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本周將跟進各領域2022年上半年世界科技發(fā)展態(tài)勢,敬請關注全球技術地圖,獲取前沿資訊。新型催化劑助力化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)低碳目標。美國麻省理工學院發(fā)現(xiàn)利用少量銅處理的沸石可有效從空氣中吸收甲烷,催化反應過程即使在極低濃度下也可進行;克萊姆森納米材料研究所利用姜黃素和金納米粒子開發(fā)出用于乙醇燃料電池的新型催化劑,提高了乙醇氧化反應速率,未來有望在傳感器、超級電容器等領域應用。澳大利亞皇家墨爾本理工大學改善了將二氧化碳快速轉化為固體碳的方法,利用液態(tài)金屬共晶鎵銦合金催化劑將固體碳無限期儲存或轉化為有用的材料。日本北海道大學開發(fā)出一種由鉑、鈷和銦三種不同金屬制成的新型催化劑,可利用二氧化碳合成丙烯,并將反應速率提高了大約5倍。中國科學院大連化學物理研究所開發(fā)出一種基于鎘(Cd)簇的Cd/TiO2催化劑,在15.8%的二氧化碳轉化率下實現(xiàn)了81%的甲醇選擇性,高于傳統(tǒng)CuZnO催化劑。目前,二氧化碳捕集與轉化的技術瓶頸之一是在工業(yè)應用場景下,催化劑長時間使用導致其效率及穩(wěn)定性降低,影響反應效率和產(chǎn)物收率。
發(fā)達國家持續(xù)加大材料回收技術及可持續(xù)材料的研發(fā)力度。美國特拉華大學開發(fā)出將木質素升級為新產(chǎn)品并降低成本的方法,可將工業(yè)加工的木質素轉化為高性能塑料;萊斯大學開發(fā)出一種新技術,可以將廢塑料轉化為工業(yè)用的二氧化碳吸附劑。英國國家復合材料中心與合作伙伴B&M Longworth和Cygnet Texkimp合作,實現(xiàn)了碳纖維的連續(xù)回收;伯明翰大學與美國杜克大學合作,從糖基原料中創(chuàng)造了一個新的聚合物系列,既保留了普通塑料的所有品質,也可進行降解和機械回收。日本東北大學基于熔鹽電解原理,利用固態(tài)電解工藝回收廢鋁,生產(chǎn)出的鋁純度與鋁鑄造合金中的原鋁相當。
前沿新材料研發(fā)不斷取得新突破。二維材料方面,美國杜蘭大學開發(fā)出新的二維材料過渡金屬碳硫屬化物該材料結合了過渡金屬碳化物和過渡金屬二硫化物的特性,在電池和超級電容器、催化、傳感器和電子產(chǎn)品等應用領域具有巨大潛力。澳大利亞皇家墨爾本理工大學將兩種不同類型的二維材料鐵電材料薄膜和磁性材料薄膜堆疊在一起,創(chuàng)造出層狀混合材料In2Se3/Fe3GeTe2,該材料同時具有鐵電材料和鐵磁材料的獨特特性。3D打印材料方面,美國北卡羅來納州立大學開發(fā)出可拉伸且非常堅韌的離子凝膠新材料,具有堅硬不易折斷、可導電、良好的電熱穩(wěn)定性等卓越性能,且易于加工,可用于3D打印,還具有自愈和形狀記憶特性。韓國延世大學發(fā)現(xiàn)黏合劑噴射金屬3D打印的結合機制,該機制使用果酸鹽螯合劑作為生態(tài)友好的3D打印黏合劑。智能材料方面,澳大利亞弗林德斯大學開發(fā)出一種可用于油氣管道的智能涂層,可以防止混凝土表面的酸和水造成的損害,并可通過簡單的加熱過程修復劃痕和損壞。復合材料方面,美國雷神技術公司將開發(fā)用于高超聲速應用的高溫碳/碳(C/C)復合材料的熱力學性能預測模型,該模型將屬性與基本架構和缺陷結構聯(lián)系起來,便于材料和結構設計并行優(yōu)化,可最大限度地減少耗時和高成本試錯,縮短材料開發(fā)時間;麻省理工學院開發(fā)出一種由纖維素納米晶體(CNC)和一些合成聚合物混合而成的復合材料,其中CNC約占材料的60%-90%,是目前CNC占比最高的復合材料,該材料具備優(yōu)良的機械性能,未來可代替部分石油基塑料。
編輯丨鄭實
研究所簡介國際技術經(jīng)濟研究所(IITE)成立于1985年11月,是隸屬于國務院發(fā)展研究中心的非營利性研究機構,主要職能是研究我國經(jīng)濟、科技社會發(fā)展中的重大政策性、戰(zhàn)略性、前瞻性問題,跟蹤和分析世界科技、經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢,為中央和有關部委提供決策咨詢服務。“全球技術地圖”為國際技術經(jīng)濟研究所官方微信賬號,致力于向公眾傳遞前沿技術資訊和科技創(chuàng)新洞見。地址:北京市海淀區(qū)小南莊20號樓A座電話:010-82635522微信:iite_er