中国科学家研发出弹性铁电材料

中国科学家研发出弹性铁电材料 据中国科学院宁波材料技术与工程研究所网站介绍，该研究所的研究团队研发出了兼具弹性回复与铁电性的新型高分子铁电材料，有效解决了传统铁电材料在可穿戴领域难以在大形变下保持稳定性能的难题。该成果于8月4日在国际顶尖学术期刊《科学》上发表。 铁电材料是一种神奇的绝缘性功能材料，有记忆能力，可用在计算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声纳设备等电子产品中，也是日常使用的手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一。 用该材料做成的传感器将更随和，具有更高测量精度、更好的穿戴舒适性，未来或能实现手机柔软贴身，可任意弯折。这种材料的拉伸率高达125%，不但能保持原有的铁电性，还能在外力撤除后迅速恢复原状。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

新型纳米孔材料储存的氢比固态氢本身多67%

新型纳米孔材料储存的氢比固态氢本身多67% 在所有燃料中，它的单位质量能量最高，但储存起来很麻烦。把它保存在气罐里，需要大约 700 个大气压的压缩。如果将其保存为液体，则需要保持比绝对零度高出 20 度的低温。即使把它压缩成超冷液体，它的重量可能很轻，但它所占的体积却令人吃惊，而且很不方便，这使得它既耗能，又很难在空间有限的地方进行包装。现在，韩国研究人员称，他们已经创造出一种材料，能以比低温液态氢密度高一倍的密度储存氢。这项新研究的第一作者、蔚山国立科学技术研究院（UNIST）的 Hyunchul Oh 说："我们的创新材料代表了氢气存储领域的范式转变，为传统方法提供了令人信服的替代方案。"作为一种分子，氢可以通过一种叫做物理吸附的过程物理吸附到多孔材料中。高多孔材料以前曾展示过在单位质量内储存大量氢的能力，但它们在小体积内储存大量能量方面却一直很吃力。由五个氢分子（紫色和红色）组成的分子团占据了材料中的一个孔隙直到现在。研究小组合成了纳米多孔硼氢化镁（Mg(BH4)2），这种框架由部分带负电荷的氢原子构成纳米孔的内表面，能够吸附氢气和氮气。虽然氮气和氢气都能进入孔隙，但研究人员发现，由于氮气和氢气在孔隙中占据不同的吸附位点，氢气的气体吸收量要大三倍。研究人员观察到，小孔中氢密度高的原因在于氢分子的各向异性（与方向有关）形状，在接近环境压力时，氢分子通常呈紧密堆积的球状。这种材料以三维排列方式储存了五个氢分子团，从而提高了容积容量。他们发现，Mg(BH4)2每升孔隙容积可存储前所未有的 144 克氢，而低温液态氢只能存储 70.8 克/升，固态氢甚至只能存储 86 克/升。研究人员表示，他们的研究成果解决了大规模氢气存储的关键难题，提高了氢气的效率和经济可行性。这会是氢动力飞机的解决方案吗？可能不会。正如几年前ZeroAvia 公司的 Val Miftakhov 向我们解释的那样，航空环境中的液态氢系统可以实现 30% 左右的氢气质量分数，另外 70% 的重量则由储氢罐和低温冷却设备增加。根据这项研究，这种纳米孔存储材料的质量分数为 21.7%，因此其单位重量所携带的能量是储罐中气态氢气的两倍，但低温液态系统会更轻。另一方面，它肯定能在长途运输或卡车运输中发挥作用，因为在这种情况下，重量不是问题，而体积则更为重要。当然，这似乎也是目前静态储能的最佳方法，在这种情况下，氢气的使用或多或少会像电池一样。我们还想进一步了解它是如何释放的，在什么样的温度和压力下工作，以及以这种方式储存氢气的往返能量损失可能是多少，但这无疑是该领域的一个突破性进展。这项研究发表在《自然-化学》杂志上。 ... PC版： 手机版：

中国科学家在月壤中首次发现分子水

中国科学家在月壤中首次发现分子水 中国科学家在嫦娥五号带回的月球样本中，发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水，揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。研究报告发表在《自然-天文学》（Nature Astronomy）期刊上。月球上是否存在水，对于月球演化研究和资源开发至关重要。嫦娥 5 号采集的月壤样品属于最年轻的玄武岩，是迄今为止纬度最高的月球样品，为月球水的研究提供了新机遇。基于单晶衍射和化学分析发现，这些月球水和铵以一种成分为(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水，水分子在样品中的质量比高达 41%。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰。晶体的电荷密度可以清晰地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。 via Solidot

新型"玻璃凝胶"材料具有奇特的强度、伸缩性和粘性

新型"玻璃凝胶"材料具有奇特的强度、伸缩性和粘性 玻璃聚合物是一种塑料，具有类似玻璃的特性强度高、硬度大、刚度高，但通常也比较脆，如果试图弯曲或拉伸就会断裂。凝胶则柔软而有弹性，但也很脆弱。现在，北卡罗来纳大学的研究小组开发出了一种新材料，它结合了这两种材料的优点。该研究的通讯作者迈克尔-迪基（Michael Dickey）说："我们创造了一类被称为玻璃凝胶的材料，这种材料和玻璃聚合物一样坚硬，但如果施加足够的力，它可以拉伸到原来长度的五倍，而不会断裂。更重要的是，一旦材料被拉伸，你可以通过加热使其恢复原状。此外，玻璃凝胶的表面具有很强的粘附性，这在硬质材料中并不多见。"为了制造玻璃状凝胶，研究小组将玻璃状聚合物的液态前体分子与离子液体结合在一起。然后将混合物倒入模具中，暴露在紫外线下使其固化，最后从模具中取出。这种离子液体起着溶剂的作用，使材料同时具有玻璃和凝胶的功能。迪基说："通常情况下，当你在聚合物中加入溶剂时，溶剂会推开聚合物链，使聚合物变得柔软、可拉伸。在玻璃凝胶中，溶剂会将聚合物分子链推开，使其像凝胶一样可拉伸。然而，溶剂中的离子会强烈吸引聚合物，从而阻止聚合物链移动。链条无法移动就使其成为玻璃状。最终的结果是，由于吸引力的作用，材料变得坚硬，但由于额外的间距，材料仍然能够拉伸。"尽管按重量计算，这些玻璃凝胶的液体含量超过 54%，但它们的断裂强度达到 42 兆帕、韧性达到 110 兆焦耳/立方米、屈服强度达到 73 兆帕、杨氏模量达到 1 千兆帕。研究小组说，这些数据与聚乙烯等热塑性塑料相似，但与这些材料不同的是，它们还能被拉伸至原始长度的五倍。一种名为玻璃凝胶的新型材料样品玻璃凝胶的其他优点还包括能够自我修复，只要稍微加热就能恢复原状。它们的高液体含量也使它们成为更有效的导电体，而且它们的表面还具有粘合性，但研究小组并不完全清楚其中的原因。最有用的是，这些玻璃凝胶相当容易制造。"制造玻璃态凝胶是一个简单的过程，可以通过在任何类型的模具中固化或 3D 打印来完成，"迪基说。"大多数具有类似机械性能的塑料都需要制造商将聚合物作为原料进行生产，然后将聚合物运输到另一个工厂，在那里聚合物被熔化并形成最终产品。"到目前为止，研究人员还不确定这些玻璃凝胶可能会有哪些应用，但他们相信，这种新材料具有一系列令人感兴趣的特性，最终可能会被证明非常有用。这项研究发表在《自然》杂志上。研究小组在下面的视频中展示了玻璃凝胶。 ... PC版： 手机版：

#嫦娥五号月壤发现分子水#【转发！#中国首次发现月壤分子水#】据中国科学院物理研究所，我国科学家们在嫦娥五号带回的月球样本中，发

#嫦娥五号月壤发现分子水#【转发！#中国首次发现月壤分子水#】据中国科学院物理研究所，我国科学家们在嫦娥五号带回的月球样本中，发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水，揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。我国科学家在月壤中首次发现分子水 via 人民日报的微博

科学家捕捉到光合作用“从水到氧”过程

科学家捕捉到光合作用“从水到氧”过程 日本冈山大学教授沈建仁等人成功捕捉到了负责植物光合作用的蛋白质中存在的催化剂吸收水分子的瞬间。研究报告发表在本周出版的《》期刊上。光合作用是指植物和藻类利用阳光分解水和二氧化碳、产生能量和氧气的反应。名为“光系统Ⅱ”的约 20 个蛋白质与叶绿素组成的复合体吸收光能，从水分子中分离电子和氢离子，形成氧气分子的过程是光合作用的开始。研究团队此前捕捉到水分子被光系统Ⅱ吸收之后的情形，但不知道这一过程中发生了什么。研究团队在 X 射线激光设施“SACLA”中，利用持续数十飞秒(1 秒的 1000 万亿分之一)的 X 射线进行闪光拍摄，捕捉到了光系统Ⅱ蛋白质的快速活动。用可见光照射蛋白质，在促进反应的同时，通过 X 射线照射分析了吸收水分子后立体结构发生变化的情形。 沈教授表示，今后将对光系统Ⅱ的最后一步，也就是出现氧分子的过程进行分析。如果能解析植物的光合作用，并应用其原理，或有望实现人工光合作用。来源 ， 图：圆形的大型放射光设施“SPring-8”和直线型的X射线自由电子激光设施“SACLA” 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat