今天,浙大两篇《科学》齐发!
今天
浙江大学两项科研进展
再次同步上线国际顶级期刊
《科学》
化学工程与生物工程学院柏浩教授
和高分子科学与工程学系高微微副教授
学到了一种新策略
他们模仿北极熊毛的“核-壳”结构
制备出一种封装了气凝胶的
超保暖人造纤维
它不但有传统保温材料的隔热功能
还能“封锁”人体向外辐射的红外线
耐拉伸等力学性能也大大提升
可直接机织
能真正实现把气凝胶“穿”在身上
化学工程与生物工程学院肖丰收教授
与王亮研究员团队
提出一种新的催化剂设计策略
他们将脱铝的Beta沸石分子筛作为载体
调控铜纳米颗粒
在催化反应中的动态演化进程
消除铜颗粒烧结、
并控制已经烧结铜纳米颗粒
进行二次分散
从而大幅延长催化剂的寿命
这种基于调控动态烟花过程的方案
兼顾了催化剂的稳定与活性
有望应用于发展更多耐久型催化剂
一起详细了解两项科研成果
气凝胶织出“北极熊毛衣”
穿上它轻薄超保暖!
完美保暖衣尚未出现
超强保暖:“锁”住红外辐射
借鉴北极熊毛的 “核-壳”结构,历时近6年,团队做出了一种新型纤维:纤维的中心是高分子气凝胶,其内部分布着直径大约为10-30 微米的纤长的小孔,它们朝着同一个方向排列,像一个个存储空气的“仓库”;同时,一层TPU(热塑性聚氨酯弹性体)外壳将内部的气凝胶包裹起来。一核一壳,它们各有功用。
先来说“核”,它负责实现超强保暖。“保暖从一定程度上讲就是防止热量的流失。”论文第一作者,博士生吴明瑞介绍,人体散热的主要形式包括热辐射、热对流、热传导和汗液蒸发等,其中热辐射的影响最大(占比40-60%),热量以红外辐射的形式流失。然而,现有的保温衣物在调控热辐射方面贡献有限。一些传统的具有无序纳米孔结构的材料,由于孔径尺寸远远小于红外线的波长,它们对于红外线来说几乎是“透明”的,阻挡不了红外辐射。
研究团队认为,通过调控纤维内部小孔的方向与尺寸,有望“锁住”红外辐射。“红外线是从体表皮肤向外辐射,让小孔的取向与辐射方向垂直,同时调整尺寸,就有望匹配红外线的波长,从而达到锁住红外辐射的目的。”吴明瑞说。
图:各种衣物面料的保暖“挑战赛””
抗拉伸,耐水洗,可直接上纺织机
图:仿生北极熊毛纤维拉伸测试
图:新型纤维耐水洗,洗后不会缩水,保暖效果依旧。
审稿人在与团队讨论论文的措辞时,提议“不妨说人造北极熊毛‘超越’了天然北极熊毛”,柏浩认为,“超越”一词并不一定合适。“仿生的本质是向大自然学习如何解决问题,并不意味着我们已经完全理解了大自然。仿生是一个无止境的学习过程,即使是一根北极熊毛,里面肯定还有我们未知的智慧,所以说‘超越’还为时过早。当我们遇到新的问题,会促使我们继续向大自然学习,大自然也总能给我们以珍贵的启示。通过见人所常见,思人所未思,不断揭示大自然的秘密,发现新知识,创造改善人们生活的新材料是仿生研究的使命,也是我们多年来坚持的追求。”柏浩说。
论文链接:
逆转“熟化”
让催化剂活力长驻!
催化剂的活力“诅咒”
逆转“熟化”
图:在弱相互作用载体表面设计相对强作用位点,捕获反应气氛诱导的金属颗粒奥斯特瓦尔德熟化(Ostwald Ripening)中间体,以形成新的成核中心并逆转传统金属颗粒的烧结过程。
神奇一幕:大颗粒变小,小颗粒变多
图:甲醇气氛诱导的大块铜表面原子向沸石分子筛表面迁移、分散的过程。
“我们不但实现了逆转熟化的目标,还做到了催化剂生命周期的显著提升。”肖丰收认为,这种新型的设计策略具有一定的普适性,研究团队下一步将探索更多耐久型催化剂的设计与制备。
论文的第一单位为浙江大学化学工程与生物工程学院。浙江大学的肖丰收教授、王亮研究员、华东理工大学的曹宵鸣教授、北京理工大学的马嘉璧教授为论文的通讯作者,浙江大学的刘露杰博士为论文第一作者,华东理工大学卢佳业为共同第一作者。中国科学技术大学王占东教授、中国科学院上海高等研究院李丽娜研究员、浙江大学材料学院王勇教授、巴斯夫公司杨雅卉博士、WolfgangRuettinger博士、宁夏大学高新华副研究员等为本工作的结构和机理研究提供了帮助。本工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目等资助。
论文链接:
内容来源:浙江大学学术委员会“求是风采”微信公众号(文 周炜丨制图 孙时运 部分图片来源于课题组)
今日编辑:周亦颖
责任编辑:周亦颖
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