國外納米前沿（0129—0211）動態:廉價燃料電池|防污「納米皺紋」|高效整流天線|熱量可控納米雙面織品

1、納米材料新用途：製造出更便宜的的燃料電池！

Cheaper fuel cells with nanomaterials

美國萊斯大學的科學家們正在探索一種方法：即如何通過優化陰極的納米材料來提高燃料電池的成本效益，並說明了摻雜納米材料催化氧還原反應（ORR）的原子級機制。通過使用計算機模擬，研究小組研究了為什麼石墨烯納米帶和氮/硼摻雜的碳納米管反應太慢，以及該如何改善的問題。他們發現半徑在7至10埃之間的超薄納米管是最理想的，還證明了具有豐富邊緣，摻雜氮和硼的石墨烯納米帶顯示了與吸收氧的納米管相當的性能。目前該團隊希望開發出新的方法來實時的研究納米級電化學過程，以及更好地進行摻雜物與有缺陷的碳材料之間的相互作用以提高性能。

2、新發現！電池電極納米粒子中鋰發生反轉

Lithium discovered reversing out of nanoparticles in battery electrodes

美國能源部（DOE）布魯克海文國家實驗室科學家領導的一項合作中，發現當電池的電極由納米顆粒組成時，納米顆粒在局部區域內鋰濃度先上升，然後下降，發生了反轉現象。 據科學家們介紹，鋰的這種不均勻的運動可能會產生持久的破壞性影響，因為它會使電池中的活性物質結構變形，並可能導致疲勞失效。這種現象也可能發生在其他高性能化學電池。

3、受植物啟發的「納米皺紋」對海洋細菌太滑

Plant-inspired 『nanowrinkles』 too slippery for marine bacteria

澳大利亞悉尼大學納米研究所的化學研究小組開發出了具有防污性能的納米表面塗層，而不包含任何有毒成分。新型塗層採用聚合物「納米皺紋」的靈感是來自於肉食性豬籠草，它可以捕捉圍繞在它開口邊緣的微小結構上的一層水。這個層很滑，可以使昆蟲在滑入豬籠草被消化之前在水面上滑行。防污塗料具有可塑性和透明性，非常適用於水下照相機和感測器。

4、50年來夢想中的高效整流天線有了新的突破

50-year dream of efficient rectenna one step closer

一種碳納米管天線和二極體整流器的組合可以與傳統的光電技術在產生來自陽光和其他來源的電能上相競爭。在整流天線中使用的技術也可以直接將熱能轉化為電能。碳納米管節點的複合塗層是通過原子沉積過程產生的，作為金屬的替代品它提供了量子力學電子隧穿性能，可以使空氣中穩定的金屬具有比鈣更高的工作功能。他們的終極目標是在火星以及將我們帶到火星的宇宙飛船上看到碳納米管的光學整流天線。

5、新型納米雙面織品，讓你的身體可暖可涼爽

Reversible textile keeps body warm and cool

斯坦福大學研究人員開發了一種新型紡織品以納米多孔聚乙烯為原料，不需要任何能量供應，就可以讓人感覺溫暖或涼爽。此原料可以通過使用具有不同發射率、透射率和反射率的材料積極地管控身體散發的熱量，從而實現人體熱量的管理。研究人員證實，雙面織品可以使人的體表溫度產生6.5度的差異。這意味著使用者可以將熱舒適區擴大6.5度，並適應更寬廣的環境溫度波動範圍。這種先進的紡織品可以防止極端溫度變化的影響，也減少因此而引發的呼吸道感染和心臟驟停，並減少用來維持恆定的室內溫度所需的能量。從實際問題入手的話，這種技術的應用依然存在挑戰。其中穿戴者的舒適感，以及如何將該技術其他衣服一起使用依然是關鍵所在。

6、為了研究材料，在極端條件下製造納米晶金剛石

Fabricating nanocrystalline diamonds to study materials under extreme conditions

Yogesh Vohra博士使用等離子體氣相沉積法製造納米晶金剛石，其壓力已經比地球中心高出近兩倍。當添迦納米晶金剛石時，微砧可以產生多達500千兆帕斯卡的壓力。 UAB的研究人員希望用他們的納米晶體金剛石微砧達到1,000千兆帕斯卡或者一千帕斯卡的壓力。這接近土星行星中心的壓力。 UAB小組還檢查了金剛石-砧式電池裝置在壓縮和減壓過程中出現分離的納米晶金剛石微粉。發現分離失敗發生在底部表面下方的單晶寶石金剛石砧座的大部分中，而不是在寶石金剛石和納米晶體金剛石結塊之間的界面處。這表明寶石金剛石和納米晶體金剛石結塊之間的界面粘合強度似乎是相當大的，並且界面能夠承受超高剪切應力。UAB研究人員將繼續研究操縱界面處的晶粒尺寸和粘合強度，以優化用於高壓研究的納米晶金剛石微砧。

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