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近日 ， 国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）公布了“2022年度化学领域十大新兴技术(Top Ten Emerging Technologies in Chemistry 2022)”名单 。 详细介绍如下：
01Sodium-ion batteries
钠离子电池
尽管锂离子电池如今已经无处不在 ， 且获得诺贝尔奖加持 。 但这也意味着锂离子的需求量来到空前高峰 ， 供不应求 ， 被欧盟列入“关键原料清单” 。 锂曾经被称为White Gold“白色黄金” 。 而钠离子电池作为新一代价格便宜 ， 性能优良且安全性更高的电池 ， 有潜力替代锂离子电池 。 而重要的是 ， 钠离子电池的运行可以采用铝作为阳极材料 ， 相比于铜作阳极材料 ， 铝的使用避免了过度放电带来的危险性和问题 。 我们需要更好、更实惠的电池 。 钠离子电池是一种丰富且价格合理的锂替代品 。 ——IUPAC02Nanozymes
纳米酶
相比于天然酶 ， 纳米酶是纳米材料在实验室中经历过一系列相应的功能性改造后的人工定制产物 ， 具有更好的稳定性 ， 多功能性 ， 以及更低廉的价格 ， 在催化 ， 诊断 ， 治疗 ， 传感等方面有很好的应用前景 。 此外 ， 纳米酶已在治疗中找到用途 ， 主要是因为它们催化消除与衰老、炎症、不孕症、神经退行性疾病和癌症有关的活性氧和氮 。 在一些初步研究中 ， 纳米酶已显示出针对所有这些问题的保护特性 ， 并且还促进了干细胞的生长 ， 这对组织工程和其他疗法很有用 。 除了生物医学 ， 纳米酶已成为水处理和去除污染的有用解决方案 ， 符合联合国可持续发展目标 ， 所有这些都与清洁环境有关 。 这种特殊应用的一个有趣方面是铁基纳米酶的可回收性 ， 这源于它们的磁性 。 净化污染介质后 ， 很容易用磁铁从溶液中提取纳米酶 ， 用于后续处理和再利用 。
研究人员还设计了基于金、铈、铂和汞纳米酶的逻辑门——所有这些都可以促进计算机的小型化 。 通过解决天然和人造酶的一些问题 ， 并提供一些有前途的新特性 ， 纳米酶很快就会成为许多不同应用中有吸引力的替代品 。
纳米酶是一种结合自然和人工催化的力量 ， 它在稳定性、可回收性和成本方面具有多种优势 。 与仅在特定的温度和 pH 范围内起作用的天然酶不同 ， 纳米酶能够承受恶劣的条件并允许持久、安全和稳定的储存 。 ——IUPAC
03Aerogel
气凝胶
气凝胶是一类由凝胶衍生的合成多孔超轻材料 ， 其中凝胶的液体成分已被气体取代 ， 凝胶结构没有明显塌陷 ， 形成具有极低密度和极低热导率的固体 ， 是一种超轻多孔稳定保温固体材料 。 NASA已经在火星探测器和其它航天器中测试了气凝胶作为隔热材料的突出效果 ， 而其厚度仅为传统隔热材料的一半 。
气凝胶本身表面积巨大 ， 经过工艺改造后可以增加选择性吸附能力 ， 用以解决很多挑战性的环境保护问题 。 比如去除废水中的重金属离子 ， 海洋中的石油泄漏等等 。 气凝胶是最轻的隔热材料 ， 为应对持续的能源危机提供了有趣的工具 。 ——IUPAC
04Film based fluorescent sensors
薄膜荧光传感器
荧光是化学和生物传感的基本工具 ， 主要是由于其灵敏度和选择性 。 由于其可调谐性和多功能性 ， 基于薄膜的荧光传感器已成为一种广泛使用的工具 。 安装于物体表面可用于检测氨气、氮化物、尼古丁、挥发性物质、杀虫剂、爆炸物等 。 最近 ， 陕西师范大学房喻院士团队研究人员设计了一种基于薄膜荧光传感器的“化学鼻” ， 以极高的灵敏度检测尼古丁（Chem. Commun. 201955 12679-12682） 。
这些结果暗示了基于薄膜的荧光传感器在环境修复应用中的巨大可能性 ， 因为它们可以在不同污染物的检测、识别和量化中发挥关键作用 。 最近 ， 研究人员已经证明了基于薄膜的荧光传感器检测病原体的潜力 ， 特别是食源性李斯特菌 ， 这是许多食物中毒病例背后的致命细菌（Aggregate 2022 e203） 。
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