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2009年度化学世界科学技术发展回顾

来源：进出口服务网 | 时间：2010/1/20 10:50:13 | 阅读次数：

发布单位：中华人民共和国商务部

• 发布人：
• 小杨

纳米材料、超材料方面继续保持领先地位，制成世界最薄的超导金属层，在光学材料中获得了光传播与时空弯曲的效果。

    2009年1月，美国杜克大学的科学家使用“超材料”研制出了一种隐形材料。该材料可引导微波“转向”，避开仪器探测，从而将物体隐形。新研究成果向制造隐形设备的目标迈出关键一步，除应用于军事外，还可用来解决手机信号受屏蔽问题，并有助于研制出能“扭曲”可见光和红外线的隐身材料。

    2月，美国杜克大学和马萨诸塞州立大学表示，两家机构的科学家借助化学“胶水”，首次用不同磁性和非磁性物质的粒子合成出复杂纳米结构。该成果将适用于制造先进的光学设备、包装设备、数据存储和生物工程设备等。

    4月，美国莱斯大学和斯坦福大学分别用圆柱状碳纳米管成功制出几十纳米宽的石墨烯带。莱斯大学的丝带状石墨烯能用来制造太阳能电池板、可弯曲触摸显示屏，并可制成轻薄导电纤维，以取代飞行器上使用的笨重铜线；斯坦福大学的窄带石墨烯则具有导电性能，在电子工业领域用途广泛，现已用石墨烯带制出晶体管原型。

    5月，美国加州大学洛杉矶分校宣布，找到制造石墨烯和碳纳米管混合材料的新方法，该混合材料有望用于制作太阳能薄膜电池和家用电器设备的透明导体，比现有相同功能的其他材料更柔软且价格更低，未来也可用于制造光学电子设备的基础构件。

    6月，美国得克萨斯大学奥斯汀分校宣布，研究人员制成了世界最薄超导金属层——超导铅薄层，其厚度仅与两个原子的厚度相当。该成果将有助于未来超导体技术的进一步发展。

    8月，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员称，他们在光学材料中获得光传播与时空弯曲的效果，验证了光与物质在时空中的效应。该成果也有助于生产能弯曲光线和其他形式电磁辐射的新型人工光学材料，开创特异材料中天体力学的新领域。

    11月，美国约翰霍普金斯大学的材料学家们称，他们发现了一种导电化合物的新用途。在经过特定的处理后，这种化合物可被制成绝缘的薄膜，其绝缘作用不是通过阻止电流流动而是诱导电流流向他处来实现，拥有这种特性的材料有望大幅缩减显示设备的厚度和能耗。

    俄罗斯

    材料科学领域的领军企业地位受到动摇，但纳米等新材料企业的发展仍将受到政府的支持。

    2009年5月13日，俄罗斯总统梅德韦杰夫会见国家纳米技术集团总裁时表示，俄在经济困难条件下仍不会放弃发展纳米技术并将支援该领域的中小型企业，梅德韦杰夫表示：“即使在危机下，我们仍将发展纳米技术，而不是减少向该领域的投资”，不应当仅限于将国家纳米技术集团建成一个下大订单的大型发包机构。

    在下半年的国情咨文中，梅德韦杰夫表示，现代条件下国家集团公司的形式前景黯淡。俄总统助理德沃尔科维奇随即证实，俄罗斯纳米技术集团将在2010年实行改组，这或许将丧失其作为国家集团的地位。但可以预料，俄政府对纳米技术领域的中小企业的支持力度不减。国家纳米技术集团改组后，中小企业会取代国家集团成为俄纳米新材料领域的主体企业，并对俄未来新材料科学的研发结构产生影响。

    英国

    制备出石墨烷，模拟激光原理对“激声”展开研究。

    2009年1月，英国曼彻斯特大学用纯净石墨烯和氢制备出一种具有绝缘性能的二维晶体石墨烯衍生物——石墨烷。该方法也适用于制备其他基于石墨烯的具有不同导电性能的超薄材料。研究表明，石墨烯可被制成新的材料以微调其电子性能，为未来电子设备提供多功能材料，极有可能带来半导体工业的变革。

    6月，英国科学家利用激光“聚集光束”的原理，尝试利用声音来制造“声子束”，开发“激声”。研究人员认为，一旦相关研究取得进展，“激声”将有望获得诸多重要应用，如发现纳米级物体存在的缺陷，用于医学成像及安检等领域。

    德国

    发明了无干扰检测纳米半导体材料张力的新方法，制成新型有机发光二极管和世界首款“可印刷”电池。

    2009年1月，德国和西班牙两国联合科研小组称，他们利用红外线纳米近场显微镜，发明了一种无干扰检测纳米半导体材料张力的新方法，为研究半导体材料的物理性能以及测量纳米级半导体元器件的性能提供了新的可能。其潜在应用还包括完善现代半导体材料结构的设计，定向提高电子元器件的性能，并使未来的计算机芯片更加小型化。

    5月，德国应用光学研究所专家开发出一种新型有机发光二极管(OLED)，其产生的白光质量可媲美白炽灯泡，能效又大大优于荧光灯。研究人员称，该OLED原型可成为显示器和普通照明的一个超高效光源，他们的远期目标是利用传统的低成本卷带式印刷术来生产这些器件。

    8月，德国弗劳恩霍弗电子纳米系统研究所开发出了世界上首款“可印刷”的电池，它薄如纸张，用丝网印刷技术就能生产。这种“薄纸”电池每个重量不足1克，厚度不到1毫米，可嵌入耗能很小的小型载体中使用。除了纤巧和柔软特性外，这种电池与传统电池相比还具有制造成本较低、不含汞，对环境无污染等优势。

    法国

    开发出一种获取氢燃料的电解水新技术。

    2009年4月，法国国家科研中心发表公报说，科学家们对普通电解槽进行改进，加装了传感器，以便准确测量温度、水压和电流强度，优化电解槽内的环境，从而获得尽可能多的氢。这项技术的关键之处是在电解过程中加大水中的压力，实验证明，这种方法对大量获取氢十分有效。法国国家科研中心说，作为清洁能源，氢燃料不会产生二氧化碳气体，但如果从矿物燃料中提取，在生产过程中也会产生温室气体，所以电解水是一种比较理想的氢获取方式。

    加拿大

    找到一种以铁为基础原料制造催化剂的新方法。

    2009年4月，加拿大多伦多大学的科学家找到了一种以铁为基础原料制造催化剂的新方法。这种新型催化剂与目前通常使用的铂等金属催化剂相比，毒性小而且成本低，有潜力取代它们，作为制药和芳香剂生产工艺中的催化剂。研究人员已经使用少量这种催化剂，成功将价廉的酮转化成了结构为左旋形式的酒精。

    日本

    在世界上首次直接观测到了重电子形成的费米面，开发出低温节能的新型半导体和世界首款可伸缩弯曲的有机EL显示屏。

    2009年5月，日本的研究小组在大型同步辐射设施“SPring-8”的专用电子束射线“BL23SU”区域，通过使用软X射线同步辐射的角分辨共鸣光电子能谱技术，对特定的电子轨道进行选择性的观察，最终在世界上首次直接观测到了重电子形成的费米面。该项研究有可能成为判明超导机理的突破口。

    日开发出低温节能的新型半导体，其体积不到原来的十分之一，计划于2011年投入市场，届时像笔记本电脑附带的又热又重的变压器之类的电源装置可能成为历史。

    日本的研究人员制造出世界首个可伸缩弯曲的有机EL显示屏。目前其大小还只有十厘米见方，厚度略小于1毫米，可用来制造像地球仪一样的球形显示器预报天气，也可以用来制造圆球形的手机。

    6月，日开发出新纳米粒子制造方法，通过在由白金、界面活性剂与溶媒组成的水溶液中添加还原剂，约10分钟就可以快速产生白金纳米粒子，而且白金的粒子化率达到100%，每克的表面积达到55平方米。这种白金纳米粒子的优点除了表面积最大，具有很高的热稳定性，还能很容易地与钌、镍、钴、钯等金属组合成合金，并根据需要制成各种合金纳米材料。

    以色列

    开发出一种可改变钚等核燃料特性的技术。

    以色列本·古里安大学的科学家开发出一种可改变钚等核燃料特性的技术。核反应堆中使用的核燃料有两种铀同位素，一种能产生裂变，另一种不能。不能产生裂变的铀同位素经过核反应后，其中一部分会变成钚。钚也有可裂变和不可裂变两种，可裂变钚同样能用于制造核武器，如改变钚的特性，即可防止这种可能性。研究人员发现，只要向大型核反应堆产生的钚中加入镅，即可达到这一目的。这一研究成果有助于防止核燃料被用于制造核武器。

    巴西

    研制出新型可再生塑料和可捕获二氧化碳的陶瓷体。

    2009年5月，巴西化工集团公司科技创新研究中心宣布用甘蔗提炼的乙醇生产出了高密度的聚乙烯。经过美国实验室认证，这种用甘蔗生产出来的100%可再生塑料具有和以石油为原料的传统塑料同样的化学成分，在工业应用上具有广阔的前景。

    巴西的苏威子化工集团和陶氏化学公司也在研发绿色塑料产品。他们率先研发出低密度聚乙烯树脂，用来生产塑料胶片和PVC板。另一家合资企业计划投资3亿美元，兴建一座以乙醇为原料的PVC工厂。巴西的“绿色塑料”可能会引领一场新的环保革命。

    10月，巴西米纳斯吉拉斯州联邦大学的两名化学家与一家企业合作，共同研制了一种陶瓷体，可过滤燃料燃烧后排放的二氧化碳，并将其转化为工业原料。发明者计划进一步改善这种陶瓷体过滤二氧化碳的能力，以期将捕获二氧化碳的效率从目前的40%提高到60%。

    法国

    开发出一种获取氢燃料的电解水新技术。

    2009年4月，法国国家科研中心发表公报说，科学家们对普通电解槽进行改进，加装了传感器，以便准确测量温度、水压和电流强度，优化电解槽内的环境，从而获得尽可能多的氢。这项技术的关键之处是在电解过程中加大水中的压力，实验证明，这种方法对大量获取氢十分有效。法国国家科研中心说，作为清洁能源，氢燃料不会产生二氧化碳气体，但如果从矿物燃料中提取，在生产过程中也会产生温室气体，所以电解水是一种比较理想的氢获取方式。

    南非

    倡导建立高附加值的氟化学产业，力推纳米海绵材料研发。

    2009年3月，南非核能源公司下属的化学分部推出了“氟化学扩展倡议（FEI）”，旨在推动南非建立高附加值的氟化学产业。南非拥有丰富的氟石资源，目前是世界第三大氟石生产国，但其中95%的酸级氟石产品都出口国际市场，只有5%被用来制造粗的和纯的氟化氢以及其他氟化学产品。

    5月，南非约翰内斯堡大学的研究人员大力推进纳米海绵材料研究，南非政府希望这项研究能克服传统水处理方法的不足，帮助农村偏远地区的居民获得干净水。与普通尺寸的过滤介质不同，纳米海绵能针对分子的电性做出不同的反应，每一个空穴的内部对水是排斥的，而外部却是吸水的，因此，水分子很容易就穿过纳米海绵，而像杀虫剂等一系列污染物则被吸附在空穴中。另外，还可以针对某一特定的污染物，在纳米海绵上接入特殊物质，使其吸附目标污染物，甚至将其转化成毒性较小的物质。

    乌克兰

    开发出具有自主气体冷却系统的防热服，在金属氧化物薄膜制备技术上获得突破。

    乌克兰基辅国立技术与设计大学研制出一种现代化防热服。它拥有一个自主的气体冷却系统，可使穿着者在环境温度为150℃或红外辐射高达25千瓦/平方米的环境中持续工作30分钟。与液体冷却系统相比，该设备具有很大的优势，可改善工作人员的工作条件。

    切尔诺维斯基国立大学在金属氧化物薄膜制备技术上获得突破，该技术可用于大气有毒、易爆气体的浓度监测，在气体传感器制造中具有广泛的应用价值。

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