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　　用于纤维素合成生物

　　燃料的无酶离子液问世

　　本报讯  据物理学组织网报道，美国能源部、联合生物能源研究所、以及伯克利实验室日前合作开发出一种可在室温对纤维素进行预处理的离子液体，为解决生物燃料成本过高的难题迈出了关键一步。这种新技术不仅不需要昂贵的酶，而且其离子液体还非常便于回收处理。

　　化石燃料排放到大气中的二氧化碳每年增加约90亿吨。由纤维素中的糖合成的液体生物燃料，不会进一步增加大气中的二氧化碳，可以替代由石油制取的汽油、柴油和航空燃料，是一种清洁绿色的可再生能源，也是未来能源开发利用的重要方向。但是如何将这些先进的生物燃料的生产成本降低至与石油相当的价格水平，却是一个十分巨大的挑战。

　　过去人们大多是利用酶来从木质纤维素中获取发酵糖，但其成本昂贵，并需耗费大量的水资源。环保离子液体代替挥发性有机溶剂是目前绿色化学的发展方向。可分解生物质燃料纤维素的离子液体显示了巨大的潜力，不过到目前为止最好的离子液体仍需要使用昂贵的酶。

　　近期的研究表明，酸催化剂能有效替代酶的水解作用。但如何分离糖类和离子液体，则十分困难。研究人员利用计算机分子动力学模拟发现，同时使用氯化咪唑鎓盐与酸催化剂可有效解决这一问题。这种最新组合，使得分离发酵糖变得十分容易，同时离子液也可回收利用，这将大大降低生物燃料的生产成本。

　　利用这种无酶离子液体，就可以利用酸为催化剂，水解生物多糖，使得多糖溶液中含有发酵糖。这种新技术可以将预处理液分为两个部分，一部分富含糖，另一部分为可回收的富含木质素的离子液体，这种新技术与过去传统的预处理方式相比，用水量减少了很多。

　　（何屹）

　　有机半导体热电材料

　　性能指数翻倍

　　本报讯  据《每日科学》网站报道，热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，目前的有机半导体热电材料的热电转化效率一般比较低。美国科学家最新发现了一种方法，将目前表现最好的有机半导体热电材料的效率提高了70%。

　　现在最高效的热电材料一般由铋、碲、硒等相对来说比较少见的无机半导体组成，这些元素昂贵、易碎，而且有些还有毒。有机半导体不仅便宜、储量丰富而且轻便、坚固，但一直以来，这类热电材料在热—电转化过程中的表现差强人意。无机半导体热电材料的热电转化效率几乎是有机半导体热电材料的4倍。

　　科学家一般用“性能指数”这一值来反映材料的热电转化效率。目前，在室温下，最高效的无机热电材料的“性能指数”接近1；而有机半导体热电材料的“性能指数”仅为0.25。

　　现在，科学家们将最好的有机半导体热电材料聚3，4-亚乙二氧基噻吩-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）的“性能指数”提高了70%，达到0.42，为目前最好的无机半导体热电材料的一半。

　　PEDOT:PSS由PEDOT和PSS两种物质构成，PEDOT是EDOT（3，4-亚乙二氧噻吩单体）的聚合物，PSS是聚苯乙烯磺酸盐。PEDOT:PSS以前被用作有机发光二极管（OLED）、有机太阳能电池等设备的透明电极；也被用来做胶片等材料的防静电剂。

　　科学家一般采用掺杂这一过程来增加材料的导电能力，当朝某种材料添加搀杂剂时，掺杂剂就给主材料提供了电载体，每个添加进去的电载体都能增强原材料的导电能力。然而，当在PEDOT中掺杂PSS时，实际上只有很少量的PSS同PEDOT结合，其余的PSS分子并没有离子化，化学活性也不强。研究人员发现，这些过量的PSS分子会显著抑制PEDOT:PSS的导电能力和热电性能。

　　密歇根大学机械工程、电子工程和计算机副教授凯文·派普表示：“不活跃的PSS分子会进一步将PEDOT分子推开，使电子更难在PEDOT分子之间跳跃。离子化的PSS分子会提高PEDOT:PSS的导电性，而没有离子化的PSS分子则会降低其导电性。”

　　为了提高PEDOT:PSS的热电效率，科学家在纳米尺度对这种材料的结构进行了调整，也使用了一些溶剂将那些未被离子化的PSS分子从该材料中移走，从而显著提高了其导电能力和热电转化效率。

　　这种特殊的有机热电材料将在温度达到250华氏度（约121摄氏度）时开始工作。派普表示：“最新技术有望让我们制造出一种柔性薄片，能包裹某个热物体来发电或者制冷。”

　　（刘霞）