【年度巨献】2015年高分子材料进展总结

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2016高分子材料进展总结

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【新疆理化所只吸油不吸水材料】科研人员以廉价的商业化非氟类有机硅烷为主要原料,通过控制硅烷的水解和凝胶化过程,制备出三元硅氧烷海绵。与传统的硅氧烷类海绵相比,三元体系海绵表面含有大量非极性基团和较高的粗糙度,赋予材料超疏水、超亲油的效果:与水的接触角超过150°,可吸附自身6-14倍重量的有机溶剂和诸多油类化合物(包括原油、汽油、柴油、葵花籽油等),且具有优异的力学性能,在15次80%压缩形变下材料的永久变形率低于25%。

https://www.gaofenzi.org/archives/5012.html

【可充电的纸进展】在瑞典Linköping University科研人员的努力下,导电聚合物涂层封装的纳米纤维素制备的纸成为了可以存储大量电荷的“纸电池”(power paper),只需一张宽15cm、厚0.1mm的新型‘纸电池’,就可以存储1法拉电容的电荷(类似于超级电容器),而且其能够反复充电上百次,且充电只需数秒钟。

https://www.gaofenzi.org/archives/4834.html

【可检测汞污染的聚合物】来自弗林德斯大学(The Flinders University)的Justin Chalker博士开发了一种可以检测和吸收水体或土壤汞污染的新型聚合物:Sulfur-Limonene Polysulfide。

https://www.gaofenzi.org/archives/4191.html

【多孔材料】加州大学科研人员通过四年研究获得了一种多孔材料,可用于有污染分离处理、化学泄漏和海水净化处理。这种材料的制备原料来自蔗糖,通过特殊工艺获得具有强疏水能力的多孔材料,但是它可以吸附其它物质,比如污染物,吸附能力可达自身重量的25倍。通过研究,这种材料还可用于飞机和卫星的涂层中,或者用于无人飞行器的电磁屏蔽系统等。

https://www.gaofenzi.org/archives/4114.html

【超强纤维状人工肌肉材料】复旦大学教授慧胜课题组成功制备了一种新型的纤维状人工肌肉材料,为实现高性能的驱动和敏感器件及应用提出了全新的思路。其收缩强度是人类骨骼肌的10倍,甚至高于植物界响应最快的植物——食蝇草的“捕食”速度,因此在驱动和智能响应领域中有巨大的应用前景。

https://www.gaofenzi.org/archives/3782.html

【可当显示屏的衣服】–近期韩国科研人员巧妙地将LED材料与PET纤维复合制备出柔软可穿戴的LED纤维材料,研究人员希望通过此项技术降低可穿戴显示屏的成本从而促进市场化。

https://www.gaofenzi.org/archives/3537.html

【可行走水凝胶材料】科研人员在《Nature Materials》上发布文章介绍了一种可“行走”的水凝胶材料,可以像人工肌肉一样伸展收缩,最大的特点是对温度的响应速度超快。

https://www.gaofenzi.org/archives/3531.html

【兰化物所超高强度水凝胶材料进展】该水凝胶具有新颖的共价键与配位键双交联的结构形式,其中的化学交联形成惰性的水凝胶交联网络,接着利用铁离子-羧酸根的配位键作为动态的交联形式,在受到外界的应力后,可动态地断裂配位键以耗散能量,从而大大提高水凝胶的机械性能。

https://www.gaofenzi.org/archives/3089.html

【目前发现世上最强的生物材料】英国朴茨茅斯大学(University of Portsmouth )的研究人员发现帽贝的牙齿强度达到6.5GPa(用AFM原子力显微镜测试),为迄今为止强度最高最坚固的生物材料,科研人员希望可以仿制帽贝牙齿中的纤维状结构,并将之用于车、船、以及飞机机体等高性能工程应用领域。

https://www.gaofenzi.org/archives/2747.html

【最轻气凝胶】东华大学制备出世界上最轻的气凝胶材料:利用普通的静电纺纳米纤维膜材料开发出一种超轻、超弹的纤维气凝胶,经中国计量认证结果显示,这种纤维气凝胶的固态材料密度仅为0.12毫克每立方厘米。

https://www.gaofenzi.org/archives/2534.html

【活性聚合ATRP进展:无需金属催化剂】加州大学的科研人员利用光催化剂在光的作用下实现了新型的ATRP活性聚合,无需再利用金属催化剂,不仅能用活性可控制备均聚物,而且还可以活性可控制备嵌段共聚物。

https://www.gaofenzi.org/archives/2530.html

【聚邻亚芳基聚合物】科研人员首次通过芳炔聚合得到了结构特殊的聚邻亚芳基聚合物Poly(ortho-arylene)s,在此之前还未有人成功聚合这种活性很高的芳炔单体。

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塑料橡胶:

【商业橡胶实现自修复】德国科研人员通过助剂实现了已经商业化的溴化丁基橡胶在被剪断后自愈合,并且橡胶在自修复后力学性能优异,有望用于今后的汽车轮胎产品自修复。

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【会消化塑料的虫子】国内科研专家和斯坦福大学专家合作另辟蹊径,为解决困扰全球的泡沫塑料污染找到了新的钥匙。科学家发现常见的黄粉虫(拟步甲幼虫,The tiny worm, which is the larvae form of the darkling beetle)能够安全的降解聚苯乙烯泡沫塑料以及其它形式的PS塑料。根据项目研究人员Wei-Min Wu介绍,黄粉虫能够以泡沫塑料为食,在消化过程中内脏中的微生物会降解这些塑料。

https://www.gaofenzi.org/archives/3935.html

【发电橡胶】Ricoh公司宣布制备出一种高效率的发电橡胶(Energy-Generating Rubber),可以把施加在材料上的机械压力转变成电能,据了解这类材料叫做【压电材料Piezoelectric materials 】,有望用作压力传感器和可穿戴设备应用中。

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【科研人员发明柔性橡胶键盘】–新西兰奥克兰大学的科研人员开发出了一种柔性、流线型、可伸缩、可编程的橡胶键盘,可开发基于这项研究的可穿戴/传感技术和其它产品。

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【自修复导电凝胶材料实现电路自愈合】–科研人员发出一种不需要外部的刺激即可自我修复的凝胶材料, 能够自行修复因反复折叠或弯曲产生裂痕的电路,使其重新连通导电。

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【可完全降解的塑料】美国的研究人员已经开发出了一种新型的塑料,这种塑料能够在加热一个小时之后转换为原来的原料状态。也就是说,这种新型材料能够完全回收再利用,它能改变我们对塑料的使用和回收利用方式。来自美国科罗拉多州立大学的研究人员开发的的这种新型聚合物由 γ-丁内酯(GBL)构成,这种物质还存在于强力胶清洁剂中。

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【生物可降解电子显示器】来自University of Missouri的科研人员揭露可以通过多肽自组装作为电子显示器模板,使其能够使其满足显示器发光的需求。科研人员表示这项研究开创了创建可降解生物电子显示技术的第一步。

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【智能塑料键盘】佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)发明可自充电、防水、防尘和具有识别用户功能的新型智能电脑塑料键盘。

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【可降解芯片】科研人员在《自然通讯》上发表成果,使用生物可降解材料制备出一种电子芯片。该芯片原料是一种称为纤维素纳米纤维(cellulose nanofibril ,CNF)的木材纤维,通过环氧树脂保护CNF材料不被水浸湿提高芯片耐环境性。

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【新技术:塑料加蛋清即可实现抗菌塑料】–研究人员测试对比了3种非传统的塑料添加剂—蛋白、乳清及大豆蛋白,将上述材料分别于PE塑料混合,后测试共混改性后的PE塑料抗菌性能,发现当蛋清中的蛋白质与传统增塑剂混合时,可显示出明显的抗菌性能。

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【又轻又硬的塑料复合材料】岛国某公司研发出一种又轻又硬的塑料复合材料,与PC、PP、钛合金、铝合金和钢相比较,当获得相同硬度时,上述复合材料所需的质量最低。

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【斯坦福发明高效低成本空气净化器】聚丙烯腈PAN制备的纤维材料可用作透明空气净化器,有效除PM2.5。材料透明、高气体流动性、净化高效性和低成本,所以很适合用作净化空气的纱窗。

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【制备更小的硅胶微球技术】通过超声喷雾装置将反应液雾化,通过惰性气流将微小液滴带入加热器中在气流中快速聚合形成微球。硅胶具有良好的生物相容性、疏水性和化学稳定性,如果能把硅胶做成与血红细胞类似大小的微球,或许可用于药物载体和体内成像等医疗用途。

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【最新制备防滑鞋的新型方法】–研究人员通过热塑性聚氨酯弹性体TPU与玻璃纤维巧妙的制备了一种超级防滑的鞋底材料,方法是制造一种类似具有微小“钉子”的表面。

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【成本更低的聚乳酸PLA生产技术】–鲁汶(KU Leuven Centre)表面化学与催化研究中心的研究人员们称,他们找到了一种更加简单、便宜的方法来制造PLA,而且不产生废物。这次研究人员发现了一个可通过特殊的沸石(zeolite)催化反应将乳酸转变为丙交酯(生产PLA的单体),而这一生产过程不仅提高了效率,降低了成本,而且降低了副产物废弃物的排放和金属催化剂的使用。研究发表在《科学》期刊上,目前技术已经转让给某化工企业进行工业化生产。

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【首款壁虎仿生干胶带】卡内基梅隆大学教授 Metin Sitti等人组成的研究小组及其公司nanoGriptech, Inc. 研发成功并推出了类似壁虎脚趾微观结构的三款“Setex”品牌高粘性仿生干胶带。

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【土耳其美女博士发明可自动除冰的新型沥青材料】–据了解,在实验室测试中,新型沥青会持续在两个月内释放盐分,可持续融化冰面。研究人员表示在实际路面使用时效果可以持续更久。

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【国外利用藻类植物制造柔性泡沫可制作瑜伽垫】–收获的藻类生物体随后进行脱水晒干,聚合成丸粒,然后与其它材料组合最终形成一种柔性海绵泡沫。

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【日本发明柔软硅橡胶晶体管,美女高跟鞋踩不烂】日本国家先进工业科学技术研究所(AIST)开发出了一种据称和布料一样柔软强韧的晶体管。这种晶体管的大多数元件都由橡胶或凝胶制成,因此可弯曲。作为结果,该晶体管抗拉强度高,并且对弯曲和拉伸耐受性很高。

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涂料胶黏剂:

【科研人员仿生发明水下用强力胶黏剂】–美国加州大学研究人员受贻贝的启发合成出一种粘性很强的水下粘合剂比此前的同类产品粘性至少高出10倍,同时有望被用于牙医业、纳米技术、水下维修等领域。

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【美国发明完全无机涂料要颠覆聚合物涂料吗】–美国约翰•霍普金斯大学的研究人员开发出一种新型环保玻璃涂料,可以反射阳光,保持建筑物的凉爽并使其更为坚固耐用。不像丙烯酸、聚氨酯或环氧涂料,这种涂料几乎完全是无机的,比其他含有机化合物的涂料更加耐用。

https://www.gaofenzi.org/archives/3575.html

【透明制冷涂层】美国斯坦福大学科研人员发明一种透明制冷涂层材料,可以在不影响太阳能电池板吸收阳光性能的同时为其降温,从而提高太阳能电池的工作效率及持久性。

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生物医用:

【超级止血材料】美国FDA批准军用战场止血产品民用化,通过注射器将医用高分子材料注入伤口即可在20s内快速止血,适合紧急救助。

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【江苏奥康尼PEEK人工关节重大进展】采用聚醚醚酮无尘精密注塑核心工艺,参照国人关节特点打造“全有机”的高分子材料人工关节,目前已申请了涵盖髋、膝、肩、踝等各个关节部位的35项发明专利和实用新型专利,大部分专利已获授权。项目已完成产品定型,即将启动临床试验。

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【人工血管进展】上海大学的研究人员通过将微压印和电子纺丝技术首次开发出了一种三层人工血管组织,这种新型的血管组织可以有效帮助研究人员可以利用多种分离材料,具有一定的机械强度并且可以促进新细胞生长。

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【智能水凝胶绷带有助于损伤修复】麻省理工科研人员开发出一种水凝胶材料,可以与载药系统、诸如温度传感器、LED灯元件以及其它电子设备协同使用,成为一种智能化的水凝胶材料,可用于生物医用领域,比如智能创伤敷料

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超疏水材料:

【新型不含氟超疏水涂料】莱斯大学研究人员通过低表面能烷基支链羧酸材料修饰氧化铝纳米颗粒获得具有强疏水能力的涂层材料(水接触角达到155度)。

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【耐刮檫超级疏水涂层】英国伦敦大学研发人员在science上发表了一篇关于超疏水涂层的研究进展,通过疏水涂料和胶黏剂组合,实现了耐刮擦超疏水涂层,该技术应用广泛。

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【连水蒸气也不沾的材料】美国宾夕法尼亚州立大学研究人员最新开发出一种连水蒸气也不沾的新型纳米材料,真正做到“滴水不沾”。相关论文第一作者戴贤明指出,除了硅材料外,金属、玻璃、陶瓷和塑料也可用来设计此类不沾水材料。在工业上,此类材料具有重要应用价值,比如,可用来提高发电厂换热器的冷凝换热性能,还可防止机翼结冰和结霜造成的安全事故等。

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石墨烯:

【生物医用石墨烯用来补牙】Graphene高强度特性和良好的生物相容性引起了生物医用材料科研人员的兴趣,比如,罗马尼亚相关科研人员近期发布论文公布了他们对石墨烯在牙科领域应用的生物安全性研究,通过这种材料不同形式来测试其对牙齿的毒性,确定石墨烯有望被用来制成更耐用的牙科材料。

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【光驱动材料】南开大学化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授领导的科研团队经过3年的研究,获得了一种特殊的石墨烯材料,这种材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的1000倍以上,“光动”飞行或将成为可能。

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【中科院发明轻如气球硬如金属的超级材料】–密度低达1 mg*cm-3,比表面积高达1000 m2*g-1,压缩模量达100MPa,可支撑自身重量的40000倍,没有发生明显形变,具有超高弹性,压缩形变95%以上,循环1000次后几乎可完全恢复。具有超疏水特性,但吸附有机溶剂可达自身重量600倍以上。

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【石墨烯新制备方法】英国苏格兰格拉斯哥大学(University of Glasgow)的研究人员发现一种能够大量生產石墨烯薄膜的新方法。在石墨烯薄膜的製造过程中,由於基板的成本直接影响到石墨烯本身的最终成本,因此,研究人员借用了製造鋰离子电池的材料,据称可使基板成本大幅降低到大约只有先前使用材料的1/100。

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3D打印:

【3D打印革命性CLIP技术】被3D打印界称为2015年迄今为止最大的新闻:Carbon3D公司开发出3D打印新技术——CLIP技术,据悉,与现有的其它3D打印技术比较,CLIP技术可以提高25至100倍的打印速度,国外媒体称之为3D打印革命性的突破技术。

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【相同材料成型后不同部位弹性不同】迪士尼用3D打印技术改变材料的结构,使得同一种材料打印出来的不同部位弹性不相同,比方说他们打印出了一只玩具兔,耳朵和身子都是使用同一种材料,但是耳朵是柔软的,身体却是硬的。

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【3D打印面临的环境问题】加州大学研究人员们发表论文称斑马鱼胚胎接触一些3D打印部件时以惊人的速度死亡,这项研究结果将3D打印材料对于环境影响的问题凸显了出来,尤其是那些回收的打印材料。

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【3D打印医用】德国弗朗霍夫激光技术研究所研究人员成功利用3D打印技术制造出人造血管,这一技术突破有望广泛应用在治愈皮肤创伤、人工皮肤再造和人造器官等医学领域。

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其他进展:

 【科研人员首次制备出多孔液体材料】英国Queen’s University Belfast (QUB)的科研人员近日在Nature发布成果表示他们造出一种多孔结构的液体材料(porous liquid),这种孔洞材料不像普通多孔材料那样容易被它们的溶剂填充,而是可以形成永久的孔洞,有望提高气体或其他物质在液体材料中的溶解度(吸附),比如用于CO2和甲烷捕捉。

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 【2015年诺贝尔化学奖】–Tomas Lindahl, Paul Modrich和Aziz Sancar三人获2015年诺贝尔化学奖,获奖理由是“DNA修复的机制研究”。

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【堪比石墨烯的硼烯】来自美国阿贡国家实验室、中国南开大学、纽约州立大学石溪分校、美国西北大学的科学家首次获得了只有单原子厚度的二维硼材料——“硼烯”。该材料因其优越的电学、力学、热学属性,被科学界寄予厚望,或将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”,相关研究发表在《科学》杂志上。

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【超轻超强金属材料】美国加州大学洛杉矶分校研究小组最新研制出一种超高强度,非常轻的金属材料,他们使用一种新方法分散和稳定纳米微粒进入熔化状态的镁金属。

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【85后副教授研发出新型铝离子电池 手机充电一小时可用三四天】湖南大学物理学院副教授鲁兵安等人的研究成果最近发在《Nature》上。过去锂电池手机要1小时才能完成的充电量,在该铝电池上1分钟即可完成。而铝电池循环7500次后,容量几乎无衰减。该成果已在美国获得多项专利保护。

【透明金属材料】美国军方科学家开发了一种透明金属,它可能会成为新型超坚韧屏幕、显示器的材料。这个材料由铝镁尖晶石中提取出来,比防弹玻璃轻得多却也坚韧得多。研究人员称它可用于保护飞机、汽车和航空器的驾驶舱,宇宙飞船和卫星也一样。

【我国成功研制碳材料超强电池,充电7秒续航35公里】中科院上海硅酸盐所研制出一种高性能超级电容器电极材料:氮掺杂有序介孔碳材料。该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车“超强电池”:充电7秒续航35公里。该新型石墨烯超级电容器体积轻巧,可实现低成本规模生产。

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【中国科研人员发明超薄隐身材料超F-35隐身性能】目前,微波吸收剂能够有效降低飞机的雷达散射截面面积,令人遗憾的是,吸收剂往往很厚,吸收波段相对较窄而无法有效用于战机组装。但是,中国科研人员研制的这种新材料的厚度只有7.8mm,几乎只有所有已知材料的1/10。

https://www.gaofenzi.org/archives/4549.html

美航天局如何证明火星上有液态水

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【科研人员首次实现激光制冷技术】1995年的时候就演示过这种冷却激光的机制。20年过去了,研究人员Peter Pauzauskie及其团队在液体中造就了冷却激光,用红外激光就能让水降低20℃。

https://www.gaofenzi.org/archives/4581.html

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高分子

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