登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
说起业界所谓的“超级材料”,相信不少人首先想到的会是蓝宝石。没错,这种硬度超高的材料因为苹果的青睐而备受关注。但除了蓝宝石之外,科学家们已经在实验室中研发出了不少意义重大的超级材料,本文就将对其中的6种进行介绍。
自我修复材料—仿生塑料
人体具备非常强大的自我修复能力,但建筑环境却并不具备这种能力。去年,伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复能力的仿生塑料。这种聚合物内嵌有一种由液体构成的“血管系统”,当出现破损时,液体就可像血液一样渗出并结块。相比其他那些只能修复微小裂痕的材料,这种仿生塑料可以修复最大4毫米宽的裂缝。
热电材料—热量清道夫
对于任何一部会使用能源的设备来说,废热的产生都是不可避免的。根据估算,人类所使用的所有能源当中有2/3都以废热的形式流失了。可要是有办法能够捕捉到这些被浪费的能量呢?
去年,一家名为Alphabet Energy的公司开发出了一种热点发电机,它可被直接插入普通发电机的排气管,从而把废热转换成可用的电力。这种发电机使用了一种相对便宜和天然的热电材料,名为黝铜矿,据称可达到5-10%的能效。
在实验室当中,科学家们已经在研究另一种具备可发展前景,甚至能效更高的热电材料,名为方钴矿,一种含钴的矿物。热电材料目前已经开始了小规模的应用—比如在太空飞船上—但方钴矿具备廉价和能效高的特点,可以用来包裹汽车、冰箱或任何机器的排气管。
钙钛矿—廉价太阳能电池
成本是可再生能源发展中的最大障碍。太阳能正在变得更加便宜,但使用晶体硅制作太阳能电池的成本和能源消耗依然非常高。可除了晶体硅之外,还有一种可用来制作太阳能电池的替代材料,那就是钙钛矿。
钙钛矿被发现距今已经有超过100年的时间了,但科学家直到现在才开始意识到这种材料的潜力。在2009年,使用钙钛矿制作的太阳能电池具备着3.8%的太阳能转化率。到了2014年,这一数字已经提升到了19.3%。相比传统晶体硅电池超过20%的能效,这或许算不了什么,但这里还有其他两个关键点需要考虑:首先,钙钛矿的能效仅在几年的时间里就得到了大幅的提升,且科学家认为,这种材料未来依然有提升的可能;其二,钙钛矿的成本要低得多。
钙钛矿是由特定晶体结构所定义的一种材料类别,它们可以包含任意数量的元素,用在太阳能电池当中的一般是铅和锡。相比晶体硅,这些原材料要便宜得多,且能被喷涂在玻璃上,无需在清洁的房间当中精心组装。
气凝胶—超轻、超强韧
气凝胶看上去似乎是一种不真实的材料。尽管看上去空虚飘渺,但它却能轻松承受一盏喷灯的热量,或是一辆汽车的重量。如名所示,这是一种液体被空气完全替换的胶体,这也就是为什么它看上去就像是一团烟。气凝胶可由任意数量的物质所制成,包括二氧化硅、金属氧化物和石墨烯。由于空气占了绝大部分比重,气凝胶还是一种绝佳的绝缘体。它的结构也赋予其超高的强韧性。
不过气凝胶也有一个致命的缺陷:脆性,特别是原材料为二氧化硅时。但NASA的科学家已经在实验一种由聚合物所制成的柔性气凝胶,作为太空飞船在穿过大气层时的绝缘材料。将其他化合物加入到二氧化硅气凝胶可增强其柔韧性,再加上本身的轻巧、强韧和绝缘性,这将会使其成为一种不可思议的材料。
超材料—光操纵器
如果你听说过超材料,那介绍它的材料当中应该还提到了“哈利波特”和“隐形斗篷”。是的,超材料的纳米结构能够以特定的方式对光线进行散射,在未来,它或许真的可以让物体隐形。
更有意思的是,超材料不光能对可见光进行重新导向。根据制作方式和材料的不同,超材料还能散射微波、无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上,任何一种电磁频谱都能被超材料所控制。
比如说,如果用超材料制作一部新型的T射线扫描仪,它的性能可随时改变,无论是被用在医疗还是安全领域。
Stanene—导电率100%的材料
和石墨烯一样,Stanene也是一种由单原子层所制作的材料。但由于使用了锡原子而非碳原子,这使其具备了石墨烯所无法实现的特性:100%的导电率。
Stanene在2013年由斯坦福大学张首晟教授首次进行了理论化。预测Stanene这类材料的电子属性是张教授的实验室所擅长的领域之一,根据他们的模型,Stanene是一种拓扑绝缘体,也就是说,它的边缘是导体,而内部是绝缘体。这样一来,Stanene就能在室温下以零阻力导电。
Stanene的属性尚未经过实验测试—毕竟制作单层锡原子并不是件易事—但张教授对于其他一些拓扑绝缘体的多项预测都被证明是正确的。
如果对于Stanene的预测也被证实,那它有可能对所有电子设备内部的微芯片产生革命性影响。也就是说,芯片的性能将会被大大增强。由于电子所产生的热量,硅芯片的性能是有所限制的—如果运转速度过快,发热也会过高—而拥有100%导电率的Stanene却不会有这样的问题。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
电厂废热蒸汽不仅能为楼宇供热,还能洗衣;区域制冷不再用电,而由发电废热替代……在南京青奥城,南京河西远大能源服务有限公司(下称“南京远大”)自2014年起,投资过亿元,探索采用废热利用、多能互补,以及节电与非电空调“双模”模式,通过建设区域能源站,实现能源综合利用,大幅提高能源综合使
2020年8月12日,香港。中国光大绿色环保有限公司(“光大绿色环保”或“公司”)欣然宣布,公司近期签署江苏省涟水一般工业固废热电联供项目(“涟水固废项目”),涉及投资约人民币3.37亿元。涟水固废项目设计规模为年焚烧处理一般工业固体废弃物约12万吨,设计年发电量约7,000万千瓦时,每年可为项目
2020年8月12日,香港。中国光大绿色环保有限公司(“光大绿色环保”或“公司”)欣然宣布,公司近期签署江苏省涟水一般工业固废热电联供项目(“涟水固废项目”),涉及投资约人民币3.37亿元。涟水固废项目设计规模为年焚烧处理一般工业固体废弃物约12万吨,设计年发电量约7,000万千瓦时,每年可为项目
昔日的废热,如今可化身源源不断的清洁电力。记者近日获悉,由国网山西省综合能源服务有限公司(下称“国网山西综合能源公司”)投资1500余万元新建的山西神堂嘴煤层气发电站余热综合利用发电项目,在实现将余热变“废”为“电”方面摸索出了好路子。该项目采用合同能源管理模式,实现了神堂嘴煤层气发
昔日的废热,如今可化身源源不断的清洁电力。记者近日获悉,由国网山西省综合能源服务有限公司(下称“国网山西综合能源公司”)投资1500余万元新建的山西神堂嘴煤层气发电站余热综合利用发电项目,在实现将余热变“废”为“电”方面摸索出了好路子。该项目采用合同能源管理模式,实现了神堂嘴煤层气发
为了达到《巴黎协定》1.5℃的目标,工业过程必须通过减少废物产出,并加以再利用、再循环来提高效率。虽然近年来人们的注意力主要集中在材料或有机废物上,但有一种废物的回收也极具潜力,那就是——热量。目前,工业部门产生的大量热量只能被白白浪费。这意味着数百万吨无用的二氧化碳排放和数十亿美
合同能源管理系列本文将简要介绍合同能源管理在不同建筑类型场景下的应用。居民社区合同能源管理对于一个居民社区的能源管理来说,要实现节能环保的目标,通常预算来源比较缺乏,且都比较紧张,合同能源管理通常是解决上述问题的好办法,而且在社区中,往往并没有能效管理方面的专业人员,因而提升空间
随着“清废行动”的持续深入,国家对“清废”政策在逐渐加码,行动力度之大,前所未有,“危废”这个专有名词也频繁出现在公众视野,并伴随着重大事故的发生,成为社会高度关注的热点。同时,危废产量在逐年递增,过去十年年均复合增长率约12%,每年产生量近亿吨。如若不采取及时有效的处置,危废将对
光大绿色环保宣布,公司近期签署安徽叶集生物质热电联供项目二期及江苏宿迁一般工业固废热电联供项目,涉及总投资约6.49亿元人民币。叶集项目二期涉及投资额约1.86亿元,项目设计规模为每年处理农林废弃物12万吨及供应蒸汽约60万吨,与叶集项目一期合并的设计年发电量约为2.3亿千瓦时。该项目将以BOO(
2019年4月10日,香港–中国光大绿色环保有限公司(「光大绿色环保」或「公司」)(香港股份编号:1257)欣然宣布,公司近期签署安徽叶集生物质热电联供项目(「叶集项目」)二期及江苏宿迁一般工业固废热电联供项目(「宿迁项目」),涉及总投资约人民币6.49亿元。(来源:微信公众号“光大国际”ID:e
随着能源的短缺以及环境的压力,提高工厂等地方的能量的利用效率具有重要的意义。一直以来为提高能源的利用效率,经常采用蒸汽朗肯循环对高温流体进行热量回收并且进行发电。特别是在燃烧等大量放热过程中,其燃烧后尾气具有大量的热值,为对其进行利用则经常结合蒸汽朗肯循环进行发电。一般在工业生产
【导读】一座钢铁厂每年产生45万吨煤焦油沥青(coaltarpitch),就在日前,这种副产物已经化身为强度高、热传导性好的超级材料石墨烯,从而制造电子元件,这种方法备受业界瞩目。仅用1吨数十万韩元的资源,就可以合成高附加值材料,这种新技术不仅可以利用副产物开拓新市场,也堪称一项环保型技术。一座
【导读】石墨烯目前除了不能吃、不能喝、不耐热外,似乎是个全能儿?就连各种展会上也能碰到一些零售的石墨烯内衣、石墨烯护腰这这这,简直是在降低我们石墨烯高大上的形象啊。显而易见,现在太多拿着石墨烯应用炒概念的,要么是借用石墨烯概念拉升股票,要么是借用石墨烯概念来给吹嘘自己已有产品,把
【摘要】作为刚刚兴起两三年的新材料,石墨烯行业尚处于资本和产业群雄逐鹿时代。然而,另一种新型单元素二维原子晶体材料黑磷被发现,与石墨烯类似,黑磷具有诸多优异特性,故被称为比肩石墨烯的梦幻材料。黑磷的研究和应用才刚开始,其非线性光学特性被国内外多家单位证实并应用于超快激光的产生中。
【导言】随着2010年诺贝尔物理学奖颁给了石墨烯的发明者两位英国物理学家安德烈和康斯坦丁,一时间科研圈掀起了一股石墨烯的研究热潮。石墨烯也成为了越来越多科学家选择的材料。同样是2010年,中科院化学所的研究人员经过潜心研究发明了碳家族的新成员:石墨炔,这是一个令人振奋的重大突破。人们不禁
兼具高比刚度、高比强度、强能量吸收等优点的CellularMaterials(多孔材料),可应用于复合材料、环境、能源和生物等领域。构建密度低于10mg/cm3超轻材料为目前国际研究热点,例如金属(Ni-P)、陶瓷(Al2O3)基等超晶格结构。然而,随着密度的降低,这些材料的力学、电学性能呈指数(n2)降低,同时材料结构的
在“双碳”与各行业绿色转型浪潮推动下,分布式光储正成为市场投资热土。然而,机遇与挑战如影随形,日渐白热化的“内卷”竞争、消纳压力下的峰谷时段调整,以及箭在弦上的入市新政等,正成为产业链上下游企业共同面对的“考题”。在此背景下,阳光新能源基于“魔方”技术平台数智寻优技术创新打造的工
海上风电具有资源丰富、发电利用小时高、不占用土地和适宜大规模开发等特点,是全球风电发展的最新前沿。作为可再生能源发展的重点领域,我国海上风电起步虽然较晚,但发展迅速,持续保持海上风电装机容量全球第一。2024年,海上风电将进入新的发展时期。据行业预测,今年海风招标规模将达15GW,装机规
北极星氢能网获悉,氢能源作为可替代石化燃料的环保清洁能源,在可持续交通等领域的重要性日益凸显。氢能在该领域的大规模广泛应用,要求加氢站等基础设施及相关技术同步快速发展,对于加氢站建造商和运营商而言,确保加氢工艺安全、便捷、可靠,且适应未来需求,是长期发展的关键。史陶比尔基于近70年
17日,在浙江舟山,全球首个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流工程迎来投运后首次全面“体检”,此次检修运用海陆空智能化设备和先进技术,将以往需要15天的换流站检修工作压缩至9天,工作效率得到大幅提升。本次检修,首次在柔直检修中应用X光检测装置,检查阀塔上水冷却系统内
科技与创新,是特斯拉赛博越野旅行车的魅力!高效与可靠,是隆基Hi-MOX6光伏组件的特质!4月7日,人类首款外骨骼汽车——特斯拉赛博越野旅行车驶入隆基绿能总部,这也是该车首次进入西北地区企业,一同展出的还有隆基绿能明星产品Hi-MOX6。当光伏“黑科技”遇上汽车“黑科技”,清洁能源的应用高度得到
北极星输配电网了解到,国网湖南电力自主研发电网山火密度预测、多源卫星火点广域监测等技术,深入构建“山火预测+卫星监测+直升机/无人机灭火”的立体化防山火技术体系,基本实现了输电线路山火高发期灭火力量提前部署、火点快速发现、高效灭火处置的运维保障需要。同时,自主研发的通道可视化智能识
AI加持下,水花旋转,跃动科技的灵魂,让你的屋顶光伏电量满满。在知名锂电池制造商鹏辉能源河南厂区屋顶上,一座2.8MW的iClean清洁分布式光伏电站已稳定运行一年。屋顶之上,随着一个个出水喷头高速旋转,光伏组件的灰尘被水流冲刷带走,光伏电站焕然一新,在阳光下熠熠生辉。iClean清洁分布式是阳光
日前,新疆地区的煤炭地下气化实验一次点火成功了。这是国内首次实现地下千米煤层的原位气化,也是我国能源领域的又一次重要突破。这次点火有望把地下千米“冰封”的煤变成“流动”的燃气开采出来,或将释放更多地下的能源资源。(来源:石油Link文|木兰)01把煤在地下千米直接气化该项目由新疆亚新煤
直升机吊装整座铁搭、继电保护设备远程不停电升级、AI技术规模化用于输电线路发热检测……越来越多的“黑科技”在电网运维中广泛应用,逐渐成为电网公司开展提质增效工作的“标配”。北极星输配电网梳理以下案例,把时间拉回2023年全年,重新审视过去一年在电网运维都有哪些科技突破。全国首个继电保护
12月15日夜间开始,南方多地气温骤降10摄氏度以上,华南地区一夜入冬。12月18日16时,南方电网公司启动低温雨雪冰冻灾害Ⅳ级应急响应,根据南方电网防灾减灾监测预警系统显示,截至12月18日17时,南方电网供电区域内35千伏及以上线路覆冰共417条,覆冰线路主要分布在广西桂林、贵州毕节、贵州六盘水、
众所周知,铁人三项包括游泳、自行车以及跑步,是集广泛性、挑战性和观赏性于一体的新型综合性体育项目,那环卫界的「铁人三项」你见过吗?11月8日,宇通环卫发起了行业首次“一车两用”多功能纯电动深度保洁车挑战赛。三大关卡,40家媒体权威报道;全程直播,直播间上万名观众共同见证!首发亮相宇通
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!