新研发的不粘马桶可完全告别马桶刷 即使用砂纸打磨性能同样不变

新研发的不粘马桶可完全告别马桶刷即使用砂纸打磨性能同样不变现有的马桶上也有不粘喷涂层，但就像厨房里的不粘锅和平底锅一样，随着时间的推移，涂层会逐渐消失，变得越来越不滑。但现在，华中科技大学的研究人员说，他们已经创造出了一种新型超滑马桶，即使用砂纸把它打磨得几乎没有光泽，它也能保持光滑，不会粘上污物。耐磨超滑冲水马桶（ARSSFT）是用塑料和疏水性沙粒的混合物3D打印而成的，采用的是选择性激光烧结技术，这种技术不仅能创造出"自支撑的3D复杂形状，还具有多孔结构，可以容纳相当多的润滑剂，具有耐磨超滑的特性"。因此，当用硅油润滑材料时，硅油会渗入材料深处并停留在那里。研究人员用一个微型ARSSFT碗测试了"牛奶、酸奶、高粘性蜂蜜、淀粉凝胶混合粥等各种液体"以及几种不同等级的"粘性合成粪便"，结果发现没有任何东西会粘住。他们做了一个冲水测试，用八升水冲洗碗，发现这并不影响粘附性。模拟冲水测试将八升水冲过ARSS碗，之后证明它和之前一样滑华中科技大学随后，研究小组用砂纸对表面进行了1000次打磨，并用锉刀和斯坦利刀对其进行破坏性试验，结果发现它"保持了破纪录的超滑能力"。现阶段，研究人员似乎还没有进军马桶行业的计划--事实上，3D打印工艺与传统的马桶制造工艺大相径庭，不太可能对现有的马桶制造商产生诱惑力。不过，也许有人能从中获益；该团队希望有朝一日能实现大规模生产，以帮助减少用水量。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378729.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378729.htm

研究：刷在电极上的粉末可防止枝晶形成 以获得高容量电池

研究：刷在电极上的粉末可防止枝晶形成以获得高容量电池据NewAtlas报道，在科学家们为追求更好的电池而探索的许多不同设计中，锂金属是一种具有巨大潜力的结构。然而，阻碍该技术发展的一个问题是，被称为枝晶的触角状生长物的形成会迅速导致电池失效。莱斯大学的科学家们为这个问题提出了一个有希望的解决方案，其形式是可以刷在电极表面的细粉，以确保它们能继续被使用。锂金属电池将使用纯锂金属代替石墨作为阳极，即锂电池的两个电极之一。这种材料提供了非常高的能量密度，可以使电池的充电速度更快，并提供多达10倍的容量，但到目前为止，让它们在长时间内可靠地工作已经证明是困难的。随着电池的循环，枝晶开始在阳极上形成，并可能导致电池短路、失效或起火。我们已经看到了许多有趣的潜在解决方案，莱斯大学的科学家已经负责了不止几个，纳米管薄膜、胶带和激光处理只是最近的一些例子。在他们的最新工作中，由化学家JamesTour领导的电池科学家们试图用一种新颖的刷洗处理来解决这个问题。该技术首先对阳极进行刷洗，以创造一个有纹理的表面，然后将磷和硫制成的粉末刷入其中。这导致粉末与锂金属阳极发生反应，形成一层精细的保护膜，改变其表面能量。“这提供了一个金属复合表面，防止锂金属从阳极流失，这是锂金属电池的一个常见问题，”Tour说。“锂金属电池的容量远远超过了传统的锂离子电池，但锂金属往往难以反复充电。”该薄膜具有调整阳极表面的效果，以促进循环过程中更均匀的行为，从而促进电池的寿命。它在测试电池中经历了340次充电循环，看到它们比现成的电池多保留70%的容量。该薄膜在电池退化的另一个关键指标方面也表现良好，它能保持超低极化超过4000小时，比没有该薄膜的阳极长约8倍。“这将简化高容量电池的制造，同时大大改善它们，”Tour说。“将这些粉末状固体打磨到锂金属阳极中，大大减少了可能使电池短路的枝晶形成，以及加速了材料的消耗。”这项研究发表在《先进材料》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307671.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307671.htm

不粘锅问世80年了 为啥还没有不粘马桶？

不粘锅问世80年了为啥还没有不粘马桶？为什么我们需要不粘便便的马桶？为什么便便会这么黏呢？南非夸祖鲁-纳塔尔大学的伍莱（S.M.Woolley）等人研究发现，便便的黏度和含水量密切相关，而便便的含水度又受到摄入膳食纤维和蛋白质的影响。然而，摄入富含蛋白质的食物（如肉类和豆类）和富含膳食纤维的食物（如水果、蔬菜和全谷物）对于人类保持健康的消化系统至关重要，它们在人类食谱中具有不可或缺的地位。在保持饮食结构不大幅调整的前提下，要想改变便便的黏度并不容易。富含蛋白质和膳食纤维的食物在人类食谱中具有重要地位。本图系AI绘制为了解决马桶上有“残留”的尴尬，人们开发出了各种原理独特、冲水力强大的马桶。然而，这些强力冲水型马桶的高水流量导致用水量大幅增加，带来了新的问题。调查数据显示，全世界每天都要花费超过1410亿升的淡水来冲厕所（非洲人口总用水的六倍），而城市居民的冲厕用水要占到全部生活用水的30%~35%，这两个数字令人咋舌。与此同时，联合国教科文组织和联合国水机制共同发布的2023年《联合国世界水发展报告》显示，全世界仍有20亿至30亿人面临缺水困境。这种矛盾情况迫使人们不得不寻找其他解决方案。在研究了便便和马桶之间的奇妙关系后，科学家们最终提出了一个解决方案：设计一款不粘便便的马桶！加一层涂层，就可以实现不粘马桶吗？或许你的第一反应是，要实现不粘连，在马桶上加一层涂层就可以了，科学家也是这么想的。猪笼草，生物界闻名遐迩的食虫植物，它们的叶片特化为一个个瓶状捕虫笼，捕虫笼内壁具有多孔的微结构且填充有润滑液。被猪笼草蜜腺吸引而落入捕虫笼的昆虫在内壁上站立不稳，很难逃出生天。这种神奇的现象引发了科学家们的关注。猪笼草捕笼的内壁，形似马桶。图片来源：wikipedia美国宾夕法尼亚州立大学黄得胜（Tak-SingWong）团队从猪笼草身上汲取了灵感，开发了一款“超滑涂层”——LEES（liquid-entrenchedsmoothSurface，液体固定的光滑表面）。只需先用聚二甲基硅氧烷在马桶表面形成纳米级“毛发”基底，再喷涂硅油润滑剂，只需要5分钟就能在普通陶瓷马桶的表面形成LEES涂层，使其变得更加顺滑。科学家先后在使用这种涂层制造的马桶内壁上测试了水、人造混合粪便、真实粪便，发现LEES涂层能够将粪便这样的粘弹性流体的附着力降低约90%，基本做到了“不粘连”。LESS涂层对于节约水资源的作用也立竿见影，根据“粪便”含水量的差异，冲马桶的用水量可以减少50%~90%不等。LEES层还具有一定抑菌效果，能够进一步减少气味的产生。LEES涂层（左）和无涂层马桶（右）去除人工合成粪便效果对比。图片来源：文献[3]在LESS基础上，近十年来科学家们不断改善这种涂层技术，开发效果更好的涂层，并将其广泛应用于防污、自洁、防结冰等领域。不过，这种涂层技术也有自己的问题。以LESS为例，在冲洗大约500次后，就需要在马桶上喷洒新的硅油涂层了，而聚二甲基硅氧烷基底在长期使用后也需要修补，每次修补需要15美元（约合人民币109元）。在缺水的不发达地区，使用这类技术似乎过于繁琐，成本也过于高昂。有没有能够一劳永逸的办法？华中科技大学的苏斌教授团队同样从猪笼草的捕虫笼内壁的微结构中获取灵感，决定从马桶本身入手。他们以塑料和特殊的沙粒的混合物为原材料，3D打印出了尺寸是普通马桶1/10的马桶模型。在3D打印的过程中，激光会将原材料烧结。烧结是一种化学过程，可将两种类型的固体压实和组合在一起，并且重要的是，这会产生多孔结构——固体颗粒之间有许多微小的间隙。因此，润滑油能够储存在整个马桶表面上，甚至渗透进内部。如此一来，表面的润滑油流失之后，就能从马桶的内部更深处得到补充，达到一劳永逸的效果。同时，这种多孔结构让马桶更加耐磨，哪怕是用砂纸擦洗1000多次后，迷你马桶依旧光滑如初。当然，这种马桶离走入我们的生活还有很远的路要走，因为要先打印出实际尺寸的马桶，再降低制造成本。合成粪便仍能从表面被砂纸打磨1000次的迷你马桶的底孔中滑出。来源：文献[2]为何便便能够不沾在马桶上？在化学层面上，猪笼草、LESS涂层、迷你马桶的超滑性都源于一种称为“疏水性”（hydrophobic）的材料特性。具有疏水性的材料表面接触水，水滴会形成一个圆珠状，很难浸润表面。这是因为材料表面分子之间的相互作用力大于水分子与表面之间的作用力。而对应地，材料表面分子之间的相互作用力小于水分子与表面之间的作用力的表面，具有亲水性（hydrophilic）。我们通常通过测量液滴边缘与固体表面之间的夹角（即接触角）来确定一种固体表面亲水或者疏水的作用大小。不难看出，当水滴在固体表面完全铺展开时，接触角应为0°，而如果水滴完全保持球形，接触角则应为180°。水滴在亲水、疏水和超疏水表面上的接触角。图片来源：文献[5]因此，接触角越大，表明固体疏水性越强。当接触角超过150°时，科学家为这一性质起了一个新名字：“超疏水性”（superhydrophobic）。除了上述提到的猪笼草和涂层，自然界中的莲花、芋、甘蓝等植物的叶片和闪蝶属蝴蝶的翅膀都具有这种特性，这是其粗糙或多孔的微观结构决定的。结语：为让你的便便不粘在马桶上，科学家们做了许多努力，但目前仍有许多问题亟待解决。不过我们相信，随着材料学的进步，终有一天，不粘马桶会走进我们的日常生活中。参考文献[1]Woolley,S.M.,etal."Shearrheologicalpropertiesoffreshhumanfaeceswithdifferentmoisturecontent."Watersa40.2(2014):273-276.[2]Li,Yike,etal."Abrasion‐ResistantandEnhancedSuper‐SlipperyFlushToiletsFabricatedbyaSelectiveLaserSintering3DPrintingTechnology."AdvancedEngineeringMaterials(2023):2300703.[3]Wang,Jing,etal."Viscoelasticsolid-repellentcoatingsforextremewatersavingandglobalsanitation."NatureSustainability2.12(2019):1097-1105.[4]Kreder,MichaelJ.,etal."Designofanti-icingsurfaces:smooth,texturedorslippery?."NatureReviewsMaterials1.1(2016):1-15.[5]Zhang,P.,andF.Y.Lv."Areviewoftherecentadvancesinsuperhydrophobicsurfacesandtheemergingenergy-relatedapplications."Energy82(2015):1068-1087.[6]Chen,Huawei,etal."ContinuousdirectionalwatertransportontheperistomesurfaceofNepenthesalata."Nature532.7597(2016):85-89.[7]Wang,Dagui,etal."Liquid-likepolymerlubricatingsurfaces:mechanismandapplications."NanoResearch(2023).策划制作出品丨科普中国监制丨中国科学博览作者丨Denovo团队责编丨一诺...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391221.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391221.htm

日本研究：唾液蛋白可防止感染冠病

日本研究：唾液蛋白可防止感染冠病（早报讯）日本大阪公立大学的团队星期三（7月6日）在国际科学期刊发表研究成果，称发现唾液中所含的特定蛋白质具有防止感染冠病的作用。共同社报道，据称，随着年龄增加，唾液分泌量减少的老年人发病和重症化可能与这一发现有关。研究团队的副教授松原三佐子（细胞分子生物学）说：“希望有助于开发预防感染的药物。”据团队介绍，唾液越是在婴幼儿时期分泌量越多，到了老年逐渐减少；具有防感染作用的蛋白质的量可能也会随之减少。冠病通过表面的“刺突蛋白”与人体细胞表面的受体蛋白结合从而感染。研究人员在人体细胞表面涂上稀释后的唾液，再撒上与冠病感染机制相同的其他病毒进行分析。结果显示，唾液浓度越高，病毒与细胞表面的受体就越难结合。研究人员锁定了四种能与受体结合的唾液蛋白，发现其中的“组蛋白H2A”和“嗜中性粒细胞弹性蛋白酶”防止两者结合的作用尤为强烈。松原三佐子说：“希望能开发着眼于人体原本具备的能力，而非攻击病毒的药物。”发布：2022年7月7日2:22PM

简单技术可防止盐析 提高柔性钠离子电池的容量

简单技术可防止盐析提高柔性钠离子电池的容量便携式电子设备中常用的柔性水电池通常包括一种由水和盐组成的水凝胶电解质。中国的一个研究小组在提高钠离子电池中水凝胶的盐稳定性方面取得了重大进展。他们将水凝胶的结构聚合物甲基化，从而防止了盐析，进而提高了电池的容量和循环性能。他们的研究成果最近发表在《AngewandteChemie》杂志上。钠离子电池是一种很有前途的锂离子电池替代品，因为与锂离子电池相比，钠离子电池含有更便宜、更环保的材料。然而，新型电池需要开发许多新元件，所有这些元件都必须适应钠离子。电解质是最基本的组件之一，在薄型柔性电池中，电解质通常采用水凝胶的形式。这些柔性含水材料能吸收溶解的钠盐，并能传导离子。尽管水凝胶很适用，但一个尚未解决的问题是，在宽广的电化学稳定性窗口所需的高盐浓度条件下，会出现相分离和盐析现象。来自中国科学院青岛能源所的崔光磊及其同事现已成功改良了钠离子电池用水凝胶，使其能够稳定安全地吸收更多盐分。为了实现这一目标，他们采用了一种在自然界中也被用于调节大型生物大分子水盐结合的技术：甲基化。在蛋白质中，甲基化会导致胺和酰胺基团"封顶"，从而降低水分子对蛋白质结构内交联和盐离子溶解的可及性。由于水凝胶使用的聚酰胺聚合物也含有酰胺基团，它们通过水分子的广泛交联会导致盐析，从而导致电解质分解。有鉴于此，研究小组将普通聚酰胺制成的水凝胶与含有甲基化酰胺基团的聚酰胺制成的水凝胶进行了比较。后者吸收的盐分明显多于原来的变体。即使在盐浓度达到创纪录的高水平时，水凝胶电解质仍然保持透明和稳定。更高的盐含量意味着可以扩大电池的电化学可用电压范围。此外，研究小组没有观察到任何电极解体的迹象，循环稳定性更好，组装的电池比未甲基化的电池容量更大。在这一系统中，甚至可以使用廉价的铝箔作为电流收集器。作者建议，简单的聚酰胺甲基化也可用于其他技术，例如药物开发，使水凝胶更耐盐分，从而更加稳定。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402057.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402057.htm

Google Maps新增多项功能 可防止旅客搭错车

GoogleMaps新增多项功能可防止旅客搭错车Google地图在Android和iOS上总共增加了三个新功能。第一项新功能对交通方向进行了一些更改--这一更改的目的是确保你不会在错误的出口下车或上错火车，而我们很多人都曾遇到过这种情况。Google声称，新的交通体验将根据许多因素（如预计到达时间、旅行时间和换乘次数）提供推荐。这将使所有Google地图用户更容易了解前往目的地的最佳路线。用户还可以过滤他们想要乘坐的交通类型。这家搜索引擎巨头还声称，用户将能看到车站的出入口在哪里、在街道的哪一边，以及往返车站的清晰步行路线"。在未来几周内，用户还将看到这些变化在柏林、波士顿、伦敦和马德里等80个城市推出。Google地图还将增加一项新功能，以更好地改善协作。在未来几周内，该公司将推出一系列新功能，包括协作列表。该功能的目的是创建一个群组，然后人们将在群组中添加对旅游景点的建议。群组中的每个成员都可以投票选出他们最想去的地方。我认为对于那些平时经常出去玩的人来说，这是一个很好的功能。Google地图还将推出另一项功能，可以为照片、视频和评论添加表情符号反应。用户可以选择使用默认的表情符号做出反应，甚至还可以使用人工智能和表情符号厨房创建自己的混合表情符号。这是目前在全球推出的唯一一项功能。上周，我们曾报道过Google可能正在努力将聊天机器人引入Google地图，而现在，通过这次更新，该公司似乎正在慢慢地为可能的全面实施奠定基础。了解更多：https://blog.google/products/maps/google-maps-updates-november-2023/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398483.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398483.htm