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韓國成功開發新型陶瓷濾膜材料

隨著化石能源消耗量的增長，霧霾也在持續增加，盡管業內一直致力于開發去除霧霾的濾膜，但現有的霧霾濾膜材質主要是塑料纖維材料，氣孔尺寸大，無法阻擋細微霧霾顆粒，而且大部分是一次性產品，如果隨意丟棄，對環境也有一定影響。

韓國科學技術研究院（KIST）全北分院復合材料技術研究所從2017年開始致力于太空電梯的開發，在科學技術信息通信部的支持下，實施了KIST開放型研究的4U復合材料項目。近期，KIST研究團隊選用4U項目的核心材料——氮化硼納米管（BNNT），在全球最早開發出可以回收利用的高端陶瓷濾膜制造技術。研究團隊制造的氮化硼納米管濾膜可經受900℃超高溫的考驗，通過將霧霾中的普通有機微粒子加熱到350℃以上，燃燒后分解為二氧化碳和水，由此實現了濾膜的重復利用。

濾膜為薄膜形態，按照名片尺寸制作，重量約100mg，相當于1個咖啡豆，可以除去99.9%以上的超細微粒子。值得一提的是，不僅可以輕松調節氣孔的尺寸，即便反復灼燒，也可以維持良好的粒子去除性能，這有助于大幅節省濾膜更換的費用。

KIST張世圭（音譯）博士表示，這一濾膜不僅可以去除細微粒子，還可以用于病毒、水處理、食品等提純過程。氮化硼納米管是散熱和屏蔽輻射的材料，應用潛力巨大，未來將廣泛應用于宇宙航空、電子、汽車、核電等行業。

主導KIST4U項目的洪載民（音譯）分院長表示，美國國家航空航天局（NASA）在開發極寒宇宙環境專用材料的過程中，曾經開發出了約2000件新技術，此次韓國極寒材料開發項目通過開發新材料，并投入商業應用，將有助于提高全體國民的生活質量。

純單質鎳/石墨烯復合材料研究取得進展

近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所液相環境激光制備與加工實驗室在純單質鎳/石墨烯復合材料的制備及其甲醇氧化電催化研究中取得新進展。

納米鎳基催化劑因其高的催化活性和低成本而被研究者們廣泛認識，并已成為重要的非鉑基催化劑。通過降低鎳基催化劑的尺寸來增加鎳的利用率，是提高鎳基催化劑效率的常用方法。然而，納米顆粒尺寸的減小總是不可避免地伴隨著顆粒團聚和二次生長。獲得具有大量暴露活性位點且不團聚生長的超細鎳單質納米晶，是提高鎳基催化劑效率的有效途徑。

該研究以液相激光熔蝕法為技術手段，利用Ni膠體納米顆粒（帶正電荷）與氧化石墨烯（GO，帶負電荷）的靜電作用首先得到高活性的NiOx負載納米復合材料，并在水合肼溶液中還原生成單質鎳。NiOx被水合肼還原不斷產生N2，為生成的單質鎳創造了無氧環境，并最終獲得高度分散、超小尺寸的純單質鎳（2.3±0.4nm）負載的石墨烯納米復合材料。其中，單質鎳的超小尺寸為其催化性能的提升提供了大量的活性位點，石墨烯的存在極大限制了其在催化過程中的再生長和聚集。實驗表明，該材料在甲醇氧化電催化應用中展現出了超高的質量比活性（1600mA/mg）和優良的穩定性，循環1000次后，單質鎳依舊保持原來的尺寸和形貌，沒有發生聚集和二次生長。

該研究利用液相激光熔蝕技術獲得超小納米晶的優勢，制備出了純單質鎳負載的石墨烯復合材料，并展現出優良的甲醇氧化電催化性能，為設計合成其它具有高電化學活性和穩定性的非鉑基催化劑納米晶提供了新的思路和策略。

相關研究成果發表在《Chemical Communications》上。該研究得到了國家重點基礎研究發展計劃、國家自然科學基金、中科院科研裝備研制項目和安徽省自然科學基金的資助。

中國科學家成功研制“海綿陶瓷”

一個由中國科學家率領的研究團隊成功開發出一種超輕質新型陶瓷材料，不僅具備傳統陶瓷材料耐高溫、隔熱好等優點，而且如同海綿一樣富有柔性和彈性，有望應用于航空航天、電子信息等領域。

相關論文發表于美國《科學》雜志子刊《科學進展》上。論文第一作者、加利福尼亞大學戴維斯分校博士后研究員斯陽對新華社記者說，與傳統陶瓷氣凝膠的珠鏈狀納米顆粒結構不同，新材料在纖維冷凍成型技術的作用下，具有獨特的纖維狀腔壁結構。

斯陽介紹說，這些纖維狀腔壁包含大量尺寸為100nm到1微米的網孔，其中陶瓷纖維緊密粘結，在外力作用下可快速形變和復原。

研究團隊發現，纖維狀的陶瓷結構中，纖維直徑為200nm，在1100℃高溫下仍可壓縮回彈；經過多達500次壓縮后，塑性形變僅為12%。

此外，這種新型陶瓷的重量顯著降低，最低密度可達每立方厘米0.15mg；而且具有超高孔隙率和曲折網孔通道，可減少熱對流效應，隔熱性能優異。

韓國開發出新概念石墨烯合成技術

據韓國《亞洲經濟》網站消息，韓國忠南大學研究組在加工石墨烯時，省略了必要的傳遞過程，利用鈦在低溫下開發出新型高品質的大面積石墨烯合成技術。該研究成果發表在納米領域的國際學術雜志《ASC Nano》上。

石墨烯的導電率和熱傳導性好，機械強度高，柔軟性和透明性也很好。因此，可以廣泛應用于二次電池、顯示器等領域。通過一般的化學氣相沉積法在合成石墨烯時，需要在其它基板上進行傳遞工程，但這一過程中會出現許多問題，例如，需要克服內部結合、與基板的粘合問題、石墨烯結晶面的面積大小與控制界面，以及因石墨烯表面產生的褶皺導致特性低下等問題。

研究組發現，鈦與石墨烯具有相同的結晶結構，與碳元素的結合力非常強大。利用鈦去除石墨烯褶皺的研究成果，在10nm厚的鈦層上開發出了石墨烯合成技術。該技術在150度低溫條件下，可以將高品質石墨烯合成后，大幅度改善工程的效率性和應用性。

研究組表示，該研究能夠彌補現有的石墨烯材料的缺點，并可以直接開發出新概念大面積石墨烯制造技術。石墨烯不僅可以應用于透明柔軟的電子元件，還能替代現有的黃金、銅等金屬電極。

新型凈水濾紙可高效去除重金屬和細菌

美國斯坦福大學醫學中心等機構的研究人員最新開發出新型納米凈水濾紙，這種介孔陶瓷膜產品在不使用電壓、化學品或重力自流過濾的情況下，能高效過濾掉鉛和砷等重金屬以及細菌和病毒。

研發團隊研究人員、斯坦福大學醫學中心副教授程震接受新華社記者采訪時說，該產品的核心技術是夾在兩層紙中間的介孔陶瓷層，在半張A4紙大小的陶瓷層里隱含著超過180億個納米鉤子。

美國夏威夷大學和中國醫科大學等機構的實驗室研究顯示，在不使用化學藥物和紫外線消毒等傳統滅菌方法的情況下，這種濾紙可快速過濾掉細菌和病毒。

“當細菌或病毒經過濾紙時會被鉤住，同釣魚用的爆炸鉤原理一樣，它們的保護膜會被破壞，從而使其DNA（脫氧核糖核酸）失去活力。”程震說。

研究人員說，這種濾紙可廣泛用于普通家庭水質過濾、工業重金屬廢水過濾、核污染廢水處理和農業灌溉等。研究人員日前在美國科羅拉多州丹佛市舉行的美國水質協會年會上展示了這種凈水濾紙。