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#国内材料周报#大连理工大学创制结晶性二氧化碳聚合物获得突破
发布:lee_9124   时间:2015/12/12 15:27:42   阅读:1331 
国内材料研究一周纵览
20151207-20151211
 
“别人家的孩子”这样的思想一直让我们以为,国外的材料研究一定比国内做的好,但随着近年来国内在科研方面的大投入,在科研方面我们做的也越来越出色。为了向各位材料人介绍国内科研机构在材料领域的最新研究成果,我们特推出这一专栏,以此来告诉大家,故乡的月亮同样明朗。
 
本期周报内容主要有天津大学、大连理工、东北大学、中科院的科研信息,接下来让小编带大家赶紧去看看吧!
 
1、天津大学研制出新型超分子聚合物水凝胶
 
 
 
水凝胶是一种具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基,亲水残基与水分子结合将水分子连接在网状内部,而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物,广泛应用于食用果冻、隐形眼镜片制造等领域,由于其含水量与人体组织类似,故是一种优良的生物医用材料。但是普通水凝胶所能承受的载荷远远低于人体组织所能承受的载荷,因此,制备高强度的超分子聚合物水凝胶十分必要。
 
近日,天津大学材料学院刘文广教授课题组使用氨基酸衍生物作为单一组分,在全球率先提出“双氢键超分子水凝胶”的概念,运用氢键自识别机理,无需化学交联剂,制备出具有高强度、稳定性以及热塑性和可自修复的新型超分子聚合物水凝胶。其强度达到人体软骨的4倍,在水含量高达70%—80%的情况下,拉伸和压缩强度都能达到兆帕级别,并具有抗撕裂性,在酸性、碱性环境下均能保持非常良好的稳定性,有望用作软湿结构生物材料替代物。
 
2、大连理工大学创制结晶性二氧化碳聚合物获得突破
 
 
 
二氧化碳在自然界中丰富的含量使得其成为一种重要的碳源,况且二氧化碳所产生的温室效应一直是困扰人类的一大问题。那么如何进行二氧化碳的固定呢?通常的一种方法是由二氧化碳与环氧烷烃交替共聚合成降解性聚碳酸酯,但是该方法所获得的二氧化碳基聚碳酸酯是非晶且玻璃化转变温度较低,存在高温强度迅速变差等问题。
 
近日,大连理工大学精细化工国家重点实验室“小分子活化与仿生催化”教育部创新团队与化工学院合作研究,利用外消旋双核钴催化剂,实现了二氧化碳与内消旋环氧烷烃的立构规整性交替共聚合反应,获得了高结晶性的二氧化碳基聚碳酸酯,提出了简单合成结晶性二氧化碳基聚碳酸酯的新方法。
 
3、东北大学室温下辊轧出2-5微米金属极薄带
 
 
 
作为东北大学的王牌专业,压力加工一直是东北大学重点研究领域。不知读者是否记得周报曾经报道过《东北大学成功研发试制出825镍基耐蚀合金/X65管线钢复合板》一文,足以说明东北大学在压力加工方面的实力。
 
近日,东北大学研究院、轧制技术国家重点实验室刘相华教授课题组利用自行研制的3M微成形轧机,在压缩、剪切、拉拔组合成形条件下,对铜、铝、钛、镁、钢等金属材料极薄带进行室温轧制,取得重要进展。突破了传统最小可轧厚度的限制,利用直径为50mm工作辊轧制出2—5微米的金属极薄带。进而发现在组合成形条件下,不经任何中间退火,工业纯铜的延展率超过43000%。研究还发现原本是脆性材料的灰铸铁等,在组合成形条件下均表现出非典型塑性,很难变形的高碳马氏体钢延展率超过200%。
 
4、合肥研究院面向等离子体高性能钨基合金研制获系列进展
 
 
 
在核反应堆中,第一壁部件材料能否抗辐照、抗热负荷、氢同位素滞留等性能优劣关系到第一壁部件能否安全稳定运行。金属钨具有高熔点、低溅射、氢滞留极低等特性而被视为最有前途的候选材料。但是其明显的室温脆性、辐照脆化、热负荷开裂及辐照诱导氢滞留增加等缺陷,限制了其作为第一壁部件材料的实际应用。
 
中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所内耗与固体缺陷研究室核材料研究团队与等离子体物理研究所及西南物理研究院合作,针对钨材料的低温脆性和强韧问题开展了系统的研究工作。根据计算模拟结果的建议,基于界面调控思想,科研人员采用微量纳米ZrC添加强化晶界/相界,提高钨基材料的综合性能,并在基于百克级到公斤级小试样工艺探索积累的基础上,对制备工艺进行了放大和优化,成功制备了具有室温塑性、抗弯强度为2.5GPa的大尺寸、高强度、高塑性和低韧脆转变温度的钨基W-Zr-C合金板材料,为钨基合金的进一步性能优化、工程化制备及其实际应用研究奠定了良好前期基础。
 
相关研究成果发表于《Scientific Reports》和《Journal of Nuclear Materials》,论文地址:
http://www.nature.com/articles/srep16014
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311515002603
 
5、上海硅酸盐所在3D打印生物医用材料研究中取得系列进展
 
 

3D打印纯生物陶瓷支架(左)与生物活性陶瓷/氧化石墨烯复合支架(右)
 
癌症作为当今最大的健康杀手夺去了无数人的生命。为了治愈癌症、拯救病人生命,科学家们也在付出巨大的努力。即使是材料领域,我们一样也能为治疗癌症作出应有的贡献!
 
近期,中国科学院上海硅酸盐研究所首次提出将骨组织工程与光热治疗相结合的思想,在制备用于治疗与修复骨肿瘤缺损的光热功能化的生物活性陶瓷支架研究中取得了新进展。该研究通过3D打印技术制备出生物陶瓷与氧化石墨烯复合支架,在超低功率近红外光下可使支架温度迅速升高,且其光热性能可控。在体外骨肿瘤细胞杀伤率达到90%。在小鼠体内植入该功能化的支架并进行光照后,有效地抑制了裸鼠皮下肿瘤生长,该支架还能显著促进骨间充质干细胞的增殖与成骨分化,并诱导体内新生骨组织的长入,从而赋予了3D打印生物陶瓷支架抗肿瘤和骨修复的双功能性,有望应用于骨肿瘤的治疗与修复。
 
6、非贵金属析氢催化剂研究获进展
 
 
 
氢作为一种清洁能源倍受科研人员的青睐,氢的制备通常是采用贵金属Pt作为催化剂进行电解水制氢,成本相对较高。因此寻找高效、廉价的电解水制氢反应催化剂是近年研究的热点。目前所发现的3d族过渡金属具有代替贵金属Pt的能力,但是其在在酸性条件下电解水的效率较低且不稳定。
 
近期,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心、中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)与材料系双聘研究员陈乾旺课题组通过分解金属有机框架化合物(MOF)前驱体所制备的氮掺杂石墨烯层包覆的FeCo合金复合粒子,表现出优异的HER催化活性和稳定性。该催化剂在0.5M的H2SO4电解质中,在电流密度为10mA/cm2的条件下,电解水阴极过电位仅为262kv,并且在循环10000次之后依然保持较高的活性。
 
相关研究成果发表于《Energy & Environmental Science》,论文地址:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c5ee02460a#!divAbstract
  
国内材料的科研进展一直保持着奋发前行的劲头,随着国家逐渐重视材料的发展,我们相信我国的材料产业总有一天会达到世界一流水平。
 
 
来源:材料人网
 
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