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【材料日报】全织物细菌驱动生物电池,旧轮胎做粉末涂料,钢材断裂韧性新进展

 前沿材料 2020-09-17

宾汉姆顿大学开发全织物细菌驱动微生物电池 

2017年12月7日,由纽约州立大学宾汉顿分校的科学家领导的一个研究团队已经开发出了一种完全织物细菌驱动生物电池,并具有整合到可穿戴电子设备中的前景

由纽约州立大学宾汉顿分校电气与计算机工程助理教授Seokheun Choi领导的团队开发的这种生物电池,可以产生类似于纸基微生物燃料电池所产生的最大功率。此外,这些织物生物电池在重复拉伸和扭转循环下测试时具有稳定的发电能力

Seokheun Choi表示:“这种可伸缩、可扭曲的功率器件可以为纺织生物电池建立一个标准化的平台,将来可能会集成到可穿戴电子产品中。对于柔性和可伸缩的电子设备有着明确和迫切的需求,可以很容易地与各种各样的环境整合,以收集实时信息。这些电子产品即使在复杂和曲线形状的基板上使用(如运动的身体部位或器官)也必须可以可靠地工作。我们认为柔性、可伸缩、小型化的生物电池是一种真正有用的能源技术,因为它们具有可持续的、可再生的和环保的能力。”

与传统电池和其他酶燃料电池相比,微生物燃料电池可以成为可穿戴电子设备的最佳电源,因为整个微生物细胞作为生物催化剂提供了稳定的酶促反应和较长的使用寿命。从人体产生的汗水可作为支持细菌活力的潜在燃料,促使微生物燃料电池的长期运行。

Seokheun Choi说:“如果我们认为人体内的细菌细胞比人体细胞更多,那么可穿戴电子设备就可以直接使用细菌细胞作为与人体相互依赖的动力来源。”

这项工作得到了国家科学基金会、纽约州立大学宾汉顿分校研究基金会和纽约州立大学宾汉顿分校ADL(分析和诊断实验室)小额拨款的支持。

荷兰阿克苏诺贝尔和Black Bear公司合作,用旧轮胎做粉末涂料

2017年12月7日,荷兰阿克苏诺贝尔(AkzoNobel)发布消息表示,其在与荷兰黑熊公司(Black Bear)的一个新的合作中,将把通过废旧轮胎得到的炭黑材料应用于环保型优质粉末涂料的生产中。

黑熊公司所供应的炭黑产品已经获得了由环境保护鼓励机构评估的官方Cradle-to-CradleTM(“从摇篮到摇篮”)认证,现在被阿克苏诺贝尔的粉末涂料业务用于其所开发出的环保型优质粉末涂料产品的生产中。黑熊公司的炭黑产品是通过对废旧轮胎的回收处理得到的,相比于传统的化石燃料获得途径,这种工艺方法大大减小了产品生产的二氧化碳排放量。这次合作除了使阿克苏诺贝尔降低了其终端产品的碳足迹,也有助于解决全球废旧轮胎的回收利用问题。

“这次的合作关系是体现供应链控制对二氧化碳减少的一个绝佳例证,”阿克苏诺贝尔的可持续发展总监André Veneman如是说,“我们鼓励更多的供应商与我们合作,共同为开发更多可持续产品解决方案做出贡献。”

黑熊公司的总裁Martijn Lopes Cardozo补充说:“我们很骄傲能够与阿克苏诺贝尔合作,他们被公认为可持续油漆和涂料的领导者。”

粉末涂料因为不产生有机挥发物,本质上就是一种环保产品,阿克苏诺贝尔拥有市场领先的粉末涂料产品品牌Interpon。

阿克苏诺贝尔油漆和涂料业务首席技术官Klaas Kruithof表示:“我们很高兴同黑熊公司这样的创新企业合作。我们根据技术性能和环境足迹选择了他们的产品,这也符合我们自己的‘行星可性能’计划,用更少的消耗做更多的事情。”

美国EWI实验室对钢材断裂韧性的研究取得了进展

2017年12月8日,美国EWI实验室官网公布了EWI石油和天然气战略技术委员会(STC)2017年最新研究进展。STC成立于2013年,旨在汇集有进一步研究和解决材料与焊接相关技术需求的公司,以提高能源基础设施的安全性、可靠性以及完整性。STC的成员主要包括石油与天然气公司、钢铁制造商、工程采购、施工和安装公司、加工厂以及焊接耗材供应商等。成员公司分布于北美、欧洲和亚洲等地。

▲EWI石油和天然气战略技术委员会

STC一直致力于研究钢材的断裂韧性。STC对适用于离岸深水服务的X70管道特性进行了评估。EWI使用多种方法测试了X70管材的韧脆性转变,包括单边缺口弯曲试样(SENB)的裂纹尖端开口位移(CTOD)和单边缺口拉伸试样(SENT)的裂纹尖端开口位移,对比结果如下图所示:

▲实验结果

通过实验观察表明,对均匀材料而言其单边缺口弯曲试样的裂纹尖端开口位移在转变区具有更大的变化

STC研究的一系列项目为业界提供了宝贵的建议,帮助其优化焊接方法和材料选择,确保满足使用性能,并为海上基础设施进行工程完整性评估提供最新指导。

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