前沿扫描六则

砖头“变身”超级电容

数千年来，烧结砖一直作为建筑材料，很少有其他用途。这种砖以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料，经成型和高温焙烧而制得，用于砌筑承重和非承重墙体，也就是人们最熟悉的红砖。美国圣路易斯华盛顿大学研究人员，利用砖的多孔结构，使用气相沉积技术为整块砖添加了一层名为PEDOT 的导电聚合物，让人们最熟悉的传统烧结砖“变身”超级电容，成为一种全新储能单元。在此之前，将建筑材料用于供电的构想多是“供电地砖”——即将特殊地砖应用到踩踏量较大的交通地段，地砖可以将收集到的能量储蓄到锂电池中，用于街边路灯的照明、音箱、人行道的警报器、标牌以及广告等领域。而能实现同样功能的墙体建筑材料，应用前景无疑将更为广阔。

哈勃借穿越大气层的光探索系外生命

美国国家航空航天局（NASA）的哈勃太空望远镜能够将月球作为一种“镜子”——利用穿过地球大气层和从月球上反射的太阳光，分析我们星球的大气层。根据NASA 的介绍与演示，这一手段的亮点在于：哈勃望远镜并没有直接去“看”地球，而是将月球作为“镜子”去“看”。研究团队通过分析穿过我们地球大气层的被月球表面反射的光的波长，就可以探测出地球大气层中臭氧的存在。这一研究显示了未来望远镜测量系外行星大气层的条件和潜力，系外行星的大气层完全有可能含有天体生物学所感兴趣的化学物质，用以研究和寻找地外生命。目前，天文学家已经开始启用望远镜来研究系外行星的大气层，但这项工作的目标通常是较容易分析的气态巨行星，类似我们太阳系的木星。

俄“蛇眼视觉”相机能隔障碍识物

俄罗斯莫斯科国立电子技术学院国家技术倡议“感官科学”中心研发出一项基于异质结构的红外光电探测器模块（InGaAs）技术。使用该技术可以让相机像蛇和蚊子一样“看见”红外线区域，因此被形象地称为“蛇眼视觉”技术。研究人员表示，由于猎物与寒冷的背景形成鲜明对比，蛇、蚊子和鱼这类动物的眼睛可以让它们在黑暗或寒冷的水域中成功捕获猎物。该院“感官科学”中心研发的基于异质结构的红外光电探测器模块“蛇眼视觉”技术相机能够在有雾、多尘的条件下，甚至隔着不透明的障碍物识别出物体。除夜视功能外，基于这种“蛇眼视觉”技术的相机还可以用于分析半导体和微电子产品中的缺陷，用于医学领域的光学非侵入相干断层扫描中。

日本环保塑料袋可在海水中快速降解

降低塑料袋的使用频率可帮助解决白色污染问题。但是日本人对塑料袋的使用似乎到了一种痴迷的程度，不论是一只香蕉，还是一个煮好的鸡蛋，或是巧克力饼干，日本便利店都会将它们用塑料袋包好后，销售给顾客。在全球每年使用的5400 亿个塑料购物袋中，日本消费者使用了大约300亿个，是英国的17倍。近日，日本三菱化学和一家包装材料制造商共同研发出了可在海水中降解的塑料袋。新产品是根据微生物分解土壤中垃圾的相同机理制造的，其材料是用甘蔗等植物性成分制成，很容易溶解在海水中。因海水中的微生物通常少于土壤，所以塑料袋在海水里需要约1年时间即可完全降解。预计该产品的价格将是传统塑料袋的6 倍以上。

高效率工艺可使海水在30分钟内能饮用

获得清洁、安全的饮用水是一个必要条件，但令人担忧的是，世界上许多地方都没有满足这一要求。一项新研究使用了一种名为金属有机框架（MOF）的材料来过滤海水中的污染物，每天可产生大量的淡水，同时使用的能源比其他方法少得多。MOF 是一种多孔性极强的材料，具有很高的表面积，这使其非常适合抓住分子和粒子。在这种情况下，该团队开发了一种被称为PSP-MIL-53 的新型MOF，并将其用于捕捉咸水和海水中的盐和杂质。当该材料被放入水中时，它能选择性地将离子从液体中抽出，并将其保留在表面。在30 分钟内，MOF 能够将水中的溶解性总固体（TDS）从2233ppm 降至500ppm 以下。这远远低于世界卫生组织建议的600ppm 的安全饮用水阈值。

德美研发快速自修复生物材料

自修复材料是一类结构上具有自愈合能力的智能材料。近日，德国马克斯·普朗克智能系统研究所和美国宾夕法尼亚州立大学的科学家合作研发了一种高强度合成蛋白，可以在很短的时间内自我修复微观和宏观的机械损伤，完全恢复其结构和性能，并且具有可编程的愈合特性。研究人员称，他们改变了章鱼触手蛋白质的分子结构，以便将材料的自我修复能力发挥到极致。在自然界中，自我修复需要很长时间。现在，他们将修复过程缩短到1 秒钟。这种愈合性能为生物启发性材料设计提供了新的机会，并解决了目前用于软体机器人和个人防护设备的自修复材料的局限性。