日本研發(fā)出世界第一款碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料超輕泵

據(jù)報(bào)道，日本浪速泵制造所日前開(kāi)發(fā)了一款由碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）制成的超輕型船用泵。這款高耐用性的船用泵也是“世界第一款”。它是為川崎重工制造的水翼噴射船“SEVEN ISLANDS YUI”提供的。

該CFRP泵的研發(fā)得到了日本財(cái)團(tuán)和日本舶用工業(yè)會(huì)的資助。這項(xiàng)撥款于2014年啟動(dòng)，是專(zhuān)門(mén)為發(fā)展輕質(zhì)復(fù)合材料泵的技術(shù)而設(shè)立的。在得知這個(gè)新建項(xiàng)目后，浪速泵制造所建議用其最新開(kāi)發(fā)的CFRP模式來(lái)代替“傳統(tǒng)”鋁泵。它超輕重量通常是用于海船的標(biāo)準(zhǔn)青銅鑄造泵重量的四分之一（1/4）。同時(shí)，CFRP泵的耐用性和可維護(hù)性也是以往安裝在川崎JetFoil系列上的鋁制泵無(wú)法比擬的。

經(jīng)過(guò)反復(fù)進(jìn)行的大量組件測(cè)試，證實(shí)其可以承受最苛刻的使用環(huán)境，從而達(dá)到所需的耐壓性和耐用性。浪速泵與客戶川崎重工以及船舶運(yùn)營(yíng)商?hào)|海汽船緊密合作進(jìn)行了為期兩年的開(kāi)發(fā)工作，于2020年6月30日交付了該船舶?！癝EVEN ISLANDSYU I”將在竹芝（東京）與伊豆島地區(qū)之間的航線上進(jìn)行客運(yùn)。

川崎重工計(jì)劃在未來(lái)的川崎水翼噴射船系列改造中也安裝這種CFRP泵。浪速CFRP泵已經(jīng)成為浪速不斷發(fā)展的產(chǎn)品系列中的又一個(gè)成員。高耐用性和超輕量化泵的研發(fā)仍在繼續(xù)。（JEC）

德國(guó)研究聯(lián)合會(huì)資助量子材料領(lǐng)域特別研究項(xiàng)目

據(jù)報(bào)道，德國(guó)研究聯(lián)合會(huì)（DFG）計(jì)劃將在4年內(nèi)資助跨區(qū)域合作研究中心（sFB TRR）特別領(lǐng)域研究（sFB）項(xiàng)目——“物質(zhì)的電子量子態(tài)彈性調(diào)整和彈性反應(yīng)”約1000萬(wàn)歐元。項(xiàng)目所研究的量子材料通過(guò)彈性變形其性質(zhì)可以發(fā)生根本性改變，牽頭單位為法蘭克福大學(xué)。

量子材料的物理特性只能借助量子理論來(lái)解釋?zhuān)绯瑢?dǎo)性，即在臨界溫度下電阻消失。具有易于調(diào)節(jié)電子特性的量子材料是未來(lái)量子技術(shù)的關(guān)鍵。許多材料通過(guò)改變其電子或磁性特性而對(duì)機(jī)械變形做出反應(yīng)。例如在特定氧化物或針對(duì)高溫超導(dǎo)體在超導(dǎo)躍階溫度下機(jī)械誘導(dǎo)倍增，而一些材料具有特殊超彈性，可恢復(fù)達(dá)到近20%的延伸率。

參與該項(xiàng)目單位除法蘭克福大學(xué)、卡爾斯魯厄理工學(xué)院，還包括美因茨大學(xué)、馬克斯·普朗克聚合物研究所、馬克斯·普朗克固體化學(xué)物理學(xué)研究所。

德國(guó)研究聯(lián)合會(huì)總共設(shè)立了10個(gè)特別研究領(lǐng)域（sFB），其中6個(gè)屬擴(kuò)區(qū)域合作研究中心SFB/TRR（即項(xiàng)目由多所高校聯(lián)合申請(qǐng)），新的SFB將從2020年7月1日開(kāi)始，為期4年，合計(jì)資助金額達(dá)1.14億歐元。（科技部）

科學(xué)家設(shè)計(jì)出新型高韌性復(fù)合材料

據(jù)報(bào)道，受自然界“螳螂蝦錘擊貝殼”的捕食現(xiàn)象啟發(fā)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授倪勇、教授何陵輝研究團(tuán)隊(duì)與合作者將螳螂蝦內(nèi)的“扭轉(zhuǎn)”結(jié)構(gòu)與貝殼珍珠層內(nèi)的“磚泥”交錯(cuò)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，利用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)了一種高斷裂韌性和對(duì)裂紋取向不敏感的非連續(xù)纖維扭轉(zhuǎn)復(fù)合結(jié)構(gòu)，并提出斷裂力學(xué)模型揭示了裂紋取向不敏感、裂紋扭轉(zhuǎn)和纖維橋聯(lián)協(xié)同的增韌機(jī)制，給出了具有最優(yōu)斷裂韌性的此類(lèi)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)策略。

中國(guó)科大研究團(tuán)隊(duì)將“扭轉(zhuǎn)”結(jié)構(gòu)與“磚泥”交錯(cuò)結(jié)構(gòu)組合，3D打印設(shè)計(jì)了一種非連續(xù)纖維扭轉(zhuǎn)（DFB）復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，該結(jié)構(gòu)優(yōu)異的斷裂耗能對(duì)初始裂紋取向不敏感，同時(shí)在臨界螺旋角下斷裂耗能最優(yōu)。斷裂力學(xué)分析表明，對(duì)裂紋取向不敏感的高斷裂韌性，源于DFB結(jié)構(gòu)中的裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)協(xié)同的混合增韌機(jī)制;存在臨界螺旋角，裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)模式間的協(xié)同導(dǎo)致最優(yōu)斷裂耗能。通過(guò)調(diào)控螺旋角、纖維長(zhǎng)度、扭轉(zhuǎn)角分布和橋聯(lián)韌性參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)適應(yīng)各方向載荷的高韌性纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

該工作不僅揭示了生物材料優(yōu)異斷裂韌性的一種微結(jié)構(gòu)起源，也為高性能先進(jìn)復(fù)合材料制備提供了新的仿生設(shè)計(jì)思路。（中國(guó)科學(xué)報(bào)）

新技術(shù)能讓二氧化碳捕集材料“深呼吸”

據(jù)報(bào)道，日前，天津大學(xué)大氣環(huán)境與生物能源團(tuán)隊(duì)針對(duì)“膜分離法捕集二氧化碳”取得重大進(jìn)展，成功研發(fā)出新型混合基質(zhì)膜制備技術(shù)，該技術(shù)制備的膜材料具備優(yōu)異的二氧化碳捕集性能。

“溫室效應(yīng)”是當(dāng)今困擾人類(lèi)發(fā)展的重大環(huán)境問(wèn)題，二氧化碳排放則是造成“溫室效應(yīng)”的元兇。如何高效捕獲并利用人類(lèi)排放的二氧化碳是科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。“膜分離法”是一種新興的二氧化碳捕集技術(shù)。顧名思義，這是一種在膜材料幫助下分離二氧化碳?xì)怏w的技術(shù)，具有高效節(jié)能、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

如何讓膜材料“深呼吸”，提高氣體分離效率，是采用膜分離法捕集二氧化碳的瓶頸難點(diǎn)。天津大學(xué)環(huán)境學(xué)院大氣環(huán)境與生物能源團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新思路，打破了以水和乙醇作為聚醚嵌段聚酰胺膜材料制備溶劑的常規(guī)做法。他們反復(fù)實(shí)驗(yàn)，探究不同溶劑對(duì)膜氣體分離性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以N-甲基吡咯烷酮作為制備溶劑，生成的膜材料中碳納米管分布更加均勻，“更透氣”，有效提升了膜材料氣體分離效能和速率。用這種新技術(shù)制備的混合基質(zhì)膜，二氧化碳分離性能接近目前此類(lèi)膜材料的理論分離上限?！靶录夹g(shù)為膜分離法捕集二氧化碳提供了新思路?！碧旖虼髮W(xué)大氣環(huán)境與生物能源團(tuán)隊(duì)成員李潤(rùn)表示，“我們希望這種技術(shù)能夠?yàn)槲磥?lái)燃煤電廠和化工企業(yè)處理煙氣提供有力支持，在控制溫室氣體排放等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用?！保萍既?qǐng)?bào)）

高性能聚乙烯纖維專(zhuān)利獲獎(jiǎng)

據(jù)報(bào)道，近日，南京化工研究院有限公司的“一種提高超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯（uHMWPE）纖維性能的方法”專(zhuān)利技術(shù)，獲得2020年南京市優(yōu)秀專(zhuān)利獎(jiǎng)。

該專(zhuān)利針對(duì)現(xiàn)有高性能聚乙烯干法紡絲纖維中出現(xiàn)的纖維性能不穩(wěn)定、纖度不均的情況，采用特殊方法和技術(shù)實(shí)現(xiàn)纖維性能品質(zhì)的整體提升。該技術(shù)先后經(jīng)過(guò)擴(kuò)試以及工業(yè)化驗(yàn)證，產(chǎn)品性能指標(biāo)穩(wěn)定，溶劑回收率在99%以上。采用該專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品，在軍工、民用等各行業(yè)得到應(yīng)用，在港珠澳大橋建設(shè)中也用到該專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

近年來(lái)，該公司專(zhuān)利年申請(qǐng)量保持160件左右，年授權(quán)量50件以上，每年該院知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)營(yíng)中心均會(huì)選擇優(yōu)秀項(xiàng)目專(zhuān)利申報(bào)相關(guān)的專(zhuān)利獎(jiǎng)項(xiàng)。（中國(guó)化工報(bào)）

燕山石化與北汽集團(tuán)攜手氫能領(lǐng)域

據(jù)報(bào)道，7月22日，燕山石化與北汽集團(tuán)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議簽約儀式在北京汽車(chē)產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地舉行?？蚣軈f(xié)議約定，燕山石化作為氫能戰(zhàn)略能源供應(yīng)商將同北汽集團(tuán)加強(qiáng)合作，共同推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)研發(fā)推廣和車(chē)用氫氣燃料的生產(chǎn)供應(yīng)，助力2022年北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)“綠色冬奧”目標(biāo)。

氫能作為零排放、可再生的純綠色能源，被譽(yù)為人類(lèi)社會(huì)的終極能源，是解決能源資源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的最佳途徑之一。隨著近幾年全球氫能源發(fā)展的不斷加速，國(guó)內(nèi)持續(xù)加大氫氣新能源在交通領(lǐng)域的研發(fā)和投入，北京市正積極加快氫燃料電池汽車(chē)的推廣，并尋求廉價(jià)的氫氣能源。

中國(guó)石化高度重視清潔能源生產(chǎn)，在2020年年中工作會(huì)議中提出了“打造世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司”的愿景目標(biāo)。結(jié)合國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃與首都北京的城市功能定位，燕山石化積極探索適合自己的轉(zhuǎn)型發(fā)展之路，重點(diǎn)依托原有扎實(shí)深厚的科研技術(shù)和鄰近石化新材料產(chǎn)業(yè)研發(fā)基地的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在個(gè)性化油品生產(chǎn)，新能源、新材料的研發(fā)等方面進(jìn)行了有益嘗試，在氫氣新能源項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)方面取得可喜突破。1月2日，中國(guó)石化與北京冬奧會(huì)官方戰(zhàn)略合作項(xiàng)目——燕山石化北京冬奧會(huì)氫氣新能源保供項(xiàng)目中交。3月26日，2000m²/h氫氣提純裝置試生產(chǎn)，成功產(chǎn)出合格高品質(zhì)氫氣產(chǎn)品，為滿足北京市氫燃料電池汽車(chē)的用氫需求，推動(dòng)北京市氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

燕山石化和北汽集團(tuán)有著深厚的合作基礎(chǔ)，此次以戰(zhàn)略合作框架協(xié)議簽署為契機(jī)，雙方將進(jìn)一步深化在氫燃料電池汽車(chē)等領(lǐng)域的務(wù)實(shí)合作，充分發(fā)揮雙方在科技創(chuàng)新、能源應(yīng)用等方面的優(yōu)勢(shì)，攜手打造氫燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集群，推動(dòng)氫燃料電池汽車(chē)在北京市的推廣應(yīng)用，助力2022年北京冬奧會(huì)實(shí)現(xiàn)“綠色冬奧”目標(biāo)，推動(dòng)國(guó)家氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（中國(guó)化工報(bào)）