|
1 日本产综研开发可印刷制作的 高性能有机类热电转换材料 2017年3月14日，在NEDO项目下，日本产业技术综合研究所（以下简称“产综研”）开发出一种可用印刷法进行制作的高性能p型有机类热电转换材料（碳纳米管-聚苯乙烯复合材料），功率因子（代表发电性能）高达600μW／mK2，为世界最高水准。  ▲研究团队开发的有机类热电转换材料 （碳纳米管-聚苯乙烯复合材料）的外观 为了将我们身边存在的大量废热有效利用于热电转换，除了要提高热电转换元件的效率外，还要同时赋予元件一定的便利性，例如使元件结构更柔软、质量更轻等。为实现高效、高便利性的热电转换元件，日本NEDO在项目“未利用热能革新性活用技术研究开发”下，于2015年开始组织有机类热电转换元件的高性能化相关研究开发。 导电性高分子材料、碳纳米管-高分子复合材料等有机类材料具有轻量、柔软、不含稀有金属等特点，而且还可使用低成本、高产能的印刷法进行材料的制备。所以，与传统的无机热电转换材料相比，使用有机类材料可以实现具有轻量、柔软等高便利性的热电转换元件的低成本制备。有机类热电转换元件实现实际应用后，可以将我们身边存在的低温废热转换为电，从而供传感器等低耗电的电子设备使用。但是，目前的有机类热电转换材料存在发电性能较低的问题。 产综研的该研究团队表示，将会将此次的研究成果用于我们身边存在的大量200℃以下低温废热的能量采集中。 2 美国阿克伦大学开发新方法 可在聚合物薄膜中编织纳米颗粒组织  2017年3月13日，美国阿克伦大学研究团队发现，可以利用熵驱动方法代替化学方法来控制将纳米颗粒编织进超薄聚合物薄膜中的反应。聚合物薄膜有很多种技术应用，包括油漆、润滑剂和粘合剂。阿克伦大学聚合物工程教授Alamgir Karim和他的学生Ren Zhang博士开发了一种原始的方法——软约束图案引导纳米颗粒分离法（soft-cofinement pattern-innduced nanoparticle segregation ，SCPINS），可以制备在亚微米尺度上具有高度可控纳米颗粒组织的聚合物复合物薄膜。此种新方法可以对将任何一种纳米颗粒编织进这些聚合物薄膜的过程（这将有可能对如传感器、纳米线电路以及衍射光栅有用），以及可能需要的后续处理（比如热烧结或紫外线烧结等）进行控制。此项研究成果于近日发表在《美国国家科学院院刊》上。 这是科学家们首次通过地形图案诱导熵约束效应，而不是通过化学方法调整焓反应而获得所需的纳米颗粒空间组织。SCPINS这种简单的方法可以应用于多种成分颗粒组合和几何图案形状。该项研究成果可以扩展至多组分粒子系统，其在纳米材料技术，如纳米电子学和等离子体激元中具有潜在应用。 Karim表示：“该生产工艺是非常高效的，它可以结合所有的纳米颗粒，不会在编织的过程中将纳米颗粒留在聚合物基质中，100%的纳米颗粒都被编织进了超薄聚合物薄膜中。残余的基质可以被漂洗，不会损失昂贵的纳米颗粒。” 3 日本开发出一种新型3D打印工艺 可将高质量和低成本低废物排放结合 2017年3月13日，日本早稻田大学宣布，该校已经开发出了一种新工艺可以极大地提升3D打印树脂产品的质量。该工艺将诸多优点结合在了一起，包括改进的表面纹理、更高的结构刚性和更低的成本与复杂性、更安全地使用溶剂化学品以及避免产生粉尘等。  早稻田大学的Shinjiro Umezu教授和Kensuke Takagishi选择了熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）式3D打印机，其低成本使其最适合家庭使用，可解决表面“肋状物”问题，也就是留在涂覆的树脂材料层与层之间的沟槽。该项研究的成果发表于Nature旗下的《Scientific Reports》上。 一种现有的使表面平滑的方法是抛光，或者磨削掉高出来的地方以减少“肋”状外观。但是，抛光装置增加了打印机的复杂性和成本，并且捕获和处理所产生的灰尘进一步增加了该过程的复杂性，使得整个机器不适于家庭使用。 另一种现有的方法是使用蒸发的溶剂来溶解并使得打印产品的表面平滑。这种方法的优点是可以在沟槽的底部捕获一些溶解的材料，改善平滑性和结构完整性，同时减少树脂的浪费。但是，机器的复杂性，无差别地对整个表面的溶解（缺乏精确控制）以及需要处理大量可燃溶剂是其主要的问题。 早稻田大学的研究人员开发并测试了一种叫做3D化学溶解抛光（3D Chemical Melting Finishing，3D-CMF）的方法，也就是使用一种像毡尖笔的工具选择性将溶剂施加到打印产品需要进行平滑处理的特定部位上。 相比于之前的方法，这种新的3D-CMF方法具有的主要优势是：材料去除的更少，浪费更少并能实现更精确的成形；使用更少的溶剂，安全性更高，成本也更低。此外，可以改变笔尖形状以进一步增加表面成形精度。这些改进使得3D打印更具有商业吸引力，让它更有可能被家庭消费者所使用。 |
|
|
