元素百科为您介绍受生物启发的微纳米尺度纤维增强复合材料。神奇的自然界经过上亿年的演化，孕育出千奇百态的生物材料，它们或作为生物体骨架，或作为防御或进攻武器。这些自然结构材料虽然来源于相对单一和脆弱的天然组分，但凭借着其高度有序的多尺度微纳结构和精巧的界面设计，往往表现出超乎寻常的机械性能，因此，一直以来都是材料科学领域研究人员积极探索和模仿的对象。通过微观结构观察可以发现，包括鱼鳞、蟹钳和骨骼等在内的许多生物材料均具有由微纳米纤维多级次高度有序排布的螺旋胶合板结构。它们是结构精密的天然纤维增强复合材料，并且往往具有工程结构材料迫切需要却难以获得的优异损伤容忍能力。因此，以微纳米纤维为结构单元，全面模仿此类多尺度分级自然结构将有望制备出可取代现有工程结构材料的高性能新型人工结构材料。然而，由于当前纳米材料组装技术特别是一维微纳米结构单元的宏观有序组装手段的缺乏，模仿制备此类自然纤维增强结构材料一直是一个重大挑战，目前尚未见报道有可行的制备策略可以实现此类仿生结构材料的有效制备。 针对这个挑战，近期，中国科学技术大学俞书宏教授领导的仿生研究团队受天然巨骨舌鱼鳞片盔甲的微纳尺度螺旋胶合板结构的启发（a-d），首次提出一种自下而上的基于刷涂和层压完美结合的高效组装策略（e-f），利用生物相容性的微纳米纤维和天然高分子作为构筑组分，成功制备出了具有仿生螺旋胶合板结构的三维体型人工结构材料（g）。相关研究结果以“Biomimetictwistedplywoodstructuralmaterials”为题在线发表于《国家科学评论》（NatlSciRev2018;doi:10.1093/nsr/nwy080.https://doi.org/10.1093/nsr/nwy080）。 研究表明，该工作所得的人工材料在一定程度上复制了自然结构材料的多尺度构造和韧化机理，实现了力学性能远超过其基本构筑组分的预期结果，并能够与天然骨密质等诸多自然材料以及其它多种人工结构材料相媲美。更为重要的是，该团队提出的用于宏观三维尺度有效排布微纳米尺度纤维的仿生组装策略还可扩展至其它多种材料体系中，且具有低能耗、可程序化、可扩大化等诸多优点，因此为设计构筑更多的先进仿生纤维增强结构材料（特别是盔甲防护材料）提供了新的技术途径。

元素百科为您介绍全球丁二烯价格上涨原因。随着北美地区大量新建乙烷蒸汽裂解装置建成投产，C4原料将随之增加，有助于缓解该地区丁二烯供应紧张的问题。但新的问题出现了。IHSMarkit分析师指出，由于下游装置发生运营问题，乙烯需求并未跟上生产能力。在此情况下，这些裂解装置只能降量运行，结果就使乙烯和C4原料生产成本提高，进一步加大了生产商的盈利压力。 IHSMarkit烯烃和弹性体业务高级主管比尔·海德(BillHyde)认为，今年剩余时间内美国乙烯开工率仍将承压，并且至2019年年末新增产能投产也很难稳定下来。美国蒸汽裂解装置有效开工率较去年下降了2%。与此同时，乙烷原料生产的乙烯份额则由一年前的73%提升到如今的近80%，重质原料的乙烯所占份额还在下降。IHSMarkit统计数据显示，由于乙烯生产原料结构的改变，美国丁二烯与乙烯产量从2017年大部分时间的4.3%以上降至2018年第二季度的3.9%。 “全球C4市场供应一直很紧张，8月份这一趋势还在持续。”海德说，“9月份北美地区C4供应也未见到任何变化。在西欧，一些裂解装置计划停运实际上会造成C4市场供应趋紧。在亚洲，秋季裂解装置检修完工复工后将导致C4产量增加，但不会发生在本月。” 全球丁二烯价格上涨原因原料供应紧张以及原油价格不断上涨已推动全球丁二烯价格上涨。在美国，丁二烯价格远远高于5年来的平均值54.4美分/磅(美国墨西哥湾沿岸现货价格)和50.0美分/磅(美国墨西哥湾沿岸合约价)，7~8月现货平均价格为71.0美分/磅，5~6月创下自2016年12月至2017年4月飙升以来的最高值75.0美分/磅。IHSMarkit评估的8月合约价为71.4美分/磅，较7月的70.8美分/磅有所上涨，但比6月的72.3美分/磅略有降低。 “美国丁二烯生产商和消费者将继续进入现货进口市场，一直到2019年年底，甚至可能到2020年，美国丁二烯价格将继续保持较高价位水平，世界其他地区也可能面临这一问题。”海德说道。 海德表示，长远来看，北美C4供需将趋于平衡，丁二烯进口量将大幅下降。然而，这显然是一个缓慢的过程。2019年及以后美国乙烯产量预计将继续增加，不过，美国乙烯装置的丁二烯产量不会恢复到历史水平。尽管到2023年美国乙烯产量将达到2007年产量的150%，但丁二烯产量只会达到当时产量的81%~85%。 目前美国所有的丁二烯抽提装置都在运行，并且至今年年底也没有计划停工项目。在欧洲，乙烯裂解装置检修安排在9月和10月，预计未来两个月该地区丁二烯供应量不会有太大改善，价格将保持坚挺。在亚洲，因为计划检修将使丁二烯供应保持紧张，但大多数终端用户已建立库存。

元素百科为您介绍解读2018年诺贝尔化学奖成果用进化的力量解决化学问题。地球的生命经过长期进化最终获得强大的适应力，散布于各种严酷环境，包括热温泉、深海以及沙漠等。如果能够借助进化的力量，我们在化工、医学等众多领域中遇到的难题也就迎刃而解。 美国科学家弗朗西丝·阿诺德、乔治·史密斯以及英国科学家格雷戈里·温特正是基于相同理念，在实验室模拟自然进化，通过不同途径释放进化的力量，获得了瞩目成果，他们也因此被授予2018年诺贝尔化学奖。 在全球发展清洁能源的过程中，成本与高效、清洁一直存在矛盾，传统的方法已很难适应发展，需要研究人员找到新方法来实现这一目标。阿诺德并没有把希望寄托在传统化学方法上，而是将目光投向了酶。酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或ＲＮＡ，是一类重要的生物催化剂。 中国教育部长江学者特聘教授、华南理工大学生物科学与工程学院院长林章凛曾在阿诺德的实验室担任博士后。他接受记者采访时说，阿诺德的巨大原创性贡献在于，改变原先人类希望理性设计生物分子的想法，提出在实验室中模拟自然界的自然进化，通过随机突变、随机杂交，再加以适当规模的筛选或者选择，来进化出新的生物分子。 “这对于生物化学界来说，是一种哲学和方法学的巨大贡献。”林章凛说。 阿诺德在1993年完成了首个酶的定向演化实验，首次实现了她的理论。经过多年发展，阿诺德的实验室生成的酶已经能够催化那些自然界中都不存在的化学反应，从而制造出全新材料。她的这些“量身定制”酶如今已是包括药物在内许多材料制作的重要工具，它在生产过程中能避免产生许多污染环境的副产物。 与阿诺德分享今年诺贝尔化学奖的史密斯则研发了一种名为噬菌体展示的新技术。他利用了一种能感染细菌的病毒噬菌体，将外源蛋白或多肽的ＤＮＡ序列插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面。这种技术可应用于研究与蛋白质相互作用的配体，以及进行蛋白质演化等。 温特将史密斯的这项技术用于抗体的定向演化，以便提升它们在疾病治疗方面的一些特性。基于这种新技术开发的药物已在2002年获得相关批准，可用于类风湿性关节炎等疾病的治疗。 诺贝尔化学奖评选委员会成员彼得·绍姆福伊接受新华社记者采访时说，基于史密斯和温特研究成果开发出的全新抗体能够有效用于人体，如今许多畅销药品问世都有他们的功劳。