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1 MIT研究人员正研发可生物降解的微塑料的环保替代品丝绸! 2022-08-01

塑料,包括微塑料,在我们生活的世界中非常丰富。然而,塑料的主要问题之一是它在很大程度上不可生物降解,而且与会分解或腐烂的材料不同,某些形式的塑料可以留在环境中长达1000年。 近年来微塑料几乎在土壤、水和空气中随处可见,甚至包括南极洲。最近,研究人员甚至发现人体血液中存在微塑料。这引起了人们的关注,因为它们被认为是对环境、动物和人类健康的威胁。 麻省理工学院的一个研究小组最近设计了一种基于丝绸的系统,可以帮助轻松生产一种廉价的微塑料替代品。该论文发表在《Small》杂志上,由麻省理工学院博士后刘沐春、麻省理工学院土木与环境工程教授Benedetto Marelli以及化学公司巴斯夫德国和美国工厂的一个团队撰写。 减轻传播 通常,微塑料(粒径小于5毫米的颗粒)被有意添加到各种产品中,包括农用化学品、香烟过滤嘴、油漆、清洁和个人护理产品以及洗涤剂。它们甚至可以来自汽车轮胎产生的灰尘和废物,以及这些元素对留在环境中的较大废塑料的影响而产生的。 总而言之,根据欧洲化学品管理局的规定,仅欧盟每年就产生约50,000吨微塑料。为了减缓这种传播,欧盟最近的一项声明表明,承诺到2025年消除不可生物降解的微塑料;因此,找到目前不存在的合适替代品至关重要。 麻省理工学院和巴斯夫团队开发的生态友好型可生物降解丝绸材料可能是一种解决方案,有助于为逐步淘汰不可生物降解塑料的未来做出贡献。然而,负担不仅在于制造新材料,因为新材料仅占环境中微塑料的10-15%。 麻省理工学院土木与环境工程教授Benedetto Marelli表示,我们无法用一种适合所有人的解决方案来解决整个微塑料问题……一个大数字的百分之十仍然是一个大数字。......我们将一次解决百分之一的世界气候变化和污染问题。 可调丝 使用丝绸作为替代的可生物降解材料有几个优点。它无毒且容易在人体内分解,因此可安全用于食品和医疗产品。用于新的可生物降解塑料替代品的丝绸相对便宜,因为它使用了蚕茧的所有部分,这避免了使用相同的昂贵方法和技术来制造用于织物的高质量丝绸。 使用现有的传统喷雾制造设备,研究人员能够证明可调节的丝基涂层材料可有效生产水溶性微囊化除草剂产品。 事实上,所使用的工艺非常简单,可以很容易地针对每种应用进行修改,丝基材料可以直接引入现有的生产线和设备中。 然后在温室种植的玉米作物上进行了测试,与现成的商业产品相比,它提供了更好的结果,对植物造成的损害更小。 麻省理工学院土木与环境工程教授Benedetto Marelli表示,迫切需要实现高含量活性物质的封装,以打开商业使用的大门。产生影响的方法是,我们不仅可以用可生物降解的对应物代替合成聚合物,而且还可以实现相同的性能,如果不是更好的话。 研究人员称,这种材料的可调性使其在与现有设备一起工作时如此有效。能够调整丝绸材料的聚合物链排列也使得即使在它们干燥和硬化之后也可以改进涂层性能。 麻省理工学院博士后刘沐春表示,为了封装不同的材料,我们必须研究聚合物链如何相互作用以及它们是否与悬浮液中的不同活性材料相容 这种创新的、环保的、可生物降解的丝绸提供了一种微塑料的替代品,同时利用了原本会被丢弃的低档丝绸。 鉴于人类在塑料问题方面面临的挑战,并试图减缓不可生物降解的微塑料的传播,这种所谓的新材料可以帮助欧盟和其他机构在不久的将来实现其环境目标。 查看详细>>

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2 转型升级+创新提质 广西机械装备制造业再上台阶 2022-08-01

从过去需600多名工人合作的生产线,到如今只需几人看场,即使关着灯,生产线照样可以正常生产。   智能搬运机器人将物料送到上料区,3D扫描检测设备扫描物料二维码,进行加工前防错识别,机器人抓料上线……7月下旬,记者在广西玉柴机器股份有限公司(以下简称玉柴)采访了解到,满足国六排放标准生产线的智能化改造,让制造模式实现再升级。   “实施智能制造工厂项目后,玉柴劳动生产率提升14.36%,能源利用率提高6.6%,发动机生产周期缩短20%,每年创造的可计算直接经济效益超过2000万元。”日前,玉柴精益改善总监王玉茂在接受科技日报记者采访时说。   机械和高端装备制造产业是新时期推动经济转型发展、实现高质量增长的重要引擎。如今,广西机械和高端装备制造产业已初步建成在全国具有一定影响力的千亿级产业集群,成为广西工业经济的重要支撑产业之一。   根据相关规划,广西将加快培育形成以汽车、机械装备制造产业为主的具有全国影响力和竞争力的万亿元先进装备制造产业集群,力争使智能制造、服务型制造、绿色制造处于全国前列。   机械装备制造业转型升级   在广西工业发展史上,机械工业占据重要地位。八桂大地这片热土曾诞生了亚洲第一大的无内胎巨型工程机械轮胎和国内首台机电一体化、高原型特种轮式装载机。   经过多年的发展,广西机械工业已形成了较为完备的制造体系,拥有工程机械、内燃机、电工电器、石化通用机械、农业机械等分支行业,是广西工业的支柱产业之一。   2021年4月,习近平总书记来到广西柳工集团有限公司考察,指出“制造业高质量发展是我国经济高质量发展的重中之重”,并强调“高质量发展,创新很重要”。   党的十八大以来,特别是“十三五”期间,广西着力贯彻实施工业强桂战略,全面推进高端装备制造业提质提档,产业规模稳步提升,发展质量持续提高。   作为生产我国第一台轮式装载机、第一台铰接式装载机的企业,广西柳工机械股份有限公司(以下简称柳工)创造了机械制造行业的诸多“第一”,为我国装备制造业发展作出了重要贡献。   川藏铁路翻山越岭,被专家誉为世界上建设难度最大的工程。眼下,由柳工研发的电动装载机,凭借过硬的技术性能,在高海拔低温缺氧工况下,正在夜以继日地作业,向隧道深处挺进。   这些年来,“天眼”、港珠澳大桥、川藏铁路、白鹤滩水电站、中老铁路等国内外重大工程,处处有柳工的身影。   “柳工一直走在中国大型工程机械研制的前列。通过技术创新,柳工不断为国家重大工程建设注入强劲动力。”广西柳工机械股份有限公司党委书记、董事长兼首席执行官曾光安说。   机器一响,黄金万两。“十三五”时期,广西加快推动机械产业“二次创业”,南宁、柳州、玉林、桂林等先进制造城发展提速;柳工、玉柴等重点骨干企业实现智能制造转型,推动产品战略升级;广西工程机械、内燃机产量分别占全国的17%、10%。   龙头企业走上国际舞台   中国设计、中国技术、中国材料、中国制造、中国建造……2022年北京冬奥会以科技、智慧、绿色、节俭的鲜明特色,树立了“奥运新标杆”。   在北京冬奥会上,共有1855辆搭载玉柴国六发动机的大中型客车“奔跑”在北京和张家口,为冬奥裁判、运动员、组委会官员、工作人员的交通出行提供运输服务。   “玉柴通过承担自治区新型节能环保国六发动机开发、高效节能环保船电用柴油机开发等研发项目,实现发动机产品性能跨越式提升。这些发动机产品也成为了我国发动机赶超国际先进水平的标杆产品。”玉柴总工程师林铁坚说。   创新赋能,广西机械和高端装备制造产业不断迸发新活力、创造新优势。   “十三五”期间,广西着力“抓创新、建平台、促升级”,持续深入组织实施“三百两千”科技创新工程。广西科技厅有关业务负责人表示,在智能装备制造领域,广西实施了大型工程机械智能化技术研究及产品开发、高效节能环保船电用柴油机研发等一批创新驱动发展专项重大项目,推动机械工业关键技术攻关和重大新产品研发。   以创新为引领,广西机械装备制造龙头企业迈向更高的国际舞台,与欧美企业同台竞技。   不久前,柳工一批装载机、挖掘机交付克罗地亚某矿山客户,标志着柳工大型设备进入欧洲高端市场。   从最大吨位装载机8128H多次进入蒙古国市场,到大型挖掘机交付英国、越南等国客户,再到大吨位矿山设备不断创新,柳工不断突破国外技术封锁、打破设备价格垄断,在产品全球化中彰显了“中国制造”的魄力。   科技创新为产业升级提供了有力支撑。“十三五”期间,柳工轮式装载机、柳工欧维姆多股成品索式锚碇锚固系统总体研究成果达国际领先水平,玉柴14款国六高端发动机、10款非道路国四高端发动机等产品达到国际一流水平。   为国之重器注入广西力量   “被这些工程机械震撼到了。”来广西美斯达工程机械设备有限公司(以下简称美斯达)参观的人无不惊讶于该企业的技术创新能力。   由几位本地“80后”大学生创立的美斯达,如今生产的移动破碎筛分设备在国内细分市场的占有率已超50%,产品进入欧美和“一带一路”沿线国家市场,领跑全球物料处理行业。   “创新成就产业。”美斯达副总裁黄珠芹说,作为国家级专精特新“小巨人”企业,美斯达将深耕自身所在的细分领域,加大研发投入,以全球视野拓宽创新之路,为广西打造国际化高端装备制造业基地,以及为国家产业安全提供支撑。   壮大“产业树”,繁茂“产业林”。广西不仅有柳工、玉柴等龙头企业,还大力培育机械工业和装备制造专特精新企业,一批“小巨人”脱颖而出。   “十三五”以来,广西以重点项目为引领,加快培育新兴产业平台,建设了柳州市北部生态新区机器人产业园、中国—东盟数字经济产业园,引进了桂林高端制造及机加工产业园、哈尔滨工大特种机器人有限公司北斗无人机等一批重大项目,为广西机械装备产业发展增添新动力。   将目光瞄准更远的将来,广西机械和高端装备制造产业有了爬坡过坎的坚实底盘和勇攀高峰的充足底气。   今年3月,《广西机械和高端装备制造产业集群发展“十四五”规划》发布,提出将机械和高端装备制造产业发展成为推动广西转型升级的强大动力和工业强桂的重要支柱。   根据规划,到2025年,广西机械和高端装备制造规上企业总产值将达到4150亿元,机械和高端装备制造业将发展成为全区重要的支柱产业。   为国铸重器,创新向未来。广西科技厅有关业务负责人表示,要立足广西机械装备产业现实基础,强化产业创新能力提升,助力广西机械和高端装备制造产业按下高质量发展“快进键”,为国之重器注入广西力量。   在创新中奋勇争先,在创新中自立自强,机械和高端装备制造业正成为广西高质量发展的重要引擎。 查看详细>>

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3 新型光子颜料让化妆品更环保 2022-08-01

天津大学宋东坡课题组成功研发具有靓丽结构色的光子晶体颜料。这种新型光子颜料具有生物安全性好、可降解的优点,有望为美妆行业带来颠覆性的技术革新。该成果已发表于业内权威期刊《德国应用化学》。据悉,该项目得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的支持。   在日常生活中,塑料微珠常作为填充剂、成膜剂、增稠剂及悬浮剂等应用于指甲油、洁面乳、防晒霜、粉底液等产品中。人们使用后,塑料微珠很容易通过下水道最终排进海洋,被海洋生物吸入体内,再经过食物链进入人体。因此,迫切需要开发无毒可降解的塑料微珠替代品。   宋东坡课题组利用“有序自发乳化原理”,成功研制了具有靓丽结构色的光子晶体颜料。这种新型光子颜料采用聚乳酸等可生物降解的聚酯材料制备,其中的光子微珠可以完美替代塑料微珠,起到去死皮角质、按摩皮肤等效果。   团队选取了大肠杆菌、蛋白核小球藻、大型蚤和斑马鱼等不同营养级的典型水生生物进行严苛的环境安全评价。实验结果表明:新型光子晶体颜料未显现出任何毒性,未对上述生物的行为造成任何不良影响,证明此类材料能用于化妆品和其他工业产品中,且对环境友好。   特别值得一提的是,这种新型光子颜料的内部纳米结构为“蛋白石结构”,可以形成类似蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的“结构色”,“结构色”具有靓丽持久、可响应变色等特点,在不同光线角度下,能反射出不同颜色,从而产生传统颜料所不具备的变色效果。   “此类新型光子颜料有望广泛替代化妆品及个人护理用品中的非降解塑料微珠和人工合成色素,同时也可作为紫外线反射剂替换防晒霜中的纳米氧化钛等。”宋东坡介绍,“排入水体后,它能在几个月内自发降解成无毒害的乳酸等,不会对水生生态系统造成负面影响,将在很大程度上解决化妆品使用带来的环境污染问题。” 查看详细>>

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4 从0到1”“从1到多” 广东打造重大科技基础设施群 2022-08-01

7月22日,广东东莞松山湖科学城中子源路,中国散裂中子源的科研人员正在紧张地忙碌着。   不久前,中国散裂中子源与英国散裂中子源续签了谅解备忘录,双方在联合实验室的基础上,将进一步加强先进强流质子加速器技术、高功率靶站技术、中子散射技术及应用研究等方面的合作交流。   中国散裂中子源的建设意义特殊,它实现了广东在国家重大科技基础设施领域零的突破。以此为起点,广东推动重大科技基础设施实现了“从0到1”“从1到多”的跨越,一批国家重大科技基础设施先后落地建设。按“十四五”规划,广东将布局建设人类细胞谱系等5个设施,数量位居全国首位,助力粤港澳大湾区打造重大科技基础设施集群。   “安营扎寨”建设一批“国之重器”   6月24日,江门中微子实验地下700米的实验大厅内,中心探测器不锈钢主结构最后一个拼装单元吊装合拢,标志着中心探测器不锈钢主结构安装工作顺利完成。   江门中微子实验核心探测设备——中心探测器位于地下实验大厅内44米深的水池中央,其不锈钢主结构设计采用直径约41米的球形网壳结构形式。   不锈钢主结构的合拢,意味着有机玻璃球现场安装即将开始。中心探测器结构中的有机玻璃球直径35.4米、壁厚120毫米、重600多吨,是世界上最大的单体有机玻璃结构。   江门中微子实验位于广东省江门市,计划于2023年建成运行,以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科学目标,还将进行其他多项科学前沿研究。   如今,国家重大科技基础设施在广东多点开花。除了江门中微子实验外,一批“国之重器”也正在谋划、推进中。在广东惠州,加速器驱动嬗变研究装置和强流重离子加速器建设现场热火朝天;在广州,冷泉生态系统研究装置配套科研综合楼等正在有序建设中;在东莞,中国散裂中子源旁,由中建五局华南公司承建的南方光源研究测试平台项目已进入工程最后阶段,项目将围绕南方光源项目及相关技术,开展前瞻性和系统性研究工作……   今年的广东省政府工作报告提出,要加快惠州强流重离子加速器、江门中微子实验建设,开工建设中国散裂中子源二期、人类细胞谱系,打造世界一流的重大科技基础设施群。   “沿途下蛋”涌现优秀科技成果   重大科技基础设施是为探索未知世界、发现自然规律、引领技术变革提供极限研究手段的大型复杂科学技术研究装置或系统。   “中国散裂中子源就像‘超级显微镜’,是研究物质材料微观结构的理想探针,为我国材料科学技术、物理、化学化工、生命科学、资源环境和新能源等领域的研究提供了一个技术先进、功能强大的科研平台。”中国科学院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生说。   自2018年正式投入运行以来,中国散裂中子源共完成了来自国内外约700项用户课题研究,在国内外核心期刊发布文章百余篇,研究成果涵盖航空航天、磁性、量子、能源、合金、高分子、信息材料等前沿领域。   “中国散裂中子源在东莞的成功建设,充分展示了广东省引进大科学装置、推动科技创新的决心和成就,吸引了国内许多一流的科研机构落户广东,共同建设大科学装置。”陈和生说。   此外,依托中国散裂中子源,中国科学院高能物理研究所成功研制出我国首台自主研发的硼中子俘获治疗(BNCT)试验装置,为我国医用硼中子俘获治疗装置整机产业化奠定了技术基础。   1月25日上午,位于广东惠州的强流重离子加速器和加速器驱动嬗变研究装置总部园区正式启用。   中国科学院近代物理研究所副所长胡正国介绍,强流重离子加速器项目将成为国际上脉冲束流强度最高的重离子加速器装置;加速器驱动嬗变研究装置项目将成为国际上第一个加速器驱动次临界系统研究装置。   依托这两个项目,中国科学院近代物理研究所和惠州市将在放射性同位素药物研制生产、重离子肿瘤治疗、重离子微孔膜应用、辐照育种等领域开展合作。   “推动重大科技基础设施建设,将为前沿领域基础研究和应用基础研究提供重要支撑。”广东省发展改革委二级巡视员赖茂华向科技日报记者介绍,广东充分发挥重大科技基础设施在基础研究和应用基础研究中的重要作用,推动在前沿领域基础物理、信息、材料等领域涌现一批优秀科技成果。   “搭桥铺路”联动湾区科技创新   香港大学教授黄明欣长期从事材料研究,其研究需要散裂中子源的支撑。以前,黄明欣需向国外的散裂中子源申请机时,设计好实验步骤,然后把材料寄到国外。国外做好实验之后,再把数据传给黄明欣团队。   2018年,广东东莞有了中国散裂中子源,这对黄明欣来说是个好消息。“在自家门口做实验,太方便了。”黄明欣说。   利用中国散裂中子源的粉末衍射仪,黄明欣团队发现了强度高而且韧性好的“超级钢”微观机制,为改进这种钢的断裂、韧性和腐蚀性等问题提供了关键数据支撑。   作为粤港澳大湾区首个国家重大科技基础设施,中国散裂中子源已成为粤港澳大湾区科技创新的“桥梁”。   中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任王生介绍,该装置自2018年8月通过国家验收并投入正式运行以来,注册用户超过3800人,其中粤港澳大湾区的用户占1/4以上,吸引了许多创新研究落地粤港澳大湾区。   此外,在广东省科技厅的支持下,中国散裂中子源科学中心还与东莞理工学院、香港城市大学、澳门大学共建了“粤港澳中子散射科学技术联合实验室”。   记者梳理发现,在广东布局的国家重大科技基础设施,纷纷将目光瞄准了粤港澳大湾区。依托加速器驱动嬗变研究装置和强流重离子加速器,惠州将有望形成国际领先的核物理研究中心,助力粤港澳大湾区建设国际科技创新中心;冷泉生态系统研究装置的建设,将优化粤港澳大湾区大科学装置配置和科技布局,推动粤港澳大湾区科技创新……   中国科学院南海海洋研究所副所长张长生表示,粤港澳大湾区具有独特的区位优势,汇聚了一批国家重大科技基础设施平台,集聚了国内顶尖科技创新人才。正是这些平台的支撑作用和科研人员之间的相互合作,不断推动粤港澳大湾区的科技创新迈上更高台阶。 查看详细>>

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