新材料如塑料般制造但像金属那样导电
美国芝加哥大学的科学家们发现了一种方法，可以制造出一种像塑料一样制造，但导电性更像金属的材料。这项研究发表在26日的《自然》杂志上，展示了如何制造一种分子碎片杂乱无章，但仍能极好导电的材料。这一突破表明了电子技术的一种全新的设计原则，可能为新型材料的发明开辟道路。
这项研究与传导性的规则相悖，对科学家来说，就像是看到一辆汽车在水面上，但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说，“原则上，这开启了一种全新材料的设计，这种材料具有导电性，易于成型，在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备，无论是智能手机、太阳能电池板还是电视，导电材料都是绝对必要的。到目前为止，最古老和最大的一组导体是金属：铜、金、铝。大约50年前，科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法，制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子，这些材料比传统金属更灵活，更容易加工，但问题是它们不太稳定，如果暴露在湿气中或温度太高，它们可能会失去导电性。
科学家们认为，一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列，才能有效地导电。于是，研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是，这种材料很容易导电，且导电性很强。更重要的是，它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造，还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是，这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看，这不应该是一种金属。”安德森说，“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作，他们认为这种材料可以形成层，就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转，不再形成整齐的千层面堆叠，但只要这些薄片相互接触，电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说：“这几乎就像是导电的橡皮泥，把它涂在适当的位置，它就会导电”。
来源：科技日报
美国芝加哥大学的科学家们发现了一种方法，可以制造出一种像塑料一样制造，但导电性更像金属的材料。这项研究发表在26日的《自然》杂志上，展示了如何制造一种分子碎片杂乱无章，但仍能极好导电的材料。这一突破表明了电子技术的一种全新的设计原则，可能为新型材料的发明开辟道路。
这项研究与传导性的规则相悖，对科学家来说，就像是看到一辆汽车在水面上，但仍能以每小时约100公里的速度行驶一样。研究的资深作者、芝加哥大学化学副教授约翰·安德森说，“原则上，这开启了一种全新材料的设计，这种材料具有导电性，易于成型，在日常条件下非常坚固。”
制造任何类型的电子设备，无论是智能手机、太阳能电池板还是电视，导电材料都是绝对必要的。到目前为止，最古老和最大的一组导体是金属：铜、金、铝。大约50年前，科学家们能够使用一种被称为“掺杂”的化学处理方法，制造出由有机材料制成的导体。“掺杂”是指在材料中撒入不同的原子或电子，这些材料比传统金属更灵活，更容易加工，但问题是它们不太稳定，如果暴露在湿气中或温度太高，它们可能会失去导电性。
科学家们认为，一种材料必须有内部分子笔直、有序的排列，才能有效地导电。于是，研究人员将镍原子像珍珠一样穿成一串由碳和硫制成的分子珠进行测试。
令科学家惊讶的是，这种材料很容易导电，且导电性很强。更重要的是，它非常稳定。这种新材料可以在室温下制造，还不受炎热、寒冷、潮湿以及酸碱环境的影响。
更令人惊讶的是，这种材料的分子结构是无序的。“从基本面来看，这不应该是一种金属。”安德森说，“没有一个可靠的理论来解释这一点。”
科学家们试图了解这种材料是如何导电的。经过测试、模拟和理论工作，他们认为这种材料可以形成层，就像千层面中的薄片。即使薄片横向旋转，不再形成整齐的千层面堆叠，但只要这些薄片相互接触，电子仍然可以水平或垂直移动。
安德森说：“这几乎就像是导电的橡皮泥，把它涂在适当的位置，它就会导电”。
来源：科技日报
2022-10-28，本周《工艺语法周报》（实验版）第194期， 本周探讨语义互联网时代的未来的发明专利语义生活方式，设想在日常生活之中创造性升华的实践思考可持续性，分析构造健脑俱乐部文化环境，健小脑俱乐部——健中脑俱乐部——健大脑俱乐部的群集智能文化环境之中，促进日常普通生活之中发明专利语义生活方式的可设计实现性。
#走进科创型企业#
【江苏丰又：科技创新助力绿色发展】
10月18日，在南阳镇武陵老街沿河截污项目施工现场，车辆穿梭，机器轰鸣。“上半年公司单相流负压排水系统项目服务农户3000多户，覆盖17个村。”江苏丰又环境研发总监陈云逸道。
武陵老街此次施工的是500米长的负压管道，与沿河护堤工程同时进行，而施工用到的单相流负压管道埋是一种新兴管道浅埋深技术，具有浅埋深、细管径、少开挖、施工快、扰民少的特点，设计施工周期缩短约60%，综合投资成本节省约30%。
丰又环境是一家专业从事环境技术研发、设计、产品制造、施工、营运管理的公司。公司自成立以来，先后开发了单相流负压排水产品系列、中转站污水集成化设备系列、厌氧反应器系列等多个系列产品，其中“单相流负压排水产品系列”达到国内技术领先水平。
单相流负压排水系统由负压井、负压管网、中继井、负压站构成，其利用虹吸原理及负压抽吸原理使密闭的管网形成一定的真空负压，随后通过负压井内阀门的启闭控制，使污水进入管网，随即在负压抽吸力的作用下，污水朝着负压产生的方向（负压站）输送，将分散的生活污水集中收集，从而达到“污水应收尽收、管网无渗入渗出、处理稳定达标”的效果。“负压管道是有压输送，埋深只有0.5~0.7m。跟重力排水相比，可节省90%的土方施工量及30%的管网投资费用，社会经济效益显著。”陈云逸道。
除社会经济效益显著外，单相流负压排水系统还具有能耗低、故障率低、服务半径广等优点，单相流负压排水系统采用“虹吸作用”的原理，输水过程中空气不进入管网，真空泵启动时间短，吨水输送能耗仅为传统双相流负压排水系统的20%，能耗上的突破，让该技术在市政排水方面规模应用成为可能。
“研发难关有很多，最难的是服务半径问题。2021年之前系统收水半径为600m，随后用中间接力思想，开发了中继井，把负压站的的服务半径拓展到了1km，解决了限制规模化应用的‘卡脖子’问题，如今服务半径拓展至1.5km以上，大幅拓展了单相流负压排水系统的应用场景。”陈云逸感慨道。截至目前，丰又环境科技在单相流负压排水技术领域已获得22项知识产权，其中包含3项发明专利，2项外观设计，17项实用新型专利，且已在国内多个地区先后完成80余套系统的投产建设。
诸多创新成果的背后离不开公司的投入和研发团队的努力。丰又环境科技的教授、专家和高级技术人员占总职工人数的20%，均长期从事环境工程和环境技术研究等相关工作，具有丰富的环境工程相关行业从业经验，致力突破各类技术难关。同时，公司高度重视创新研发战略，保持每年投入营业额的10%以上作为研发资金，确保在行业中的科技领先地位。
“有耕耘才有收获，下阶段我们要继续加大科技创新方面的投入，要符合国家产业升级、行业高质量发展的宏观发展趋势，走自主创新之路，不断开拓创新，以技术为核心，为保护人居环境作出贡献，让天更蓝，水更清、地更绿。”陈云逸表示。
【江苏丰又：科技创新助力绿色发展】
10月18日，在南阳镇武陵老街沿河截污项目施工现场，车辆穿梭，机器轰鸣。“上半年公司单相流负压排水系统项目服务农户3000多户，覆盖17个村。”江苏丰又环境研发总监陈云逸道。
武陵老街此次施工的是500米长的负压管道，与沿河护堤工程同时进行，而施工用到的单相流负压管道埋是一种新兴管道浅埋深技术，具有浅埋深、细管径、少开挖、施工快、扰民少的特点，设计施工周期缩短约60%，综合投资成本节省约30%。
丰又环境是一家专业从事环境技术研发、设计、产品制造、施工、营运管理的公司。公司自成立以来，先后开发了单相流负压排水产品系列、中转站污水集成化设备系列、厌氧反应器系列等多个系列产品，其中“单相流负压排水产品系列”达到国内技术领先水平。
单相流负压排水系统由负压井、负压管网、中继井、负压站构成，其利用虹吸原理及负压抽吸原理使密闭的管网形成一定的真空负压，随后通过负压井内阀门的启闭控制，使污水进入管网，随即在负压抽吸力的作用下，污水朝着负压产生的方向（负压站）输送，将分散的生活污水集中收集，从而达到“污水应收尽收、管网无渗入渗出、处理稳定达标”的效果。“负压管道是有压输送，埋深只有0.5~0.7m。跟重力排水相比，可节省90%的土方施工量及30%的管网投资费用，社会经济效益显著。”陈云逸道。
除社会经济效益显著外，单相流负压排水系统还具有能耗低、故障率低、服务半径广等优点，单相流负压排水系统采用“虹吸作用”的原理，输水过程中空气不进入管网，真空泵启动时间短，吨水输送能耗仅为传统双相流负压排水系统的20%，能耗上的突破，让该技术在市政排水方面规模应用成为可能。
“研发难关有很多，最难的是服务半径问题。2021年之前系统收水半径为600m，随后用中间接力思想，开发了中继井，把负压站的的服务半径拓展到了1km，解决了限制规模化应用的‘卡脖子’问题，如今服务半径拓展至1.5km以上，大幅拓展了单相流负压排水系统的应用场景。”陈云逸感慨道。截至目前，丰又环境科技在单相流负压排水技术领域已获得22项知识产权，其中包含3项发明专利，2项外观设计，17项实用新型专利，且已在国内多个地区先后完成80余套系统的投产建设。
诸多创新成果的背后离不开公司的投入和研发团队的努力。丰又环境科技的教授、专家和高级技术人员占总职工人数的20%，均长期从事环境工程和环境技术研究等相关工作，具有丰富的环境工程相关行业从业经验，致力突破各类技术难关。同时，公司高度重视创新研发战略，保持每年投入营业额的10%以上作为研发资金，确保在行业中的科技领先地位。
“有耕耘才有收获，下阶段我们要继续加大科技创新方面的投入，要符合国家产业升级、行业高质量发展的宏观发展趋势，走自主创新之路，不断开拓创新，以技术为核心，为保护人居环境作出贡献，让天更蓝，水更清、地更绿。”陈云逸表示。
✋热门推荐