纳米材料论文范文

2022-05-11

今天小编为大家推荐《纳米材料论文范文(精选3篇)》仅供参考,大家一起来看看吧。本书介绍了纳米结构和纳米材料的合成与制造,包括性质与应用,特别是无机物纳米材料。对于零维、一维和二维的纳米结构以及特殊的纳米材料(碳纳米管、有序中间多孔氧化物),以及在化学工艺和光刻技术这两个方面的应用作了介绍。

第一篇:纳米材料论文范文

纳米材料

德用纳米纤维素3D打印移植用的人造耳朵

据报道,最近,德国联邦材料测试和研究所利用木质纳米纤维素,通过3D打印技术制成了移植用的人造耳朵,可以作为先天性耳廓畸形儿童的植入物。

据研究人员迈克尔·豪斯曼介绍,制造人造耳朵的原料是可生物降解的木质纳米纤维素。借助生物绘图仪,具有黏性的纳米纤维素可以完美塑造复杂的构造,固化后的结构仍然非常稳定。他们研究了纳米纤维素水凝胶的特性,并进一步优化稳定性和3D打印工艺,制成了可用于移植的人造耳朵。这种人造耳朵可为先天性耳廓畸形儿童重建耳廓,使畸形耳朵得以补救,而且不会影响听力。

人造耳朵仅是这项研究的一个应用。含有纳米纤维素的水凝胶还可用作膝关节植入物,用于修补慢性关节炎造成的关节磨损。豪斯曼表示,下一个目标是用骨骼填充身体自身的细胞和活性成分,以制成生物医学植入物。一旦将植入物植入体内,一些材料可能随着时间的推移而生物降解,并溶解在体内。尽管纳米纤维素本身不会降解,但它仍然非常适合作为生物相容性材料,用作植入物支架。

此外,选择纳米纤维素作为候选材料,还因为其机械性能,其微小但稳定的纤维可以非常好地吸收拉伸力。而且,纳米纤维素允许通过不同的化学修饰,将功能结合到黏性水凝胶中。通过结构、机械性能和纳米纤维素与其环境的相互作用,可以获得需要的复杂形状产品。

豪斯曼称,这项研究的意义还在于,原料纤维素是地球上最丰富的天然聚合物,结晶纳米纤维素的使用方法简便且成本低廉。(科技日报)

我国首个石墨烯国家标准正式发布

据报道,近日,《納米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料》正式发布。据悉,该标准由泰州巨纳新能源有限公司、东南大学等单位起草,是我国首个石墨烯国家标准,将于2019年11月1日起正式实施。

石墨烯是由一个碳原子与周围3个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层,具有许多优异性能,应用前景十分广阔。近年来,石墨烯的制备、检测、研究及应用不断取得突破,各种新技术新产品陆续涌现,标志着石墨烯已处于从实验室走向产业化的关键阶段,开展标准化工作已成为迫切需求。

我国石墨烯标准化工作得到了国家有关部门的大力支持。《纳米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料》属于我国石墨烯领域首批国家标准计划项目之一,其制定及发布将为石墨烯的生产、应用、检验、流通、科研等领域,提供统一技术用语的基本依据,是开展石墨烯各种技术标准研究及制定工作的重要基础及前提。

据介绍,该标准首次明确回答了石墨烯上下游相关产业共同关注的核心热点问题:什么是石墨烯?什么是石墨烯层?石墨烯最多可以有几层?双层/三层/少层石墨烯是不是石墨烯?氧化石墨烯最多可以有几层?还原氧化石墨烯最多可以有几层?什么是二维材料?其内容不仅充分考虑了国内各界的意见和建议,同时也和国际标准保持了一致。(中国矿业报)

科学家利用光调控微型石墨烯蜘蛛运动

据报道,近日,吉林大学张永来教授、清华大学孙洪波教授与新加坡国立大学仇成伟教授在Advanced Material杂志上以封面文章在线发表了题为“Plasmonic Assisted Graphene Oxide Artificial Muscles”的研究论文。该论文利用石墨烯与金纳米棒复合材料制备了光敏感的仿肌肉驱动器件(HAM),运用巧妙的设计方法,无须集成组装过程,实现了复杂的肢体动作和多足运动,在光驱动仿生机器人方面取得了突破性的进展。

在仿生机器人的设计中,模仿肌肉作用的驱动部位是实现运动的关键。目前,驱动器研究集中于对驱动方法或环境刺激的控制,然而特定的驱动器件往往只能实现单一的变形。此外,目前仿生机器人多采用电驱动方式,需要集成能源部件,或外接能源供给装置,使得系统在小型化方面受到制约。

针对这一难题,科研者利用石墨烯材料具有良好的导热性和机械性能,石墨烯氧化物材料导热性能大大降低的特点,采用激光还原石墨烯氧化物对材料导热性能进行改性,实现“关节”部位导热性能改变。将具有一定的负热膨胀系数的石墨烯、石墨烯氧化物材料与具有较大热膨胀系数的PMMA材料结合,可在光热条件下产生单一的圆弧状弯曲,利用激光局部还原石墨烯氧化物材料,改性区域的弯曲程度大大提高,响应时间加快,可形成类似肌肉牵拉作用的关节弯曲效果。科研者还进一步加入了金纳米棒,提升了材料的光热转化效率,加速了膨胀材料的形变。此外,金纳米棒材料独特的波长选择特性,不仅为光驱动方法提供了光强、时间的调控方法,还增加了波长调控方法。利用这一原理,科研者成功完成了微型仿生蜘蛛的爬行过程、仿生捕蝇草捕获过程,和仿生手各关节的逐一控制弯曲,体现了HAM设计的灵活性,这一工作为微型仿生机械运动提供了新的设计理念。(科技部)

中科院理化所合成碳纳米环研究取得新进展

据报道,最近,中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究中心研究员丛欢团队联合上海中医药大学科研人员利用光化学合成手段,在精确合成碳纳米环分子方面取得新进展。研究人员利用经典光化学蒽[4+4]二聚反应的可逆性,原创发展了蒽光二聚-解聚合成策略,并在前期工作基础上进一步拓展了该策略在合成大张力共轭大环方面的成功应用。

紫外光照射下,8字型的双环分子可进行逆[4+4]反应实现大环扩环,利用大环的蒽结构单元作为双烯体,与原位生成的苯炔分子发生联系2步[4+2]环加成反应,进而完成首例五蝶烯衍生的碳纳米双环分子合成。在另一项工作中,通过调控侧臂合成子的长度和弯曲角度,实现了在蒽二聚体骨架的钝角端关环,还原芳构化后完成蒽二聚体衍生的寡聚对苯撑大环合成。

新合成的共轭大环分子均具有较高的荧光量子产率,其中兼具五蝶烯和对苯撑共轭结构的大环分子经过拆分后表现出较好的圆偏振发光性质。上述结果显示该系列分子在有机多孔材料、光电材料等方面的潜在应用价值。(中国科学院理化技术研究所)

我国研究发现纳米氧化铁对沙门氏菌的抑制作用

据报道,1月17日,从扬州大学获悉,由该校医学院高利增教授课题组和中国农业科学院家禽研究所施寿荣副研究员课题组合作研究发现,利用纳米氧化铁能够有效起到抑制鸡组织上和细胞内沙门氏菌的作用。

沙门氏菌是一种全球性的重要的食源性人畜共患病致病菌。目前,能够消除细胞内沙门氏菌的有效方法仍然非常有限。“沙门氏菌作为一种兼性胞内菌,它能够侵入宿主细胞内存活,逃逸宿主免疫系统和大部分抗生素的杀菌作用,引起抗生素耐药。我们联合科研团队以沙门氏菌感染的主要来源——鸡为试验动物,从体外抑菌、细胞实验、体内实验三个层次发现了纳米氧化铁对沙门氏菌的抑制作用。这将为清除隐藏在宿主细胞内逃避宿主免疫系统和抗菌药物治疗的顽固性细菌感染,提供一种新的防治策略。”高利增说。

据介绍,这项研究揭示了纳米氧化铁抑制胞内沙门氏菌的作用机制:沙门氏菌感染引起自噬,同时纳米氧化铁能够进入自噬泡内并借用自噬泡内的酸性环境,发挥类过氧化物酶活性,提高胞内活性氧水平,与溶酶体共同作用清除胞内沙门氏菌,从而起到了抑制沙门氏菌增殖的作用。日前,相关研究成果已发表在生物医学权威学术期刊《Theranostics》上。(科技日报)

新型纳米药物有效治疗角膜炎

据报道,近日,浙江大学医学院附属第二医院举办了第三届广济创新项目大赛。大赛上,浙江大学转化医学研究院周民教授团队与浙江大学附属第二医院眼科中心主任姚克教授团队共同研发的一种具有光活性双功能纳米药物——新型铜源复合纳米银眼用凝胶获奖。该药物以近红外激光为动力源,同时可控释放银离子和铜离子,其中銀离子可高效杀灭耐药菌,而铜离子可以加速眼角膜的愈合。

很多人有过角膜炎的困扰,这是因为角膜位于眼球最前面,直接与外界接触,易受到微生物、外伤及理化刺激因素的损害而发生炎症。角膜炎发展到后期很可能导致失明,目前全球有2 000多万因角膜病致盲的患者,占致盲原因的1/5。其中一个非常重要的原因就是缺乏有效杀死耐药细菌的药物。因此,浙江大学转化医学研究院周民教授团队与浙江大学附属第二医院眼科中心主任姚克教授团队共同对此类临床难题进行了科技攻关,研发了一种具有光活性双功能纳米药物——新型铜源复合纳米银眼用凝胶。该药物以近红外激光为动力源,同时可控释放银离子和铜离子,其中银离子可高效杀灭耐药菌,而铜离子可以加速眼角膜的愈合。今后,此产业对于其他眼科感染性疾病甚至身体其他部位的感染疾病的治疗指日可待。目前,该项目实验室前期阶段研究已完成,已有投资公司和若干厂商提出合作或者技术购买意向,相关业务正在洽谈中。(青年时报)

纳米铝颗粒燃烧领域研究取得新进展

据报道,哈尔滨工程大学航建学院刘平安副教授、刘俊鹏博士和兼职教授王孟军合作的论文《纳米铝颗粒的点火与燃烧:反应分子动力模拟研究》2019年1月在燃烧权威期刊《Combustion and Flame》上发表。这是该校教师首次在该期刊上发表论文,表明其在纳米颗粒燃烧机理方向的研究得到了国际学术界的认可,代表了前沿水平。

论文主要研究对象为火箭动力燃料纳米铝颗粒的燃烧。与微米铝颗粒相比,纳米铝颗粒燃烧以其独特的物化特性,可最大限度提高固体推进剂的性能。但过高的反应活性使得纳米铝颗粒在制造后往往覆盖氧化层,带有氧化壳层的纳米铝颗粒燃烧是一个既普遍又复杂的问题。近20年间,多位国际学者及学术团队展开深入研究,形成壳层碎裂燃烧模型和质量扩散控制燃烧理论两个学派,但纳米铝颗粒的点火燃烧机理在学术界依然没有定论。

刘平安所在科研团队应用分子动力模拟的方法,从纳米、飞秒尺度研究铝颗粒燃烧过程和各组分热动力行为,并首次考虑辐射传热对铝颗粒传热影响。论文结果表明,氧化壳层并没有在铝核熔化时瞬间碎裂,点火阶段是一个由内外组分扩散所主导的过程。氧化层薄厚不同的纳米铝颗粒遵循不同的应力传播规律。氧化层区域的铝氧比例是影响外界氧气分子扩散速率的关键因素。论文成果为扩散主导燃烧学派提供了有力的证据,具有重要的学术价值,并指导了纳米铝基金属燃料的研制与应用。目前,团队铝基金属燃料发动机已经试验成功。(哈尔滨工程大学)

我国学者发现金属纳米催化剂尺寸效应

据报道,近日,从中国科学技术大学获悉,该校路军岭教授课题组与李微雪教授课题组合作,首次揭示了金属纳米催化剂中,几何效应和电子效应各自对催化反应随尺寸变化的调变规律,创造性地提出一种拆分剥离金属颗粒几何效应和电子效应的策略——金属纳米颗粒的“氧化物选择性包裹”。

通过“氧化物选择性包裹”4nm颗粒的低配位原子,有效抑制了副反应的发生,获得了高比质量活性和高选择性的催化剂。该策略不但能够有效拆分剥离金属颗粒的几何和电子效应,而且打破了催化性能随颗粒尺寸变化的“火山型”曲线。该策略为理解催化反应中的几何效应和电子效应提供了有效手段,并且为设计高活性、高选择性的金属催化剂提供重要指导。(科技日报)

苏州纳米所在三维碳材料神经支架研究中取得进展

据报道,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米-生物界面重点实验室程国胜团队一直以来致力于开发基于碳材料的三维生物支架,模拟体内微环境的复杂性,构建神经干细胞和原代神经元的生长微环境。该团队率先提出了三维石墨烯泡沫神经支架,经过多年努力,对三维石墨烯如何调控神经干细胞增殖、分化、迁移、粘附,进行了深入研究,取得了系统性的研究成果。

三维石墨烯生物学特性与其结构和尺寸紧密联系,通过控制三维石墨烯的结构和尺寸,能够有效调控其性质,以满足不同的应用需求。该团队利用微纳加工技术的可控性,采用光刻、电镀、退火、化学气相沉积等方法获得形状和尺寸均一的“量身定制”三维石墨烯支架。在此工作基础上,在三维石墨烯的底部设计了二维石墨烯薄膜,利用化学气相沉积法构建了三维-二维石墨烯复合支架,将其作为神经支架,底部二维石墨烯薄膜能够为神经细胞在孔隙间的有效跨越提供支撑,更好地模拟神经网络。此外,该复合支架的形状和尺寸精确可控,通过改变支架宽度可调控神经祖细胞的定向分化行为(。苏州纳米技术与纳米仿生研究所)

第二篇:纳米结构与纳米材料:合成、性质与应用

本书介绍了纳米结构和纳米材料的合成与制造,包括性质与应用,特别是无机物纳米材料。对于零维、一维和二维的纳米结构以及特殊的纳米材料(碳纳米管、有序中间多孔氧化物),以及在化学工艺和光刻技术这两个方面的应用作了介绍。

作者:G.曹

第三篇:纳米材料

俄专家在眼泪中发现金纳米

据俄罗斯《莫斯科共青团员报》9月27日报道,俄罗斯西伯利亚的科学家在人的眼泪中发现了金纳米颗粒。

据报道,这项研究是在俄罗斯科学研究院西伯利亚分院的新西伯利亚生物化学和基本医疗研究所进行的。为了获得足够的眼泪,约50名志愿者不得不使用安全无害的粉末状乙酰磺胺迫使自己流眼泪。普通的消炎眼药水中一般都会有乙酰磺胺,该物质能刺激眼睛流眼泪。

通过研究,科学家首次在泪液中发现金纳米颗粒。不过更详细的研究成果暂未公布。(环球时报)

碳纳米晶体管首次实现性能超越硅晶体管

据报道,美国威斯康星大学麦迪逊分校料学家成功研制的1英寸大小碳纳米晶体管,首次在性能上超越硅晶体管和砷化镓晶体管。这一突破是碳纳米管发展的重大里程碑,将引领碳纳米管在逻辑电路、高速无线通讯和其他半导体电子器件等技术领域大展宏图。

碳纳米管管壁只有一个原子厚,是最好的导电材料之一,因而被认为是最有前景的下一代晶体管材料。碳纳米管的超小空间使得它能够快速改变流经它的电流方向,因此能达到5倍于硅晶体管的速度或能耗只有硅晶体管的1/5。由于一些关键技术挑战无法攻克,碳纳米晶体管的性能表现远远落后于硅晶体管和砷化镓晶体管,无法在计算机芯片和个人电子产品中得到运用。

而最新的碳纳米晶体管获得的电流是硅晶体管的1.9倍,性能首次超越目前技术水平最高的硅晶体管。材料工程学教授迈克·阿诺德和帕德玛·高帕兰领导的研究团队在《科学进展》上发表的最新研究论文介绍。

碳纳米管内往往会混杂一些金属纳米管,这些金属纳米管会造成电子装置短路,从而破坏碳纳米管的导电性能。而研究团队利用聚合物获得了去除金属纳米管的独有条件,最终将金属纳米管的含量降到0.01%以下,几乎是超高纯度的碳纳米管。

研究团队还研发出一种溶解方法,成功移除碳纳米管制造过程中产生的残渣。阿诺德表示:“我们的研究同时克服了碳纳米管面临的多重障碍,最终获得了性能首超硅晶体管的1英寸碳纳米晶体管。碳纳米管的许多设想仍有待实现,但我们终于在20年后实现了赶超。”(科技日报)

耶鲁大学开发粘性纳米颗粒对抗癌症

据报道,耶鲁大学的研究团隊发现,用充满有效化疗药物的,具有生物黏附性的纳米颗粒进行治疗,比妇科肿瘤的常规治疗方法更加有效,而且毒性较低。耶鲁大学工程与应用科学学院的马克·萨尔茨曼教授和耶鲁大学医学院的阿里桑德罗·桑廷教授共同领导了这项研究,研究成果发表在9月19日的美国国家科学院院刊上。

纳米颗粒中充入的药物是埃坡霉素B(EB),将纳米颗粒注入腹膜间隙,腹腔中的液体。EB已经被用于临床试验,用于靶向那些对常规化疗制剂具有抗药性的肿瘤细胞。该药物在这些临床试验中被证明是有效的,但是药物的高毒性引起了严重的副作用,从而阻止的该药物的进一步使用。

耶鲁癌症中心研究人员的处理方法,将药物充入纳米颗粒中,显著降低了药物毒性,并在肿瘤部位逐步释放高浓度的药物。科学家们意识到,传统纳米颗粒的问题是,它们从目标区域的离开速度太快,而且由于体积小,产生的作用不大。

为此,耶鲁团队开发了覆盖醛基的纳米粒子,当它们被注入腹膜后,可以粘附在腹腔的间皮细胞上。将人类肿瘤移植到老鼠的腹部分区,肿瘤生长过程中,在老鼠身上进行测试,生物黏附纳米颗粒能够在指定位置停留至少24h。非黏附纳米颗粒注射到对照组小鼠身上,5min后开始离开腹腔。接受生物黏附纳米颗粒治疗的老鼠,有60%存活了4个月,比起对照组有明显的改善,对照组只有10%或更少的老鼠能存活4个月。

对于后续研究,萨尔茨曼教授说,他们会“调整”纳米颗粒的特性。例如,他们可以调整颗粒的粘附性,以及在靶向部位如何让颗粒快速释放药物。(新华社)

石墨烯造纳米级磁铁可用于医疗等多领域

据报道,捷克奥洛穆茨大学一个科学团队近日宣布,他们利用石墨烯研制出了世界上最小的金属磁铁,可以应用于核磁共振成像、水处理、生物化学和电子等多个领域。

研究人员成功地对石墨烯进行了化学改性,捕捉到了超微小的金属纳米粒子。“这项技术成功避免了其与氧气发生反应,形成更常见但磁性更弱的磁性金属氧化物。”奥洛穆茨大学专家扎德克·兹博日尔指出。

研究称,“这帮助我们得以创造出一类新的非常强大且能在大气层中保持稳定的磁铁。”兹博日尔的团队使这一新的纳米磁铁的大规模生产成为可能。报道称,目前科学家们正在通过实验对这一全新的纳米磁铁在医疗诊断领域的应用进行研究。此外,这种磁铁还有望应用于生态、电子和生物技术等领域。(参考消息网)

中国国际石墨烯资源产业联盟正式成立

2016年9月18日,由中国国际石墨烯资源产业联盟主办、中国科技产业化促进会、中国高新技术产业开发区协会等多家机构支持的2016(北京)国际石墨烯产业高级研讨会在北京召开,并举行联盟成立仪式。至此,中国国际石墨烯资源产业联盟正式成立,全球设18个分部。

研讨会上,中国国际石墨烯资源产业联盟宣布,中国国际石墨烯资源产业联盟正式成立。联盟的成立意味着这是国际石墨烯领域中,地域最广、起点最高、门类最全的集资源、科技、企业、资本、人才、信息、知识产权、产业促进等为一体的国际交流互动平台,标志着联盟将全面推进全球石墨烯产业化发展。

中国国际石墨烯资源产业联盟在全球共设立18个分部,分部之间在合作的基础上,可独立运营,共同打造多元化的国际交流和技术合作平台,每家会员单位都可以随时得到国际石墨烯领域最新信息,科研人员可通过联盟平台寻求资本的帮助,让成果迅速进入市场,满足产业发展的需要。此次研讨会上,联盟向首批9个国家和地区分部授牌,包括美国洛杉矶、纽约、澳大利亚悉尼、葡萄牙里斯本、新加坡、印度新德里、日本东京、中国台湾和香港分部。

中国国际石墨烯资源产业联盟成立后,将全面推进石墨烯制备技术和产业化应用。联盟还将起到政府和行业之间的桥梁作用,在行业内,联盟还将集合各方力量,共同推进石墨烯有关标准体系的建设,为中国乃至全球石墨烯产业的健康、规范、有序发展作出努力。

超级石墨烯玻璃研制成功

据报道,北京大学刘忠范院士团队实现了在玻璃基底通过化学气相沉积的方法直接生长高品质的层数可控的石墨烯,采用这种方法制成的石墨烯玻璃一方面增强了玻璃与石墨烯的结合强度,避免了转移带来的损坏,另一方面可以集成到玻璃生产工艺中,方便快捷,成本低廉,符合大规模工业生产的要求。

超级石墨烯玻璃是在玻璃基底上直接生长石墨烯,这种新型的石墨烯玻璃将继承玻璃的优良品质,比如化学性质稳定、透光性好,同时赋予玻璃石墨烯的优良品质,比如良好的导电导热性、高的机械强度以及优异的疏水效果。

传统方法制备石墨烯玻璃采用的是转移方法,即在金属基底上生长出石墨烯,然后转移到玻璃上,采用这种方法制备的石墨烯玻璃性质不稳定,而且对石墨烯的各种性能产生了极大的破坏。(北京晨报)

頭发丝厚的石墨烯重防腐涂料竟耐腐蚀3 000h

据报道,江苏道蓬科技有限公司推出一种世界最薄的石墨烯重防腐涂料,耐腐蚀达到3 000h,是美国重防腐涂料的3倍。

众所周知,防止金属腐蚀是全球性难题。一般防腐蚀的方法就是给金属上漆,隔绝金属与空气和水的接触,这种方法只能达到短时间内金属不被腐蚀,需要定期维护,且有一定的局限性。

石墨烯是目前已发现的最轻、最薄、强度最高、导电性和导热性最好的纳米级新材料,能在诸多应用领域提升原材料的性能。石墨烯重防腐涂料是利用石墨烯良好的导电性和片状搭接特性,将改性石墨烯添加到防腐涂料体系,与锌粉形成良好的导电网络,从而突破性的实现了在低锌的条件下仍然具有优异的阴极保护作用和防腐性能。

据深圳清华研究院创始院长、中国石墨烯产业奠基人冯冠平介绍,石墨烯与涂料的结合使得锌粉用量只有传统防腐涂料的1/3,施工时的锌蒸汽污染大大减轻,同时石墨烯重防腐涂料是防腐涂料领域已知的最薄的一种,满足了涂装材料轻量化的要求。

如东县拥有亚洲最大的海上风电场,风电塔筒防腐需要重防腐涂料,随着江苏1 000万kW海上风电场的建设,海洋重防腐涂料产业面临巨大的需求。冯冠平说:“唯有打通石墨烯涂料应用环节,海上风电产业才会变成持久发力的朝阳产业。”(科技日报)

我国科学家成功设计出纳米螺丝

据报道,由南京工业大学陈虹宇教授的研究成果“纳米螺丝”目前引发了业界专家的关注。

南京工业大学海外人才缓冲基地陈虹宇教授介绍,他们采用刻蚀法设计出的这款纳米螺丝可以称为世界上最小的螺丝,填补了国际空白。“如果将我们面前一只直径为1m的圆球放大到地球那么大,那么这个‘纳米地球’上一个骰子大小的物体就是纳米螺丝。”

中国科学院院士、南京工业大学校长黄维介绍,纳米螺丝的出现,使得纳米板、纳米柱等合成纳米桌子成为可能。与会专家都认为,纳米螺丝的意义深远。(扬子晚报)

天津工大利用纳米催化剂可高选择性将CO2转化为CO

据报道,天津工业大学尹振博士利用钯铜双金属纳米电化学催化剂高选择性将二氧化碳转化为一氧化碳。该项成果近日发表在国际著名期刊《纳米能源》上。

二氧化碳的电催化转化,即通过输入电能并且在催化作用下将其还原生成化学品和燃料。在二氧化碳电化学还原过程中,催化剂普遍存在析氢反应竞争性抑制、电流效率低、产物选择性差等问题,大大降低了反应过程的电流效率和能量效率。

为此,尹振在前期钯(Pd)基双金属纳米催化剂研究工作的基础上,利用铜(Cu)组分调控PdCu双金属纳米粒子的组分和粒径,实现5nm以下金属纳米粒子的产物选择性调变,结果表明:在PdCu/碳(C)纳米催化剂可以高选择性地将二氧化碳转化为一氧化碳。此外,双金属纳米催化剂不但可以直接减少二氧化碳的排放,高选择性将其转化为一氧化碳,而且在过程中同时富产氢气,通过控制反应的电极电位可有效地将二氧化碳转化为一氧化碳和氢气的混合物,并最终生成合成气,作为原料生产甲醇、乙醇或汽油等。(科技日报)

纳米光子学方面研究取得新进展

据报道,近日,哈尔滨工业大学在纳米光子学方面研究取得新进展,理学院物理系青年教师刘建龙博士以第一作者身份在国际期刊《光:科学与应用》上发表题为《交错光学石墨烯中赝自旋引发的手性》的研究论文。

赝自旋是描述石墨烯等二维材料中电子特殊行为的一个重要概念。虽然赝自旋本身就是一种轨道角动量,但二维材料中的赝自旋并不是真正的电子自旋,无法与磁场直接作用而被认为无法被测量。利用人工材料构造的光学石墨烯结构是研究石墨烯材料中电子类似性质的有效平台,其赝自旋已被证明和实验证实可以被探测。但是,光的自旋和赝自旋之间的相互作用则尚未有人研究。

刘建龙提出可以利用交错型的光学石墨烯结构,通过亚波长物体的散射,使光的自旋向轨道角动量转换,让光的自旋与赝自旋发生强烈耦合,使得透射光的透过率具有手性选择性。该论文从理论上证明了光的自旋和赝自旋的耦合,使得赝自旋成为一个可以被直接激发、测量并有效利用的物理量,为未来基于赝自旋的新型光子器件的研究开启了一扇新的大门。(中国教育在线)

有机合成新型碳基纳米材料研究取得新进展

据报道,近期,中国科学院理化技术研究所(以下简称“理化所”)超分子光化学研究团队联合复旦大学、北京大学的科研人员利用光化学和有机化学的合成手段,在精确构建新型碳基纳米材料研究中取得新进展。相关研究成果已发表于国际化学期刊《美国化学会志》。

大规模精确制备碳基纳米材料一直是材料合成领域的重要科学问题,这为发挥有机化学在合成复杂含碳分子方面的优势提供了创新机遇。

该研究原创性地利用蒽光二聚体的刚性弯折结构作为中心合成单元,借助过渡金属促进的偶联反应等方法高效合成具有数字“8”形状的高度扭曲芳香族双环分子;进而利用蒽二聚反应的可逆性在加热条件下实现扩环,完成非平面芳香环系的构建并精确合成碳纳米环分子。

主导该研究工作的理化所研究员丛欢介绍,他们的实验和理论研究结果表明碳纳米环分子在室温下可在螺旋型和扶手椅型碳纳米管的结构单元之间快速转换。上述2个共轭纳米分子均为首次合成,并具有独特的光电性质和较高的光量子效率,为进一步合成工作以及优化材料性质奠定了良好基础。

丛欢表示,碳纳米管的精确合成至今还是材料科学领域前沿的重要科学问题,这类分子作为碳纳米管的最小结构单元得到可控的大量制备,为课题组进一步研究利用有机合成手段合成更复杂的碳基纳米材料,甚至是碳纳米管的精确全合成方面奠定了良好的工作基础。(科学网)

世界首个纳米领域重大科技基础设施落户苏州

据报道,近日,纳米真空互联实验站开工启动仪式在苏州工业园区举行。该实验站是全世界首个纳米领域的重大科技基础设施,是解决新兴纳米产业重大瓶颈问题的有效途径,有望在纳米器件研究乃至纳米科技上催生一批重大創新成果。

据中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所所长、实验站总指挥杨辉介绍,纳米真空互联实验装置自建设之日起就引起了科学界广泛关注。从2012年启动到2016年开工建设,纳米真空互联实验站前期预研和建设过程长达5年。

纳米真空互联实验站实验装置是涵盖纳米材料生长、表征、器件制备、加工与测试等各功能模块,形成全真空环境下的纳米材料和器件研究开发的综合实验系统。目前,实验站建设进展顺利,已完成超高真空管道系统与样品传送的技术方案和招标合同,80%商购设备的采购合同,自主研发的关键工艺和测试设备及相关预研课题进展顺利,纳米真空互联模拟实验装置调试成功,过渡期小型验证装置预计9月底试运行并开展先期课题研究,核心高层次人才队伍已初步形成。

纳米技术是园区科技攻关的重要领域。截至2015年底,园区已累计引进孵化纳米技术及相关应用企业352家,就业人数2.21万人,当年实现产值281亿元,聚集了相关国内外院士14名、“千人计划”69人、各类领军团队230多个,初步成为国际知名、国内第一的纳米技术产业化基地以及全球纳米技术产业8大区域创新中心之一。(苏州日报)

兰花集团纳米新型材料项目投产

据报道,近日,兰花集团年产50万t纳米新型材料项目一期工程顺利竣工投产,标志着兰花集团新能源新材料产业转型升级进入新阶段。

兰花集团年产50万t纳米新型材料项目是山西省重点工程,也是兰花集团落实“做强传统产业、做优现代产业、做大高新产业”经营理念,加快推进传统产业向现代新型产业转变的重大转型项目。该项目位于泽州县巴公工业园区内,总投资12亿元,建成投产后每年可实现产值19.3亿元,实现利润2.58亿元,利税总额5.9亿元。

该项目充分依托集团在发展纳米新材料方面的科研、技术和人才优势,利用巴公工业园区内的废水、废气,实现了废水、废气的资源综合利用和循环发展,具有节能、环保、资源综合利用等特点。(山西日报)

四川内江将建纳米科学技术研究院

据报道,美国纳米医学研究院医学博士、美国心脏病学院院士、首席科学家魏启明教授在“海外高端人才走进内江”推介会上作了一个决定:将在内江建立纳米科学技术研究院,用最顶级的纳米技术保护和改善人类健康。

“内江拥有良好的区位条件、资源禀赋和广阔的发展前景,内江市委、市政府非常重视科技创新工作,这也增强了我来内江投资、合作的信心。”魏启明表示,他所在公司将先期投资3 000万元,在内江成立纳米科学技术研究院,重点开发研究纳米药物、纳米医疗器械、纳米生物技术和纳米创新技术。研究院建成后,公司将积极申请创建国家级工程技术中心、成立专家院士工作站,研发出具有自主知识产权的纳米生物药品、医疗器械等产品,并将世界上最先进的纳米技术引入内江,推动内江生物医药发展。

魏启明表示,下一步,公司还将积极与内江现有的生物医药企业开展合作,将纳米技术及时引入现代中药研究,充分发挥中药在临床治疗上的优势,提高中药产业综合技术水平,进一步提高市场占有率。目前已与内江近10家生物医药公司进行了初步接触,合作意愿强烈。(内江日报)

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