新型材料氢化硼烯：潜力堪比石墨烯
二维材料科学的世界是一个令人激动的世界，新的进展不断开辟新的可能性，其中最受关注的莫过于神奇材料石墨烯（graphene）。不过现在来自美国的科学团队找到了一个新的玩家--氢化硼烯（borophane），他们认为这种材料在未来先进的电子技术中会得到广泛应用。
这种新材料是西北大学、佛罗里达大学和阿贡国家实验室的研究人员共同合作的成果，是从厚度只有一个原子的硼片开始的。这种单层硼烯（borophene）于 2015 年首次合成，此后形成了其他新型材料的基础，如球形笼状的硼磷烯（borospherene）。
由于具有很好的强度和灵活性，在从电池到传感器技术的一切领域中，硼烯都有广泛的应用前景，但它也存在非常多的缺点。其中最大的难点就是很难生产，而且会与开放的空气发生负面反应，很快就会氧化，变得非常不稳定，而且很容易改变形状。
科学家已经找到了克服这些障碍的方法。这种新型材料是通过在银基底上生长硼烯，然后再将其暴露在氢气中，从而产生复杂的、两原子厚的硼原子和氢原子排列。这种结构是通过计算机视觉和扫描隧道显微镜成像的结合来确认的。
新型催化剂：既能清理废水，还能产生氢燃料
当利用阳光而不是化石燃料从水中提取氢气时，它是一种无污染的能源。但目前用催化剂和光来 "分裂"或分解水分子的策略需要引入化学添加剂来加速这一过程。现在，研究人员在《ACS ES&T Engineering》上表示，他们已经开发出一种催化剂，可以破坏废水中已经存在的药物和其他化合物用来生成氢燃料，这意味着在生产有用的东西的同时，还一举两得地摆脱了一种污染物。
利用太阳的能量来分裂水来制造氢燃料是一种很有前途的可再生资源，但即使使用催化剂来加速这一过程也是非常缓慢，在某些情况下，生产过程中会加入醇类或糖类来提高制氢的速度，但这些化学物质在生成氢气的过程中会被破坏，这意味着这种方法是不可再生的。
在另一种策略中，研究人员曾尝试利用废水中的污染物来提高氢燃料的生成速度。虽然基于钛的催化剂对去除污染物和产生氢气都有效，但由于它们的反应位点重叠，这两个步骤的效率低于预期。减少这种干扰的一种方法是通过将不同的导电金属融合在一起制造催化剂，从而形成独立的反应场所。因此，Chuanhao Li及其同事希望将氧化钴和二氧化钛结合起来，制造出一种双重功能的催化剂，在分解废水中常见药物的同时，还能有效地将水转化为氢气作为燃料。
最后，该团队在真实的废水：来自中国一条河流的水样和去离子水样品上测试了他们的产品。在模拟阳光的照射下，该催化剂刺激了这三种 样品中氢气的产生。从废水样品中获得的氢气量最大。研究人员表示，他们的催化剂可以同时产生氢燃料，成为一种可持续的废水处理方案。
渔业废料：可制成生物降解塑料
与其他大多数常用的塑料类型一样，聚氨酯通常由不可再生的原油制成，被丢弃后需要几个世纪才能分解。然而现在，科学家们已经利用渔业废弃物创造出一种可生物降解的聚氨酯类聚合物。在Francesca Kerton教授的带领下，加拿大纽芬兰纪念大学的一个团队从养殖大西洋鲑鱼的头、骨、皮和内脏入手，鱼肉切片后用于海鲜销售。
通常情况下，余下的下脚料要么被堆肥，要么被直接扔掉。科学家们继续从废物中提取鱼油，然后在鱼油中加入氧气，以产生环氧分子，这与环氧树脂中的环氧分子相似。然后用二氧化碳将这些分子连接在一起，并从腰果壳中提取的含氮化合物（即胺）中获得一些帮助。
结果显示，所产生的生物塑料在浸泡在添加了脂肪酶的水中后不久就开始生物降解：脂肪酶可分解脂肪，如鱼油中的脂肪。即使浸泡在普通的水中，塑料仍然很快开始出现微生物生长的迹象，这会导致降解的发生。
一种新型材料可以在夏天收集太阳能，并在冬天存储能量
兰开斯特大学的研究人员对一种晶体材料进行了研究，发现该晶体可以捕获太阳光中的能量并将其在室温下保存数月。能量可以按需释放为热量。
新材料基于一种金属有机框架（MOF）组成。MOF由金属离子网络组成，这些金属离子通过碳基分子连接形成3D结构。MOF的关键特性是它们是多孔的。这意味着它们可以通过在结构中包含其他小分子来形成小的复合材料。该研究中使用的MOF复合材料称为DMOF1，之前由日本京都大学的另一个研究小组制备。研究团队探索了该材料的储能潜力，这一点尚待检验。
该团队的MOF孔中充满了偶氮苯分子，这种化合物会吸收强光。分子充当光开关，这是一种分子机器。当施加外部刺激时，光电开关可以改变形状。
该材料甚至在药物输送中具有潜力。可以通过光开关将药物加载到材料中，然后通过光或热触发将其按需释放到体内。下一步是研究其他MOF结构以及具有更大储能潜力的其他类型的晶体材料。
纳米复合超黑涂层材料成功应用于卫星光学系统暗弱目标探测
2021年4月9日，我国在太原卫星发射中心成功将试验六号03星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该卫星光学系统遮光板表面采用了国家纳米科学中心研发的纳米复合超黑涂层材料，实现对太阳光及地气光等杂散光的抑制，将大幅提高卫星光学系统对暗弱目标的探测能力。空间卫星光学系统的暗弱信号探测能力和精度严重受到杂散光影响，超黑材料光吸收率提高1%即可数量级地提升其抑制杂散光的能力。基于碳纳米材料本征吸光和微纳复合结构多重反射吸光协同效应机制，国家纳米科学中心研制的工程化大面积纳米复合超黑涂层材料，紫外-可见-近红外范围吸收率高达99.6%，超过目前航天领域现役的美国、法国、以色列同类产品性能，吸光率和技术成熟度均优于美国宇航局纳米技术路线图指标；经独立第三方检测，全面满足了广角吸收、高频振动、高速冲击、质量损失、紫外老化、冷热循环等卫星发射和空间极端环境应用的各项指标和性能。试验六号03星的成功发射，是我国卫星光学系统第一次采用超黑材料遮光板技术。
来源：cnBeta.COM、TechEdge、贤集网、今日新材料