一大波新材料橫空出世，改變世界超出你想像

能立在蒲公英上的超輕金屬材料

來源：材料前沿科技

最近，波音公司表示他們已製造出世界上質量最輕的金屬材料，這種金屬材料輕到那種程度呢？它能「站」在蒲公英上，具有99.99%的中空結構，意味著其中99.99%的部分都是空氣，其餘0.01%是固體。這種創新材料大約是普通泡沫塑料質量的百分之一，在航天航空上有很大應用潛力。

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這種材料被命名為「Microlattice」，即微點陣金屬。它是一種由金屬中空管相互連接構成的三維多孔聚合物材料，中空管的管壁厚度不足人體頭髮直徑的千分之一，是一種極輕的開放式蜂窩狀三維多孔聚合物-金屬合成材料，其質量是25攝氏度時空氣的1.76倍，可與氣凝膠相媲美。雖然「Microlattice」質量很輕，但其強度和韌性都相當高，倘若將一枚雞蛋包裹在該材料中，從25層的高樓處落下雞蛋也不會出現破損，由於具有金屬的良好韌性，「Microlattice」壓縮50%之後仍能100%恢復原狀，具有超高能量吸收能力。

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「Microlattice」曾被用於製造電池電極、催化劑載體，並具有聲學、振動和吸收衝擊能量等特點，今後可用於航空航天的工業設計上。此外，波音公司還將與美國宇宙航天局合作，計劃將這種超輕金屬材料應用到航天器上，預計可降低深太空探索航天器40%的質量，使航天器能夠更深入、更廣泛的探索未知的宇宙世界。

科學家成功研發能存儲數據的皮膚材料

來源：cnBeta.COM

伴隨著技術的發展感測器已經變得更加的輕薄和柔軟，從而為可穿戴設備創造了無限可能。刊發在《自然·納米技術》上的博文顯示，科學家成功創造出了能夠在水中溶解，直接附著在皮膚上電子組件，且在肢體和手指彎曲產生影響。12名參與者在佩戴測試一周後均表示沒有出現發癢或者過敏等情況。

這種可以附著在皮膚上的介面具備諸多可能，包括遠程控制手機，或者成為智能手錶的皮膚等等，這些都是非常酷炫的應用場景。但這種材料更大的功能在於健康醫療數據監測，能夠用於測量腦電波或者心率等等。目前該材料在實驗室環境中表現良好，科研團隊正積極推進該材料的商用。

一種可3D列印的導電自修復水凝膠

來源：天工社

目前，大多數自修復材料需要外部刺激，如光、溫度和電力，才能進行修復，因此這樣的自修復系統並不自主。若想讓材料在沒有任何形式的外部干預下就能自我修復，導電性是一個關鍵性質。雖然已經有自主、導電的自我修復材料被開發出來，但由於缺乏拉伸性、壓力敏感性、體導電性等特性或整體的機械性能，在實際應用中它們表現得並不好。

一種設計自修復材料的新方法，能讓材料具有機械穩定性、導電性和自我修復能力。該研究發表在題為《受皮膚啟發的，具有導電性、拉伸性、壓力敏感性、內在自主性，可3D列印的多功能自我修復水凝膠》。這種方法涉及物理和化學交聯的一個結合：

水凝膠內在自主的自我修復是通過聚（丙烯酸）羧基與三價鐵離子之間的動態離子相互作用實現的。一個共價交聯被用來支持水凝膠的機械結構。在化學和物理交聯網路之間建立一個平衡以及聚吡咯網路的導電性納米結構導致一個具有體導電性、機電自我修復性（2分鐘內100％機械修復）、超拉伸性（1500％）和壓力敏感性的雙網路水凝膠。

這種材料不需要外部刺激，能在兩分鐘內完全自我修復好，並且還能在30秒內恢復90％的電性能。這種自主修復能力以及剪切稀釋性讓這種水凝膠成為一種理想的3D列印材料，它的潛在應用包括柔性機器人、仿生假體和健康監測系統。

土壤中可降解的複合材料

來源：新華社

作者：欒海

單用化學聚合物製成的塑料包裝材料很難在自然環境中降解。為減輕這類材料對環境的污染，俄羅斯研究者用農林業廢料與聚乙烯等化學材料混合，製成了可在土壤中自然降解的聚合物基生物複合包裝材料。

將葵花子的外殼、小麥谷糠、木材的鋸末製成木質纖維粉顆粒，另用亞麻和小麥莖稈的纖維製成顆粒，並把上述兩類顆粒中的每一種分別與聚乙烯等化學聚合物按一定比例混合，其間還加入含EVA（乙烯－醋酸乙烯共聚物）樹脂的添加劑，以促使混合物中各種材料更好地融合反應。

檢測了如此製成的兩類生物複合材料的物理特性、吸水性、高溫下氧化降解速度與生物材料顆粒尺寸之間的關係。結果顯示，顆粒越大的木質纖維粉與聚乙烯等混合製成的複合材料在土中高溫堆放時自然降解得越快；但農作物莖稈纖維製成的顆粒尺寸大小與生成材料降解速度沒有明顯關聯。這些生物複合材料的合成成本與純化學聚合物材料相當或略少。

降低纖維素納米纖維增強複合材料生產成本

來源：新材料在線

一項新的製造技術，旨在將纖維素納米纖維增強複合材料的生產成本降至當前成本的十分之一。

CNF複合材料由植物纖維素的納米纖維與樹脂混合而成，該材料質地堅硬，重量僅為鐵的五分之一，但硬度卻達到鐵的3-5倍。目前，市面上的許多碳纖維強化複合材料是從石油中提煉而成，儘管其質地也很輕盈且堅固耐用，但與CNF強化複合材料相較，前者的再循環利用卻並非易事。

截止至目前，CNF複合材料的研發在很大程度上僅限於造紙行業，後者需採用複雜的工藝才能實現該產品的生產，由於工藝繁瑣，導致其製造成本高達90美元/千克，成本居高不下始終成為阻礙該項技術推廣應用的一大障礙。

一種新技術，將CNF強化複合材料的製造成本降至近3.5美元/千克。該公司採用單步法工藝(single-step)，將紙漿、樹脂與添加劑一起放入擠出機(extruder)，且CNF複合材料與線纜製造採用了同款樹脂加工技術。

除生產成本低以外，運用該製造工藝，還能生產一款擁有粘合屬性的CNF複合物，只需在高溫下進行按壓，就能使CNF複合材料與金屬黏連，無需再使用其他的粘合劑或螺釘。

旨在推動該材料在汽車內飾、電子元器件及汽車外板上的應用。若能成功取代玻璃纖維複合材料，該產品的市值將達到4000億日元(約合35億美元)。未來，可能會進一步推動該材料的應用，旨在用該材料替代鐵、鋁，涉足車身零部件領域。

藍海長青智庫

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