美國

    半導(dǎo)/超導(dǎo)材料有突破，功能性材料應(yīng)用前景廣

    本報駐美國記者 劉海英

    2018年，在半導(dǎo)/超導(dǎo)材料研發(fā)方面，美國科學(xué)家不僅開發(fā)出提升富勒烯材料導(dǎo)電性能的新方法，提高了有機材料應(yīng)用于半導(dǎo)體制造的潛力，還發(fā)現(xiàn)兩層石墨烯以特定角度纏扭可表現(xiàn)出非常規(guī)超導(dǎo)電性，并開發(fā)出通過壓縮來操縱石墨烯電導(dǎo)率的新技術(shù)，大大拓寬了石墨烯在半導(dǎo)體和超導(dǎo)材料領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

    科學(xué)家還開發(fā)出利用分子束外延的方法生長氮化鈮基超導(dǎo)體的技術(shù)，并成功將該超導(dǎo)體材料與具有寬帶隙的半導(dǎo)體材料相整合，為整合超導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料奠定了基礎(chǔ)。

    一些特殊功能新材料陸續(xù)出現(xiàn)。如一種被稱為“無規(guī)則雜聚合物”的合成高分子材料，讓蛋白質(zhì)能夠清除化學(xué)污染，有望在環(huán)保領(lǐng)域建功立業(yè)；一種可生物兼容的人造橡膠，不僅具有生物組織的力學(xué)性能，還可在變形時改變顏色，或可在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大顯身手。

    此外，美科學(xué)家設(shè)計的一種摻有鉻和釩元素的鋰鎂氧化物，能大幅提高鋰離子電池容量；而能夠在不同波長光線照射下改變結(jié)構(gòu)，在剛?cè)醿煞N狀態(tài)間轉(zhuǎn)換的新型聚合物，因自愈特性及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換能力而具有廣闊的應(yīng)用前景。

    日本

    材料合成新方法層出，黑色涂層新材料面世

    本報駐日本記者 陳 超

    納米顆粒是當(dāng)前納米技術(shù)的基礎(chǔ)材料組之一，一般需要在金屬離子濃度稀薄的溶液內(nèi)合成，并大量排放廢液，給環(huán)境造成巨大負(fù)擔(dān)。山形大學(xué)設(shè)計并合成了適用于合成納米顆粒、由有機配體和金屬離子構(gòu)成的金屬絡(luò)合物，還嘗試開發(fā)了環(huán)境負(fù)荷較低的納米顆粒合成法。

    由京都大學(xué)、筑波大學(xué)、東海大學(xué)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所組成的研究小組發(fā)現(xiàn)，向相變材料GeSbTe化合物（GST）照射高強度太赫茲脈沖后，該材料會以納米尺寸從非晶狀態(tài)生長出晶體。

    理化學(xué)研究所新開發(fā)了“原子混合法”，能在極微小的納米顆粒中，以不同的比例和組合混合多種金屬元素。利用這種方法，首次成功合成了分別混合5種和6種金屬的多元合金納米顆粒。該方法有助形成新的物質(zhì)群和開拓新領(lǐng)域，開發(fā)出目前尚未發(fā)現(xiàn)的新型功能材料。

    東北大學(xué)與美國華盛頓大學(xué)以及日本電氣硝子公司通過共同研究，開發(fā)出了能以均等強度強烈吸收所有可見光（波長400—700納米）的黑色涂層材料。如此一來，被視為液晶顯示屏缺點的暗色顯示將變得更加美觀。而且，該涂層材料還能提高包括有機EL顯示屏在內(nèi)的所有顯示屏的可設(shè)計性。

    以色列

    雙層涂料能吸熱制冷，太空材料可造人工骨骼

    本報駐以色列記者 毛 黎

    以色列初創(chuàng)公司發(fā)明了雙層涂料，它能吸收太陽熱能，同時將吸收的熱能用來制冷。太陽光能越強，涂層制冷能力越高。該涂層材料幾乎可以用于商場、公寓樓、交通工具、衛(wèi)星等任何一個物體的表面，且對環(huán)境無害，使用壽命為10—15年。

    科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鹵化物鈣鈦礦等材料內(nèi)部存在著自我修復(fù)功能，該發(fā)現(xiàn)不僅可以促進鹵化物鈣鈦礦的使用（如獲取太陽能），而且可以幫助尋找用于制造電子設(shè)備的其他自愈材料。

    醫(yī)務(wù)人員將由高分子聚合物構(gòu)成的太空新材料MP1制造成人工骨骼，用于矯形外科手術(shù)中代替人體關(guān)節(jié)，從而開創(chuàng)了關(guān)節(jié)替代新療法。

    俄羅斯

    尖端領(lǐng)域用新材料成果迭出，石墨烯改性助力量子計算機研發(fā)

    本報駐俄羅斯記者 亓科偉

    2018年，俄科學(xué)家在新材料領(lǐng)域取得了一系列新成果：

    托木斯克工業(yè)大學(xué)科學(xué)家利用聚合物纖維和亞麻纖維研發(fā)出高強度復(fù)合材料，具有重量輕、強度高的特性，未來可廣泛應(yīng)用于航空、航天和汽車工業(yè)等領(lǐng)域；

    遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)和俄科學(xué)院遠(yuǎn)東分院學(xué)者在極端條件下，合成出粉末混合物材料，主要成分是鉿的碳化物和氮化物，熔點達(dá)到4400開爾文，超過世界上最難熔材料五碳化四鉭鉿（Ta4HfC5）的熔點4200開爾文紀(jì)錄，該材料將主要應(yīng)用在國防軍工、航空航天、電子信息、能源、防化、冶金和核工業(yè)等尖端領(lǐng)域；

    俄遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)自然科學(xué)學(xué)院的科研團隊研制出新型Nd:YAG光學(xué)納米陶瓷材料，含有高達(dá)4%釹離子活性添加劑，具有優(yōu)良的物理機械性能，可作為地面及空間光學(xué)通訊設(shè)備材料，用于制造高精度距離測量及污染監(jiān)測的儀器，以及開發(fā)新型激光加工、信息記錄與存儲方式等。

    在石墨烯改性處理方面，莫斯科羅蒙諾索夫國立大學(xué)化學(xué)家合成出了一種外形酷似水母的特殊類型石墨烯納米粒子，這些粒子的結(jié)構(gòu)使其可被用于催化過程及制造導(dǎo)電聚合物，可用來制造超級電容器和電池的電極；

    圣彼得堡國立大學(xué)和托木斯克國立大學(xué)的俄科學(xué)家參與的國際研究團隊對石墨烯進行了改性處理，賦予了其鈷和金磁性和自旋軌道耦合的特性，有助于改善量子計算機。

    德國

    首測二維材料力學(xué)性能，優(yōu)化利用稀土和永磁體

    本報駐德國記者 顧 鋼

    薩爾州大學(xué)的物理學(xué)家哈特曼和萊布尼茨新材料研究所的研究人員合作，通過對石墨烯進行掃描隧道顯微鏡測量，首次能夠表征原子級薄膜材料的二維力學(xué)性能，為其從傳感器、處理器到燃料電池等廣泛應(yīng)用開辟了新的途徑。

    德國弗勞恩霍夫協(xié)會下屬的8家研究所聯(lián)合開發(fā)出了優(yōu)化稀土使用的解決方案。一種是采用新的解決方案可使稀土材料用量減少五分之一；另一種是將電動機、風(fēng)力渦輪機或汽車上回收的永磁體重新再利用，通過純氫處理將永磁體分解成微小顆粒，然后重新澆注或燒結(jié)，再生磁鐵可達(dá)到新磁鐵容量的96％。

    此外，德國尤利希研究中心專家開發(fā)出了一種新的固態(tài)電池，其充放電過程的充電率比文獻(xiàn)記載的固態(tài)電池高出10倍。新電池組件由磷酸鹽化合物制成，材料經(jīng)過化學(xué)和機械性能的最佳匹配，實現(xiàn)電池持續(xù)良好的可通性。一般固態(tài)電池再次充滿需要約10—12個小時，新型電池不到一個小時就能充足電，有望用于電動汽車、航空航天、智能住宅和醫(yī)療器械等眾多領(lǐng)域。

    韓國

    升級表面活性劑材料，低溫合成大面積石墨烯

    本報駐韓國記者 邰 舉

    韓國研究團隊成功開發(fā)出利用基因工程改造過的大腸桿菌和葡萄糖制造芳香族聚酯塑料的技術(shù)；利用納米粒子研制出新一代表面活性劑；使用鎢硒二維納米膜與一維氧化鋅納米線研發(fā)出新一代寬光譜二極管感光元件；成功開發(fā)出以新型納米復(fù)合體（氟化錫SnF2）和碳素為基礎(chǔ)的鈉離子電池用負(fù)極材料，成功將鈉離子電池容量提高約兩倍。

    此外，韓國大學(xué)利用二氧化硅納米材料制造出高靈敏度、透明且柔軟的壓力傳感器，在無源工況下利用離子的移動傳輸外部刺激信號，對血壓、心電、物體表面特性等具有精密感應(yīng)能力；利用鈦金屬開發(fā)成功高品質(zhì)的大面積石墨烯低溫合成技術(shù)；模擬電鰻發(fā)電原理和結(jié)構(gòu)開發(fā)出微型高電壓能量發(fā)生器，利用數(shù)千個能量發(fā)生器集群產(chǎn)生600伏電壓。

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