研究人员将废弃纸板转化为可持续纤维素气凝胶泡沫塑料

研究人员将废弃纸板转化为可持续纤维素气凝胶泡沫塑料这种用明胶增强的纸板泡沫可使包装材料更具可持续性。资料来源：JinshengGou《ACS可持续化学与工程》杂志上的研究人员没有丢弃这些纸箱，而是利用纸板废料开发了一种缓冲泡沫。与传统的塑料泡沫缓冲材料相比，他们的再生材料更坚固、更绝缘。在家中堆积的各种垃圾中，废纸是最常见的一种。从报纸和垃圾邮件到纸板信封和纸箱，所有这些都会堆积起来，尤其是在网络购物大行其道的今天。研究人员有兴趣将这些容器和废纸变成其他有用的东西--坚固而轻便的邮寄材料。目前，为了让电子产品和玩具紧紧地依偎在盒子里，通常会使用泡沫塑料等模塑缓冲材料。轻质的纤维素气凝胶是一种可持续的替代品，但目前从废纸中生产纤维素气凝胶的方法需要几个化学预处理步骤。因此，苟金生和同事们希望找到一种更简单的方法，来制造一种以废纸为基础的泡沫材料，这种材料可以承受最恶劣的运输环境。为了制造泡沫，研究小组用搅拌机将纸板碎屑打成纸浆，然后与明胶或聚醋酸乙烯（PVA）胶水混合。将混合物倒入模具中，冷藏，然后冻干，形成缓冲泡沫。这两种纸质泡沫都具有良好的隔热性能和强大的能量吸收能力，甚至优于某些塑料泡沫。研究小组随后将纸浆、明胶、PVA胶水和一种硅基液体结合在一起，制成了一种重型废纸泡沫。这一版本的纸板泡沫可以承受锤子的击打而不散落，这一结果表明这种泡沫可以用于力量密集型的运输，例如无降落伞空投。研究人员说，他们的工作提供了一种简单而有效的方法，可以将纸板循环利用，制造出更环保的包装材料。参考文献：张斌、陶文轩、任子明、岳世琦和苟金生：《具有超高能量吸收、优异隔热性能和出色缓冲性能的可生物降解废纸基泡沫》，2023年11月28日，《ACS可持续化学与工程》。DOI:10.1021/acssuschemeng.3c06230编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404939.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404939.htm

未来太赫兹技术的意外之钥：气凝胶

未来太赫兹技术的意外之钥：气凝胶气凝胶是用水溶液制造的，不需要复杂的制造程序，因此很有希望以低成本实现大规模可持续生产。太赫兹波段的波长介于电磁波谱中的微波和红外线之间。它的频率非常高。因此，许多研究人员认为，太赫兹波段在太空探索、安全技术和通信系统等方面具有巨大的应用潜力。在医学成像方面，太赫兹还可以替代X射线检查，因为太赫兹波可以穿过大多数非导电材料，而不会损坏任何组织。气凝胶可通过简单的化学修饰获得高疏水性。资料来源：ThorBalkhed然而，在太赫兹信号得到广泛应用之前，还有一些技术障碍需要克服。例如，难以有效地产生太赫兹辐射，需要能够接收和调节太赫兹波传输的材料。太赫兹波调制技术取得突破林雪平大学（LinköpingUniversity）的研究人员现已开发出一种材料，其对太赫兹信号的吸收可通过氧化还原反应开启或关闭。这种材料是一种气凝胶，是世界上最轻的固体材料之一。"它就像是太赫兹光的可调滤波器。在一种状态下，电磁信号不会被吸收，而在另一种状态下，则可以被吸收。"林雪平大学有机电子实验室（LOE）的博士后陈尚志说："这种特性对于来自太空的远距离信号或雷达信号非常有用。"有机电子学实验室研究员林雪平的研究人员使用导电聚合物PEDOT:PSS和纤维素来制造气凝胶。他们在设计气凝胶时还考虑到了户外应用。它既能防水（疏水），又能通过阳光加热自然解冻。与其他用于制造可调材料的材料相比，导电聚合物具有许多优势。除其他优点外，导电聚合物还具有生物相容性、耐用性和极强的可调谐性。可调谐性来自于改变材料中电荷密度的能力。与其他类似材料相比，纤维素的最大优点是生产成本相对较低，而且是一种可再生材料，这对于可持续应用至关重要。LOE博士后匡朝阳说："太赫兹波在较宽频率范围内的传输可在约13%到91%之间调节，这是一个非常大的调制范围。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415755.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415755.htm

鸡毛为什么不能做成羽绒服？

鸡毛为什么不能做成羽绒服？几名大学生组队穿着军大衣走进教室的视频，得到了百万人的点赞军大衣、棉衣可以平替羽绒服？军大衣和棉衣能否真正替代羽绒服，作为冬日的保暖神器呢？军大衣更有性价比？（来源：微博截图）无论是军大衣、棉衣还是羽绒服，它们的保暖效果都归功于空气。空气作为一种优秀的隔热材料，拥有极低的热导率。因为空气分子间距较大，相互间的碰撞和热能交换较少，使得热量不易通过这些微观粒子直接传递。传统的军大衣或棉衣通常使用大量棉花或聚酯短纤维作为填充物。这些填充物在衣物内部形成了无数微小的静止空气层，这些静止空气可以有效阻隔人体热量向外界的冷环境中流失，提供保暖效果。羽绒服的填充材料通常是鸭或鹅的羽绒，羽绒中的绒子呈现立体的朵状，可保持自身轻盈蓬松的状态，填充进羽绒服面料后，能以更轻的重量固定住更多的静止空气，提供更加卓越的保暖效果。军大衣、羽绒服保暖效果都归功于空气（图源：作者使用AI生成）此外，值得注意的是，由于棉纤维的吸湿性较好，棉衣在潮湿环境下会从环境中吸收水分，导致棉层板结，其保暖性能大幅降低。而鸭绒和鹅绒具有天然的疏水性，在同等湿度环境下能保持相对较高的干燥蓬松状态，提供更优的保暖效果。总的来说，虽然传统的军大衣和棉衣在保暖方面有一定的效果，但羽绒服在轻盈性、保暖效果及适应湿冷环境方面具有更明显的优势。因此，尽管传统服装在某些情况下能够提供良好的保暖效果，但羽绒服在严冬中仍然是一个更为理想的选择。鸡毛为什么不能做成羽绒服？我们常在选购羽绒服时纠结于鸭绒和鹅绒的选择，但有一个问题，为什么我们很少听说鸡绒被用于羽绒服呢？鸡是陆禽，原产于热带和亚热带地区，这些地区气候相对温暖，在鸡的进化过程中自然产生了较少的绒羽，以适应其生活环境。所以鸡绒产量较小，鸡绒结构非常单薄，成不了绒朵，蓬松性较差，难以锁住大量静止空气，因此保暖性较差；而且鸡绒的柄比较突出，如果用作填充物，可能会戳破面料，所以鸡绒不会被用作羽绒服填充物。不同的羽毛（图源：作者使用AI生成）鸭、鹅等水禽会保留更多绒羽（图源：作者使用AI生成）鸡的进化过程中自然产生了较少的绒羽（图源：作者使用AI生成）市面上确实存在用粉碎鸡毛冒充鸭绒、鹅绒的情况，但这些细碎的羽丝捕获空气的能力远不及完整的绒羽，且易于透过羽绒服外层。虽然鸡毛不适合制作羽绒服，但它在其他领域如有机肥料、鸡毛掸子制造中却有着重要用途。如何挑选羽绒服你必须要知道的三点在冬日选购羽绒服时，了解以下三个关键指标至关重要，它们将直接影响到羽绒服的保暖性能和舒适度。挑选羽绒服三个关键指标（图源：作者使用AI生成）一、填充重量：又可称为充绒量，这是衡量羽绒服保暖性能的重要指标。填充重量指的是羽绒服内部纯羽绒的净重量。例如，一个标注为400克鹅绒的睡袋，和一个标注为1100克鸭绒的睡袋，这些数字表示的是羽绒的实际重量，而不是整个睡袋的重量。二、绒子含量：指羽绒中起到显著保暖作用的绒子含量，绒子含量越高保暖性越好。国标《羽绒服装》GB/T14272-2021规定羽绒服的“绒子含量”值不应低于50%。三、蓬松度：蓬松度是指在一定条件下，一定重量的羽绒所占的体积。膨胀度越高，羽绒的保暖性能越出色。一般鸭绒的蓬松度大约为450左右，鹅绒的蓬松度则在450到600之间。掌握这些关键知识，在选购羽绒服时就能做出更明智的决策，找到既舒适又保暖的理想选择。策划制作本文为科普中国-星空计划作品出品中国科协科普部监制中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司作者丨denovo科普团队审核丨宋立丹中国纺织建设规划院责编丨丁崝...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404851.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404851.htm

科学家开发新水凝胶玻璃：阻挡太阳热量的同时允许可见光通过

科学家开发新水凝胶玻璃：阻挡太阳热量的同时允许可见光通过今年夏天，世界上很多地方都是闷热的，很多人都在考虑用更好的方法来冷却建筑物。中国的研究人员现在用水凝胶玻璃来装饰窗户，这种材料可以有选择地阻挡来自太阳的热量而不阻挡其光线。普通的玻璃被设计成允许可见光通过并照亮房间，但它与红外光的相互作用--作为热的感觉--就不那么理想了。玻璃让阳光中的近红外辐射通过，同时阻止中红外光从房间中逸出，从而使建筑物升温。在夏天，这种闷热会促使人们更频繁地打开空调，从而导致更多的能源消耗。为了尝试解决这个问题，武汉大学的科学家们现在已经试验了新的窗户材料，这些材料与光的互动方式不同。研究人员在玻璃上设计了一个只有几毫米厚的水凝胶涂层，以反射更多来自外部的近红外光，并允许更多的中红外光从内部流出，同时对可见光保持同样的透明。这个想法是可见光的光子可以穿透超过1米进入水中，而光谱中近红外部分的光子只能使其达到几毫米。由于水凝胶主要是水，这使其成为一种有用的选择性屏障。在测试中，研究小组发现水凝胶玻璃直接向太空发射多达96%的红外光，因为这些波长没有被大气阻挡。这将有助于保持建筑物内部的温度，其方式与其他辐射冷却系统相似。与此同时，普通玻璃对太阳辐射能的透射比约为84%。重要的是，水凝胶玻璃看起来并不比普通玻璃暗淡--事实上，它实际上能让更多的光线通过。根据水凝胶层的厚度，它允许高达92.8%的可见光进入房间，而普通玻璃为92.3%。研究小组在尺寸为20x20x20厘米的模型房屋上测试了水凝胶玻璃的性能，这些房屋有厚厚的隔热墙和一个大窗户。传感器显示，水凝胶玻璃窗将室内温度降低了3.5℃。研究小组表示，这种材料可以帮助减少制冷的能源消耗，这将有利于环境和减少成本。水凝胶也很常见，而且价格低廉，所以推广起来应该相对简单，这可能使它们比其他更复杂的智能窗更有优势。这项研究发表在《光电子学前沿》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310863.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310863.htm

造型流畅技术先进的SpaceX EVA太空服将在北极星黎明号任务中首次亮相

造型流畅技术先进的SpaceXEVA太空服将在北极星黎明号任务中首次亮相我们对世界的了解大多来自流行文化，但有时流行文化也会把我们引入歧途。太空服就是一个例子。如果以电影和电视剧为指导，我们很容易相信宇航服就是用金鱼缸当头盔的笨重工作服，就像浅水潜水的潜水装备一样容易穿戴和使用。事实上，宇航服是一种高度复杂的工程，其种类繁多，通常与深海混合气体潜水装置一样难以进入和操作。这是因为宇航服本质上是一种人形飞船，包括推进器在内的许多功能都是一样的。有些人可能会问，既然太空探索技术公司已经有了用于载人龙飞船的宇航服，为什么还要推出新的宇航服呢？难道只是想让外观焕然一新？不尽然。目前使用的装备是舱内活动服（IVA）。这是"应急服"的一种花哨说法。其功能是在机舱失压时保护乘客。如果发生这种情况，头盔面罩就会关闭，太空服就会切换到紧急生命支持系统，穿戴者就能继续生存，直到太空舱返回地球。问题是，宇航服只能做到这一点。一旦加压，它就会变成一个人形气球，穿戴者只能艰难地移动。面料也不是很耐用，头盔面罩无法承受太阳的直射，而且整套太空服的设计并不是真正为了在太空舱外保护穿戴者。太空探索技术公司（SpaceX）代表Shift4Payments公司首席执行官贾里德-艾萨克曼（JaredIsaacman）计划在今年晚些时候进行首次私人太空行走，这是"北极星黎明号"（PolarisDawn）任务的一部分。这种太空服被称为舱外活动（EVA）服，可以被看成是美国用于阿波罗、太空实验室、航天飞机和国际空间站任务的太空服的升级版。它的设计目的是在加压时有更大的机动性，不易撕裂和擦伤，使穿戴者保持舒适的温度，并防止微陨石的伤害，穿戴中可以完成工作，而不仅仅是提供紧急保护。根据SpaceX的说法，新的EVA宇航服以目前的IVA型为基础，计划在一段时间内取代IVA型。它保留了相同的线条和修身剪裁，这在穿越狭窄的太空舱中或与舱门时是个优势，而且不需要改装宇航员沙发，并且宇航服是可伸缩的，因此可以根据各种体型进行裁剪。EVA宇航服采用新材料、新制造工艺和新的旋转接头，在加压时具有更强的机动性，在放气时具有更好的舒适性。密封件、拉链和阀门的设计在发生故障时具有很高的冗余度。此外，3D打印头盔还有一个新的铜和铟锡氧化物涂层面罩，可以应对太阳强光。头盔上还装有平视显示器和摄像头，可实时提供宇航服的压力、温度和相对湿度信息。此外还从猎鹰火箭的中间级和龙飞船的躯干上借用了新型热管理纺织品和阻燃材料。EVA服将在几个月后的"北极星黎明号"任务中首次飞行。龙舱经过改装，前舱门可以在太空中打开，现在可以安全地进行减压和再增压。在435英里（700公里）的高空进行的两小时太空行走将包括"北极星黎明号"四名乘员中的两名，重点是测试宇航服的安全性和实用性，以及配备手持装置和接口的特殊结构，以协助离开和重返太空舱。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429962.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429962.htm