除了石墨烯，還有哪些神奇的新材料？

蛋白納米薄膜：憑空就能發(fā)電 不用消耗化學(xué)能源，也不受陽(yáng)光等外界因素限制，憑空就能發(fā)電。最近，《自然》雜志披露，一研究團(tuán)隊(duì)研制出一種蛋白納米薄膜，可利用空氣中的水分產(chǎn)生電能，從而造出新型發(fā)電設(shè)備。 這種蛋白納米薄膜，由地桿菌生產(chǎn)的導(dǎo)電蛋白納米線構(gòu)成，厚度僅7微米。薄膜能有效吸收空氣中的水分，并以水分梯度為驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生約0.5伏的持續(xù)電壓，達(dá)到持續(xù)發(fā)電的目的。 研究人員表示，這種發(fā)電技術(shù)對(duì)可再生能源、氣候變化等將產(chǎn)生重大影響。當(dāng)前的一代空氣發(fā)電機(jī)能為小型電子設(shè)備供電，隨著設(shè)備不斷升級(jí)換代，它可滿足各類(lèi)大型設(shè)備用電需求。

新型生物復(fù)合材料，高強(qiáng)度+韌性 阿維羅大學(xué)和材料阿威羅研究所已經(jīng)開(kāi)發(fā)竹纖維與ABS結(jié)合，增強(qiáng)了3D打印材料的機(jī)械性能。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠創(chuàng)造出一種全新的生物復(fù)合材料，使他們能夠精確調(diào)整竹基的疏水性、密度和熱質(zhì)量。制定完成后，科學(xué)家們將他們的材料部署到 3D 打印樣品上，發(fā)現(xiàn)該過(guò)程不會(huì)“破壞其形態(tài)”，實(shí)際上對(duì)任何生成的零件都有“強(qiáng)化效果”。

為了配制新的生物復(fù)合材料，科學(xué)家們使用二異氰酸酯對(duì)竹子樣品進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)它降低了纖維的親水性，并增強(qiáng)了它們對(duì)聚合物基質(zhì)的親和力。處理后，將所得材料洗滌、干燥并以 5% 的濃度與 ABS 混合，然后擠出成可 3D 打印的長(zhǎng)絲。 隨著更廣泛的 3D 打印行業(yè)繼續(xù)尋找聚合物長(zhǎng)絲的新環(huán)保替代品，研究人員越來(lái)越多地將木質(zhì)材料作為答案。就在去年，弗萊堡大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)將有機(jī)木質(zhì)素和纖維素化學(xué)物質(zhì)結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造了一種新型的3D 可打印生物合成聚合物。

德國(guó)聯(lián)邦材料研究與測(cè)試研究所的科學(xué)家采用類(lèi)似的木質(zhì)方法，將白蟻和無(wú)聊的昆蟲(chóng)垃圾變成了自己的材料。通過(guò)將木粉與小動(dòng)物的糞便相結(jié)合，該團(tuán)隊(duì)設(shè)法生產(chǎn)出一種能夠產(chǎn)生高精度結(jié)構(gòu)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)原料。在更商業(yè)的層面上，該公司致力于粘合劑噴射木基零件。該公司的生產(chǎn)工藝與來(lái)自木材制造和造紙工業(yè)的高級(jí)廢物副產(chǎn)品兼容，一旦它們與環(huán)氧樹(shù)脂混合以創(chuàng)建 3D 可打印材料。

自我修復(fù)的活體材料 倫敦帝國(guó)學(xué)院的研究人員一直在研究設(shè)計(jì)的活體材料（ELMs），旨在利用生物學(xué)中固有的愈合和補(bǔ)充材料的能力。研究人員認(rèn)為ELMs使用一個(gè)綜合的系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)在惡劣環(huán)境中遭受的損害做出反應(yīng)。對(duì)這種類(lèi)型的材料的調(diào)查可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)實(shí)世界的材料能夠檢測(cè)和愈合損害。

這種材料在現(xiàn)實(shí)世界中的潛在應(yīng)用包括能夠治愈自己的裂縫的擋風(fēng)玻璃，能夠自行修復(fù)坑洞的道路，以及能夠治愈其外部損傷的飛機(jī)。能夠自我愈合的材料的出現(xiàn)可以大大減少世界各地使用的各種產(chǎn)品的維護(hù)，也會(huì)減少因?yàn)椴牧蠐p傷導(dǎo)致的各種事故的發(fā)生。

研究人員此前創(chuàng)造了帶有集成傳感器的活體材料，可以檢測(cè)環(huán)境變化，綜合已有的技術(shù)后，他們正通過(guò)創(chuàng)造能夠檢測(cè)變化并通過(guò)自我愈合來(lái)應(yīng)對(duì)變化的活體材料，由此科學(xué)家們已經(jīng)展示了細(xì)菌纖維素基材料的設(shè)計(jì)和構(gòu)造。