特殊光驱动酶
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精工研材 绘就应用新图景
环球网资讯· 2026-01-12 09:54
俄罗斯材料研发 - 全俄航空材料研究院量产新一代氟聚氨酯瓷漆,其自重较同类产品减轻35%,涂装周期缩短一半以上,显著提升航空装备维护效率 [1] - 库尔恰托夫研究所开发出专为极地科考设计的耐寒钢及超低温韧性材料,确保装备在零下60℃极端环境下保持优异机械性能 [1] - 俄罗斯科学院库尔恰托夫研究所研发出基于合成硅铝酸盐的新型催化剂,实现木材废料向高附加值医药及香料化合物的高效转化 [1] - 科研团队通过异相溶胶—凝胶法制备高负载双金属镍基催化剂,提升液态有机储氢载体脱氢过程的选择性与稳定性 [1] - 莫斯科钢铁与合金学院利用高能重离子轰击技术,制备出嵌有金刚石纳米结构的石墨烯薄膜,在超硬涂层与精密电子器件领域具潜力 [2] - 随着“技术宝库”计划推进,原用于深海与战略武器的高端材料转向民用,服务于小型核能设施、深空探测电源系统及月球空间站建设 [2] 美国材料突破 - 斯坦福大学发明非晶体磷化铌薄膜,在原子级厚度下的导电能力超越铜,且能与现有芯片工艺低温兼容 [3] - 纽约大学领衔的国际团队制备出具备超导特性的锗材料,未来量子器件有望在成熟半导体工艺基础上直接大规模扩展 [3] - 陆军研究实验室与理海大学联合开发出纳米结构铜钽锂合金,成为迄今最具弹性的铜基材料,机械强度与热稳定性媲美传统高温合金 [3] - 东北大学与陆军研究实验室研发塑料陶瓷复合材料,实现轻盈质感与卓越导热性融合,解决高功率密度电子设备散热难题 [5] - 宾夕法尼亚州立大学通过多层超材料在强磁场下实现红外光发射强度超过吸收强度的逆物理常识表现,为热隐身技术与太阳能高效收集提供新路径 [5] - 康奈尔大学研发“一步式”3D打印法制造出性能创纪录的超导体,极大提高医学成像磁体与量子器件的制造效率 [5] - 莱斯大学开发可远程控制形变的柔软高强度超材料,弗吉尼亚大学首创与人体免疫系统高度兼容的3D打印材料,共同推动可植入医疗设备等进入临床应用快车道 [5] 英国材料研究 - 牛津大学领衔团队合成出一种形似“分子锁链”的全新碳结构,首次能在常温环境下对环碳分子开展细致研究,有望为电子和量子科技带来革命性新材料 [6] - 剑桥大学卡文迪许实验室开发“分子天线”技术,首次使绝缘纳米颗粒实现电致发光,并研制出超纯近红外发光二极管,推动医学诊断、光通信和传感技术革新 [8] - 诺丁汉大学与伯明翰大学合作研发一种随使用过程增强的活性可持续催化剂,能高效将二氧化碳转化为高价值产品 [8] - 曼彻斯特大学与阿斯利康联合开发的DiBT-MS质谱技术,将酶活性检测效率提升至传统方法的1000倍 [8] - 曼彻斯特大学生物技术研究所通过将光敏分子嵌入酶结构,研制出一系列在可见光下工作的特殊光驱动酶 [9] 法国材料创新 - 法国国家科学研究中心开发出全球首个通用有机硅回收工艺,实现废旧硅胶材料向生命周期早期状态的“无损逆转”,支持无限次循环利用,无需添加原生硅胶材料 [9] - CNRS研究团队通过计算机模拟揭示,在极端高温高压环境下(1727℃至2727℃,22至69千兆帕),普通水会转变为酸性超越硫酸万亿倍的“超强酸”,能将甲烷等碳氢化合物分解并转化为类钻石结构的碳晶体 [11] - 斯特拉斯堡大学与英国曼彻斯特大学合作,研发出一种模仿人体天然蛋白机制的人工微型电机,为未来靶向药物递送、纳米机器人构建及分子级储能系统提供核心动力元件 [11] 德国材料进展 - 马普学会弗里茨·哈伯研究所在单原子催化剂研究取得新进展,通过精确调控活性位点几何结构,实现对甲烷转化路径的极高选择性 [13] - 卡尔斯鲁厄理工学院研发出低铱乃至无铱的质子交换膜电解槽催化剂,在保持贵金属级活性的同时显著提升稳定性 [13] - 慕尼黑工业大学开发新型多孔材料复合催化剂,在温和条件下将捕集的二氧化碳转化为液体燃料 [13] - 卡尔斯鲁厄理工学院与弗劳恩霍夫协会通过掺杂和界面工程,大幅降低硫化物固态电解质与锂负极间的阻抗,并攻克固态电池规模化制造难题 [13] - 纽伦堡大学有效抑制钙钛矿电池对湿气与热应力的敏感性,马普学会通过钙钛矿与传统硅电池的串联技术,将光电转换效率提升至创纪录的34% [13] - 亚琛工业大学与弗劳恩霍夫集群联合开发出耐高温合金及陶瓷的特种粉末,拓宽3D打印在极端工况下的应用范围 [14] - 柏林工业大学在可降解镁合金增材制造上取得成功,为定制化医疗植入物提供更具生物兼容性的选择 [14] 韩国材料研发 - 韩国原子能研究院开发出颠覆性环保提取技术,通过将正极粉末与氯气在200℃下反应,以氯化锂形式提取锂,回收率高达99.8%,不产生酸性废水且不损伤磷酸铁结构 [15] - 韩国科学技术院推出多组分多孔材料设计平台,利用量子计算机模拟有机分子与金属簇的组合,将设计高效储能与碳捕获材料的周期从数月缩短至数小时 [15] - 韩国材料研究院开发出一种具有超高存储密度的范德华磁性材料,通过异质结结构实现自旋半导体性能,其信息存储能力较传统材料提升10倍 [16] 南非材料发展 - 南非将先进材料指定为“主权能力”,实现12亿兰特的拨款目标,通过技术创新署支持14家专注于石墨烯复合材料及稀土磁铁再生的初创企业加速成长 [18] - 开普敦大学研发的铁-氮-碳电催化剂,性能达到铂基系统90%的同时,成本大幅降低至10%以下 [18] - 科学与工业研究理事会与Sasol合作,实现利用双金属催化剂将捕集的二氧化碳与绿氢高效转化为甲醇 [18] - 斯坦陵布什大学合成的异质结构材料创下4.2%的太阳能制氢效率地区纪录 [18] - 西开普大学通过钒掺杂技术,使锰氧化钠阴极材料的循环寿命突破4000次 [19] - 茨瓦内理工大学设计的生物矿化复合材料能自主修复混凝土裂缝,已在干旱地区通过实地测试 [19] - 科学与工业研究理事会引入的被动日间辐射冷却涂料,利用本地硅材料实现建筑表面8℃的降温效果 [19] 日本材料战略与成果 - 日本文部科学省战略创新研究计划将“量子材料研究”和“通过控制和利用波来创造新材料”列在前两位,经产省持续将全固态电池等下一代电池技术列为重点 [20] - 京都大学构建出三维范德华开放框架,具有高比表面积且能在高达593K温度下保持稳定,在气体储存、碳捕获、水处理和催化等领域具应用前景 [20] - 冲绳科学技术研究所联合德俄科研团队合成出首个拥有20个电子的稳定二茂铁衍生物,有望催生新型催化剂 [20] - 东北大学科学家领衔的国际团队研制出一种钛铝基超弹性合金,为合金材料设计引入新理念 [20] - 京都大学成功研发出兼具高强度与高延展性的新型合金,有望催生新一代高温结构材料 [20] - 北海道大学研究人员开发出一种由人工智能模型辅助设计的超黏水凝胶,以自然界黏附蛋白为灵感,能修补水管漏洞并在水下黏住物体 [22]
修复地球“创伤”有新招(一周科技观察)
人民日报· 2025-05-19 06:02
储能混凝土技术 - 东南大学科研团队全球首创仿生自发电—储能混凝土,制成的储能墙板可存储居民住宅约一天的用电量 [1] - 该技术与光伏配套使用可提升光伏利用率30%以上,降低用电成本超过50% [1] 高盐废水处理技术 - 我国科研团队成功构建新型工程菌株,可同时降解高盐废水中的5种有机污染物 [1] - 该菌株通过实际工业废水样本验证,对复合污染物具有高效降解能力 [1] 塑料污染治理技术 - 全球每年产生超过3亿吨塑料垃圾,仅9%被回收,其余通过焚烧、填埋或进入自然环境 [2] - 中国科学院金属研究所研制出可漂浮二氧化钛材料,光照下分解废弃塑料效率比传统材料提高数十倍至上百倍,且成本大幅降低 [2] 光驱动酶技术 - 英国曼彻斯特大学团队研制出光驱动酶,在可见光下即可工作,为药物和化学品生产提供更环保高效的解决方案 [2] 元素转化技术 - 欧洲核子研究中心通过大型强子对撞机实验,成功实现铅离子束对撞转化为金 [3] - 该技术为核废料安全处理提供新思路,未来或可将长寿命放射性核素降级为稳定元素 [3]
特殊光驱动酶“激活”环保高效药物生产
科技日报· 2025-05-12 07:37
核心观点 - 英国曼彻斯特大学生物技术研究所团队研制出一系列特殊光驱动酶,可在可见光下工作,为药物和重要化学品生产带来更环保、高效的解决方案 [1] - 新型光酶完全规避紫外线危害,与工业照明条件完美匹配,反应速度和精准度显著提升 [1] - 最新技术既可减少化学废弃物,又能降低能耗,有望为制药、农用化学品、材料科学等领域带来革命性变化 [2] 技术突破 - 通过将光敏分子噻吨酮嵌入酶结构,团队获得多种新型光酶,解决了传统光驱动化学过程的短板 [1] - 新型光酶展现出三大优势:可见光工作、工业照明兼容、反应速度和精准度提升 [1] - 其中VEnT1.3酶能完成1300多次高效反应循环,并可精确调控分子的三维形状,对药物有效性至关重要 [1] 应用潜力 - SpEnT1.3型酶能构建传统化学方法难以实现的螺旋环β-内酰胺结构,这类复杂的环状分子是众多药物的重要骨架 [2] - 工程酶展现出传统催化剂难以比拟的控制能力,能有效阻断有害中间产物的生成 [2] - 随着遗传编码技术的进步,团队希望设计出更多光酶,以前所未有的精度和效率驱动复杂化学反应 [2]