元素百科为您介绍新型气凝胶材料可用于隔热防火。记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏教授课题组以壳聚糖作三维软模板，发展了一种制备酚醛树脂与二氧化硅复合材料的新方法，成功研制了具有双网络结构的酚醛树脂/二氧化硅复合气凝胶材料。该材料具有轻质多孔、隔热防火和耐火焰侵蚀的特点。 工业建筑和维持室内舒适温度所消耗的能量占到世界每年总能耗的30%以上，隔热材料的使用可以提高建筑物的能量利用率和降低能耗。然而，传统的有机隔热材料普遍易燃，有机阻燃剂的使用则会对环境和人类健康造成危害，而无机隔热材料的热导率普遍偏高。目前市场上使用的有机无机复合隔热材料虽然阻燃性有所提高，但仍难耐受长时间的火焰侵蚀，因为单分散状态的无机组分会随着聚合物基体的燃烧而逐渐脱落，从而失去保护作用。科研人员研制了一种双网络结构的复合气凝胶，具有树枝状的微观多孔结构，纤维的尺寸在20纳米以内，且两种组分各自都成连续的网络，实现了有机、无机组分在纳米尺度上的均匀分散。研究人员通过调控硅源的添加量，即可调控复合气凝胶的密度、无机含量、力学强度等物理参数，从而增强其结构的机械稳定性。这种复合气凝胶可以承受60%的压缩而不破裂，具有良好的机械强度和可加工性；该气凝胶的两组分间具有很强的相互作用，协同其多孔性，从而产生了很好的保温隔热效果，不仅优于传统商用的发泡聚苯乙烯、矿物棉等工业材料，而且在低温和低湿度的环境下也能维持很好的隔热效果。此外，这种独特的双网络结构还赋予了气凝胶优异的防火阻燃和耐火焰侵蚀的性能。研究人员用丙烷丁烷喷灯火焰（13000C）和酒精灯火焰（500~6000C）来检测气凝胶的防火性，并用红外热成像仪记录样品背面的温度变化。经过30分钟的测试，喷灯火焰下样品背面温度稳定在3000C左右，酒精灯火焰下样品背面温度稳定在1500C左右，而且随着有机组分的燃烧，二氧化硅网络暴露出来并附着在气凝胶表面而不会脱落，继续发挥隔绝热量的作用。研究表明，钢筋混凝土结构在受热3500C以上强度会迅速下降，从而引起坍塌。而使用这种新型材料可以避免火灾时建筑物承力结构的失效，为人员撤离争取宝贵时间。

元素百科为您介绍水基锌电池有望成锂电池替代品。美国研究人员开发出一种可充电的水基锌电池，不仅容量大，寿命长，而且更安全，有望成为目前广泛使用的锂电池的理想替代品。 对于电池来说，体积小、容量大、寿命长、安全性高、制造成本低等都是理想的素质要求，但集这些特性于一身的电池目前还难以找到。就拿消费电子产品中广泛使用的锂电池来说，虽然在容量、体积、寿命等方面可圈可点，但其爆炸风险却让许多人诟病。而此次美国马里兰大学、陆军研究实验室和国家标准与技术研究院研究人员组成的研究小组，将传统的锌电池技术与水电池技术相结合，开发出了容量更大、安全性更高的可充电电池。他们使用新型的含水电解质，替代传统锂离子电池中使用的易燃有机电解质，大大提高了电池的安全性；而通过添加金属锌以及在电解液中添加盐，则有效提高了电池的能量密度。研究人员指出，锌电池是一种安全且生产成本相对较低的电池，但能量密度低，寿命也短，因而并不完美。新型水基锌电池则克服了传统锌电池的这些缺点，不仅大大提高了电池的能量密度，电池寿命也延长了许多。而与锂电池相比，水基锌电池不仅可在能量密度方面与其一较高下，而且安全得多，不会有爆炸或引发火灾的风险。研究人员对新型水基锌电池的商业化前景充满信心。他们表示，新型电池最终不仅可用于消费电子产品，成为锂电池的有力竞争者，还可在太空、深海等极端环境下使用，在航空航天、深海探测以及军事领域都有用武之地。

元素百科为您介绍中国科研团队找到细胞增殖“刹车司机”。湖南大学4月17日对外透露，该校分子科学与生物医学实验室(MBL)叶茂教授研究团队在国际上首次发现了细胞周期蛋白激酶抑制子p21的去泛素化酶USP11，证实了USP11通过去泛素化并稳定p21能够抑制细胞增殖。 细胞增殖是细胞生命活动的重要特征之一，其功能依赖于细胞周期的有序运行。p21是细胞周期蛋白依赖性激酶抑制子家族中的重要成员，在细胞周期调控中占据核心地位，能通过结合并抑制细胞周期所有时相中的细胞周期素依赖激酶(Cyclin-dependentkinasesCDKs)复合物活性，介导细胞周期停滞。“细胞周期的运行如同一辆汽车，如果形象地将细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)比作汽车引擎，那细胞周期蛋白(Cyclins)就相当于汽油，而细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子p21相当于汽车的刹车。”湖南大学生物学院院长助理、博士生导师叶茂说，虽然以往研究表明p21通过蛋白水平的变化能够制动细胞周期的运行，但是并不清楚谁“直接踩了刹车”。“我们的研究成果找到了在细胞周期中‘直接踩刹车的司机’——USP11。”叶茂解释说，团队研究发现，p21是去泛素化酶USP11的重要下游效应因子，USP11能够直接与p21相互作用并去泛素化和稳定p21。敲低USP11后，p21的半衰期明显缩短，促使更多细胞从DNA合成前期(G1期)向DNA合成期(S期)转换。在USP11缺失的细胞中，DNA损伤无法诱导p21的累积，导致DNA合成后期(G2期)检验点被废除，最终引发凋亡。恶性肿瘤最基本的生物学特征是肿瘤细胞失控性增殖，而细胞失控性增殖的生物学基础是细胞周期的紊乱。叶茂说，该研究进一步发现在非小细胞肺癌临床样本中USP11与p21表达水平呈明显正相关，细胞实验和动物实验也证明USP11通过稳定p21调控非小细胞肺癌增殖；研究成果将为选择抗肿瘤特异性药物靶点、优化抗肿瘤治疗措施提供科学基础。