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日常生活中的新材料
2017-06-14 11:11   审核人:   (点击: )

纳米材料今后不再只是概念,而会成为我们生活中实实在在的产品。昨日,由重庆市科学技术协会主办的2016中国国际功能材料大会在悦来国际会议中心举行,共有国内外院士、专家、学者约1000人参加。记者在会上了解到,不少关于功能材料的最新研究成果将在不久的未来改变我们的生活。

看新材料应用

A   纳米生物芯片

植入可穿戴设备能监测癌症

在昨日的大会上,西南大学李长明院士表示,他研究的领域主要是纳米材料。目前,就研究成果看,作为一种未来重要的功能材料,纳米材料将以生物芯片、新能源电池等形式改变我们的生活。

“预计在未来两三年内,生物芯片将产业化,今后戴一个手环就能监测早期癌症、心脏病、老年痴呆。”李长明说,以心脏病为例,通过检测血液成分、浓度等变化提前监测。以纳米材料做成的生物芯片非常小,可置入手环、钮扣等可穿戴设备,其纳米级的检测探头每隔一段时间便自动采血检测,并自动分析、报警。同理,可运用同样方法检测血液中的癌症标志物。

李长明说,人的毛孔大小是微米级的,而生物芯片的检测探头是纳米级的,“与传统的检测手段相比,纳米级的采血方式几乎不被人感知,甚至痒都不会痒一下。”并且,功能纳米材料的灵敏度高于普通医用材料,检测结果更加准确。

他表示,目前已与江苏一家企业进行合作,预计将在未来两三年内实现生物芯片的产业化,“这将是一个拥有几千亿级规模的新兴产业。”

B   锂资源紧张

今后可用钠电池替代锂电池

目前,手机、新能源汽车中广泛运用的是锂电池。但是,锂资源在全球都比较稀缺,能否找到一种替代材料?

李长明说,钠电池就是一种极佳的替代品,目前他们正在与广州一家企业合作,相关研究成果也进入中试,“争取在重庆设厂生产。”

“钠的性能与锂接近,可以用于生产电池,并且在价格上具有优越性。”李长明说,钠的价格只有锂的十分之一,生产成本较低,将有利于市场推广。并且,海水中含有钠,相比稀缺的锂资源而言,钠资源可谓十分丰富。钠电池投入市场以后,可以完全替代锂电池的应用,今后的手机电池、新能源汽车等都可以看到钠电池。

C   摩擦纳米发电机

细小摩擦也能收集电能

风力可以发电,那日常生活中如摩擦、走路这样细小的动作也能发电吗?

来自美国佐治亚理工学院的王中林院士介绍,由他和他的团队研发的“摩擦纳米发电机”就是将摩擦接触动作产生的静电电子流动转化为电能。

这项技术可运用的领域也十分广泛,比如可穿戴的定位装置靠走路、摩擦就能工作,即使在野外没电的地方,手掌拍一拍就能发出信号。再如,他们目前已经成立的一家公司将在年底前做出几百台“摩擦静电过滤器”,也是运用这项技术完成的。将这个过滤器放在空调的出风口,空调送出的风就能驱动它工作,带电的PM2.5等细小分子吸附在过滤器上从而被过滤掉。

“此外,摩擦纳米发电技术也可用于手机,在手机壳上摩擦一下就能发电。”王中林说,关于摩擦纳米发电的相关应用研究已经遍及全球。

微小的摩擦就能发电,核心技术在哪里?王中林说,其核心技术在于材料和功能结构,“摩擦纳米发电机用灵敏性高的高分子材料做成,并且在表面结构上进行特殊处理,使其将势能转化为电能的效率达到50%。”

王中林说,由于他的很多学生都分布在重庆、成都等地的高校和研究机构,他准备与重庆合作建立“纳米能源研究基地”,建立研发平台,推动纳米能源领域的产业化。

看产学研合作

A   “重庆造”玻纤将升级

导电导热后可用于汽车

昨日,李长明院士与重庆国际复合材料有限公司签订了“功能纳米材料/玻璃纤维复合材料表界面处理技术”五年合作研发协议和“重庆国际复合材料有限公司海智工作站”共建协议。

重庆国际复合材料有限公司此前主要生产玻璃纤维。该公司相关负责人介绍,目前公司在转型升级过程中,将向下游产业链延伸。通过与李长明院士的合作,将给传统的材料增加新的功能。

“比如,在玻璃纤维上进行改造后,可以增加导电导热的功能,能够用在汽车的零部件;再如,在我们生产的滤带上,附着相应的催化剂,在垃圾处理过程中可以消除二恶英。”该负责人表示,公司目前生产的材料普遍只有物理功能,通过纳米功能化改造后,又增加了很多化学功能。

B   路灯不仅能照明,还可监测PM2.5

昨日,成都电子科技大学李雪松教授与重庆星河光电科技股份有限公司签订了“高质量石墨烯的宏量可控制备、光电功能研究和示范应用”合作协议。

由重庆星河光电科技股份有限公司搭建的重庆光电信息研究院也将在今天正式挂牌成立。

“我们将致力于智慧照明领域的研发。”重庆光电信息研究院院长裴勇介绍,以常见的路灯灯杆为例,由于其分布广泛,今后将承担PM2.5监测、充电、防涝等多种附加功能,变成一个物联网的系统集成。

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