2021年度化学领域十大新兴技术—声化学涂层

2021-11-17 2687次阅读 来源: 中国化学会

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2021年度化学领域十大新兴技术7日下午以第三届世界科技与发展论坛为平台对外发布,10项技术入选,分别是:

区块链技术(数字化的进步使化学创新更具可重复性和可追踪性)

半合成生命体(拓展生物化学和治疗学的新字母)

超浸润性(一个世纪之久的发现提供了新的机会)

人工腐殖质(为可持续和高效农业设计负碳解决方案)

RNA和DNA的化学合成(COVID疫苗后核酸在药物化学中的应用前景)

声化学涂层(更安全、更耐用、具有增值特性的材料)

生物用化学发光(水溶性二氧杂环丁烷提高了生物检测的速度和灵敏度)

氨的可持续生产(Harber-Bosch工艺的绿色替代品)

靶向蛋白质降解(利用我们的细胞机制来革新制药业)

单细胞代谢组学(分析生物分子,一次一个细胞)


声化学涂层
更安全、更耐用、具有增值特性的材料

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之前评出的一些 IUPAC十大新兴技术,如机械化学、液体门控和高压无机化学都是受物理刺激所控制。在特定条件下,化学品的表现往往令人惊讶——产生以前无法想象的特性和性能。声化学——使用(超)声波来触发化学反应——在这些现象中脱颖而出,特别是它在制造具有增值特性的创新功能材料中的巨大潜力。今年 IUPAC 强调了声化学在表面涂层方面的潜力,这是一项直接有助于实现若干可持续发展目标的技术。这种类型的处理方法可以赋予特定的表面各种不同的特性——磁性、荧光和抗菌等等。后者在 COVID-19 疫情期间被证明特别重要,因为医院、公共场所以及我们日常生活中与之打交道的不同表面需要有效的抗病毒特性来消除SARS-CoV-2 的残留物。声化学涂层采用银、铜和锌等金属的抗菌纳米颗粒覆盖纺织品——所有这些都能减少医院感染的发生。此外,一些研究表明,抗菌声化学涂层可以经受多次洗涤而不降低性能——这在现实生活应用中是很关键的,因为服装经常要在高温下进行专业清洗。Sonovia是一家以色列初创公司,根据他们的网站,在可重复使用的口罩上使用锌纳米颗粒声化学涂层,可以杀死99%以上的细菌、病毒和真菌。此外,某些涂层可以产生了“智能”材料。例如,西班牙研究人员用普鲁士蓝纳米颗粒覆盖纺织品,通过简单的颜色变化就可以检测致病菌的菌株;他们预计这一发展可以预防医院以外的拥挤环境中的细菌感染ju。声化学涂层在食品安全和能源领域也有优势,用抗菌化合物覆盖草莓可以延长其保质期,锂离子电池的涂层可以提供高性能和稳定性。由于这些原因,一些公司正在探索新的可能性,以将这项技术扩大到工业环境中,并开发能够连续生产涂层材料的滚筒制备法(roll-to-rollmethods)。欧盟委员会还用超过800万欧元资助了SONO项目来实现这一目标。作为一项新兴技术,声化学涂层现在应该要度过"死亡之谷",成功克服与工业界的“代沟”。

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