菌丝体结合复合材料是一类新型可持续且价格实惠的生物复合材料,最近被引入包装、时尚和建筑领域,作为传统合成材料的替代品。近年来,人们进行了广泛的调查和研究,以探索菌丝体结合复合材料的生产和加工方法以及寻找其潜在应用。然而,这种新型生物复合材料在建筑行业的应用仅限于小规模原型和展览装置。机械性能低、吸水率高以及缺乏标准生产和测试方法等问题仍然是菌丝体结合复合材料用作非结构或半结构元素时需要解决的主要挑战。这篇简短的评论旨在展示菌丝体结合复合材料在建筑领域的应用潜力,包括隔热和隔音以及替代干式墙和瓷砖。本综述总结了有关建筑领域使用的菌丝体结合复合材料的特性的主要可用信息,同时提出了未来研究和开发这些生物复合材料在建筑行业应用的方向。
(或溶剂混合物),可进一步加工成可印刷或可涂覆的油墨。这些悬浮液的行为通常用 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) 理论描述,[3] 这意味着悬浮液中纳米片的浓度有一个上限,超过该上限悬浮液就会变得不稳定。[4] 尽管如此,高浓度悬浮液(油墨)对于形成渗透粒子网络是必要的,[5] 并且满足高通量印刷和涂层方法的流变学要求(例如高粘度)。无论浓度如何,悬浮液在热力学上都是不稳定的,并且粒子倾向于通过聚集来降低其表面能。[6] 为了降低沉降速度,必须最小化溶剂和 2D 材料之间的表面能差异,[3] 这使得分散介质的选择限制为少数溶剂,而这些溶剂的溶解度范围可能不适合后续加工。在传统的油墨配方中,为了解决上述问题,将二维材料悬浮液加工成可印刷或可涂覆的油墨,需要使用表面活性剂、粘合剂和流变改性剂等添加剂。[7–10] 例如,需要高浓度的聚合物粘合剂(如70 mg mL-1乙酸丁酸纤维素)来将石墨烯油墨的粘度提高到适合丝网印刷的水平。[11] 由于典型的添加剂会对电子性能产生不利影响(例如,
随着可再生能源生产越来越受关注,硅基太阳能光伏技术作为一种潜在的可持续能源生产方法正受到越来越多的关注。然而,硅基太阳能电池制造是一种非常耗能且复杂的技术,这使得太阳能电池组件成本高昂。钙钛矿在硅技术上占据上风,因为它采用溶液处理方法,效率可与硅电池相媲美,同时使用成本效益高且简便的合成和制造技术。钙钛矿的环境稳定性是商业化的最大障碍,DST-IIT 坎普尔综合清洁能源材料加速平台材料中心将制定新战略,以提高钙钛矿太阳能电池商业化的稳定性和性能。印度尤其具有将太阳能技术与智能能源管理系统相结合的巨大潜力,这将减少传统能源的使用。因此,该中心的目标之一是设计和开发用于太阳能热系统的性能材料,以及用于节能建筑的隔热砖和智能窗户。这种具有成本效益且适销对路的建筑集成技术可以促进印度工业进入相应市场,符合印度中央政府的“印度制造”、“印度创新”和“自力更生印度”倡议。
淀粉样蛋白功能材料由淀粉样蛋白纤维结构块制成,这些结构块由淀粉样蛋白天然蛋白或合成肽体外生产,具有多种功能,包括环境科学和生物医学、纳米技术和生物材料。然而,淀粉样蛋白的可持续和可负担来源仍然是大规模应用的瓶颈,迄今为止,人们的兴趣仍然主要局限于基础研究。植物来源的蛋白质因其天然丰富和对环境的影响小而成为理想的来源。在此,燕麦球蛋白(燕麦植物的主要蛋白质)被用于生产高质量的淀粉样蛋白纤维和基于其的功能材料。这些纤维显示出丰富的多链带状多态性和具有不可逆和可逆途径的纤维化过程。此外,作者还制造了燕麦淀粉样蛋白气凝胶、薄膜和膜,可用于水净化、传感器和图案化电极。展示了燕麦淀粉样蛋白相对于其他蛋白质来源的可持续性足迹,有望为先进材料和技术提供一个环境高效的平台。
自 2004 年首次成功分离石墨烯以来,凝聚态物理和材料科学对石墨烯产生了浓厚的兴趣。这种单层材料是所有维度石墨材料的基本组成部分,具有优异的电导率和热导率。石墨烯具有独特的能带结构,带隙为零,导带和价带在称为狄拉克点的点相接。这种不常见的能带结构使快速电子传输成为可能。通过调节石墨烯和基底材料之间的相互作用,可以在一定程度上调节能带隙的大小,从而实现半导体行为,即通过掺杂可以改变电导率。随着计算机芯片和其他现代电子产品在过去几十年中不断进步,它需要不断缩小的硅芯片,但目前的纳米制造方法无法使硅芯片比现在小得多。石墨烯被认为在未来的半导体电子设备中非常有前途,可以替代硅,因为它应该能够制造出比传统材料制成的器件薄得多的器件。然而,除非找到增加能隙的方法,并找到大量生产高质量单层石墨烯的方法,否则石墨烯取代半导体是不可能的。尽管石墨烯无法彻底改变半导体行业,但它在各种电子应用方面仍然很有前景。
复合材料是指由两种或多种可见结合且不会相互溶解的成分组成的材料组,具有所用材料的所需特性(Kaw 2014)。Ersoy(2001)将复合材料定义为由至少两种不同材料组合而成的用于特定用途的材料组。它通常由复合材料、低强度树脂或基质和少量增强元素组成。复合材料的成分在宏观层面上以保持其极限的方式组合在一起。当检查复合材料时,可以看到成分是经过选择的,并且它们处于可区分的水平。尽管这些材料表现出均匀的特性,但它们实际上具有异质结构。在这种情况下,尽管在分子和原子水平上组合的材料看起来是均匀的,但它们不属于复合材料类(Şahin 2000)。
Rodale Institute。 (2014)。 再生有机农业和气候变化:全球变暖的脚踏实地。 / Rodale Institute。 (n.d。)。 再生有机农业。 /通用磨坊。 (n.d。)。 再生农业。 / Newton,P。等。 (2020)。 什么是再生农业? 基于过程和结果对学者和从业者定义的审查;可持续食品系统的前沿,第194页。Rodale Institute。(2014)。再生有机农业和气候变化:全球变暖的脚踏实地。/ Rodale Institute。(n.d。)。再生有机农业。/通用磨坊。(n.d。)。再生农业。/ Newton,P。等。(2020)。什么是再生农业?基于过程和结果对学者和从业者定义的审查;可持续食品系统的前沿,第194页。
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