一大波新材料橫空出世，改變世界超出你想象
軍工資源網(wǎng) 2022年01月26日
立陶宛考納斯理工大學(xué)（KTU）的一組化學(xué)家合成了用于建造破紀(jì)錄的過氧化物太陽能模塊的材料，其轉(zhuǎn)化效率為21.4%。這是通過活性太陽能電池層的鈍化實(shí)現(xiàn)的，它提高了電池的效率并大大改善了其穩(wěn)定性。
目前，KTU的研究人員正在與其他國(guó)家的同事合作，生產(chǎn)功能性、空穴傳輸材料和新的過氧化物成分。根據(jù)Rak?tys博士的說法。"科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際合作是至關(guān)重要的，因?yàn)椴豢赡芎w所有的領(lǐng)域，如在這種跨學(xué)科領(lǐng)域工作的化學(xué)、物理學(xué)和材料科學(xué)。"
這并不是KTU科學(xué)家第一次在太陽能技術(shù)方面創(chuàng)造世界紀(jì)錄。KTU的化學(xué)家與柏林亥姆霍茲中心（HZB）研究所的物理學(xué)家一起，提高了串聯(lián)硅-過氧化物太陽能電池的效率，現(xiàn)在達(dá)到了29.8%。這是這種類型的太陽能元件的世界紀(jì)錄。
在最新研究中，科學(xué)家們使用異碘化物和異甘露醇作為基礎(chǔ)原料，制造出了上述新聚合物。異碘化物和異甘露醇這兩種化合物都由糖醇制成，具有一個(gè)堅(jiān)硬的原子環(huán)。
研究人員發(fā)現(xiàn)，新研制出的異碘化物基聚合物的硬度和延展性與普通塑料相似，強(qiáng)度與尼龍-6等高性能工程塑料相似。值得注意的是，這些新聚合物材料在粉碎和熱處理后仍擁有優(yōu)異的機(jī)械性能，而粉碎和熱處理是物理回收塑料的常用方法。
此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，通過制造同時(shí)包含有異碘化物和異甘露醇單元的共聚物，可以分別控制這兩種單元的機(jī)械性能和降解速率，為使用糖的獨(dú)特形狀獨(dú)立調(diào)節(jié)特定用途塑料的降解性（而不會(huì)顯著改變材料的其他性質(zhì)）打開了大門。
伯明翰大學(xué)康納·斯塔布斯博士表示：“石化基塑料目前面臨極大的環(huán)境挑戰(zhàn)。因此，我們可以另辟蹊徑，研究其他獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和形狀，以創(chuàng)造出與當(dāng)前商用塑料具有相同性能的更好塑料。”
盡管世界各地?cái)?shù)以百萬計(jì)的人享受著髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)帶來的新的行動(dòng)能力，但許多人沒有意識(shí)到，自上世紀(jì)60年代以來，這種植入物所用的材料基本上沒有變化。
研究人員說:“有了3D打印技術(shù)，我們可以重新設(shè)計(jì)這些合金用于特定的用途，這就是它的魅力所在。在未來十年，我們將會(huì)看到使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)出各種新型合金。這不僅僅是一個(gè)塑造形象的平臺(tái)。它也是一個(gè)為特定應(yīng)用創(chuàng)建新組合的平臺(tái)?！?/span>
以髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)植入物為例，研究人員多年來一直在添加涂層，試圖提高兼容性。與此同時(shí)，當(dāng)細(xì)菌找到一個(gè)很好的生長(zhǎng)位置時(shí)，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)常常不得不應(yīng)對(duì)植入物感染。研究人員認(rèn)為也許重新設(shè)計(jì)一種兼容性更好或耐細(xì)菌的合金是個(gè)好主意。在過去，由于成本問題，行業(yè)一直不愿重新設(shè)計(jì)材料。
“使用增材制造或3d打印技術(shù)，您可以根據(jù)自己的需求定制結(jié)構(gòu)，不僅可以使用化學(xué)或成分控制，還可以在有限的成本、時(shí)間和較小的制造足跡下實(shí)現(xiàn)所需的功能?！痹撜撐牡暮现哒f。
