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27 星期四 2017年07月 不要错过今天的‘材料日报’哦 ❥(^_-)     1 新型药物递送材料 助力慢性病治疗 2017年7月25日，美国麻省理工学院介绍了其研究人员开发的一种可摄入的药物递送材料，这种材料是由水凝胶制成的胶囊，可以在胃肠道中膨胀并停留数天，缓慢释放药物以帮助患者遵守治疗方案。 在慢性病治疗过程中有一个重要问题——不配合，患者往往不能遵照医嘱按时按量吃药，导致各种药物使用问题。事实上，在美国有超过半数的慢性病药物治疗不能被按照医嘱服用，为医疗系统带来每年超过一千亿美元的可避免的住院治疗。  ▲研究人员抻拉着水凝胶材料 为了帮助确保患者获得完善的治疗，来自美国麻省理工学院和布里格姆妇女医院的研究人员开发了一套新的药物递送材料，可以在胃中停留9天，缓慢释放其中药物的剂量。这种材料的相关研究成果于近期的“Nature Communications（《自然通讯》）”杂志上发表，被称为“可触发性强力水凝胶（triggerable tough hydrogels， TTH）”。 具有高含水量的水凝胶材料作为无药毒副作用的生物相容材料，在脱水状态下易于吞咽，并可以在进入胃部之后膨胀以维持停留，但这种材料的传统配方不能提供可以抗衡内脏蠕动的力学性能。 研究人员通过使用两个交织在一起的聚合物网络——海藻盐以及聚丙烯酰胺，满足了这两方面的性能需求。同时，这两种聚合物网络的交联都可以通过解毒剂化合物的服用迅速解构，在需要的时候从胃中快速去除。 研究人员已经用这种材料制备的胶囊成功进行了药物控制释放的测试，在对其能力进行深化探索的同时，研究人员也计划研究这种材料的其他应用，比如减肥干预和组织工程。 2 大型二次电池及其结构部件的 全球市场调查结果 2017年7月25日，日本专业市场与产业调查研究机构株式会社富士经济（以下简称“富士经济”）针对今后有望以环保型汽车领域为中心实现大幅增长的大型二次电池及其结构部件进行了全球市场调查，并将其整理成文后，攥写了一份名为《能源・大型二次电池・材料的未来展望 2017能源器件篇》的报告。 该报告书主要针对环保型汽车领域、电力储存领域、动力领域（叉车、电动摩托车）中使用的大型二次电池（锂离子电池、镍氢电池、电气双层电容器/锂离子电容器、铅电池、钠硫电池、氧化还原液流电池等）及其结构部件的全球市场进行了现状调查、分析，以及未来预测。具体数据及趋势见下图：  ▲大型二次电池的全球市场 据富士经济统计预测，2016年全球大型二次电池市场规模为2兆6,700亿日元，2025年该数字将增长为9兆212亿日元，是2016年的3.4倍。 据富士经济预测，大型二次电池市场中，环保型汽车应用领域已经占据了50%以上的份额，今后该领域还将继续增加以LiB（锂离子二次电池）为主的电池使用，所以2025年环保型汽车应用领域将占整个大型二次电池应用领域市场的73%。 富士经济认为，今后电力储存领域和动力领域的需求也会稳定增长。电力储存领域中，尤以系统用电力储存系统的增长较快。住宅用蓄电和非住宅用电力储存的需求也将稳步增长。LiB是该领域增长的中心，但是钠硫电池和氧化还原液流电池的增长也很令人期待。另外，动力领域的需求也会稳步增长。目前从成本方面考虑，铅电池的需求量还是稳居前列的，但是今后以电动摩托车为中心，LiB的需求量将会实现大幅增长。 从大型二次电池的不同类别来看，LiB的比重最大。富士经济预测，今后各个应用领域对LiB的需求都将大幅增加，尤其是以环保型汽车领域为中心，LiB的比重将不断上升。铅电池方面，微型电动汽车市场的扩大以及工业领域的稳定需求都会为其带来小幅增长。 另外富士经济预测，从2020年左右开始，钠硫电池和氧化还原液流电池在电力储存领域的需求有望大幅增加，电气双层电容器和锂离子电容器在以微型混合动力汽车为中心的环保型汽车领域的使用量将会不断增加。 3 点击反应合成新型含硫聚合物 美国斯克利普斯研究所（TSRI）的Sharpless和Peng Wu教授领导的团队与劳伦斯伯克利国家实验室的分子铸造厂（Molecular Foundry）（一个专门研究纳米尺度科学的机构）的科学家合作，使用硫氟交换（Sulfur(VI) Fluoride Exchange, SuFEx）点击反应合成了含硫聚合物，此法可以降低大规模生产的成本。 Molecular Foundry有机合成设备主任Yi Liu表示：“点击化学是开发材料的有力工具，但合成化学家通常没有足够的能力来表征他们所制备的聚合物。我们可以提供广泛的专业知识和仪器，可以扩大他们研究的范围和影响。”  ▲ 研究人员用SuFEx反应制备含硫聚合物 为了克服批量生产含硫聚合物的挑战，TSRI团队研究了各种催化剂和起始试剂，以优化SuFEx反应。他们依靠在Molecular Foundry的合作者来评估新合成的聚合物的物理性能，并确定其是否是热稳定的产品。研究人员发现，新反应需要比其他已知方法少用100至1000倍的催化剂，使危险废物显著减少。 Yi Liu说：“以前有许多新的聚合物还没有广泛应用在工业中。通过减少浪费和提高产品纯度，我们可以降低成本使这种反应更具有行业友好性。” 这一成果发表在自然化学（Nature Chemistry）和应用化学（Angewandte Chemie）上，为从这类聚合物的基础上创建新产品打开了大门。这项研究的SuFEx反应技术结合新发现的高效催化剂，可以用来制造从水壶、手机壳到医疗设备和防弹玻璃的所有东西。 |
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