近日，南开大学刘遵峰教授与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校等人在Science发表论文，报道了一种通过扭曲纤维的制冷新策略；西北工业大学Kai-JieChen和利莫瑞克大学团队也在Science发表文章，报道了协同吸附剂分离纯化乙烯；莱斯大学HaotianWang团队则报道了利用固体电解质直接电合成H2O2；雷根斯堡大学课题组利用原子力显微镜观察到了物理吸附到化学吸附的转变，现整理如下，希望对大家有所启发。

1.Science：通过扭曲纤维实现制冷！


把橡皮筋拉伸并保持一段时间后，当它们被放松时，会从周围环境中提取热量，这是由于应力诱导的结晶逆转，是一个放热过程。科研人员研究了固态制冷的可能性，冷却机制与材料在机械变形时的熵变有关。

无论是大型制冷系统还是小型制冷系统，都需要具备高效率、低成本两大特点。近年来，利用固体拉伸或流体静力压缩循环过程中熵变的冰箱可能会取代家用的蒸汽压缩冰箱。有鉴于此，南开大学刘遵峰教授与美国德克萨斯州立大学达拉斯分校等人发现通过扭曲、卷曲或超卷曲纤维可以实现高效制冷，包括天然橡胶、镍钛合金和聚乙烯钓鱼线等材料。利用扭转和卷绕，可以产生超级卷曲的天然橡胶纤维和卷曲的钓鱼线纤维，释放后可以实现制冷。作者演示了一种基于扭转的装置，用于冷却流动水，提供了较高的冷却能量和装置效率。


RunWang,,coiled,,2019

DOI:10.1126/

2.Science：协同吸附剂分离，从四组分混合物中一步纯化乙烯


乙烯（C2H4）的纯化是化工行业最大的产品，目前涉及能源密集型过程，例如化学吸附（去除CO2），催化加氢（C2H2转化）和低温蒸馏（C2H6分离）。尽管物理吸附剂或膜分离技术可能会降低能量输入，但一步一步去除多种杂质（尤其是痕量杂质）仍然不可行。西北工业大学Kai-JieChen和利莫瑞克大学团队介绍了一种协同吸附剂分离方法，可从填充床中的三元（C2H2/C2H6/C2H4）或四元（CO2/C2H2/C2H6/C2H4）气体混合物与一系列物理吸附剂一步生产聚合物级C2H4。并合成了易于再生的超选择性微孔金属有机材料，包括一种对CO2，C2H2,C2H4和C2H6具有选择性。


Kai-jieChen,,2019

DOI:10.1126/

3.Science：使用固体电解质直接电合成高达20％的纯H2O2水溶液


过氧化氢（H2O2）合成通常需要大量的后反应纯化。莱斯大学HaotianWang团队报道了一种直接电合成策略，该策略将氢气（H2）和氧气（O2）分别输送到由多孔固体电解质隔开的阳极和阴极，其中电化学生成的H+和HO2-重组形成纯H2O2水溶液。通过优化功能性炭黑催化剂以减少两电子氧，在高达200mA/cm2的电流密度下实现了对纯H2O2的90％的选择性，这表示H2O2生产率为3.4毫摩尔/平方厘米/小时（3660摩尔）每公斤催化剂每小时）。通过调节通过固体电解质的水流速，可以获得高达20％（重量）的浓度范围的纯H2O2溶液，并且催化剂在100小时内保持了活性和选择性。


ChuanXia,2O2solutionsupto20%,2019

DOI:10.1126/

4.Science：化学键形成显示出从物理吸附到化学吸附的过渡


通过克服能垒，表面分子可以通过弱范德华力从物理吸附转变为牢固结合的化学吸附态。雷根斯堡大学课题组研究表明，吸附到原子力显微镜尖端的一氧化碳（CO）分子能够实现对键形成的受控观察，包括其从物理吸附到化学吸附的潜在转变。在对Cu（111）表面的铜（Cu）和铁（Fe）原子进行成像的过程中，CO不是化学惰性的，而是通过物理吸附的局部最小能量转换为化学吸附的整体最小能量，并且对Fe吸附原子存在能垒。DFT计算表明，过渡过程是通过将CO分子的电子态主要与Fe和Cu原子的s-，pz-和dz2型态杂化而发生的，从而导致化学键合。


FerdinandHuber,,2019

DOI:10.1126/