超硬材料網

       美 國

       不僅有了可見光隱身衣，還找到了隱聲衣；自組裝納米繩不遜自然材料；儲氫、捕光、最強吸光和最輕材料也相繼研制成功。

       毛黎（駐美國記者）1月，研究人員開發出一種聲吶探測不到的“隱聲衣”，它是由超介質材料制造的聲音線路，能在一個設計好的空間內，通過彎曲或扭轉來控制聲波。同月，科學家利用原子之間能反復形成共價鍵的原理，研制出一種具有超強自修復能力的、由三硫代碳酸鹽交叉連接而成的聚合物材料，它們在破碎后，只需紫外線照射，便能重新長在一起。

       2月，科學家在加熱和低壓下讓普通蔗糖接觸流動的氫氣和氬氣，10分鐘即制造出了純凈的單層石墨烯，其厚度可通過調整氣體的流動加以控制。同年，其他科學家找到量產石墨烯的簡單方法：通過在干冰中燃燒純金屬鎂，就能夠直接將二氧化碳轉化成多層石墨烯。

       3月，科學家研制出高效存儲氫的納米復合材料，該材料由金屬鎂和聚合物組成，能在常溫下快速吸收和釋放氫氣。

       6月，科學家設計出具有可變折射率的材料，并將其轉化為全新超材料，開發出的首個可見光“隱身斗篷”，能使高300納米和寬6微米的物體從可見光中“消失”。同月，科學家在研制具備天然材料復雜性和功能的自組裝納米材料道路上取得進展，他們“誘導”聚合物擬肽鏈自我組裝成納米繩子，其復雜性和功能接近天然生物材料，且非常堅固，足以應付受熱和干燥等惡劣環境。

       9月，美日科學家以鐿為基礎材料研制出奇特的新型超導體。它在自然狀態就能達到“量子臨界點”，此發現突破了理論物理的限制。此外，科學家將兩塊不具有磁性的絕緣體黏合在一起，該研究首次證實磁性和超導性可共處。

       11月，科學家新研發的超黑材料簡直堪稱“吸光之最”，它能吸收幾乎所有照射在其上的光（從紫外線到遠紅外線），吸收率超過99%；同月，科學家新研發的世界上最輕的材料密，能量吸收性能與人造橡膠相仿，卻比聚苯乙烯泡沫塑料還要輕100倍。

       英 國

       石墨烯研究不斷取得進步，未來應用前景一片大好；新技術與新材料結合產生新成果。

       劉海英（駐英國記者）2月，由英國、美國和韓國研究人員組成的一國際研究小組宣稱，他們發明了一種新方法，利用超聲波脈沖，可在幾個小時之內高效地將多種特殊層狀材料制成只有一個原子厚的石墨烯樣納米微片。該方法成本低廉，并可進行規模化工業生產；7月，英國曼徹斯特大學的科學家觀察發現石墨烯內電子間相互作用，其電子運動速度是硅中的數十倍，該發現進一步揭示了石墨烯的電學性能；8月，英國科學家發現，讓石墨烯與金屬納米結構結合，可將石墨烯的聚光能力提高20倍，從而一改石墨烯因聚光效率低下（僅能吸收照射于其上的3%的光線來產生電力）而難以運用于下一代光電設備的弊端；10月，英國曼徹斯特大學科學家用兩塊硝酸硼和兩塊石墨烯組裝成一多層結構，使科學家們能夠觀察到石墨烯不受環境影響時的所作所為，進而能摒除周圍環境帶來的負面影響并控制石墨烯的電性；11月，英國劍橋大學科學家們首次使用普通的家用打印機打印出由石墨烯制成的柔性電路，使得大規模廉價制造可穿戴的電子設備成為可能，石墨烯的應用空間進一步拓展。

       除石墨烯外，2011年英國科學家在新材料領域的研究成果還包括：2月，英國科學家發現，球形碳分子富勒烯在一定條件下能形成單一成分的膠體。這種完全由碳元素組成的“拐點態”膠體的存在，讓科學家能夠從整體上更好地掌握富勒烯的性質，使對富勒烯的開發應用朝前又邁進了一步。7月，英、美、新加坡國際科研團隊研制出了一種構建出零折射率的“超材料”。新的光納米結構能使科學家操縱光的折射率并完全控制光在空氣中的傳播。

       德 國

       開發出新型高溫超導材料和防止材料表面結冰的技術，制成智能防曬玻璃和低成本血管支架。

       李山（駐德國記者）1月，慕尼黑大學的科學家研發了一種新的方法，通過熒光偏振顯微鏡，在一個特殊的共聚焦激光掃描顯微鏡和長度適合于放在納米管內的熒光染料分子的幫助下，直接觀察硅納米管的成長過程及其結構。同月，漢堡大學馬克斯-普朗克結構動力學研究小組的科學家成功利用強紅外激光脈沖照射，在零下263攝氏度時將含稀土的銅氧化物陶瓷材料轉變為高溫超導體，持續時間約一皮秒。

       2月，德國弗勞恩霍夫界面和生物工程技術研究所（IGB）的科學家與其合作伙伴一起公布了一種針對合成材料的防冰材料。這種利用等離子技術在真空箱中將耐沖擊聚氨酯沉淀在塑料薄膜上的微納結構層，由于表面上沒有可供結冰的核，所以可以防止結冰和冰黏附。

       3月，德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的科學家用“激光直接寫入法（DLS）”制成一個特殊的帶方形蛋白質連接材料的抗蛋白聚合物支架，并成功用來培養目標細胞。這是首次實現在三維結構中對細胞附著與細胞形態的精確控制。

       6月，中國科學院金屬研究所和德國漢堡-哈爾堡工業大學的科學家合作研制出一種“雜化”材料。該材料由納米多孔金、溶液以及金屬-溶液的界面構成，其強度和塑性變形能力可通過施加電信號來進行快速、大幅度、往復調節。

       9月，德國弗勞恩霍夫聚合物應用研究所的科學家們研發出一種智能防曬玻璃。這種玻璃由兩層玻璃夾一層含有聚合物微膠囊的樹脂膜組成，當溫度達到一定高度時，玻璃從透明變為模糊，將30%到50%的太陽熱量隔離在外，溫度下降后，玻璃會重新變得透明光亮。

       11月，波鴻魯爾大學和亞琛工業大學的科學家使用一種特殊的編織技術研發出新的血管植入支架的生產方法，使這種用現代形狀記憶合金制成的支架可以經濟地直接由鈦鎳合金絲編織而成，由于不需要使用昂貴的激光切割工藝，這種支架的成本得以降低。

       日 本

       開發出制造納米管和提高光電池效率的新方法。

       葛進（駐日本記者）京都大學與高輝度光科學研究中心的聯合研究小組開發出新的納米管制造方法。納米管主要應用在新感應材料和電子驅動器等領域，以往制造納米管需要1000度以上的高溫，形狀也比較單一。此次的新方法突破了這些限制，因此有著廣闊的應用前景。

       京都大學的研究人員開發出一種新制造方法，可以大大提高色素增感高分子光電池的效率。色素增感高分子光電池作為廉價的下一代有機系光電池一直被人們寄予厚望，但其發電效率一直低于目前普及的硅質光電池。此次新制造方法的成功將其發電效率提高了50%，有利于有機系光電池的逐步普及。

       產業技術綜合研究所的研究人員開發出一種新型光熱發電素子，該素子利用碳納米管的特性，即使埋入體內也能夠發電。這個研究成果將為未來體內埋入式醫療機器的電力供給提供新手段。

       巴 西

       開發出用植物廢料制造超級塑料的方法和能用于鞋和紡織品的納米技術。

       張新生 (駐巴西記者)今年4月，圣保羅州立大學農藝學系科研人員從植物廢料中提取纖維制造出新一代超級塑料，這種塑料較傳統的聚乙烯具有重量輕、強度高、符合生態要求等特點。用這種纖維制造的產品比傳統產品輕30倍，強度增加3到4倍。

       巴西Dublauto公司開發出一種用于鞋和紡織品的納米技術，鞋內的棕櫚等物質可有助于吸收運動中產生的氣味，使運動鞋更加舒適。這種技術采用了帶有納米顆粒的棕櫚及其他填充物，不僅可以防止異味，還能夠起到滋潤皮膚的作用。

       俄羅斯

       重點發展納米材料，開發出生產納米多孔氧化鋁的新方法。

       張浩（駐俄羅斯記者）納米技術是俄羅斯近年來頗為重視的科技產業。10月，第四屆俄羅斯納米國際論壇在莫斯科舉行，俄總統梅德韋杰夫出席并指出，俄羅斯將進一步擴大基礎研究領域政府支持計劃，其中包括對作為基礎研究優先領域的納米技術研發的支持，預計到2014年基礎研究領域國家投入將達到80億美元。此外為促進納米技術的產業化，俄羅斯還設立了專項基金，制定了優惠信貸政策，其中僅外經銀行的專項貸款額度就超過了100億美元。

       在納米技術領域俄羅斯科學家也在本年度取得成就。2011年11月，《俄羅斯納米技術》雜志刊登了俄羅斯科學家以硅片為基材，采用磁控濺法生產納米多孔氧化鋁的消息。

       韓 國

       韓國在新材料燃料電池領域加強投入，從其取得的成果看，其研發方向主要面對企業的實際應用。

       薛嚴（駐韓國記者）5月，韓國核能研究院（KAERI）和韓國能源技術研究院（KIER）經共同研究，成功開發出可提高燃料電池能效的新材料。此次研制成果有兩種：一種為可使固體氧化物燃料電池（SOFC）在低溫狀態下運作的“碳素薄膜銀納米粉末催化劑”；另一種為不僅可大幅縮小甲醇燃料電池(DMFC)體積，而且還能提高能效的“放射線照射高分子燃料電子膜”。

       8月，韓國蔚山科學技術大學和LG化學技術研究院電池研究所開發出2分鐘內完成充電或者放電的新型電極材料。手機或電動車用電池不僅能大舉縮短充電時間，而且可以在短時間內通過大量放電，較好地提高電動車的輸出功率。實驗結果顯示這種電池比現有充電電池的電流流量快了200倍，僅2分鐘就能結束充電。進行400次的反復充電放電后，電池的容量仍維持在98%左右。

       10月，韓國漢陽大學金善廷教授領導的研究小組與澳大利亞研究人員共同研究，利用下一代新材料碳納米管，成功開發出可旋轉的人工肌肉纖維。據研究小組介紹，長度1毫米的纖維可旋轉250度，因此可用于微型機器人的驅動裝置中。

       南 非

       研發出適合航空器件要求的天然纖維復合材料和聚合物納米復合材料。

       李學華（駐南非記者）南非科技與工業研究院（CSIR）在與空中客車公司合作的NATFIBIO生物復合材料項目的基礎上，針對天然纖維復合材料進行重點研發，以研制并生產符合航空要求的、可生物降解的面板，用于制造飛機內部非承重的部件。CSIR已經利用酚醛樹脂和天然纖維生產出生物復合材料，其性能表現適合航空器件要求。目前正集中研究100%的生物復合塑料（如利用聚糠醇作為替代樹脂），并計劃擴展應用到電子、汽車制造等行業。聚糠醇可以從當地大量甘蔗廢渣中獲得，而且價格便宜。

       加拿大

       開發出新一代納米捕光“天線”和新型玻璃防水霧涂層材料。

       杜華斌（駐加拿大記者）7月，加拿大科學家從植物的光合作用中汲取靈感，研制出新一代納米捕光“天線”，它能控制和引導從光中吸收的能量。加科學家結合自己在DNA和半導體研究方面的先進成果，讓某些類型的納米粒子相互依附在一起，自我組裝成最新的納米天線復合物，并將這種由量子點自我組裝而成的材料命名為“人造分子”。最新研究填補了“可以使用多種不同類型的納米量子點構建出復合物”這項空白。

       同月，加拿大科學家研制出一種新型玻璃防水霧涂層材料，他們認為該材料可以最終解決汽車玻璃、眼鏡片以及光學鏡頭的防水霧難題。涂層不會對玻璃的光學性質產生任何影響。

       法 國

       開發出新型吸碳材料，有望為溫室氣體減排提供新思路。

       李釗（駐法國記者）5月，法國國家科研中心研制出一種名為MIL-101的新型材料，能夠大量吸附二氧化碳氣體，體積為1立方米的MIL-101在25攝氏度的溫度下可以儲藏400立方米的二氧化碳，而現在通用的吸附材料在同等條件下的儲藏量不過200立方米。這種材料有望提升對抗全球變暖的能力，為溫室氣體減排提供新思路。

       烏克蘭

       在焊接研究領域獲得多項進展。

       程剛 (駐烏克蘭記者)烏克蘭國家科學院的研究人員，開發出可用于高頻率焊接的新型電源裝置，及一種基于立方氮化硼的焊接技術。提出了一種用于評價摩擦電偶元件的接觸耐力的新方法，這種方法可將鐵碳合金和煉鋼爐渣中的鉻和釩、精礦以及熱電廠的灰渣直接混合，從而能將氧化物熔融物的鉻和釩分別降低95%和90%。