新材料的研發(fā)與突破，對我們的生活及人類文明的進(jìn)程有著重要的租用，值得我們深刻關(guān)注。本期文章整理了一些近期的新材料成果，快來和小編一起看看吧！

01紙“變”塑料：Choetsu復(fù)合材料

日本東京大學(xué)研究人員找到了一種簡易、經(jīng)濟(jì)、高效的方法，首次使相對可持續(xù)的紙質(zhì)材料具有塑料的一些有用特性。一種被稱為Choetsu的涂料不僅能使紙張防水，還能保持其彈性，且可生物降解。相關(guān)論文近日發(fā)表于美國化學(xué)會(huì)《工業(yè)與工程化學(xué)研究》。

Choetsu是一種復(fù)合材料，當(dāng)被應(yīng)用于紙上時(shí)，它與空氣中的水分接觸會(huì)自動(dòng)生成一層堅(jiān)固的防水膜。該涂料由安全廉價(jià)的化學(xué)品組成，主要是甲基三甲氧基硅烷、一些異丙醇和少量鈦酸四異丙酯。

紙制的食品容器被噴灑或浸入這種液體混合物。在室溫下干燥后，構(gòu)成紙的纖維素上便形成了一層薄薄的含有甲基（一種醇）的二氧化硅，從而提供強(qiáng)大的防水性能。

“技術(shù)方面的挑戰(zhàn)已經(jīng)完成，一些應(yīng)用可能很快就會(huì)實(shí)現(xiàn)，比如用于包裝或儲存食物的物品?！盚iroi說，“同時(shí)，液體化學(xué)成分可以針對不同材料進(jìn)行調(diào)整，從而創(chuàng)建一種防污垢、防霉菌的涂層，并拓展應(yīng)用于玻璃、陶瓷等。”

02CNF增強(qiáng)塑料：豐田用于開發(fā)汽車零部件

Toyoda Gosei Co., Ltd. 開發(fā)了*一種纖維素納米纖維 (CNF) 增強(qiáng)塑料，旨在減少汽車零部件從原材料采購和生產(chǎn)到回收和處置的整個(gè)生命周期中的二氧化碳排放。

在向脫碳和循環(huán)經(jīng)濟(jì)邁進(jìn)的過程中，豐田合成利用CNF的以下特性開發(fā)可提高其產(chǎn)品環(huán)境性能的材料。首先，CNF的重量是鋼的五分之一，強(qiáng)度是鋼的五倍。當(dāng)用作塑料或橡膠中的增強(qiáng)材料時(shí)，產(chǎn)品可以做得更薄，泡沫成型變得更容易。這減輕了重量并有助于降低車輛行駛過程中的CO?排放量。其次，當(dāng)車輛報(bào)廢后重新使用材料時(shí)，加熱和熔化的強(qiáng)度損失很小，這使得汽車零部件的回收成為可能。第三，是不增加CO?總量的材料。即使CNF被焚化，唯一的CO?排放是植物在生長過程中吸收的物質(zhì)。

新開發(fā)的CNF增強(qiáng)塑料在用于汽車內(nèi)外飾部件的通用塑料（聚丙烯）中加入了20%的CNF。對于實(shí)際應(yīng)用，包含CNF會(huì)降低抗沖擊性最初是一個(gè)問題。Toyoda Gosei憑借其材料混合設(shè)計(jì)和捏合技術(shù)克服了這一問題，將抗沖擊性提高到適合汽車零部件的水平。公司將繼續(xù)與CNF材料制造商合作降低成本。

03“智能自適應(yīng)性”新材料：中國科學(xué)家有望助力“雙碳”和太空探測

人類利用陽光已開發(fā)出不少應(yīng)用，比如光伏發(fā)電、太陽能熱水器等。而利用太空輻射制冷，近年來成為國際新興科研熱點(diǎn)。裴剛、鄒崇文團(tuán)隊(duì)研制出一種基于二氧化釩的涂層材料，其表現(xiàn)出“智能自適應(yīng)性”：白天在太陽輻照下為金屬態(tài)，吸收熱能；夜晚則處于絕緣態(tài)，將熱量輻射到外太空，從而吸收冷能。

實(shí)測發(fā)現(xiàn)，該材料表面溫度白天可比環(huán)境溫度高170攝氏度，夜晚可比環(huán)境溫度低20攝氏度，24小時(shí)全天候運(yùn)行，為高效捕獲利用太陽熱能和太空冷能開辟新途徑。日前，國際期刊《美國科學(xué)院院刊》發(fā)表了這項(xiàng)成果。

“我們主要的技術(shù)突破，是解決了光熱轉(zhuǎn)換和輻射制冷存在的紅外光譜沖突，并分別強(qiáng)化其性能，在同一個(gè)材料上實(shí)現(xiàn)‘冷熱同體’，優(yōu)化空間和成本?！迸釀傉f。

據(jù)悉，“冷熱雙吸”材料的技術(shù)特點(diǎn)使其應(yīng)用前景廣闊，對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、緩解地球溫室效應(yīng)等具有積極意義。

04超強(qiáng)阻燃塑料：可延緩電動(dòng)汽車的火災(zāi)發(fā)生

近期LG化學(xué)公司表示，已經(jīng)開發(fā)出一種高度耐熱的塑料，可以大大延遲電動(dòng)汽車（EV）所用的鋰離子電池的熱失控。

LG化學(xué)稱，這種新材料具有世界上最長的阻燃時(shí)間。內(nèi)部測試顯示，這種材料“在1000度以上的溫度下能阻止火焰蔓延超過400秒，比一般的阻燃塑料長45倍”，這將在電池起火的情況下為車內(nèi)人員的安全疏散提供更多時(shí)間。據(jù)說這種材料還具有極好的尺寸穩(wěn)定性，在極端的溫度變化下仍能保持其形狀。

LG化學(xué)表示，其新開發(fā)的特殊阻燃材料是一種高功能工程塑料，由聚苯醚（PPO）、聚酰胺（PA）和聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）等多種材料組組成。

LG 化學(xué)計(jì)劃于2023年開始大規(guī)模生產(chǎn)這種材料，該公司目前正在韓國、美國和歐洲為這種新塑料材料申請專利。

05仿蛛絲微纖維：“憑空取水”能力超強(qiáng)

淡水資源的短缺已成為制約全球社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海水資源占到了地球上所有水資源的96.54%，淡水資源僅占2.53%，而且只有0.36%的淡水資源能夠被人類直接利用，如何獲取更多的可利用淡水資源，是一個(gè)亟待解決的問題。

近日，國際化學(xué)領(lǐng)域期刊《材料化學(xué)學(xué)報(bào)》A刊報(bào)道了西南交通大學(xué)孟濤教授團(tuán)隊(duì)的研究成果——利用具有中空連續(xù)通道的仿蜘蛛絲微纖維進(jìn)行高效集水，團(tuán)隊(duì)通過在仿蛛絲纖維內(nèi)部構(gòu)建中空結(jié)構(gòu)，讓纖維的集水性得到顯著提升，研究發(fā)現(xiàn)，該仿生微纖維懸掛液滴體積是紡錘節(jié)體積的1663倍，集水能力數(shù)值遠(yuǎn)超出已有文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)值。

據(jù)悉，該微纖維不僅可用于集水，還可應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品、環(huán)保、軍工等領(lǐng)域。比如，仿蛛絲中空微纖維可作為傷口敷料應(yīng)用于醫(yī)藥領(lǐng)域。該材料為生物相容性材料，覆蓋在傷口表面能夠有效吸收多余的傷口滲出液，并可以形成凝膠保護(hù)創(chuàng)面。此外，由于在纖維的制備過程中引入了雙水相，纖維具有封裝酶、蛋白質(zhì)的特性，因此該纖維可以負(fù)載生長因子、抗炎和促凝血類的藥物作為傷口敷料，達(dá)到加速傷口的創(chuàng)面愈合的效果。