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一大波新材料横空出世,改变世界超出你想象(第245期)

微生物催化陶瓷材料可促进骨组织再生

中国科学院上海硅酸盐研究所吴成铁研究团队,提出了微生物催化活性矿物诱导成骨的思想,并利用微生物催化作用构建出用于骨组织再生的生物陶瓷支架表面微纳米结构。相关研究成果以“微生物催化生物陶瓷用于骨再生”为题发表在最新一期国际学术期刊《先进材料》上。

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受自然界中微生物矿化现象的启发,吴成铁团队通过微生物催化作用使传统陶瓷材料(硅酸盐)表面生长出具有生物活性的纳米碳酸钙矿物,将传统陶瓷材料与微生物基活性材料相结合用于骨组织再生。

骨骼是一种复杂的生物矿化组织,由微纳米尺度的有机(细胞、蛋白质)和无机(羟基磷灰石、碳酸钙)物质组成。理想的生物材料需要具有优良的骨传导性与骨诱导性,能高效促进新生骨的形成。

NTNU研究出具有出色刚度和韧性的新型蜘蛛丝弹性材料

近日,NTNU 的研究人员开发了一种新材料,该材料克服了先前在极强蜘蛛丝的启发下在韧性和刚度之间进行权衡的问题。这种材料是一种被称为弹性体的聚合物,因为它具有类似橡胶的弹性。

新开发的弹性体具有在一个重复单元中具有八个氢键的分子,正是这些键有助于均匀分布施加在材料上的应力并使其如此耐用。

木材废料可用于可再生/可回收的热固性塑料替代品

大多数热固性树脂不仅由不可再生的成分制成,而且还很难回收。瑞典科学家已经着手解决这些问题,开发了一种新的木质素基热固性材料,可以多次重复使用。 木质素是一种有机聚合物,构成了包括树木在内的植物的大部分支撑组织。 它也是纸浆和造纸业的一种副产品,以前曾被提出用于更便宜的电池、废弃的碳纤维和更强的混凝土等应用。

斯德哥尔摩大学的研究人员现在将木质素与一种从乙二醇中提取的无毒交联化学品结合起来,创造出一种具有与传统热固性树脂很相似的特性的材料。不需要事先对木质素进行化学改变--它只是与交联剂一起被"煮"过。由此产生的黑色材料可以通过传统的铸造或注射成型技术形成多种形状。

此外,通过改变木质素与交联剂的比例,有可能调整该材料的特性--它可以是软而坚韧的,也可以是硬而脆的,甚至可以采取强粘合剂的形式。在所有情况下,它还可以被热分解并多次重复使用,保持机械强度,据说可以与现有工程塑料相媲美。

新材料实现“外太空”制冷

近日,上海交通大学电气材料与绝缘研究中心教授黄兴溢与该校密西根学院教授鲍华合作,开发出一种具有高导热率的辐射制冷绝缘材料,这种材料具有高达98%的阳光反射率,可以实现全天辐射制冷效果,其高导热特性还可用于户外设备的高效热管理,有效降低器件、装备的工作温度。相关研究已发表于《先进功能材料》。

据黄兴溢介绍,目前,他们已经在实验室制备出数米长的材料。此外,该材料制备工艺简单,不需要对现有工业化设备进行任何改造,就可以进行大规模加工制备。

据介绍,这种新材料不仅适用于传统辐射制冷材料的应用场景,如大型会展中心、粮仓、冷链物流等,还可以用于户外电力设备、电子器件的热管理,如5G基站、变压器、数据中心等,并有效提升器件性能、延长其使用寿命,甚至还可能作为航天器的热控薄膜使用。

非稀土化合物:新型双层人造薄片材料或为量子计算新平台提供支撑

SCI Tech Daily 报道称:物理学家 Viliam Vaňo 与同事们,刚刚创造了一种新型超薄两层材料,特点是具有通常需要稀土化合物才能实现的量子特性。这种相对容易制造、但又不含任何稀土金属的材料,有望为量子计算提供一个新平台、以及推进对非常规超导性和量子临界性的研究。

从看似普通的材料开始着手,研究人员指出了一种全新的物质量子态。这一发现源于其努力创造的一种量子自旋液体,可借此来研究规范理论等新兴量子现象。

展望未来,Liljeroth 团队希望进一步探索每个薄片是如何相对于另一个薄片的旋转做出反应的,并尝试修改层之间的耦合、以将材料调整至能够产生量子临界行为。

来源:科技日报、UTPE弹性体门户、cnBeta.COM、中国科学报

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