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《美国哈佛大学研发了超强天然橡胶，其耐久性和抗开裂性显著增强》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2025-05-30

  • 转自全球技术地图

    据AZO Materials 5月23日消息，美国哈佛大学的研究人员研发了超强天然橡胶，其耐久性和抗开裂性显著增强。研究人员发明了一种名为“缠结物”（tanglemer）的橡胶，形似缠结的意大利面条，通过用缠结取代交联，提高了新产品的耐用性。当该橡胶出现裂缝时，长长的意大利面条状结构会通过相互滑动来分散应力。这使得更多的橡胶在拉伸过程中结晶，从而使材料更坚固，更耐断裂。研究结果显示橡胶抵抗裂纹形成的能力提高了四倍，整体硬度也提高了十倍。相关研究成果发表于《自然·可持续性》（Nature Sustainability）期刊。

  • 原文来源：https://www.azom.com/news.aspx?newsID=64586
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相关报告

  • 《【ACS Materials & Interfaces】单晶合成技术增强锂二次电池耐久性》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2024-07-18
    • 最近，韩国浦项科技大学研究小组展示了一种单晶合成技术，可以显着延长电动汽车正极材料的使用寿命。该研究结果发表在材料科学领域的国际期刊 ACS Materials & Interfaces 的网络版上。 锂（Li）二次电池通常用于电动汽车，通过锂离子在阴极和阳极之间的运动，将电能转化为化学能，并通过发电将化学能释放为电能，从而储存能量。 由于锂离子存储容量高，这些二次电池主要使用镍（Ni）阴极材料。 传统的镍基材料具有多晶形态，由许多微小晶体组成，在充电和放电过程中会发生结构退化，从而大大缩短其使用寿命。 解决这一问题的方法之一是生产 "单晶 "形式的阴极材料。 将镍基阴极材料制成单个大颗粒或 "单晶体"，可以提高其结构和化学稳定性以及耐用性。 众所周知，单晶材料在高温下合成后会变得坚硬。 然而，合成过程中硬化的确切过程以及发生硬化的具体条件仍不清楚。 为了提高电动汽车用镍阴极材料的耐用性，研究人员重点确定了合成高质量单晶材料的具体温度（称为 "临界温度"）。 他们研究了各种合成温度，以确定合成镍基阴极材料（N884）时形成单晶的最佳条件。 研究小组系统地观察了温度对材料容量和长期性能的影响。 研究人员发现，在某一临界温度以下合成的传统多晶材料，在二次电池中长期使用容易发生降解。 然而，当合成温度高于这一临界温度时，就能很容易地生产出高质量的单晶体，从而获得寿命更长的材料。 在此过程中，材料内部晶粒尺寸增大，材料内部的空隙被密集填充。 经过致密化处理的单晶体非常坚硬，在较长时间内不易降解，从而大大提高了其耐用性。 基于这些发现，研究小组证实，在临界温度以上合成单晶体是一种更有利的材料设计策略。 他们还提出了合成高质量单晶体材料的有效方法。 原文链接： Kyoung Eun Lee et al, Comparison Study of a Thermal-Driven Microstructure in a High-Ni Cathode for Lithium-Ion Batteries: Critical Calcination Temperature for Polycrystalline and Single-Crystalline Design, ACS Applied Materials & Interfaces (2024). DOI: 10.1021/acsami.4c00514
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  • 《美国哈佛大学发布《关键和新兴技术指数2025》报告》
    • 来源专题：集成电路与量子信息
    • 发布时间：2025-07-22
    • 据官网6月5日报道，哈佛大学肯尼迪学院贝尔弗科学与国际事务中心发布《关键和新兴技术指数2025》报告。该报告通过构建一个全新的技术指数，评估了25个国家在人工智能、生物技术、半导体、太空和量子技术五个关键领域的实力，为政策制定者、战略家和研究人员提供了一个量化的基准。 报告的整体关键判断包括： （1）美国在指数的所有行业中都领先于中国和欧洲，这主要是因为其在过去几十年中发展起来的独特创新生态系统。美国的表现很大程度上是由经济资源和人力资本推动的，这体现在美国公共和私人投资的规模及多样化的研究人员队伍。该国分散的创新生态系统——资源、想法和权力分布在众多政府实体、大学、初创企业和企业中——使参与者能够迅速汇集专业知识并扩大创新规模。 （2）尽管中国仍然落后于美国，但仍然具有竞争力，并且正在缩小多个行业的差距。由于依赖外国设备、早期民间研究较弱以及资本市场较弱，中国在半导体和先进人工智能领域落后，但在生物技术和量子领域，中国与美国的差距更大，其优势在于制药生产、量子传感和量子通信。在经济资源、人力资本和政府计划的支持下，中国正在利用规模效应减少对进口的依赖，吸引国内创新，并提升产业竞争力。 （3）相对于中美双头垄断，欧洲在关键和新兴技术领域具有竞争力。在人工智能、生物技术和量子技术领域，欧洲位居第三。然而，中国和俄罗斯在太空领域超过了欧洲，而中国大陆、日本、台湾和韩国在半导体领域则超过了欧洲。事实上，欧洲在半导体领域的不足大大降低了其与美国和中国相比的整体排名。该地区能否充分发挥其技术潜力最终将取决于整个地区的治理和资本整合。 （4）与欧洲、日本和韩国的合作伙伴关系使美国在关键和新兴技术领域，特别是在量子、半导体和生物技术领域，实力显著增强。美国在所有领域都很强大，但并未完全占据主导地位；例如，没有一个国家能够完全、端到端地控制先进半导体的供应链。这些差距造成了关键的瓶颈，限制了任何一个国家单独塑造全球力量平衡的能力。为了确保西方保持竞争力和韧性，美国必须深化与盟友和伙伴的合作。 （5）美国在人工智能方面拥有相当大的优势，但中国和欧洲已经取得了重大进展，并拥有独特优势，将在未来十年挑战美国的人工智能领先地位。美国在经济资源、计算能力和算法方面占据主导地位。然而，2025年发布的DeepSeek R1模型和阿里巴巴的Qwen3系列模型表明，美国在人工智能领域的领先地位可能比之前认为的更脆弱。中国在数据和人力资本方面领先；如果中国能够克服美国出口管制带来的障碍，这将有助于中国缩小人工智能领域的优势。欧洲在人工智能方面的优势主要来自于其强大的数据和人力资本，如果欧洲改善其监管环境，它将有可能加速其人工智能能力的发展。 （6）中国在生物技术领域最有可能赶超美国；中美之间的微小差距表明未来的发展可能会迅速改变全球力量平衡。美国和中国在生物技术领域的整体表现相似，中国的优势在于其人力资本。美国在安全、基因工程、疫苗研究和农业技术方面表现出色，这得益于私营部门的创新和公私合作伙伴关系。中国通过大规模的公共投资和国家支持的制造业，还在药品生产领域占据主导地位。 （7）美国、日本、中国台湾和韩国在半导体领域的主导地位持续存在于供应链的关键节点：先进的制造和加工、芯片设计和工具以及设备。由于成本高昂和技术壁垒，这些关键因素在本指数中权重最大。虽然许多国家正在大力投资以缩小这些差距，但仅靠资本不足以建立端到端的半导体生产能力；如果各国希望摆脱对当前领先者的依赖，他们将需要同时确保设备安全并推进芯片设计。 （8）美国私营部门推动着美国在太空领域的强大领先地位，尽管其在轨道上易受中国和俄罗斯军事能力的威胁，这增加了战略风险。美国的优势源于富有成效的公私合作伙伴关系，这使美国大幅提高了发射频率和有效载荷能力，同时降低了每次任务的成本。然而，美国在太空领域存在不对称的脆弱性，严重依赖天基系统进行军事行动并支持美国经济的关键部门。中国和俄罗斯也正在部署强大的反卫星能力，抵消美国在太空领域的领先优势，并增加其战略暴露度。 （9）量子技术仍处于早期研究阶段，当前的努力较少侧重于部署，而更多地侧重于推进早期概念。这种相对缺乏投资的情况导致了量子生态系统发展的碎片化和地区差异化。在美国和欧洲，大学引领基础研究，初创企业开发专门的工具和系统，大公司则扩大量子技术的工程和基础设施规模。中国采取了一种更加不透明的国家主导的方式，研究、开发和产业之间的分离程度较低。
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