研究人员利用细菌、电力和木材来制造更环保的尼龙材料

研究人员利用细菌、电力和木材来制造更环保的尼龙材料自从20世纪30年代尼龙一词被用来描述由两种聚酰胺制成的纤维以来，这种材料就以多种方式稳步进入我们的生活。它重量轻但坚固，使其成为从发动机部件和机器零件到风衣、绳索甚至人造肌肉等各种材料的理想选择。这是因为生产尼龙的化学提取过程始于炼油厂的一种名为苯酚的废品。这种物质在氢气的高温高压作用下首先产生环己醇，然后产生己二酸，这种化学物质约占尼龙结构的50%。这种能源密集型过程会释放出世界上约10%的一氧化二氮，这种温室气体对全球变暖的影响是二氧化碳的265倍。据一项估计，考虑到汽车行业预计全球尼龙产量将同比增长6.4%，德国莱比锡大学的研究人员开始寻找一种使该材料的生产更加环保的方法。首先，他们专注于另一种从苯酚中获取己二酸的方法。他们通过在将苯酚转化为环己醇的过程中引入电流而取得了成功。研究合著者法尔克·哈尼施(FalkHarnisch)表示：“其背后的化学转化与既定过程中的化学转化相同。然而，电化学合成用电能代替氢气，这种合成在水溶液中进行，只需要环境压力和温度。”研究人员使用了一项早期研究中证实的过程，其中台湾假单胞菌（台湾假单孢菌）负责将环己醇转化为己二酸。最后，为了进一步净化这一过程，研究人员尝试从木质素中提取苯酚，木质素是木材工业的副产品，已被视为塑料替代品、更好的饮用吸管的基础以及更环保的3D打印材料。利用电化学过程，他们成功地将木质素一直转化为己二酸。然而，该团队认为，22小时工艺的57%收率需要大幅提高才能用作苯酚的替代品。“我们的目标是使整个尼龙生产链变得环保，”法尼什说。“如果我们使用生物基废物作为原料并使合成过程可持续，这是可能的。”该研究已发表在《绿色化学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369445.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369445.htm

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品

特殊设计的粘性凝胶可用来在室温下3D打印金属物品后者将水的pH值下降到1.0，以去除EGaln中的氧化物，从而暂时将其转变为液态金属状态。这导致EGaln颗粒（现在为小球）粘附在更坚固的铜颗粒上，形成由EGaln桥连接的铜颗粒网络。还添加甲基纤维素以增大混合物的体积。由此产生的粘性凝胶可以在室温下从普通3D打印机的喷嘴中挤出，一次一层地构建物品。当成品在相同温度下干燥时，水和盐酸就会蒸发。最终结果是一个刚性、高导电性的三维物体，其中金属含量高达97.5%（其余为甲基纤维素）。此外，根据凝胶挤出时颗粒排列的方式，如果在干燥时施加热量，物体将以可预测的方式改变形状。这种现象可以用于生产最终需要呈现复杂形状但更容易打印为平面图案的物品。 在下面的视频中，您可以看到如何使用凝胶3D打印一只蜘蛛，蜘蛛在加热干燥时会用腿站立。“3D打印彻底改变了制造业，但我们不知道以前有哪些技术可以让您在室温下一步打印3D金属物体，这为制造各种电子元件和设备打开了大门，”研究人员表示。有关这项研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369467.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369467.htm

本应运往垃圾填埋场的咖啡渣现在可被转化为3D打印原材料

本应运往垃圾填埋场的咖啡渣现在可被转化为3D打印原材料用咖啡渣制成的材料打印的各种物品他与大学同事合作，研制出一种由干咖啡渣、纤维素粉和黄原胶与水混合而成的糊状物。所有这些成分都是食品安全且可堆肥的。科学家们对现有的3D打印机进行了改造，添加了一个充满糊剂的注射器，以及将糊剂输送到构建板的塑料管。利用这种设置，Rivera的团队能够打印花盆、珠宝甚至一次性浓缩咖啡杯等物体。更重要的是，当将活性炭添加到混合物中时，该材料变得导电。3D打印机沉积浆料来打印花盆据报道，印刷后的浆料干燥后，其硬度与未加固的混凝土差不多。也就是说，如果由这种材料制成的物品损坏或不再需要，可以简单地将其磨回粉末并用于打印新物品。此外，如果将其放入地下，该材料将会生物降解。这意味着用这种物质制成的花盆可以用来种植西红柿等植物的幼苗，然后当植物长到足够高时，只需将植物放在土壤中即可。最近发表在《2023年ACM设计交互系统会议论文集》杂志上的一篇论文描述了这项研究。废弃咖啡渣的其他可能用途包括将其转化为碳捕获材料、生物燃料成分和污水气体过滤器。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383463.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383463.htm

以色列开发出3D打印木结构：天然无污染 可用于制造家具

以色列开发出3D打印木结构：天然无污染可用于制造家具据央视新闻报道，以色列希伯来大学的研究人员近日开发出一种3D打印木质结构的新技术，可以让木头变得足够结实，未来可用于制造家具或建筑材料。传统的木制物品通常是通过锯切、雕刻、弯曲或压制等方式制作而成，而这种新技术能够通过3D打印的方式，通过编程自行打造复杂的3D形状。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315627.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315627.htm

更坚固的工程木料可通过捕获二氧化碳对抗气候变化

更坚固的工程木料可通过捕获二氧化碳对抗气候变化二氧化碳被认为是导致气候变化的一个基本因素。限制与钢铁、金属和水泥等结构材料的生产有关的二氧化碳排放是间接解决气候变化的一种方式。一个直接的方法是通过在结构材料中捕获二氧化碳来减少大气中的二氧化碳。得克萨斯州莱斯大学的科学家们已经利用木材的自然属性来提高其捕获二氧化碳的能力。这个过程涉及到在内部框架被清除后，将高孔性的微粒子金属有机框架（MOFs）引入木材。这个过程被称为脱木质化。"该研究的通讯作者MuhammadRahman说："木材是由三种基本成分组成的：纤维素、半纤维素和木质素。"木质素是赋予木材颜色的东西，所以当你把木质素拿出来时，木材就会变成无色的。"天然木材（左）和脱木质素的木材。去除木质素的过程使木材变得无色GustavoRaskosky/Rice大学一旦它被脱木质素，木材就可以容纳MOF。"该研究的主要作者、莱斯大学的研究科学家SoumyabrataRoy说："MOF颗粒很容易进入纤维素通道并附着在上面。然后，MOFs吸附了二氧化碳。MOFs在不同的环境条件下的稳定性一般不为人所知。它们往往容易受到水分的影响，这显然是一种结构性材料应该避免的事情。然而，在他们的研究中，莱斯大学的团队发现，他们使用的MOF--由GeorgeShimizu教授和他在卡尔加里大学的同事开发，测试表明在各种条件下的性能和多功能性方面超过了其他MOF。这种工程木材的抗拉强度比正常的、未经处理的木材更强，并且更能够承受环境压力如弯曲。他们还声称，用于生产这种木材的过程有可能是可扩展的，并且是节能的。建筑物的建造和使用占人类产生的温室气体排放的40%以上，因此这一发现为更绿色的建筑替代方案提供了可能性，特别是带来可持续和可再生的建筑。该研究发表在《细胞报告》物理科学上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344879.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344879.htm

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝

研究人员希望使用分布式3D打印机建造大坝多年来，人们一直在用3D打印技术建造结构，但有一组研究人员希望将AI驱动的建筑带到一个新的规模。如果成功的话，那么它可以比使用人类劳动力更快、更便宜地建造大坝。来自北京清华大学的研究人员最近公布了使用3D打印方法建造一个近600英尺高的大坝的计划。这可能是有史以来最大的3D打印、AI建造的结构，但这也可能取决于“3D打印”的定义。建筑商已经通过使用大型3D打印机制造混凝土层来建造房屋，从而节省了时间和金钱。去年，一家制造公司在荷兰使用机器人线弧增材制造来3D打印一座金属桥。不过清华大学的提案并不涉及任何此类技术。研究人员希望利用AI驱动的机器人、挖掘机、卡车、推土机、摊铺机和其他车辆组成的军团完成黄河西藏段目前在建的羊曲水电站。通过结合一个自动调度系统，研究人员将该系统称为一个单一的大型3D打印机。没有人类会直接参与到大坝的建设中。人工智能将把项目的3D模型切成几层，然后把每一层按顺序分配给无人机器。AI将自动规划材料收集、驾驶路线和安置。另外，它还可以分析振动以确定建造质量。人类将只开采填充的岩石。除了速度和成本方面的优势外，这些机器可以更好地承受低氧水平等危险、全天候工作且研究人员认为它们更不容易出现人为错误。最明显的缺点是，这样一个庞大的项目通常会造成潜在的工作机会的丧失。该大坝计划于2024年完工，它将为河南省提供近50亿千瓦时的电力。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310549.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310549.htm