石墨烯是一种从电子垃圾中提取金的新环保方法的关键

石墨烯是一种从电子垃圾中提取金的新环保方法的关键据NewAtlas报道，研究人员已经开发出一种有效的新方法，利用石墨烯从电子垃圾中回收金资源，而不需要任何其他化学品或能源。除了在珠宝中的表面用途外，黄金因其高导电性和易于加工而在电子元件中受到重视。但是，电子设备的周转率很高，回收金和其他贵金属的过程往往很麻烦，效率很低，而且需要化学品或高热量。但现在，曼彻斯特大学、清华大学和中国科学院的研究人员已经开发出一种更简单的方法，从电子垃圾中回收金。它所需要的只是一些石墨烯。首先，研究人员将电子垃圾磨碎，然后溶解在一种溶液中。通过加入由还原氧化石墨烯制成的膜，在几分钟内，纯金开始在膜的表面积累。仅仅1克石墨烯就足以提取几乎两倍的黄金，即使浓度低至十亿分之一，也能吸引特定样品中95%以上的黄金。重要的是，它不会吸引电子废物混合物中的其他金属，而且之后石墨烯膜可以被烧掉，留下纯金。这项研究的主要作者苏阳博士说：“这种明显的魔法本质上是一个简单的电化学过程。石墨烯和金离子之间独特的相互作用推动了这一过程，也产生了特殊的选择性。只有金被提取出来，没有其他离子或盐。”该团队表示，这项技术可以帮助减少被浪费的黄金数量，以及减少日益严重的电子垃圾环境问题。其他科学家已经通过使用主要由醋或其他温和的酸组成的溶剂，或设计在热水中会散开的电路板来解决这个问题。这项新研究发表在《自然通讯》杂志上。该团队在下面的视频中演示了这项技术。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307205.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307205.htm

液态金属基材料现在可以帮助柔性电子器件形成气密性

液态金属基材料现在可以帮助柔性电子器件形成气密性设计材料往往需要在某些特性之间进行权衡。如果希望某种物品能够阻止气体和液体进入内部，那么通常就需要一种较为强韧和坚固的材料。另一方面，如果需要有一点弹性的东西，那么只能选择至少让一些气体或液体渗入。但在一项新的研究中，北卡罗来纳州立大学（NCSU）的研究人员已经开发出一种新材料可以同时做到这两点。关键是一种被称为共晶镓和铟（EGaIn）的奇怪合金，它是由这两种软金属组成的，在室温下是液体。镓铟已被证明是一种多功能的材料--近年来它被用作碳捕获催化剂、可溶解的植入物以及可拉伸和可扭曲的电子设备。为了制造他们的新材料，研究小组将一层薄薄的氮化镓包裹在一种弹性聚合物中。在聚合物的内部是一系列微小的玻璃珠，它们使氧化铝不会聚集在一个地方。这使得这种新材料成为一种有弹性的柔性聚合物，它的液态金属中心能有效地防止气体和液体通过。在测试这种材料的有效性时，研究小组测量了液态金属是否会随着时间的推移而蒸发掉，以及氧气是否会从这种聚合物制成的密封容器中逸出。在这两种情况下，都没有检测到液体或气体的损失，表明它是一个有效的屏障。在更详细的实验中，研究人员测试了这种聚合物在可拉伸电子设备中作为密封的效果如何，实验装置包括一个电池和一个热传导系统。同样，该聚合物帮助这两种设备很好地发挥了它们的作用，在500次循环中保持了电池的高容量，并增加了传热系统的导热性。最后，该团队在聚合物上添加了一个信号传输窗口，并证明它也可以用来让无线信号通过。综上所述，这些实验表明，这种灵活的、非渗透性的材料可以有一系列的应用。一个可能的缺点是，EGaIn相对昂贵。但研究小组说，未来应该有空间来优化材料以降低成本，因为成本不是这项研究的重点。如果希望降低成本，他们建议的一种方法是使用更薄的氮化镓薄膜。这项研究发表在《科学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343031.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343031.htm

新型液态金属技术可使人体内的医疗植入物被溶解而非移除

新型液态金属技术可使人体内的医疗植入物被溶解而非移除在乔瓦尼-特拉弗罗助理教授和博士后研究员维维安-费格的领导下，麻省理工学院的一个团队借鉴了一种被称为液态金属脆化的过程。在这种现象中，坚硬的金属如锌或不锈钢与某些类型的液态金属接触后会解体。这发生在液态金属穿透固体金属的晶界时，晶界是它所组成的微小晶体之间的边界。最初，科学家们正在研究如何利用这一过程，以分解植入胃肠道的设备。他们知道一种叫做镓的软金属对硬铝有很好的作用，因此他们用一种镓合金--共晶镓铟（EGaIn）--和一个部分铝制的药物输送装置进行了实验。研究中使用的原型给药装置Y形的原型装置由充满药物的聚合物臂组成，通过铝连接管连接到一个聚合物枢纽。研究人员的想法是，一旦它被插入病人的消化道，它将无害地停留在原地并逐渐释放其药物载荷，直到它解体并随粪便排出。在动物研究中，当该装置被放置在胃肠道中后，口服含有EGaIn的溶液。当液体经过该装置时，它导致铝接头分解，使该装置崩解并被排出。重要的是，啮齿类动物的研究表明，EGaIn是无毒的，并且具有生物相容性，尽管还需要进一步研究它对人类的影响。在药物输送装置取得成功后，科学家们还能够分解植入食道组织的铝制支架。在消化道之外，他们还尝试在用于固定伤口的铝制手术钉上涂抹EGaIn，因为用传统方法去除普通手术钉，有时实际上会损害已经愈合的组织。结果发现，液态金属使铝质手术钉在几分钟内就解体了。此外，如果在现实世界中使用这些订书针，由此产生的铝碎片不会对身体造成损伤。"对于未来的手术钉，我们的设计是这样的：组织被固定在一起，因为有一座桥支撑着两个对立的腿；如果桥被溶解，钉书针的腿可以很容易地被移除，"Feig告诉我们。"另外，如果有碎片留在组织内，我们观察到它们也可以很容易地被排出。"这项研究在最近发表于《先进材料》杂志的一篇论文中进行了描述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332473.htm

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ZhengChen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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422012.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422012.htm

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（SoumikBanerjee）领导，在《物理化学杂志B》（JournalofPhysicalChemistryB）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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416835.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416835.htm

科学家成功在溶液中产生慢速电子

科学家成功在溶液中产生慢速电子在这里，两个电子短暂地结合成一个被溶剂分子包围的电子（红色）。该电子无法更精确地定位。其中一个电子随后将离开这一区域。资料来源：HartwegS等人，《科学2023》苏黎世联邦理工学院教授露丝-西格诺雷尔（RuthSignorell）领导的研究人员在对介电子进行实验时，意外地发现了一种产生慢速电子的新工艺。这些电子可用于引发某些化学反应。压电子是不稳定的。它们会在不到万亿分之一秒的时间内再次分裂成两个电子。研究人员能够证明，其中一个电子保持原位，而另一个电子--能量低，因此速度相对较慢--则移动开来。这种新方法的特别之处在于，它允许研究人员控制这种电子的动能，从而控制其速度。压电子占据空腔首先：为了产生电子，研究人员将钠溶解在（液态）氨中，并将溶液暴露在紫外线下。紫外线照射会使氨分子中的电子与钠原子中的电子结合，从而形成一个介子。该电子短暂占据溶液中的一个微小空腔。研究人员设法证明，当该电子破裂时，其中一个电子会以所使用的紫外线波长决定的速度移动。Signorell说："紫外光的部分能量已经转移到了电子上。"苏黎世联邦理工学院的研究人员与德国弗莱堡大学、法国SOLEIL同步加速器和美国奥本大学的研究人员合作完成了这项工作。检查反应和辐射损伤由于多种原因，这种低动能电子非常有趣。其一是慢速电子会对人体组织造成辐射损伤。例如，X射线或放射性会在人体组织中形成移动电子。然后它们会附着在DNA分子上并引发化学反应。在实验室中更容易产生这种慢速电子将有助于研究人员更好地研究导致辐射损伤的机制。但人体并不是化合物接受自由电子后引发化学反应的唯一场所。合成可的松和其他类固醇的生产就是一个例子。利用紫外光这种相对简单的方法直接在溶液中产生慢速电子，并控制电子的能量，将使将来更好地研究这些反应变得更加容易。化学家甚至有可能对反应进行优化，例如利用紫外光增加电子的动能。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371621.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371621.htm