科学家找到从农业废弃物中提取与制造聚酰胺的新方法

科学家找到从农业废弃物中提取与制造聚酰胺的新方法聚酰胺具有韧性和柔韧性，可以扭曲和编织而不会断裂。图片来源：LorenzManker/EPFL这项发表在《自然-可持续发展》（NatureSustainability）杂志上的研究介绍了一种利用从农业废弃物中提取的糖核制造聚酰胺的新方法，聚酰胺是一类以强度和耐久性著称的塑料，其中最著名的是尼龙。这种新方法利用了一种可再生资源，同时还能高效地实现这种转变，并将对环境的影响降到最低。高精度挤出3D打印长丝。图片来源：LorenzManker/EPFL环境效益和效率Luterbacher说："典型的化石基塑料需要芳香族基团来赋予塑料刚性--这使塑料具有硬度、强度和耐高温等性能特性。在这里，我们得到了类似的结果，但使用的是糖结构，这种结构在自然界中无处不在，而且通常完全无毒，可以提供刚性和性能特性。"该研究的第一作者洛伦兹-曼克（LorenzManker）和他的同事们开发出了一种无催化剂工艺，可将木糖二甲基乙二酸酯（一种直接从木材或玉米棒等生物质中提取的稳定碳水化合物）转化为高质量的聚酰胺。该工艺的原子效率高达97%，令人印象深刻，这意味着几乎所有的起始材料都被用于最终产品，从而大大减少了浪费。挤压后的染色和天然聚酰胺纤维。图片来源：LorenzManker/EPFL生物基聚酰胺的性能可与化石基聚酰胺相媲美，为各种应用提供了一种前景广阔的替代材料。更重要的是，这些材料在多次机械循环中表现出显著的弹性，保持了其完整性和性能，而这正是管理可持续材料生命周期的关键因素。这些创新型聚酰胺的潜在应用领域非常广泛，从汽车零件到消费品，都能显著减少碳足迹。研究小组的技术经济分析和生命周期评估表明，与包括尼龙（如尼龙66）在内的传统聚酰胺相比，这些材料的价格具有竞争力，全球变暖潜能值最高可降低75%。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424203.htm

科学家发明有效地将废热转化为电能的新方法

科学家发明有效地将废热转化为电能的新方法美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员制造了一种新型设备，可以显着促进热能转化为电能。如果完善，该技术可以帮助回收在美国以每年约1000亿美元的速度浪费的部分热能。由NIST研究员KrisBertness和她的合作者开发的新制造技术包括在硅晶片上沉积数十万个微小的氮化镓柱。然后从晶圆底面去除硅层，直到只剩下一层薄薄的材料。柱子和硅片之间的相互作用减缓了硅中的热量传输，使更多的热量能够转化为电流。Bertness和她在科罗拉多大学博尔德分校的合作者最近在AdvancedMaterials杂志上报告了这一发现。制造方法完善后，硅片就可以缠绕在蒸汽管或排气管上，将热排放转化为电能，为附近的设备供电或输送到电网。另一个潜在的应用是冷却计算机芯片。通过在硅膜上生长纳米柱，NIST的科学家和他们的同事在不降低电导率的情况下将热传导减少了21%，这一结果可以显着促进热能向电能的转化。在固体中，热能由声子携带，声子是晶格中原子的周期性振动。膜中声子的某些振动与纳米柱中的声子产生共振，从而减缓热传递。至关重要的是，纳米柱不会减慢电子的运动速度，因此导电率仍然很高，从而创造出一种优质的热电材料。图片来源：S.Kelley/NISTNIST-科罗拉多大学的研究基于德国物理学家ThomasSeebeck最先发现的一个奇怪现象。在1820年代初期，塞贝克正在研究两根金属丝，每根金属丝由不同的材料制成，两端连接在一起形成一个环。他观察到，当连接电线的两个连接点保持不同温度时，附近的罗盘针会偏转。其他科学家很快意识到偏转的发生是因为温差在两个区域之间感应出电压，导致电流从较热的区域流向较冷的区域。电流产生了使罗盘针偏转的磁场。从理论上讲，所谓的塞贝克效应可能是回收否则会损失的热能的理想方式。但是有一个主要障碍。一种材料必须导热性差，以保持两个区域之间的温差，同时又必须非常好地导电，以将热量转化为大量电能。然而，对于大多数物质来说，导热性和导电性是齐头并进的；不良的热导体会导致不良的电导体，反之亦然。在研究热电转换的物理过程中，科罗拉多大学的理论家马哈茂德侯赛因发现，这些特性可以在覆盖有纳米柱的薄膜中解耦——立柱的材料长度不超过百万分之几米，或大约一米-人类头发厚度的十分之一。他的发现促成了与Bertness的合作。Bertness、Hussein和他们的同事使用纳米柱成功地将硅片中的热导率与电导率解耦——这在任何材料中都是首次，也是实现热能高效转换为电能的里程碑。研究人员在不降低其电导率或改变塞贝克效应的情况下，将硅片的热导率降低了21%。在硅和其他固体中，原子受到化学键的约束，不能自由移动以传递热量。因此，热能的传输采用声子的形式——移动原子的集体振动。氮化镓纳米柱和硅片都携带声子，但纳米柱内的声子是驻波，被微小柱的壁固定，就像振动的吉他弦在两端固定一样。在硅片中传播的声子与纳米柱中的振动之间的相互作用会减慢传播的声子，使热量更难通过材料。这降低了热导率，从而增加了从一端到另一端的温差。同样重要的是，声子相互作用适应完成这一壮举，同时保持硅片的导电能力不变。该团队现在正在研究完全由硅制成的结构，并具有更好的热电热回收几何形状。研究人员希望展示足够高的热电转换率，使他们的技术在工业上具有经济可行性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362827.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362827.htm

解振华：中方无把甲烷作为废弃物　而是作为资源再利用

解振华：中方无把甲烷作为废弃物而是作为资源再利用中国气候变化事务特使解振华在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会，详细解释中国上月发布的《甲烷排放控制行动方案》，回应外界的质疑。他指出，方案出台前，中国虽然没有总体的实施方案，但在煤炭、油气、农业、城市垃圾处理等各个领域已经积极采取了很多措施。中方并无把甲烷作为废弃物，而是把它作为资源再加以利用。解振华强调，并非无控排方案，就是无做工作。中国其实已经做了很多工作。他解释说，方案是中国第一份全面专门的甲烷排放控制政策性文件，是对未来一段时期中国甲烷排放控制工作的顶层设计和系统部署，不仅对进一步控制甲烷排放有重要的指导意义，也将对促进经济社会高质量发展产生重要影响。2023-12-0510:11:59

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》（ACSAppliedMaterials&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：MohanReddyPallavolu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，MohanReddyPallavolu、JaeHakJung、SangWooJoo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：MohanReddyPallavolu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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435382.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435382.htm

一种将光转化为电能的令人惊讶的新方法

一种将光转化为电能的令人惊讶的新方法波士顿学院的一个研究小组发现，光电流沿着Weyl半金属的一条晶轴流入（蓝色图示），并沿着垂直轴流出（黄色/橙色图示），这里表示的是该小组利用量子磁场传感器开发的一种新技术来观察电流的流动情况。资料来源：波士顿学院Zhou实验室许多当代技术，如照相机、光纤系统和太阳能电池板都依赖于将光转换为电信号。然而，在大多数材料中，简单地将光照在其表面并不能产生电，因为没有特定的电的流动方向。为了克服这些限制并创造新的光电子装置，研究人员正在研究韦尔半金属中电子的独特特性。"大多数光电设备需要两种不同的材料来创造空间上的不对称性，"Zhou说，他与不列颠哥伦比亚省的八位同事和新加坡南洋理工大学的两位研究人员合作。"研究表明，单一材料内的空间不对称性，特别是其热电传输特性的不对称性可以引起自发的光电流。"该团队研究了二碲化钨和四碲化钽材料，这两种材料都属于Weyl半金属的范畴。研究人员怀疑这些材料将是产生光电流的良好候选材料，因为它们的晶体结构是固有的反转不对称的；也就是说，晶体不会通过围绕一个点的反转方向映射到自身。Zhou的研究小组着手了解为什么Weyl半金属能有效地将光转化为电能。以前的测量只能确定从一个设备出来的电量，就像测量有多少水从水槽流进排水管一样。为了更好地了解光电流的来源，团队试图将设备内的电流可视化--类似于制作水槽中的水流漩涡图。"作为项目的一部分，我们开发了一种新技术，使用称为钻石中的氮空穴中心的量子磁场传感器，对光电流产生的局部磁场进行成像，并重建光电流流动的全部流线，"手稿的主要作者，研究生WangYuxuan说。研究小组发现，电流在光照到材料的地方以四倍的涡流模式流动。研究小组进一步观察了循环流动模式如何被材料的边缘所改变，并发现边缘的精确角度决定了流出设备的总光电流是正的、负的还是零。Zhou说："这些从未见过的流动图像使我们能够解释，光电流的产生机制竟然是由于各向异性的光热电效应--也就是说，沿着Weyl半金属的不同面内方向，热量如何转化为电流的差异。"各向异性热电的出现并不一定与Weyl半金属所显示的反转不对称性有关，因此，可能存在于其他类别的材料。这一发现为寻找其他高光敏性材料开辟了一个新的方向，它展示了量子化传感器对材料科学中开放问题的颠覆性影响。未来的项目将使用独特的光电流流动显微镜来了解其他奇异材料中光电流的起源，并推动检测灵敏度和空间分辨率的极限。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347419.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347419.htm

空间站废弃物砸坏美国民居 NASA 被索赔 8 万美元

空间站废弃物砸坏美国民居NASA被索赔8万美元据法新社6月21日报道，一个美国家庭的律师21日宣布，该家庭将向美国国家航空航天局(NASA)索赔8万多美元，以补偿数月前一个太空物体砸穿他们家屋顶所造成的损失。代表这个家庭的律师事务所发表声明说，随着太空领域的发展，太空碎片问题日益严重，NASA对这一索赔的回应方式将开创一个重要先例。声明指出，这一决定将形成“该领域法律格局的基础”。今年3月8日，一个重约700克的物体砸中了佛罗里达州城镇居民亚历杭德罗・奥特罗的房子，在屋顶和地板上砸出一个洞。经过分析，NASA确认，该物体来自国际空间站上连带托架的一批旧电池。（参考消息）