新回收方法可让聚乙烯废料成为历史

新回收方法可让聚乙烯废料成为历史 一个从事基础研究的国际科学家小组发现了一种将聚乙烯废料（PE）用作原材料的方法。他们通过一种名为光驱动光催化的过程，成功地将其转化为有价值的化学物质。阿德莱德大学纳米技术系主任、化学工程学院能源与催化材料中心主任乔世章教授领导的团队在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表了他们的研究成果。乔教授说："我们利用原子分散金属催化剂，将聚乙烯废塑料高选择性地转化为乙烯和丙酸。采用氧化耦合室温光催化方法，以高选择性将废物转化为有价值的产品。近 99% 的液体产品是丙酸，从而缓解了需要分离复杂产品的相关问题。使用的是可再生太阳能，而不是消耗化石燃料和排放温室气体的工业流程。这种变废为宝的策略主要由四个部分组成，包括塑料废料、水、阳光和利用太阳能促进反应的无毒光催化剂。典型的光催化剂是二氧化钛，其表面有孤立的钯原子"。当今使用的大多数塑料最终都被丢弃，堆积在垃圾填埋场。聚乙烯是世界上使用最广泛的塑料。日常食品包装、购物袋和试剂瓶都是由 PE 制成的。在所有塑料垃圾中，聚乙烯所占比例最大，而且主要被填埋，对全球环境和生态构成威胁。乔教授说："塑料废弃物是一种尚未开发的资源，可以回收利用并加工成新的塑料和其他商业产品。聚乙烯废料的催化回收利用仍处于早期开发阶段，由于聚合物的化学惰性和反应物分子结构的复杂性所产生的副反应，在实践中具有挑战性。"目前，聚乙烯废料的化学回收是在超过 400 摄氏度的高温下进行的，其产品成分复杂。乙烯是一种重要的化学原料，可进一步加工成各种工业和日用品，而丙酸因其防腐和抗菌特性也需求量很大。该团队的工作旨在应对当代环境和能源挑战，为循环经济做出贡献。它将在进一步的科学研究、废物管理和化学制造中发挥作用。乔教授说："我们的基础研究提供了一种绿色、可持续的解决方案，既能减少塑料污染，又能利用废弃物生产有价值的化学品，从而实现循环经济。它将启发人们合理设计用于太阳能利用的高性能光催化剂，并有利于太阳能驱动的废物再循环技术的发展"。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

新型电池技术终将改善电动汽车在极端天气下的性能

新型电池技术终将改善电动汽车在极端天气下的性能 改善寒冷天气下充电时间的一种方法是改进电解质，使其同时具有高离子电导率、低溶解能和低熔点，并形成阴离子衍生的无机相。中国浙江大学教授范秀林领导的研究团队刚刚在《自然》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了如何做到这一点，此举可能会产生深远影响，使电动汽车在极端天气下更加实用。研究人员认为，改善电解质质量的最佳方法之一是使用溶解能低的小型溶剂，这种溶剂可以改变锂离子在电解质中的移动方式，从而提高电导率并加快充电速度。为此，研究人员使用了一种名为氟乙腈（FAN）的溶剂，他们认为这种溶剂能使锂离子电池同时实现高能量密度、快速充电和宽工作温度范围。值得注意的是，这并不是研究人员第一次尝试解决金属离子电池在极端天气下的问题。几年前，加利福尼亚大学圣迭戈分校的材料科学家兼工程师 Zheng Chen 和他的同事发表了一篇论文，介绍了一种新型电解质，他们声称这种电解质在极端天气下（从零下 40 华氏度（摄氏零下 40 度）到 122 华氏度（摄氏 50 度））比目前的解决方案效果更好。近年来，电动汽车越来越受欢迎，但由于种种原因，绝大多数购车者仍然选择传统的内燃机汽车（ICE）。大多数传统车主认为，充电时间过长是他们决定不购买电动汽车的主要原因，但关于汽车在恶劣天气下发生故障的恐怖故事也不利于向电动汽车过渡。尽管上述有关新型电解质的研究对整个电动汽车行业来说是一个巨大的利好消息，但特斯拉和 Rivian 等公司都希望这些新型电解质能够在不久的将来实用到实际的电动汽车电池中。如果实现了这一目标，必将提高电池的耐久性，降低极端天气下的充电速度，使电动汽车在寒冷条件下比以往任何时候都更加实用。 ... PC版： 手机版：

科学家确定可用于搭建月球和火星建筑的潜在溶剂

科学家确定可用于搭建月球和火星建筑的潜在溶剂 这项工作由华盛顿州立大学机械与材料工程学院副教授苏米克-班纳吉（Soumik Banerjee）领导，在《物理化学杂志B》（Journal of Physical Chemistry B）上进行了报道。被称为离子液体的强力溶剂是处于液态的盐。"机器学习工作把我们从 2 万英尺的高度降到了 1000 英尺的水平，"Banerjee 说。"我们能够非常快速地向下选择大量离子液体，然后我们还能科学地理解决定溶剂是否能够溶解材料的最重要因素。"美国国家航空航天局（NASA）资助了Banerjee的工作，作为其Artemis任务的一部分，NASA希望将人类送回月球，然后再送往火星等更深的太空。但是，要使这样的长期任务成为可能，宇航员就必须利用这些地外环境中的材料和资源，使用3D打印技术利用从月球或火星土壤中提取的基本元素制造结构、工具或零件。Banerjee说："对美国国家航空航天局来说，原地资源利用是未来几十年的一件大事。否则，我们将需要从地球运载高得吓人的材料"。获取这些建筑材料必须以环保和节能的方式进行。开采元素的方法也不能使用水，因为月球上没有水。Banerjee 的研究小组十多年来一直在研究用于电池的离子液体，这可能就是答案。然而，在实验室测试每种候选离子液体既昂贵又耗时，因此研究人员利用机器学习和原子级别的建模技术，从数十万种候选离子液体中筛选出了几种。他们寻找那些可以消化月球和火星材料，提取铝、镁和铁等重要元素，可以自我再生，或许还能产生氧气或水作为副产品，帮助提供生命支持的离子液体。在确定溶剂所需的优良品质后，研究人员找到了大约六种非常理想的候选溶剂。成功的重要因素包括组成盐的分子离子的大小、表面电荷密度（即离子单位面积上的电荷）以及离子在液体中的流动性。在另一项研究中，研究人员与科罗拉多大学的研究人员合作，在实验室中测试了几种离子液体溶解化合物的能力。他们希望最终能建造一个实验室规模或中试规模的反应器，并用从月球获取到的材料测试候选溶剂。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

德国化学家成功合成含有两种不同金属原子的二茂金属

德国化学家成功合成含有两种不同金属原子的二茂金属 茂金属化学的进步导致了"杂多金属"夹层分子的合成，这种分子的创造具有挑战性，但却为新的化学发现和工业应用提供了潜力。安德烈-舍费尔（André Schäfer）和英格-比绍夫（Inga Bischoff）在实验室中与他们的新型二茂金属样品。图片来源：萨尔州大学/Thorsten Mohr没有人确切知道目前有多少种三明治分子，但数量肯定数以千计。它们都有一个共同点：在两个碳原子的扁平环之间有一个金属原子。至少在 2004 年之前，人们一直是这么认为的，直到塞维利亚大学的一个研究小组有了惊人的发现。长期以来，这种含有两个锌原子的"二茂金属"一直是同类作品中的佼佼者，直到去年英国的一个研究小组成功合成了一种非常类似的含有两个铍原子的分子。但现在，德国萨尔州大学安德烈-舍费尔博士研究小组的博士生英格-比肖夫（Inga Bischoff）又向前迈进了一大步。她成功地在实验室中合成了世界上第一个"异双金属"夹层复合物一种含有两种不同金属原子的二茂金属。理论与实践的突破2004 年发现第一个茂金属后不久，理论研究表明它不一定要含有两个完全相同的金属原子，含有两个不同金属原子的复合物也应该是稳定的。这些预测是在利用功能强大的计算机进行量子化学建模计算的基础上得出的。尽管预测了这种分子的稳定性，但在英格-比绍夫取得目前的突破之前，所有在实验室中制造这种分子的尝试都没有成功。"当你意识到手中握着的是什么时，你会感到非常兴奋和特别。肉眼看上去，它只是另一种白色粉末。但我仍然清楚地记得，当我们第一次在电脑屏幕上看到实验测定的分子结构时，我们知道我们有了一个含有两种不同金属原子的三明治分子，"安德烈-舍费尔博士说。"选择哪种碳环和在碳环之间包围哪种金属原子一样重要。这一点至关重要，因为环状碳环和金属原子的电子结构必须相互匹配，我们的'异双金属二茂金属'中包含的金属是锂和铝。计算预测这两种金属将是合适的候选金属，因为它们的电子结构在某些意义上与两个锌原子的电子结构相似，我们知道这两种金属可以形成稳定的二茂金属。"但是，听起来简单明了的事情却花了几个月的时间才实现。事实证明，这种分子非常活跃，只能在惰性氮气或氩气毯下合成、储存和分析。如果它接触到空气，就会直接分解。一旦合成了这种分子，就需要对其进行表征，这就需要萨尔州大学的整个科学家团队的参与。他们的工作成果现已发表在备受推崇的《自然-化学》杂志上。"我们的杂多金属二茂金属实际上代表了一类全新的夹层分子。"小组负责人 André Schäfer 博士说："谁知道呢，也许有一天它也会被写进学生的教科书中。但首先，我们需要进一步研究它。目前，我们对它的结构有了很好的了解，但对它的反应性仍然知之甚少。如果我们找到其他合适的金属原子组合，将来很可能合成出其他夹杂多金属的二茂金属。"1973 年，德国化学家恩斯特-奥托-费舍尔（Ernst Otto Fischer）和英国化学家杰弗里-威尔金森（Geoffrey Wilkinson）获得诺贝尔奖，以表彰他们在有机金属（即所谓的夹心化合物）化学方面独立完成的开创性工作，这凸显了这类分子的巨大意义。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究显示电子烟液中的添加剂会伤害肺部的重要薄膜

研究显示电子烟液中的添加剂会伤害肺部的重要薄膜 康考迪亚大学的研究人员在《Langmuir》杂志上撰文，展示了电子烟添加剂生育酚（一种有机化合物，通常被称为维生素E）和生育酚醋酸盐是如何损伤肺部的。这项研究为越来越多关于电子香烟或电子烟产品使用相关肺损伤（EVALI）的文献增添了新的内容。当加热并吸入时，这种化合物会嵌入肺表面活性物质中。肺表面活性物质是一种覆盖在肺泡表面的纳米级薄脂质蛋白膜，它能调节氧气和二氧化碳的气体交换，并在呼吸过程中稳定肺的表面张力。分子水平模型这项研究由化学与生物化学系教授、纳米科学研究中心（Centre for NanoScience Research）联合创始人克里斯蒂娜-德沃尔夫（Christine DeWolf）主持。研究人员使用称为朗缪尔膜的一分子厚的模型膜来模拟肺表面活性物质的膨胀和压缩。然后，他们加入了与膜中脂质结构相似的维生素 E。他们使用了不同的观察技术，包括显微镜、X 射线衍射和 X 射线反射。研究人员观察了添加剂的存在如何改变表面活性剂的特性，并在添加更多添加剂时监测其变化就像真正的表面活性剂会在肺部积累和保留化合物一样。Panagiota Taktikakis（左）和 Christine DeWolf。资料来源：康考迪亚大学DeWolf 解释说："我们可以看到，维生素 E 的存在改变了表面活性剂的功能特性。氧气通过肺表面活性物质与二氧化碳进行交换，因此如果表面活性物质的特性发生改变，气体交换的能力也会随之改变。如果表面张力发生变化，就会影响呼吸功。因此，综合这些变化，呼吸会变得更加困难。我们认为，这是导致 EVALI 患者呼吸急促和血氧含量降低的分子基础。"对于青少年而言更是高危本文是一个大型项目的第一篇论文，该项目研究向用户提供尼古丁或大麻素的电子烟解决方案的组成部分。DeWolf 说："这些溶液中的许多成分已被美国食品药品管理局批准用于其他用途。但蒸发这些成分所需的高加热率会导致进一步的化学反应。实际吸入的成分可能不是原电子液体中的成分。"该论文的第一作者是理学硕士生Panagiota Taktikakis。她补充说："了解吸烟添加剂对肺表面活性物质的影响至关重要，尤其是对于受吸烟趋势影响较大的年轻一代。这项研究揭示了吸食电子烟可能带来的短期和长期后果的重要见解，使年轻人有能力对自己的健康和福祉做出明智的选择"。研究人员说，他们希望自己的研究成果能用于教育监管机构，让他们了解某些携带剂带来的风险，以及它们所含的添加剂是否会抑制肺功能。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究人员警告流行的电子烟弹香精中含有有毒化学物质

研究人员警告流行的电子烟弹香精中含有有毒化学物质 新的研究发现，当电子烟设备中的电子烟液加热供吸入时，会产生潜在的有害物质。这项发表在《科学报告》上的研究强调，迫切需要制定公共卫生政策来解决调味吸食器的问题。都柏林RCSI 医学与健康科学大学的研究小组利用人工智能（AI）模拟了尼古丁吸食器中的电子液体风味化学物质加热后的效果。他们将所有 180 种已知的电子液体风味化学物质都纳入了研究范围，预测了这些物质在吸入前立即在吸入装置中加热后形成的新化合物。分析表明，在这些物质中发现了许多有害化学物质，其中 127 种被归类为"有毒"，153 种被归类为"健康危害"，225 种被归类为"刺激物"。值得注意的是，其中包括一组名为挥发性羰基化合物（VCs）的化学物质，它们已知会对健康造成危害。据预测，挥发性羰基化合物的来源是最受欢迎的水果、糖果和甜点口味产品。主要作者、化学教授兼系主任多纳尔-奥谢（Donal O'Shea）教授说，这些发现非常令人担忧："我们希望在为时已晚之前，了解调味吸食者对越来越多的吸食者的健康可能产生的影响。我们的研究结果表明，与我们所熟知的传统烟草烟雾中的化学危害相比，它的危害程度明显不同。""可以说，我们正处于新一轮慢性疾病的风口浪尖，15 到 20 年后，这些疾病将因这些暴露而出现。我们希望这项研究能帮助人们做出更明智的选择，并促进关于潜在的长期健康风险和对吸食电子烟的监管的对话，这项研究表明，对吸食电子烟的监管应该是全面的。"该研究还强调了电子烟产品口味繁多所带来的复杂性，其中包括 180 种不同数量的化学物质。这些化学物质主要来自食品行业，在特定用途上具有良好的安全记录。由于电子烟设备千差万别，而且往往是用户定制的，因此温度控制和由此产生的化学反应也可能不同，从而增加了潜在健康风险的不可预测性。这种变异性需要利用本研究建立的人工智能框架开展进一步研究，这也可能导致针对个别口味制定风险报告，提供信息丰富的公共卫生政策资源。考虑到调味吸管在不吸烟的青少年和年轻人中很受欢迎，了解这些产品对公众健康、发病率和死亡率的长期影响至关重要。这项研究表明，如果没有全面的监管，当我们试图治疗年长吸烟者的尼古丁成瘾时，就很有可能将新的健康问题转移给年轻一代。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：