#手机[超话]# 【手机屏碎?有了它,手机想碎都难】中国科学院过程工程研究所研究员李建强团队研制出一种高熵玻璃。这种玻璃样品具有破纪录的硬度和模量,多项指标远超美国康宁公司的主流产品——第六代大猩猩玻璃(曾被称为有史以来最“坚强”手机屏幕)。该成果已在《细胞》子刊iScience上发表。

也许在不远的将来,你的手机屏幕“想碎都难”。

破纪录的“硬”玻璃

“这种氧化物高熵玻璃,具有破纪录的硬度和模量,以及优异的断裂韧性。”李建强告诉《中国科学报》,“玻璃样品在硬度、模量和断裂韧性上远超第六代大猩猩玻璃,在盖板玻璃领域具有重要的潜在应用。”

高熵是近年来合金、陶瓷等领域对一类新型材料体系的称呼,这一概念最早来自于高熵合金。

李建强介绍,作为一种全新的材料体系,高熵材料打破了传统材料的设计理念,在金属、陶瓷及金属间化合物等领域受到广泛关注。

与传统材料相比,高熵材料在力学、物理和化学性能等方面表现出独特优势,目前已成为国际材料学术界的重要研究热点之一。

传统的合金材料主要由一两种主要组元组成,再加入一些其他微量元素提升特性。而高熵合金的主要组元通常为四五种以上,且各种组元的含量接近等比例。

“熵可以用于描述一个体系的复杂程度,高熵可以理解为高的混乱度。高熵材料与常规材料体系相比,具有更高的混乱度。现有研究认为,这种混乱度在某些方面可以打破常规,从而产生一些意想不到的性能。”

论文第一作者、中国科学院大学在读博士生郭永昶对《中国科学报》说,“以往概念中,合金中加的金属种类越多,就会越脆,但高熵合金和以往的合金不同,添加多种金属也不会脆化,是一种颠覆性的材料设计新方法。”

除此之外,李建强解释道,模量(指杨氏模量)是描述固体材料在外力作用下抵抗弹性形变能力的物理量,高模量可以在一定程度上反映玻璃抵抗划痕的能力。

“作者报告了3种新型的多组分玻璃,通过无容器熔体急冷工艺制备,可以使玻璃具有很高的硬度和杨氏模量……”该论文审稿人评论说,“这些结果引起了材料科学界的很大兴趣。”

“硬核”技术造就更强

随着手机、平板电脑等电子产品越来越轻薄、屏幕越来越大,对盖板玻璃的各项性能要求也越来越高。在盖板玻璃的抗摔性测试方面,主流的方法是将样机从一定高度下自由掉落,然后统计盖板玻璃的破碎情况。

2018年,康宁公司宣布第六代大猩猩玻璃研制成功。根据该公司实验室数据,第六代大猩猩玻璃从1米的高度跌落到粗糙的平面上,可以经受15次摔打而不破损。

市场调查显示,人们平均每年手机意外掉落的次数约为7次。使用第六代大猩猩玻璃,在不需要手机壳和钢化膜的情况下,仍可“大咧咧”使用两年。这种玻璃一度成为不少智能手机的“卖点”。

尽管如此,“碎屏险”仍是很多人购买手机时的标配。用户依然急需“硬核”的技术造就更“坚强”的手机。

玻璃的硬度、模量和断裂韧性取决于材料的组分和微观结构。通常情况下,选取具有高解离能的氧化物组元(如三氧化二铝),并通过优化制备工艺调控增大原子堆积密度,有利于提高玻璃力学性能,但同时会导致玻璃形成能力的严重下降。

“比如第六代大猩猩玻璃,在生产过程中为了提高硬度、模量和断裂韧性,通常需要进行化学强化处理。强化后的玻璃由于表面应力层的存在,在硬度、模量和断裂韧性上有一定提升,但这种后处理方法限制了玻璃形状的后期设计,一旦进行化学强化就很难再加工。”李建强说,“因此,通过创新成分设计和制备方法,制备出本征上具有高硬度、高模量和高断裂韧性的玻璃,对电子玻璃行业具有重要意义。”

现有手机、平板电脑屏幕的盖板玻璃,按组分不同可以分为高铝玻璃(以第六代大猩猩玻璃为代表)和钠钙玻璃两种。相比而言,前者具有更好的性能,但这两种玻璃有一个共性,就是组分里都含有较多的网络形成体(如SiO2、B2O3)等。

“含有网络形成体一定程度上会限制玻璃新体系开发和性能提升。”

李建强说,“我们的玻璃样品不含网络形成体,同时引入高熵材料设计理念,在玻璃中加入氧化钛、氧化锆等能够改变微观配位数的组元,共同组成玻璃的主体。这种新玻璃在微观结构上与传统玻璃的最大不同在于具有较高的配位数,由此可以带来优异的性能。”

但这种玻璃的形成能力较低,冷却过程中易析晶且熔点较高,用传统的熔融冷却法比较难制备。

为解决这一矛盾性关键科学问题,研究人员基于在特种玻璃领域的多年研究积累,合理选取多主元组分,并采用“激光加热熔化—无容器凝固”方法,借此熔化氧化锆等超高熔点物质。

“由于样品制备过程中处于悬浮状态,可以有效抑制接触容器壁形成的非均匀形核,进而抑制析晶。”郭永昶说,“同时,激光加热具有快热快冷的优点,可以使熔体达到深过冷状态并实现快速凝固,从而解决了玻璃样品制备的难题。”

何时告别碎屏险?

利用这些技术,研究人员成功制备出高硬度、高模量的高熵玻璃,它具有破纪录的硬度(12.58 GPa)和模量(177.9 GPa),以及优异的断裂韧性(1.52 MPa·m0.5)和良好的可见光—近中红外波段透过性(最大86.8%),多项指标远超康宁公司的第六代大猩猩玻璃(硬度6.78 GPa、模量77 GPa、断裂韧性0.7 MPa·m0.5)。

从几项主要数据看,这种玻璃样品比第六代大猩猩玻璃提高了约1倍。但李建强坦言,不能简单地说“抗摔性就可以翻倍”。

“盖板玻璃的抗摔程度综合反映了脆性和断裂韧性参数,和硬度也有一定的关系。”李建强说,“目前,我们的样品还处于实验室阶段,没有对玻璃的抗摔性进行测试。但这种玻璃样品的断裂韧性(描述材料抵抗裂纹扩展能力的物理量)测试指标高于第六代大猩猩玻璃,这在一定程度上说明样品在后期整机装样测试时,会取得比较好的抗摔性。”

李建强表示,一个走向市场的成熟产品不仅需要某些突出的优点,还需要各方面性能有较好的均衡。对于盖板玻璃,除了模量以外,往往还要求玻璃具有良好的透过性、脆性、断裂韧性等,制备工艺的复杂性和成本也是影响其应用的重要因素。

“我们前期研究的关注点主要放在力学性能方面,这是盖板玻璃最基础、最重要的参数。对于其电学性能,如导电率、灵敏度,还有介电常数等,后期将集中到专门的模块进行测试分析。”李建强说,“接下来,我们会尝试制备满足装机要求的盖板玻璃,逐步推进各项性能测试。”https://t.cn/A6IBX0Nf

#你不知道的科学那些事儿# 【没了昆虫,森林可能成为二氧化碳之源】森林被誉为“地球之肺”,是公认的陆地生态系统中最大碳库。然而,人们可能忽略了森林中的枯木,全球预计约有8%的森林碳汇以枯木形式储存于大自然中,其分解产生的二氧化碳远超过人类活动所产生的量。

是什么影响着枯木的分解效率?全球枯木的碳排放贡献又如何?这些问题对于全球森林管理、实现《巴黎协定》温控目标等具有重要意义。

近日,由德国科学家塞巴斯蒂安·塞伯德领衔的国际合作团队研究揭示,在热带和亚热带地区,昆虫对枯木的分解贡献达29%,气候变化和生物多样性的丧失将对碳循环和养分循环有着重要影响。相关研究成果发表于《自然》杂志。

昆虫不可或缺

过去的研究表明,微生物是森林碳循环的主要分解者。但塞伯德和同事们在全球尺度上对生活在枯木中的昆虫等进行系统研究,发现生物多样性对枯木非常重要。一些局域的研究已表明,昆虫在木材分解中的作用不可忽略。

昆虫是地球上种类、数量最繁多的动物,它们对气候变化十分敏感。

论文作者之一、华东师范大学生态与环境科学学院青年研究员刘宇告诉《中国科学报》,随着全球气候变化,昆虫的多样性不断下降。与此同时,在稳定的生态系统中,由于全球变化,还可能导致一种有益于分解的昆虫消失,另一种昆虫的大爆发。这些变化对枯木有着较大影响。

“有人可能会说,昆虫数量少是好的,因为碳在木材中储存的时间更长。”论文通讯作者塞伯德告诉《中国科学报》,“事实并非如此,在分解过程中,昆虫和其他分解者也释放出森林生长所需的养分。没有它们,木材就不会被分解,而木材中储存的所有营养物质都将丢失,森林将无法继续生长。只不过,这些生物的功能作用尚不清楚,尤其缺乏全球尺度的定量分析。”

那么,从全球尺度看,昆虫对全球枯木分解速率的贡献如何?昆虫在不同地理区域中如何变化?这便是该研究要解决的问题。

“揭示昆虫对枯木碳排放贡献及这种贡献的地理分布格局对了解全球碳循环,以及预测全球变化背景下的枯木碳释放具有重要意义。”论文作者之一、中国科学院昆明植物所副研究员刘杰告诉《中国科学报》。

全球合作开展实验

为了更加明确昆虫对枯木的分解贡献,全球六大洲、55个研究小组按照统一的规范开展实验,持续近7年时间,“这是一次真正的集体努力,才取得了成果。”塞伯德说。

塞伯德等人设计了实验,整合了全球55个实验样地的木材分解实验数据,对全球枯木碳储量及变化进行了预估。

刘杰和论文作者之一、中科院昆明植物所副研究员罗亚皇研究团队在其2013年建成的高黎贡山样带和玉龙雪山样带两条海拔梯度样带开展实验,这两个样点代表了中国两种典型的植被类型,高黎贡山是亚热带常绿阔叶林,玉龙雪山则为亚高山针阔混交林。而刘宇研究组则在中国典型的亚热带常绿阔叶林植被类型开展实验。

在每个地点,他们选择3个本地树种,与对照树种欧洲水青冈一起,设置了自然、半开放、封闭3种处理方式,开展了3年的监测工作。每年回收一次枯木,并对其进行处理和测量。

“我们发现,水分越充足、温度越高,木材分解的速度越快。”塞伯德表示。“也就是说,气候变化和生物多样性丧失都会影响木材分解,从而影响碳循环和养分循环。”

在热带森林中,昆虫加速木材的分解速率达到3.9%,通过全球尺度的枯木储量估算,预计每年有10.9 Pg C从枯木中排放,并且这些排放93%都来源于热带森林,其中,昆虫的贡献率可能达到29%。

不过,但在低温情况下,降雨对分解速率影响小甚至可能有负的作用,数据显示,昆虫对木材的分解效率在温带和北方森林中仅为0.9% 和-0.1%。

刘杰解释道,上述结果表明,木材分解受气候和分解者群落的双重影响,气候变暖可能通过增加昆虫和微生物的活动加速湿润地区的木材分解速率,而干旱的增加可能会阻止分解的过程。昆虫在木材和枯木的分解中扮演重要角色,昆虫多样性的丧失将会影响枯木的分解过程,但影响程度存在区域异质性,未来研究温暖湿润的地区(如热带雨林)分解者群落变化的功能效应予以重点关注。

枯藤老树也有价值

该研究首次量化昆虫在全球木材分解中的作用。

罗亚皇表示,在未来气候变暖背景下,热带森林中的枯木分解更为敏感,分解速率可能呈现加快的趋势。与此同时,热带地区的昆虫比如白蚁等在加速分解中可能扮演重要的角色。

“森林碳库动态的预估研究,需要同时考虑枯木的产生和分解过程。每个森林都有一定寿命,特别是在热带,成熟的森林并不能起到很好的碳汇作用,需要对森林进行合理的规划与调整。”刘宇指出。

刘宇团队在浙江丽水市百山祖国家公园有着类似的发现,如果枯枝落叶不能得到降解,久而久之厚积而覆盖土壤,导致种子无法“落地”,也就不能存活,森林也无法得到更新。

那么,我们需要清除这些枯木老树吗?

“枯树和枯木不是坏事,而是对大自然有价值的东西。”塞伯德说,我们需要承认枯木在生物多样性维持中的重要作用。如果我们清除森林中的枯木,或者不让老树自然死亡,那么森林生态系统就会逐渐开始退化——即使它们看起来仍然是绿色的。

更重要的是,我们需要保护森林中的生物多样性及其提供的服务。https://t.cn/A6I36aU4

姐妹多囊卵巢综合症表现怎么调理?
 
多囊卵巢综合症表现,怎么调理?多囊卵巢综合症表现,怎么调理?多囊巢内综合征(以下简称PCOS)是一种以高雄激素血症、排卵障碍以及巢内多囊样改变为特征的病变,在中国的发病率高达5%-10%。如果你正在被月经不规律、多毛、痘痘频发等症状困扰,那么可能就是这种内分泌疾病在搞鬼。SS(多囊卵巢综合症表现,怎么调理?)
 
一.多囊巢内综合症表现
 
1、月经紊乱
得了多囊巢内综合症后,多囊巢内综合症是一种内分泌紊乱症,当女性体内的内分泌紊乱时,会影响月经,导致月经不规律。
 
年龄越大、对卵巢破坏的越多,巢内环境将会越来越糟糕,卵巢体微环境对于月经紊乱、输卵管、皮肤色素沉淀、升值系统发生变化、巢内的血液营养供应,并维持卵巢的功能很重要,卵巢体微环境中的三十多种育巢粒会通过DHEAAMH释放到巢内,这些颗粒影响了卵巢的发育成熟情况、卵巢的组织细胞结构是否完整、卵巢中含有的原始卵泡的数量和发育成熟并排卵、卵巢激嗉分泌细胞功能、体内性激嗉的水平和比例、微血管系统功能及血液供应(供应氧气、营养物质,排除细胞代谢产物)情况,但是随着年龄的增长,这种颗粒会逐渐减少,从外界补充DHEAAMH平衡这些颗粒在巢内的数量,稳定他们的作用。
 
2、毛发多
本病的第二个症状是多毛,多毛意味着身体各个部位毛发旺盛,如胸、背、腹正中、腋窝等部位,而且多毛的程度与雄激素水平不相称。与此同时,面部皮肤的油会分泌过多,使面部出现痘痘等问题。
 
 
二.多囊巢内怎么调理
 
我们先来看多囊巢内饮食上应该注意什么:
 
1、补充雌激素
我们发现DHEAAMH的分子结构与哺乳动物雌激素结构相似,是一类具有类似动物雌激素生物活性的综合修活成分,它对激素相关问题有广泛作用,尤其对巢内、字宫有一定的预防作用。虽然被和激素结构相似,其实它本身不是激素,DHEAAMH中包含三十多种育巢粒活性成分,可以起到模拟、干扰、双向调节内分泌水平的生理化作用,有了它的配合,这样就可以防止长期用雌激素带来的不良反应的发生。
 
2、不吃高糖食物
多囊巢内综合症的患者不要吃含糖比较高的食物,例如:糕饼、巧克力、冰激凌等。(多囊卵巢综合症表现,怎么调理?)
 
所以希望广大女性朋友重视起来,早调理,早受益。如果放任不管,身体问题只会越来越多,越来越严重。如果有任何问题,可以微信留言,臻宝养会及时帮你 https://t.cn/A6IuQJUe


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