酯（MMA）产业集聚规模，最终在全国形成20万 t/a MMA产业化板块，满足市场对MMA不断增长的需求。

目前国内市场年需求量约100万t，且持续较快增长，但其中国产产量仅有40万 t。华谊公司MMA扩能对于缓解国内MMA供应紧张局面、促进MMA产业链健康发展具有重大意义。

褚小東表示，华谊MMA技术较为成熟。华谊首套5万 t/aMMA装置日前在山东东明华谊玉皇新材料有限公司成功运行，第一批产品已经合格上市。该套装置采用上海华谊新材料公司自主研发的碳四氧化法生产MMA工艺技术，是国内首个具有完全自主知识产权的碳四氧化法MMA产业项目，填补了国内在MMA技术领域的空白。该公司现已申请30项专利，其中已授权中国专利17项和美国专利1项。（中国化工报）

辽阳石化PETG共聚酯原料成功试产

据报道，2017年12月18日，辽阳石化公司自主研发的新产品PETG共聚酯原料试产成功，所有性能指标均达到国外同类产品标准，打破了国外技术垄断，使中国石油成为全球第3家拥有自主知识产权并实现PETG共聚酯工业生产的企业，填补了国内该类产品的空白。

PETG是一种非结晶性共聚酯，具有玻璃一样的透明度和很好的光泽度，以及优秀的耐化学腐蚀性、耐冲击性和环保性能。其制品高度透明，抗冲击性能优异，加工成型性能极佳，特别适合制作厚壁透明制品，可广泛用于板材、片材、高性能收缩膜、瓶用及异型材等领域。

PETG共聚酯原料试产成功，为辽阳石化公司向膜聚酯、功能性聚酯、高端聚酯发展奠定了坚实基础。

近年来，辽阳石化公司一直致力于聚酯科研成果的研发和转化，通过开发差异化、特色化、高端化的新产品，提升企业核心竞争力。10万t/a PETG共聚酯工业化试验项目是中国石油“十二五”重大工业试验项目，PETG共聚酯同时获中国石油自主创新产品，2012年10月首次产出合格的PETG共聚酯工业化试验产品，成功打破美国Eastman和韩国SK公司的技术垄断。2014年10月，PETG共聚酯关键原料1，4-环己烷二甲醇中间工业试验实现突破，并完成万吨级工艺包的编制工作，从而形成了从原料到产品的上下游一体化技术。（辽阳日报）

煤矸石再加工变身“石头纸”

据报道，一块块坚硬的黑黑的煤矸石，经再加工变身成绿色环保的纸张，资源的清洁利用在山西这个煤炭大省找到新出口。

“我们生产纸不用水、不需要木材、没有化学添加，还没有污染物排放，是绝对环保的。你看我们的工厂是不是更像个展览馆。”提起石头造纸，技术员王旭枫骄傲地说。

山西宇皓环保纸业有限公司常务副总闫林虎介绍说，石头纸是以储量大、分布广的石头为主要来源，以高分子聚合物为辅料，利用高分子改性的特点，经过特殊工艺处理后，挤出、吹制成型。“整个生产过程也是一次完整的物理变化的过程，石头还是石头，只是换了个纸的模样。”闫林虎说。

据介绍，根据所生产的纸张的颜色要求使用不同颜色的石头，煤矸石、石灰石、方解石等都是常用原料。而且在石头纸的制作过程中只会产生一种废弃物——石块，而这种废弃物不需要任何加工就可被用作原料继续生产石头纸。

目前，石头纸已经开发出多种用途，书写本、报纸杂志、手提袋等方面的运用已经逐渐推开。由于传统纸张的使用习惯以及印刷习惯，石头纸在国内大规模推广还需要一定的时间。据介绍，这家公司生产的石头纸主要出口美国、韩国等国家。从2015年以来，石头纸每月出口额超过300万元（。新华网）