“超材料(metamaterials)”:超越材料性能的自然极限

“Metamaterial”是本世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇.拉丁语“meta-”,可以表达“超出...,亚...,另类”等含义.对于metamaterial一词,目前尚未有一个严格的、权威的定义,但一般文献中给出的定义是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”.目前人们已经发展出的这类“超材料”包括光子晶体、左手材料以及超磁性材料等等.“超材料”的基本设计思路是以某种具有特殊功能的人工结构为基础.例如,材料中所呈现的一些物理性质往往和材料结构中的关键物理尺度有关,一个最直观的例子是晶体.晶体是自然界中物质的有序结构的一个重要形式,它的有序主要存在于原子层次,正是由于在这个尺度上的有序性调制,使晶体材料形成了一些无定型态所不具备的物理特征.由此类比,在其它层次上的有序排列则可能获得一定程度的自然界中的材料所不具备的物理性质.因此,人们可以通过各种层次的有序结构实现对各种物理量的调制,从而获得自然界中在该层次上无序或无结构的材料所不具备的物理性质.迄今人们所使用的各类功能材料都是建立在天然材料所具有的性质的改进和提高上.随着材料设计和制备技术水平的不断改进与提高,对天然材料各种性质...     

浅谈公路工程施工中的常用材料

公路工程建设是我国基础设施建设工程体系中的重要组成部分,其施工质量的优劣往往会如实反映到公路工程建设投入使用后所产生的营运功能与经济效益。影响公路工程施工质量的重要条件之一就是工程材料。公路工程施工材料主要是指包括土、沥青、石灰、水泥、砂石、钢铁、木材、工业废料、化工聚合物等原料混合成的综合材料。公路工程施工材料是公路工程施工建设与养护的物质材料基础。公路工程施工材料的性能和质量直接影响了公路工程施工的建设质量和服务寿命。     

建立城乡大循环彻底根治水污染——安徽水污染治理的系统思考

一、安徽水污染分析 当前,安徽水域水污染的主要表现是富营养化.首先,安徽水污染主要不是工业无机物质污染,而是农业有机物质污染,污染水体中能够明确与农业污染物区别开来的工业污染物重金属含量微乎其微,而对农业生产对象必不可少的有机物和氮、磷物质成分大量进入水体,是有用物质放错了地方,造成污染.其次,安徽水污染主要不是点源污染,而是面源污染.工业企业排放的有机污染物约占总污染的1/3,而农业化肥流失、人畜粪便和城市生活污水约占2/3.     

晶体结构预测的新方法和典型应用

物质的微观结构直接或间接决定了材料的几乎所有物理和化学性质.这也是后续材料设计的重要基础.近年来,随着多种晶体结构预测方法的发展和改进,仅根据化学组分就从理论上确定物质结构的研究已经取得了长足进步.本文概述了当前主流的晶体结构理论预测方法,并对基于自适应遗传算法(AGA)以及利用"结构单元(Motifs)"(XMsearch)的新型结构预测方法做了重点介绍.近年来,基于不同算法的AGA,XMsearch等程序包得到了开发与完善,只需给定化学组分和压力等条件,便能对材料的稳态、亚稳态结构进行预测研究.目前,这些新工具已在高压材料、电池材料、磁性材料、界面材料等凝聚态物质结构研究中得到了广泛应用.     

1,3-丙二醇的脱盐工艺

1,3-丙二醇（1,3-Propanediol,简称1,3-PD）是重要的溶剂和化工原料,主要用于合成聚酯,聚氨酯等可生物降解材料。本文讨论采用化工工业传统的沉淀法除去发酵液中的盐类物质,同时可回收各种副产品,产生增值效应。     

基于磁性TiO2光催化剂降解有机物的研究进展

光催化技术是一种资源节约、环境友好、极具应用前景的新型绿色环保技术,它在处理有机污染物领域得到广泛应用。磁性物质作为光催化剂的载体能够有效地参与催化反应,磁性物质的二氧化钛(TiO_2)光催化剂不仅具有化学性质稳定、无污染、光催化性能高、成本低、应用范围广等优点,而且具有良好的分离回收特性。通过综述磁性TiO_2光催化剂材料的组成、分类、光催化机制及对有机污染物的降解作用,对几种基于磁性物质的TiO_2光催化剂材料基础和发展的概述研究,分析出我国在磁性物质的TiO_2光催化剂降解有机物方面的研究应用情况和未来发展预测,旨在为磁性物质的TiO_2光催化剂材料的研究提供借鉴。     

石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展

石墨烯具有独特的结构、优异的性能,在诸多领域有广泛的应用.石墨烯层的原子均为表面原子,其表面积非常大,是天然的吸附材料.其易于制备、成本低廉等优势使得石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点.石墨烯及其复合材料已经在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面得到应用.综述了石墨烯吸附材料的制备方法以及其在污水处理方面的应用.分析了污染物在石墨烯吸附材料上的吸附行为,并讨论了石墨烯与污染物的相互作用.着重关注官能团对石墨烯吸附材料性能的影响,从化学视角提出了设计高效石墨烯吸附剂的思路.     

电磁超材料与增益材料研究现状与进展

电磁超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,具有广阔的应用前景.目前,电磁超材料实际设计中出现的窄带宽和高损耗等问题,限制了其进一步的应用.对于电磁超材料中贵金属结构的损耗,通过引入增益材料可降低甚至完全补偿其损耗.该文首先回顾超材料的历史发展过程,介绍其国内外的研究现状;然后归纳超材料在发展过程中遇到的问题,着重介绍如何通过引入增益材料来弥补超材料中的金属损耗.     

微生物-无机杂化材料的研究进展

在利用微生物合成微生物-无机杂化材料的合成过程中,由于生物元素N、P等的自然掺杂,使该类材料具备了普通杂化材料所不具有的优越性能,因而研究与应用发展迅速.目前微生物-无机杂化材料已被广泛应用于抗菌剂、生物催化、光催化、污染物去除和抗肿瘤等众多领域.尽管微生物-无机杂化材料种类繁多,但根据微生物的参与方式,可将这些杂化材料分为全细胞-无机杂化材料和非细胞-无机杂化材料两类.文章依据这两类杂化材料的典型特征对其最新研究进展进行了综述,着重介绍了不同类型微生物-无机杂化材料的合成方法和应用,并对该领域研究前景进行了展望.     

浅谈纤维材料在壁挂创作中的材质美

在物质文明高速发展的今天,天然材料是大自然赐予人类的宝贵资源,同时也是人类创造文明的物质财富.壁挂的制作,可以说是对材料美的发现和运用的过程.随着现代工业高速发展,新材料的不断涌现,更加丰富了壁挂艺术的表现力,开拓了人们的艺术视野,体现了时代的特色.     

杨木APMP制浆废液的污染特性

高得率制浆废液具有组成比较复杂,色度高,化学需氧量高等特点.采用超滤分级方法初步考察杨木APMP制浆废液中污染物质的相对分子质量分布,并且采用GC-MS联用仪研究了废液中小分子有机污染物的组成.结果表明:相对分子质量较大的污染物是废液色度的主要来源,实际应用中,超滤技术可以有效地去除这些大分子发色物质;GC-MS检测到废液中的小分子有机污染物主要是脂肪酸类物质,约占检测物质的57.13%,树脂酸的含量很少.     

造纸法烟草薄片废水中污染物的分析

运用常规化学分析和红外光谱、色谱-质谱等分析技术对造纸法烟草薄片废水中的污染物进行了分析研究.结果表明,废水成分非常复杂,悬浮物浓度很高,水样偏酸性,但可生化性较好,易腐化变质;有机污染物以纤维素、半纤维素和木质素的水解产物为主,还含有低分子和不挥发性有机酸、烟碱、焦油、酚类物质.这些物质的存在给废水带来较深的颜色,其完全生物降解将是造纸法烟草薄片生产废水达标处理的关键.     

黄河水中重金属污染物的深度吸附净化

<正>水质污染主要由人类活动产生的污染物而造成,包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分.在所有的污染物质中,重金属是危害巨大又较难处理的一类污染物质,其中最引起人们重视的是汞、镉、铅、铬等.     

生物可降解性的评价及其强化途径

生物降解途径是指微生物把有机污染物分解代谢成无害物质或者完全矿物化所遵循的路径,生物降解途径的选择在废水治理研究中起着重要作用.文中介绍了微生物降解有机污染物的研究现状及发展趋势,并对污染物的生物降解的机理、影响因素、评价方法及强化途径进行了评述.     

氨法脱除烟气中气态污染物的应用分析

降低工业生产过程中污染物的排放,是实现清洁生产即可持续发展的基本需要.化石燃料的直接燃烧是气态污染物(NOX、SO2、CO2)和可吸入细颗粒物等污染物的主要排放源.本文对使用氨(NH3)脱除烟气中气态污染物的技术进行了分析和总结,并对其应用于脱除燃煤电站锅炉烟气中气态污染物的前景进行了分析和预测.使用氨洗涤法洗涤净化烟气所得副产品可用于农业生产,或气体回收利用,进而可以实现能源生产过程污染物的近零排放.     

可降解高淀粉塑料膜材料

人们常说的绿色化学中核心部分之一,是保持生态环境良性循环的生态自然性和经济合理性协调发展的可持续.可降解地膜研究的是一种淀粉生物天然材料的塑料膜,该膜以小麦、玉米与马铃薯淀粉为原料制成,能被微生物分解,降解后无污染物质残留在土壤中,不会对农田环境与耕层土壤造成永久性污染.     

冬青种壳种皮透水性及种皮浸提液的生物鉴定

以冬青为试验材料,研究冬青种壳与种皮透水性及种皮内含物对冬青种子休眠的影响,结果表明:冬青种壳与种皮具有一定的透水性,能为冬青种子萌发提供必要的透水、透气条件.通过种皮浸提液对白菜种子发芽、苗高及根长生长影响的研究,表明冬青种子种皮中存在着抑制物质,这些抑制物质对冬青种子萌发起着一定的抑制作用.     

煤矸石浸泡污染物溶解释放规律研究(二):不同风化煤矸石在不同酸度条件下浸泡实验

对新邱露天矿不同风化程度的煤矸石在不同酸度条件下溶解释放污染物的规律进行了浸泡实验研究,结果表明：煤矸石风化程度越高,溶解释放的无机盐类污染物量越多,并释放出一定量的氟化物、耗氧和总铁、重金属和砷等微量物质.酸度对煤矸石中污染物的溶解释放有重要影响,酸度越大,单位质量煤矸石溶解释放污染物量越多,酸度高有利于煤矸石的污染物溶解释放.     

郑州市环境库兹涅茨曲线分析

根据1985~2005年郑州市经济发展主要指标和环境污染物排放量的统计资料,分析了郑州市人均GDP与工业"三废"排放量的相关关系,并建立了经济发展与环境污染之间的模拟模型.研究结果表明:郑州市EKC曲线表现为"U"型、倒"U"型等,目前仍处于工业发展期.最后对郑州市经济与环境的可持续发展问题进行了探讨.     

新材料含生物和非生物成分

<正>生物膜、贝壳、骨骼组织等天然生物系统,能根据环境信号形成多功能、多尺度的生物与非生物成分集合体,比如骨骼,就是由矿物质、活细胞及其他物质组成的矩阵。3月23日出版的《自然-材料》杂志介绍了美国麻省理工大学工程师的最新成果,他们受这些天然材料的启发,合成出包含生物成分和非生物成分的活性生物材料。其中的活细胞能对环境起反应,产生复杂的生物分子,非生物材料能导电或发光。据物理学家组织网报道,研究人员通过给细