研究人员成功将废弃鸡脂肪转化为清洁能源

研究人员成功将废弃鸡脂肪转化为清洁能源 研究人员开发出一种将鸡脂肪转化为超级电容器碳基电极的新方法，为传统材料提供了一种环保型替代品。这一创新不仅解决了与现有存储设备相关的成本和环境问题，还提高了能源存储技术的性能和效率。全球正朝着更可持续的绿色能源方向发展，这增加了电力储备和对储能设备的需求。遗憾的是，用于这些设备的某些材料既昂贵又存在环境问题。利用通常被扔掉的东西生产替代储能设备有助于解决这些难题。现在，研究人员在《ACS 应用材料与界面》（ACS Applied Materials & Interfaces ）杂志上报告了一种将鸡脂肪转化为碳基电极的方法，这种电极可用于超级电容器，储存能量并为 LED 供电。这种提取的鸡脂肪为超级电容器创造了一种碳基材料。资料来源：Mohan Reddy Pallavolu根据国际能源机构的数据，2023 年，全球可再生能源发电能力将比上一年前所未有地增长近 50%。但是，这些多余的能源必须储存起来，以便日后从其生产中获益。例如，由于屋顶太阳能电池板供应过剩，加利福尼亚州的晴天最近引发了负能源价格。由于石墨烯等碳材料具有高效的电荷传输和天然丰富的资源，最近设计高性能存储设备的努力利用了这些材料，但其制造成本高昂，而且会产生污染和温室气体。为了寻找替代碳源材料，Mohan Reddy Pallavolu、Jae Hak Jung、Sang Woo Joo 及其同事希望开发一种简单、经济有效的方法，将废弃鸡脂肪转化为导电纳米结构，用于超级电容器储能装置。研究人员首先使用燃气火焰喷枪灼烧鸡肉中的脂肪，然后使用火焰灯芯法燃烧融化的油，就像使用油灯一样。然后，他们将油烟收集到悬浮在火焰上方的烧瓶底部。电子显微镜显示，烟尘中含有碳基纳米结构，它们是由同心石墨环组成的均匀球形晶格，就像洋葱的层状结构。研究人员测试了一种通过将碳纳米粒子浸泡在硫脲溶液中来增强其电气特性的方法。在这些非对称超级电容器中，当使用源自鸡肉的碳材料作为电极时，LED 可以点亮。资料来源：Mohan Reddy Pallavolu将鸡脂肪来源的碳纳米粒子组装到非对称超级电容器的负极中，可显示出良好的电容性和耐用性，以及高能量和功率密度。正如所预测的那样，当电极由硫脲处理过的碳纳米颗粒制成时，这些特性得到了进一步改善。研究人员随后演示了新型超级电容器的实时应用充电并连接两个超级电容器，点亮红色、绿色和蓝色 LED 灯。这些成果凸显了利用鸡脂肪等食物垃圾作为碳源，寻找更环保的绿色能源的潜在优势。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

研究人员利用分子混沌技术创造出更加有效的疏冰涂层

研究人员利用分子混沌技术创造出更加有效的疏冰涂层 研究报告的共同作者加布里埃尔-埃尔南德斯-罗德里格斯展示了厚度仅为 300-500 纳米的防冰涂层研究人员着手改进疏冰涂层工艺。他们使用了一种称为化学气相沉积（iCVD）的制造技术。它的工作原理是将两种物质作为气体施加到需要涂层的表面上。多年来，从将二氧化碳转化为石墨烯到制造更好的锂离子电池，该工艺已被广泛应用。在这种情况下，一种高粘合力的底漆与一种疏冰聚合物结合在一起。当气体铺设到表面时，它主要由底漆组成，这使得它能够与表面形成超强的粘合力。随着喷涂过程的继续，研究人员将抗冰材料的用量从零增加到 100%，这样就形成了一种双层涂层，其下层具有很强的粘合力，而外层则能阻止冰晶的形成。研究人员说，产生这种破冰效果的机制以前从未见过。他们发现，涂层中的分子以随机的水平和垂直模式排列，阻碍了冰的形成。该研究的合著者、格拉茨理工大学固体物理研究所的加布里埃尔-埃尔南德斯-罗德里格斯解释说："疏冰材料由拉长的分子组成，这些分子以垂直或水平的方向附着在底漆上。我们涂抹的材料越厚，垂直和水平分子之间的交替就越随机。表面的排列越随机，驱冰效果就越大"。研究小组能够证明，其涂层不仅能够减少冰的附着力，还能降低水接触涂层时的冰点。寒冷气候下的车主可以梦想着用这种喷雾给车窗涂上一层霜，让冰天雪地的早晨变得轻松一些，而研究人员对这种喷雾还有其他想法，比如加快飞机除冰的速度，让精密的传感设备免受霜冻的影响。这项研究发表在《ACS 应用材料与界面》杂志上 。 ... PC版： 手机版：

研究人员开发出受撞击后会硬化的非牛顿流体[弹力导电材料

研究人员开发出受撞击后会硬化的非牛顿流体[弹力导电材料 该项目的主要研究人员王跃（Jessica）指出，当玉米淀粉和水慢慢搅拌在一起时，搅拌勺很容易在混合物中移动。当你移开勺子并试图用力将其重新插入时，却会得到不同的结果，这就是非牛顿流体的特性。王说："这就像在一个坚硬的表面上捅了一刀，勺子再也进不去了。"团队的目标是在固体导电材料中模拟这种奇特的性质。为了实现目标，研究小组必须确定共轭聚合物的正确组合，共轭聚合物是一种长条状导电分子，形状就像一串串意大利面条，大多数柔性聚合物在受到反复、快速或剧烈冲击时会断裂。研究人员首先使用由四种聚合物组成的水溶液：意大利面条状的聚（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）、较短的聚苯胺分子和称为聚（3,4-乙烯二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）的导电组合。 他们调整了配方以提高导电性和自适应耐久性。例如，在混合物中增加 10% 的 PEDOT:PSS 可提高导电性和自适应耐久性。研究小组还尝试在混合物中添加小分子，注意每种添加剂如何改变聚合物的特性。最终，带正电荷的纳米粒子添加剂最能改善适应性功能。实验室的博士后研究员吴迪说："在我们的材料中加入带正电荷的分子，使其在更高的拉伸速率下更加坚固。"实际应用可能包括用于智能手表的集成表带和背面传感器，可以轻松承受人类手腕上日常生活的恶劣环境。这种柔性材料还可以应用于医疗领域，也许可以集成到心血管传感器或血糖监测仪等可穿戴设备中。吴和团队甚至改良了适合 3D 打印的早期材料版本，并制作了一只人手的复制品，以展示其作为假肢使用的潜力。王说："它有许多潜在的应用领域，我们很高兴看到这一全新的、非传统的特性将把我们带向何方。" ... PC版： 手机版：

机器学习助力研究人员设计出高强度轻型纳米材料

机器学习助力研究人员设计出高强度轻型纳米材料 一个国际科研团队日前报告说，他们借助机器学习优化设计出新型碳纳米材料，其强度堪比碳钢，却像泡沫塑料一样轻。来自加拿大多伦多大学、韩国科学技术院等多家机构的研究人员在美国期刊《先进材料》上发表论文说，这种新型纳米结构材料的微观结构经过人工设计，由大量相同的纳米晶格有规律地排列形成，晶格的几何结构直接影响材料性质，最终使新型碳纳米材料拥有了天然材料所不具…… - 电报频道 - #娟姐新闻: @juanjienews

MIT研究人员发现由光而不是热引起的蒸发现象

MIT研究人员发现由光而不是热引起的蒸发现象 换句话说，虽然温度的波动会产生蒸发现象，但仅凭光束的力量，水也一直在因此变成水蒸气。科学家们将这一过程称为"光分子效应"，源自爱因斯坦在 1905 年对光电效应的解释。普渡大学机械工程学教授阮秀林说："由光而不是热引起蒸发的发现为光与水的相互作用提供了新的颠覆性知识。"阮秀林没有参与麻省理工学院的研究，该研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。他补充说："这可以帮助我们对阳光如何与云、雾、海洋和其他自然水体相互作用以影响天气和气候有新的认识。具有重大的潜在实际应用价值，例如太阳能驱动的高性能海水淡化。这项研究属于罕见的真正革命性的发现，这些发现不会立即被社会广泛接受，而是需要时间，有时甚至是很长时间才能得到证实。"研究人员说，光引起的蒸发和热引起的蒸发之间的区别看似不大，但它不仅会对未来蒸发项目的执行方式产生重大影响，而且还能解释涉及云层的一个长期存在的差异。大约八十年来，对云层吸收阳光的方式进行的测量经常表明，云层吸收的阳光比物理学认为可能吸收的更多。对这些云层产生的光分子效应它导致了额外的、意想不到的蒸发可能有助于解决这个难题。研究小组利用实验室设备向水中发射激光，观察光的蒸发效应 布莱斯-维克马克由于光基蒸发的发现非常惊人，麻省理工学院的研究人员进行了 14 次不同的验证实验，所有实验都支持这一发现。在使用激光进行实验的过程中，他们发现，当被称为横向磁偏振的特定偏振光以 45° 角照射到水面时，蒸发效果最强。绿光的蒸发效果也最强，这让研究小组感到惊讶，因为绿光是使水看起来最透明的颜色，因为它与水的相互作用最小。"手稿中的观察结果指出了一种新的物理机制，它从根本上改变了我们对蒸发动力学的看法，"佐治亚理工学院机械工程副教授 Shannon Yee 说，他也没有参与这项工作。"谁能想到，我们还在学习像水蒸发这样的常识呢？"已经有一些公司与研究人员接触，认为光分子效应可以帮助他们的业务，其中包括一家公司希望将其用于纸厂的纸张干燥，另一家公司则希望利用这一过程蒸发糖浆。虽然这些应用可能是可行的，但研究人员认为，更多的工作将使他们的研究成果成倍受益。研究报告的合著者、麻省理工学院动力工程教授陈刚说："这种现象应该非常普遍，我们的实验实际上只是一个开始。证明和量化这种效应所需的实验非常耗时。从了解水本身，到扩展到其他材料、其他液体甚至固体，都存在很多变数。" ... PC版： 手机版：

韩国研究人员为未来的锂电池开发出一种新型轻质结构

韩国研究人员为未来的锂电池开发出一种新型轻质结构 浦项科技大学（POSTECH）化学系的 Soojin Park 教授和博士生 Dong-Yeob Han 与韩国能源研究所（KIER）的 Gyujin Song 博士以及浦项 N.EX.T HUB 的研究团队合作开发出了一种三维聚合物结构。这种轻质结构有利于锂（Li）离子的传输。他们的研究成果最近发表在国际期刊《先进科学》（Advanced Science）的网络版上。电池技术的进步用于电动汽车和智能手机等电子设备的电池技术不断发展。值得注意的是，锂金属阳极的能量容量为 3860 mAh/g，是目前商业化石墨阳极的十倍以上。锂金属阳极可以在更小的空间内储存更多的能量，而且与石墨或硅不同，锂金属阳极可以作为电极直接参与电化学反应。然而，在充电和放电过程中，锂离子的不均匀分布会产生被称为"死锂"的区域，从而降低电池的容量和性能。此外，当锂向一个方向增长时，它可能会到达相反一侧的阴极，从而造成内部短路。虽然最近的研究重点是优化三维结构中的锂传输，但这些结构大多依赖重金属，大大降低了电池的单位重量能量密度。锂电沉积后的混合结构内部几何形状示意图。资料来源：POSTECH用于阳极的创新型三维结构为了解决这个问题，研究小组利用聚乙烯醇（一种对锂离子具有高亲和力的轻质聚合物）与单壁碳纳米管和纳米碳球相结合，开发出了一种混合多孔结构。这种结构比通常用于电池阳极的铜（Cu）集流体轻五倍以上，对锂离子有很高的亲和力，有利于锂离子通过三维多孔结构中的空隙迁移，实现均匀的锂电沉积。在实验中，采用了该团队三维结构的锂金属阳极电池在经过 200 多次充放电循环后表现出很高的稳定性，并达到了 344 Wh/kg（能量与电池总重量之比）的高能量密度。值得注意的是，这些实验使用的是代表实际工业应用的袋装电池，而不是实验室规模的纽扣电池，这凸显了该技术商业化的巨大潜力。POSTECH 的 Soojin Park 教授表达了这项研究的意义，他说："这项研究为最大限度地提高锂金属电池的能量密度开辟了新的可能性"。KIER 的 Gyujin Song 博士强调说："这种结构兼具轻质特性和高能量密度，是未来电池技术的一个突破"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：