俄羅斯 Russia

　　研發(fā)可控氮化物復合材料

　　智能服裝既導電又可洗滌

　　◎本報駐俄羅斯記者 董映璧

　　俄羅斯托木斯克理工大學(xué)通過(guò)控制壓力或調整化學(xué)反應器中的成分，研發(fā)出可控制的基于氮化物的復合材料。氮化物基復合材料廣泛應用于電子、航空和汽車(chē)、建筑、機械工程等行業(yè)。獲得此類(lèi)物質(zhì)最有前景的方法是自蔓延高溫合成法，這種方法具有功耗低、處理時(shí)間短和成本低等特點(diǎn)。

　　用于智能服裝的柔性紡織電子產(chǎn)品比柔性聚合物裝置更具優(yōu)勢。因為紡織品與皮膚緊密接觸，可制造出舒適、輕便、緊湊的傳感器，能讀取脈搏、壓力和其他人體指標。

　　俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種基于尼龍織物和還原氧化石墨烯的“智能服裝”新材料。研究人員將氧化石墨烯涂在尼龍上，進(jìn)行激光處理時(shí)，尼龍熔化形成涂層，石墨烯顆粒會(huì )嵌入到織物的纖維中。

　　通過(guò)這種方法生成的復合材料易于制造，即使多次洗滌仍能保持性能穩定。經(jīng)過(guò)激光處理后，這種材料能導電，可被用作傳感器的活性材料。另外，這種材料能直接以成品形式使用，無(wú)需額外的絕緣保護。

　　美 國 The US

　　芯片材料工藝持續改進(jìn)

　　傳感技術(shù)取得多項成果

　　◎本報記者 張佳欣

　　麻省理工學(xué)院工程師開(kāi)發(fā)出一種“非外延單晶生長(cháng)”方法，可在工業(yè)硅晶圓上生長(cháng)出純凈的、無(wú)缺陷的二維材料，以制造越來(lái)越小的晶體管。

　　該校研究團隊還發(fā)明了一種堆疊二極管以創(chuàng )建垂直、多色像素的方法。該方法可用于制作更清晰、無(wú)缺陷的顯示器。

　　該校一個(gè)跨學(xué)科團隊開(kāi)發(fā)出一種低溫生長(cháng)工藝，可直接在硅芯片上有效且高效地“生長(cháng)”二維過(guò)渡金屬二硫化物材料層，以實(shí)現更密集的集成。

　　耶魯大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)出首臺芯片級摻鈦藍寶石激光器，這項突破的應用范圍涵蓋從原子鐘到量子計算和光譜傳感器。

　　芝加哥大學(xué)科學(xué)家研制出迄今最薄的芯片級光線(xiàn)路——二維波導。這款只有幾個(gè)原子厚的玻璃晶體可捕獲和攜帶光，而且效率驚人。其可將光傳播長(cháng)達一厘米的距離(在光基計算領(lǐng)域，這是非常遙遠的距離)，有望為新技術(shù)開(kāi)辟道路。

　　哥倫比亞大學(xué)化學(xué)家團隊描述了迄今為止速度最快、效率最高的半導體——一種名為Re6Se8Cl2的超原子材料。

　　在金屬工藝方面，美國桑迪亞國家實(shí)驗室和得克薩斯農工大學(xué)研究團隊首次目睹了金屬碎片在沒(méi)有任何人為干預的情況下破裂，然后又重新融合在一起。如果新發(fā)現的現象能得到應用，可能會(huì )帶來(lái)一場(chǎng)工程革命。

　　美國國家航空航天局和俄亥俄州立大學(xué)科學(xué)家攜手開(kāi)發(fā)出一種3D打印工藝，制造出了迄今最具彈性的新合金，其抗壓能力是目前合金的600多倍。

　　可穿戴傳感器技術(shù)也取得了諸多進(jìn)展。約翰斯·霍普金斯大學(xué)應用物理實(shí)驗室研究人員開(kāi)發(fā)了世界上最小、強度最大、速度最快的制冷設備——可穿戴式薄膜熱電制冷器。他們與神經(jīng)科學(xué)家合作，幫助截肢者通過(guò)他們的幻肢感知溫度。

　　南加州大學(xué)工程學(xué)院研究人員受折紙啟發(fā)創(chuàng )造出一種新的傳感器。這種傳感器可用于檢測器官微小變形從而預測疾病，也可用于可穿戴設備和柔性機器人。

　　康奈爾大學(xué)工程學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種能模擬細胞膜的特性并提供電子讀數的合成生物傳感器。其有助于更好地了解細胞生物學(xué)、開(kāi)發(fā)新藥以及在芯片上創(chuàng )建“感覺(jué)器官”。

　　英 國 The UK

　　彩色薄膜讓室內保持涼爽

　　石墨烯實(shí)現創(chuàng )紀錄高磁阻

　　◎本報記者 劉 霞

　　英國劍橋大學(xué)科學(xué)家開(kāi)發(fā)的新紡織品，在加熱時(shí)會(huì )改變形狀。這種響應式智能面料可幫助監測人們的健康，改善隔熱性能，同時(shí)也為室內設計提供了新工具。

　　該校研究人員還報告了一種植物基薄膜替代品。它在陽(yáng)光下會(huì )變得更涼爽，并具有多種質(zhì)地和明亮的彩虹色。有朝一日，這種材料可在不需要外部電源的情況下，使建筑物、汽車(chē)和其他結構保持涼爽。

　　石墨烯這種“神奇材料”一直是研究熱點(diǎn)之一。“石墨烯之父”、曼徹斯特大學(xué)安德烈·海姆團隊發(fā)現，石墨烯表面擁有奇特的納米波紋。

　　這使其能以比同等質(zhì)量的現有最佳催化劑高100倍的效率分解氫氣，有望實(shí)現更高性能的氫燃料電池，并提高很多工業(yè)過(guò)程的效率。該校研究人員還報告了石墨烯中出現的創(chuàng )紀錄的高磁阻。

　　南安普敦大學(xué)研究人員發(fā)現，經(jīng)典的超材料納米結構可表現出與連續“時(shí)間晶體”相同的關(guān)鍵特征。

　　劍橋大學(xué)科學(xué)家則開(kāi)發(fā)出一種三維打印金屬的新方法。該方法可降低成本，能更有效地利用資源。

　　薩里大學(xué)科學(xué)家也開(kāi)發(fā)出一種有機半導體材料。他們利用其研制出一款新型柔性X射線(xiàn)探測器，有望在癌癥治療、機場(chǎng)掃描等領(lǐng)域大顯身手。

　　德 國 Germany

　　新型儲氫復合合金問(wèn)世

　　石墨烯等材料應用拓展

　　◎本報駐德國記者 李 山

　　在能源相關(guān)領(lǐng)域，德國科學(xué)家領(lǐng)導的國際團隊研發(fā)出一種新的基于鈦鎂鋰的復合合金家族。這種合金具有極低的密度，并且在室溫下具有相當大的儲氫能力，有望成為未來(lái)儲氫設施的基石。

　　卡爾斯魯厄理工學(xué)院研發(fā)高效、半透明的有機太陽(yáng)能電池，能在精確定義的光譜范圍內吸收光。

　　德國高性能電池技術(shù)公司(HPB)開(kāi)發(fā)出可批量生產(chǎn)的新型固態(tài)電池。首批型號已經(jīng)完成了12500次充電循環(huán)，每小時(shí)充放電一次，性能沒(méi)有任何下降。

　　在存儲和通信材料研究方面，杜伊斯堡-埃森大學(xué)通過(guò)向微米尺寸的石墨烯圓盤(pán)發(fā)射短太赫茲脈沖，短暫地將其變成了強磁鐵，這將有助于開(kāi)發(fā)未來(lái)的磁性開(kāi)關(guān)和存儲設備。

　　德累斯頓-羅森多夫亥姆霍茲中心展示了一種利用石墨烯超材料實(shí)現太赫茲光到可見(jiàn)光的快速可調節轉換的方法，為實(shí)現高速、低成本、寬帶和高信噪比的太赫茲成像和通信提供了新的可能性。

　　馬克斯·普朗克物質(zhì)結構與動(dòng)力學(xué)研究所使用僅數百飛秒長(cháng)的脈沖，在高溫的稀土鈦酸鹽中誘導出鐵磁態(tài)，為研制光控存儲器以及具有更高速度和效率的計算設備鋪平了道路。

　　此外，卡爾斯魯厄理工學(xué)院創(chuàng )造性地設計、合成和表征了一系列環(huán)狀三明治配合物，并命名為環(huán)茂。這些環(huán)茂由18個(gè)重復單元組成，在固態(tài)下形成幾乎理想的圓形閉環(huán)。

　　德美科學(xué)家首次在實(shí)驗室制造出以前被認為“不可合成”的反芳香性分子環(huán)氧乙烯。環(huán)氧乙烯是最小的反芳香性雜環(huán)化合物，也是星際環(huán)境中的一種關(guān)鍵活性成分，被認為是最神秘的有機瞬變分子之一。

　　弗朗霍夫研究所開(kāi)發(fā)出一種新型可持續氣凝膠密封材料。新工藝的關(guān)鍵之處在于用超臨界(氣體和流體之間)二氧化碳代替傳統的用于溶解硅凝膠的酸性材料制備氣凝膠工藝。

　　法 國 France

　　以鎳納米顆粒電解制氫

　　用超吸水材料阻止噪音

　　◎本報駐法國記者 李宏策

　　2023年，法國在燃料電池、綠色減排領(lǐng)域持續開(kāi)發(fā)新型催化劑和新材料。

　　法國電解槽膜制造商Gen-Hy公司開(kāi)發(fā)出一種鎳納米顆粒催化劑電解制氫新方法。這種新催化劑可取代鉑、銥等稀有金屬催化劑，其目標是將電解水的效率提高到85%。Gen-Hy公司的鎳納米顆粒催化劑，可沉積在陰離子交換膜上，極大增加了催化劑與水之間的接觸面。

　　另外一家聚焦氫燃料電池的法國公司Clhynn，開(kāi)發(fā)的燃料電池有兩項創(chuàng )新。一是采用陰離子和非質(zhì)子技術(shù)，通過(guò)逆轉離子流過(guò)膜，用鎳催化劑即可滿(mǎn)足需要；二是將燃料電池釋放的水再利用制氫。

　　初創(chuàng )公司Fairbrics開(kāi)發(fā)了一種化學(xué)工藝，可將捕獲的二氧化碳轉化為乙二醇和對苯二甲酸。該公司利用這一技術(shù)可將工廠(chǎng)排放的二氧化碳轉化為服裝材料。這家綠色化學(xué)公司即將在工業(yè)規模上測試將二氧化碳轉化為非石油基聚酯的工藝。

　　該公司目標是最早在2024年建立第一條每天能夠生產(chǎn)1000件T恤衫的試驗生產(chǎn)線(xiàn)，到2026年再將產(chǎn)量擴增10倍。該工藝可減少服裝業(yè)對石油化工的依賴(lài)，并將降低70%碳排放。

　　初創(chuàng )公司Vibiscus開(kāi)發(fā)了一種可控的超吸水材料，阻止噪音的同時(shí)，還能允許空氣通過(guò)并避免過(guò)度消耗能源。以這種材料制成的具有吸音能力的隔板，可為通風(fēng)系統制造商提供新的隔音解決方案。

　　日 本 Japan

　　幾秒完成3D物體制造新法出現

　　32億年前天然石墨烯首次現形

　　◎本報記者 張夢(mèng)然

　　日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所協(xié)同德國、俄羅斯科學(xué)家一起，成功開(kāi)發(fā)了一種新的茂金屬化合物。利用該化合物可創(chuàng )造出用于醫學(xué)、催化和能源領(lǐng)域的新材料，幫助解決重要的全球問(wèn)題并提高人類(lèi)的生活質(zhì)量。

　　東京大學(xué)研究人員首次將2D打印、折紙和化學(xué)方法相結合，創(chuàng )造了一種快速制造3D物體且不會(huì )產(chǎn)生任何廢料的方法。新方法可使材料幾秒鐘內完成自動(dòng)折疊。

　　日本NTT醫療與健康信息學(xué)實(shí)驗室聯(lián)手德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家，采用4D打印技術(shù)生產(chǎn)出柔性電極。其一旦接觸到水分，會(huì )自動(dòng)折疊并包裹在細小的神經(jīng)周?chē)?/p>

　　此外，日本科學(xué)家在南非一座地下金礦里，首次發(fā)現一塊32億年前的巖石內天然形成的石墨烯。這一發(fā)現有助于研發(fā)出更節能的生產(chǎn)這種材料的方法，并將廣泛應用于電子等諸多領(lǐng)域。

　　韓 國 South Korea

　　動(dòng)力電池領(lǐng)域加強研發(fā)

　　氮化硅軸承球成功造出

　　◎本報駐韓國記者 薛 嚴

　　2023年，韓國各研究機構加強了動(dòng)力電池相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)工作。5月，韓國科學(xué)技術(shù)院研究團隊開(kāi)發(fā)出一種新型鎳-鉬催化劑。作為離子交換膜燃料電池的電極材料，其具有成本低、催化率高等優(yōu)點(diǎn)。新型鎳-鉬催化劑的成本僅為鉑催化劑的八十分之一，有關(guān)人士認為，未來(lái)其有望成為離子交換膜燃料電池的主要電極材料。

　　10月，韓國科學(xué)技術(shù)院研究出一種可實(shí)現伸縮的彈性高分子材料，可同時(shí)提高彈性高分子材料的機械性和自修復性。通過(guò)研究團隊發(fā)現當具有多種配位方式的負離子和不參與配位的負離子混合時(shí)，兩種負離子的協(xié)同作用會(huì )產(chǎn)生更好的彈性、延展率和自修復性。

　　首爾大學(xué)研究團隊于11月開(kāi)發(fā)出新一代全固體電池用氯化物電解質(zhì)材料。該團隊首次證明了三方晶系氯化物固體電解質(zhì)結構內，金屬離子的組成和配置會(huì )對鋰離子的導電性產(chǎn)生影響，并開(kāi)發(fā)出新一代鋯離子氯化物固體電解質(zhì)。新材料商用后將可延長(cháng)固體電池的穩定性和壽命。

　　韓國材料研究院工程陶瓷實(shí)驗室研究團隊制造出電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)模塊用氮化硅軸承球。韓國業(yè)界認為，在快速增長(cháng)的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)推動(dòng)下，預計到2026年，采用氮化硅軸承球技術(shù)的混合動(dòng)力汽車(chē)軸承全球市場(chǎng)規模將增長(cháng)到1.3萬(wàn)億韓元以上。