全球合成生物行业发展前沿分析

摘要:合成生物学在经历早期的技术创新和初步商业化探索后,于 21 世纪的第二个十年迎来了高速发展和商业化落地。该文从市场规模、行业融资和行业发展 3 个方面对全球合成生物学行业现状进行了梳理和分析。分析显示,在市场规模上,合成生物学市场增长迅猛,但其规模在不同的地理区域和行业领域内均有明显差距;在行业融资上,合成生物学行业投融资趋势呈明显上升态势,2020 年合成生物学行业的投融资事件数量和金额均创下历史记录,但不同地理区域之间的发展仍不平衡;在行业发展上,合成生物学的落地应用场景十分多元,已扎根各行各业,并展现出巨大的应用潜力。

亚/超临界水环境下表面涂层对合金腐蚀防控的研究进展

摘要:[目的]亚/超临界水氧化技术是处理固废和难降解废水的有效方法之一,但苛刻的反应条件导致的设备腐蚀问题限制了这项技术的发展。如何提高亚/超临界水环境下的合金耐蚀性成为研究重点和难点,而涂层技术是延缓金属腐蚀的有效手段。[方法]对亚/超临界水环境下传统合金涂层、陶瓷涂层、复合涂层和高熵合金涂层的耐腐蚀机理及涂层失效机理进行归纳。[结果]传统合金涂层、陶瓷涂层和复合涂层主要通过形成致密连续的氧化物层来隔绝腐蚀介质与基体元素反应。高熵合金涂层则通过形成尖晶石结构和氧化层来提高材料的耐腐蚀能力。[结论]亚/超临界水环境下防腐涂层的主要失效原因为氧化物层的完整性被破坏,同时不同类型涂层也存在不同的失效过程。最后对未来亚/超临界水涂层防腐蚀的发展方向进行展望。

超分子凝胶润滑材料的研究进展

摘要:开发高性能润滑材料对于降低摩擦磨损带来的能量损失, 以及避免严重的机械故障和关节损伤均具有重要意义。超分子凝胶润滑材料可以实现对液体润滑剂的高效捕获, 因其良好的触变性能, 解决了传统润滑材料易爬移、泄漏及润滑效率低等问题。超分子凝胶润滑材料具有性能动态可调和可逆相转变等特点, 使其具有发展为智能润滑材料的天然优势。通过功能化设计可以赋予超分子凝胶润滑材料减摩、抗磨、抗腐蚀、自修复及高承载能力等特性, 在机械润滑和生物润滑领域均表现出潜在的应用前景。本文综述了基于不同液体润滑剂(润滑油、水及离子液体)的超分子凝胶润滑材料的发展现状, 并讨论了其在不同润滑领域的发展前景。

压电催化技术在能源与环境领域中的研究进展

摘要:近年来,压电催化技术作为一种极具潜力的新兴催化技术,在降解有机污染物、裂解水产氢、生物抗菌等领域应用引起了人们广泛的关注。然而,压电催化技术在能源与环境等领域中的应用综述总结较少。因此,本文概述了压电催化技术的发展历程和压电催化机理,重点聚焦了压电催化技术在能源转化、环境治理以及生物医学等领域最新的研究进展。最后对压电催化技术应用进行了总结,并对其当前挑战、发展方向及未来前景进行了展望。

高温超导电缆应用场景与产业发展

摘要:高温超导电缆具有容量大、损耗低、自限流、环境友好等突出优点,是解决城市电网升级难题、实现高效率电力传输、赋能大容量电力应用的新兴解决方案,探讨相关产业发展兼具基础研究与工程应用价值。本文剖析了高温超导电缆的技术特点与应用要素,凝练了超级开关站、大电流专线、数据中心供电、基于新能源的电解铝与电解水制氢、集中型充电站、城市轨道交通、大容量直流电网等高温超导电缆的应用场景;从国际、国内两方面总结了高温超导电缆的研制及应用进展,尤其是全面梳理了我国的关键产品研制、关键技术研究、工程项目实施情况。进一步探讨了加强运维技术、攻克大型制冷机技术、降低工程整体造价、与传统电网设施的耦合、形成收益共享机制等高温超导电缆产业未来发展挑战,并针对性地提出了发展建议。相关内容可为高温超导电缆产业高质量发展研究提供参考。

铱纳米酶的作用机理及应用研究进展

摘要:近年来贵金属纳米材料因其优异的催化性能引起了研究者们的广泛关注。 相比于其它金属纳米材料,铱纳米材料具有一个显著优势, 即在相同的制备条件下容易得到尺寸相对较小且稳定性好的纳米颗粒和团簇。通常而言,尺寸越小, 纳米材料的催化活性越高。研究发现,除了传统的催化活性,铱纳米材料还表现出优异的类酶催化性质。然而,目前人们对于铱纳米酶的应用和催化机理研究还处于初期阶段,铱纳米酶催化相关的综述文献尚未见报道。为此我们结合相关文献报道以及本课题组近年来的研究工作,系统地探讨了铱纳米酶催化活性调控的因素和催化反应机制,并对它的应用进行了总结。最后,我们对铱纳米酶的发展和应用面临的挑战进行了展望。本文旨在加深人们对铱纳米酶作用机理的认识, 并希望对从事其它纳米酶的研究者有所启发。

基于大科学装置的纳米材料与生物分子相互作用的分析

摘要:纳米材料与生物分子的相互作用直接影响着纳米材料的体内行为、状态与生物学效应, 建立和发展可靠的分析方法以表征两者的相互作用非常必要。本文围绕纳米材料与蛋白质、脂类等重要生物分子作用过程的科学问题如作用分子类型的鉴定与相对丰度的测量、作用方式与界面结构, 重点介绍基于同步辐射与散裂中子源等大科学装置的前沿分析方法在相关领域的应用, 概述了相关分析方法的优势与先进性, 为纳米生物效应研究、纳米医学应用的研究等提供了重要分析手段。最后, 展望了新一代光源助力于纳米材料与生物分子作用研究的前景。

二维纳米材料用于生物传感的研究

摘要:生物传感技术广泛地应用于疾病诊断、临床治疗、环境监测、食品安全等领域。由于二维纳米材料具有独特的物理和化学性质,使其在生物传感领域的应用研究快速发展。本文首先介绍了二维纳米材料的晶体结构和合成方法,然后总结了基于比色、荧光、液滴微流控和微流控纸基等方法与二维纳米材料结合,应用于生物传感的最新研究进展,最后对未来的发展做出了展望。

石墨烯产业20年发展回顾与战略建议

摘要:新质生产力代表了一种具有创新性、高科技含量和高附加值的生产力形态。新质生产力的核心在于科技创新,材料技术的突破为科技创新提供基础支撑和关键驱动力。石墨烯是目前人类发现最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料,被认为是21 世纪重大的科学发现之一,有望在中国发展新质生产力的战略中发挥重要作用。今年是石墨烯发现20 周年,本文简要回顾了石墨烯产业20 年的发展历程与产业特点,并提出了加快产业发展的战略建议。

纳米材料应用于无酶电化学生物传感器的研究进展

摘要:无酶电化学生物传感器具有环境适用性强、稳定性高、材料简单易得、灵敏度高、检测限低等特点,近年来受到研究者广泛关注。纳米材料有类酶活性,表现出类似天然酶的酶促反应动力学和催化机理,且能够增强界面吸附性能,增加电催化活性,并促进电子转移动力学,从而广泛应用于无酶电化学生物传感器。本文探索了具有电催化活性的纳米材料及其修饰电极的制备方法,介绍了无酶电化学传感器在医疗诊断、食品检测、环境检测以及其他领域中的应用,讨论了开发基于纳米材料的电化学传感器的未来机遇和挑战。