元素百科为您介绍高性能大尺寸人工珍珠层仿生材料实现宏量制备。中国科学技术大学俞书宏教授课题组和倪勇教授课题组在人工珍珠层材料仿生宏量制备方面取得重要进展，设计并成功发展了适用于高性能、大尺寸体型人工珍珠层材料的仿生宏量制备新策略。相关成果日前发表在《自然·通讯》上。 天然珍珠层材料因其多级有序的层状微纳“砖—泥”结构，表现出卓越的高强度和高韧性。这一独特自然结构吸引了研究人员投入大量的精力模仿并设计制备相应的高性能人工结构材料。近年来所发展的包括冰模板法结合陶瓷烧结、磁场诱导组装、3D打印、原位矿化生长等技术，虽然在高性能三维体型人工珍珠层材料的仿生设计方面获得重大突破，然而其设备要求复杂、成本高、效率低等因素极大限制了材料的进一步宏量制备。因此，探索如何优质高效地制备更接近实用应用的大尺寸体型人工珍珠层材料具有重要的科学意义和应用价值。针对这一难题，俞书宏领导的团队提出了一种高效且通用的组装新策略，通过将溶液蒸发组装法构筑的仿珍珠层结构二维薄膜进一步叠合热压，成功实现了由微纳基元到高性能、大尺寸、三维体型仿珍珠层材料的快速宏量构筑。研究人员发现，基于该方法可以从分子尺度到宏观尺度的各个层面对材料结构进行优化，从而使所得材料能成功复制天然珍珠层材料的多级结构和增韧机理，并且其力学性能可与多种自然结构材料和工程材料相媲美。研究表明，这一多级组装新策略具有灵活性、高效性、普适性的特点，可以应用到其他多种材料体系中，并有望在今后进行其他三维体型人工珍珠层材料的仿生宏量制备方面获得广泛应用。

元素百科为您介绍南开大学等研发出发电碳纤维。这种纱线可能做不出好毛衣，但在被拉动时，它能做一些更好的事：发电。近日，一个国际研究团队报告说，他们开发出一种高科技纱线，只要拉伸或者扭转它就能产生电能。研究人员将这种由碳纳米管制成的新材料称作“扭曲发电机”，并表示未来它或有助于人们减少对化石能源的依赖。美国得克萨斯大学达拉斯校区、韩国汉阳大学、中国南开大学等机构的研究人员合作研发了该材料，相关论文发表于《科学》杂志。研究人员表示，这种纱线需要先在盐水等电解质溶液中浸泡，使电解质中的离子附着到碳纳米管表面。当纱线被拧紧或拉伸时，碳纳米管之间的距离变小，离子聚集到一起密度变大，就会将拧紧或拉伸过程中的机械能转化为电能。结果表明，每千克纱线可产生250瓦的峰值电能，比其他将机械能转换为电能的技术高出100倍以上。而且当许多纱线被聚集在一起时，发出的电量更多。研究人员还利用这种纱线采集海浪运动产生的能量。他们把纱线浸泡在海水里面，上面连着一个气球，下面连在一块沉在海床的装置上。每次海浪过来时，气球上升，拉长纱线，便产生了电能。由于这些纱线具有可扩展性，研究人员表示，它们可以在任何有可靠动能的地方使用，并适合为物联网传感器提供电能。

元素百科为您介绍南开大学氧化石墨烯复合态毒理效应研究获进展。日前，南开大学环境科学与工程学院本科生高越、方重组成科研团队，依托“国家级大学生创新创业训练计划”项目对氧化石墨烯的水生生物效应及其机制展开研究，该项目被评为“2017年本科创新项目特等奖”。 氧化石墨烯的特点作为石墨烯类纳米材料，氧化石墨烯由于具有诸多优点，作为卫生医学、化学化工、电子产品、环境保护技术等的关键功能材料迅速进入了人们的生产、生活。同时，它也会不可避免地释放到生态环境当中。“目前，有关于氧化石墨烯的研究多是侧重于分析单纯的氧化石墨烯的生物影响，但关于氧化石墨烯的复合态所产生的毒理效应尚未被有效阐明，因此，本项目重点研究氧化石墨烯在复合条件下的环境行为与多方位生物效应，弥补相关研究的不足。”项目负责人高越介绍说，基于此，本项目一方面是以氧化石墨烯复合多环芳烃为代表，研究在其共同作用下对于斑马鱼所产生的生物效应；另一方面则是以氧化石墨烯—环氧树脂复合材料为代表，研究纳米复合材料对于小球藻所产生的生物效应，初步揭示了氧化石墨烯化学行为与水生生物效应的关系，最终为科学评估氧化石墨烯的生态环境风险提供数据参考。氧化石墨烯的生物影响项目组通过研究发现，在氧化石墨烯复合多环芳烃共同作用下，斑马鱼脑部的多环芳烃受体以及抗氧化酶的活性发生了改变，氧化石墨烯可能由于其结构与多环芳烃的相似性，成为多环芳烃受体的配体，进而可能引起脑部组织与细胞衰老的加速。同时，氧化石墨烯复合材料在水体中会释放出氧化石墨烯，进入小球藻细胞内部或吸附在表面，影响小球藻的生长繁殖、叶绿素合成、体内活性氧自由基水平及代谢通路。“因此，我们尝试分析氧化石墨烯复合材料与环境之间的关系。”项目组认为，无论是氧化石墨烯复合多环芳烃还是氧化石墨烯复合材料，都可能是氧化石墨烯释放到环境中存在的形式，从而以复合态形式作用于环境中的生物，带来有利或不利的影响。