纳米材料

东京大学研发出“纳米复合晶体”新制造方法

据报道，东京大学2016年6月3日宣布开发出了新工艺，可以通过简单的步骤制作出氧化物内嵌金属纳米柱状结构的“纳米复合晶体”。将这种晶体作为利用阳光分解水制备氢气的光催化剂使用，可以显著提高水分解的效率。

一般来说，制作金属与氧化物的复合结构要使用昂贵的光刻、实施多种微细加工的自上而下工艺，导致成本增加。此次东京大学采用了晶体自主生长的自下而上技术，即自组装工艺。

在使用脉冲激光沉积法制作高品质薄膜的同时，使金属纳米柱状晶体通过自组装的方式，在其内部生长。通过优化晶体生长的温度、氧压、生长速度，打破了最新型自上而下工艺的局限性，实现了直径5nm、长度20nm的微小纳米柱状结构的自组装。

该结构的金属与氧化物的界面通过肖特基连接接合，可以高效分离正负电荷。通过使无数的金属纳米柱状晶体分散在薄膜内，促进了水的分解反应。纳米柱状晶体的组成元素采用铱（Ir）、薄膜的主要成分采用钛酸锶（SrTiO3），这样的组合显示出了非常高的效率。（日经技术在线）

美科学家成功研制出600nm厚超材料镜头

据报道，一项日前发表于《科学》杂志的研究显示，科学家研制出一种比其聚焦的光波还薄的镜头。这类由扭曲光线的超材料制成的镜头，或许有一天能替代用于从显微镜到手机摄像头的所有物件的较重玻璃镜头。

在普通镜头中，几毫米甚至几厘米厚的弯曲玻璃表面将光线重新定向至一个普通的焦点。为改善成像，比如说去掉畸变或者确保不同光线波长均被正确聚焦，人们不得不持续增加玻璃层。于是，照相机、显微镜和望远镜部分受到其所需镜头的大小和质量的限制。

“虚拟现实拥有同样的问题。”和美国哈佛大学研究人员Federico Capasso领导的团队合作设计出新镜头的Reza Khorasaninejad介绍说，“它们想拥有高分辨率的成像系统，但最终拥有的是沉重的头盔。”

相反，超材料能利用和光波波长本身同样小或者比其更小的结构，将光线朝着一个普通点弯曲。“我们的镜头是平的，但我称其为虚拟弯曲。”Khorasaninejad表示。

该团队利用电子束，从一大块二氧化钛中“雕刻”出纳米薄膜——整体看上去像全球最小巨石阵的600nm高方块。他们将该镜头安装到一片提供刚性背衬但无须自己聚焦任何光线的薄玻璃上。通过二氧化钛镜头，纳米薄膜被沿着不同的角度旋转，以捕捉使其将光线聚焦在一起的偏振光。

他们测试了3种被调整到红色、绿色和紫色光线的镜头。和拥有类似光学性质的55mm厚尼康显微镜相比，每种都能更加敏锐地聚焦光线，即便这种600nm厚的超材料镜头比尼康的薄10万倍。同时，有别于此前处理可见光波长的超材料镜头，这种设计不会在处理过程中失去很多光线。（中国科学报）

科学家发现可用于穿戴的新型纳米材料

据外媒报道，近日科学家已经研发出一种新型的可弯曲、可伸缩的纳米材料。这种材料可以应用于智能穿戴设备以及制造其他智能型材料。

这种材料是由芝加哥伊利诺伊大学和高丽大学的科学家合作研发。这种薄膜型纳米材料是由错综复杂的转向纳米纤维丝网构成，丝网采用电镀技术并依附于固体基质上。除了可弯曲和可伸展性，它还具有透明和高导电性的优点。

研究人员在介绍这種薄膜材料时表示，它不仅可用于制造智能穿戴设备，“自动连接纳米镀铜丝网”技术还可用来制造柔性太阳能电池和柔性触摸屏。

芝加哥伊利诺伊大学机械工程教授亚林表示，研发这种透明导电材料是一项非常困难也非常重要的工作。科学家们在之前的研究中已经研发出了智能表皮材料，但它的导电性远远不及这个新款的纳米材料，两者之间的导电性相差10倍。试验证明，最新的这款纳米材料在拉伸和弯曲后其导电性并未受到任何影响。（中关村在线）

日本开发高效尾气净化催化剂用新合金纳米颗粒

据报道，日本大分大学、九州大学、京都大学等组成的研究小组2016年6月24日宣布，发现钯（Pd）和钌（Ru）以原子水平混合的固溶型合金纳米颗粒显示出了与铑（Rh）为同等以上程度的汽车尾气净化性能。Rh属于贵金属，稀少而昂贵，其全球产量的80%以上被用于汽油车用三元催化剂，因此用户要求开发出能够替代Rh的新物质。

研究小组将目光瞄准到元素周期表中位于Rh两边的Pd和Ru。这两种元素与Rh相比不仅资源量丰富而且价格低廉，因此只要制造出以原子水平混合这2种元素的合金，就有望形成性质与Rh相似的价格低廉的新物质。

以前的研究中使用纳米化和化学还原的方法成功合成出Pd和Ru以原子水平混合的PdRu固溶型合金纳米颗粒（PdRu-NPs）。此次开发了使用PdRuNPs的负载型催化剂，评测了在Rh催化剂的代表性用途、即汽车尾气净化反应中的催化剂性能。

结果发现，在低温下用Rh以外的催化剂难以净化的氮氧化物（NOx）可利用PdRu-NPs有效去除，该合金显示出了非常高的催化剂性能，其水平与Rh相当，甚至在200℃以下的温度范围内还可超过Rh。另外，对于去除氮氧化物以外的尾气成分（一氧化碳、丙烯），PdRu-NPs也显示出了非常出色的催化剂性能。

研究小组根据密度泛函理论，从理论上研究了PdRu合金的电子结构（状态密度），发现PdRu合金的电子结构具备与Rh非常相似的特性。另外，这一特性是通过Pd和Ru以原子水平混合而首次发现的。这一结果表明，PdRu-NPs作为在电子结构上与Rh具备同等特性的“类铑金属”发挥了作用，从而促进了NO的分解。

PdRu固溶纳米合金不仅可用于汽车催化剂，而且还有望在目前使用Rh的多种用途及领域中作为类铑金属使用。另外，此次的研究成果还表明，通过以原子水平将该合金与其他元素混合，还可实现目标元素的性质及特性（DOS工艺）。今后有望通过组合多种元素再现稀有元素的特性，有助于开发出功能超过已有元素的新物质。（日经BP社）

北大联合苏州大学在新型多金属纳米晶氧气电催化剂研究中获进展

高效氧气电催化剂是实现高性能的燃料电池、水裂解器件和锂空电池的关键。减少或取代昂贵的铂（Pt）基催化剂并降低氧气还原的过电位是目前燃料电池催化剂研究的一个重要方向。目前主要是通过两种方案设计高效氧还原催化剂：一是设计合成Pt基多金属纳米材料，利用合金效应和核壳结构等增强Pt催化剂效率；另一途径是采用非贵金属的碳基材料，但是目前其催化效率一般是低于Pt基催化剂。

据报道，近日，北京大学工学院郭少军研究员课题组和苏州大学黄小青教授合作，探索了高效有序CuPd基纳米晶催化剂，发现经过热转换后体心立方结构可以显著提高催化氧还原的活性和稳定性，并实现对于Pt催化的超越。密度泛函理论（DFT）计算发现，CuPd基纳米晶结构转变后氧气与Pd表面的吸附能实现了优化，促进氧催化动力学。

目前该课题组的金属纳米晶催化工作为探索以胶体化学方法精确控制纳米晶结构，实现高效金属基氧气催化剂提供了重要指导。（北京大学）

光电所在碳纳米管增强反应烧结碳化硅复合材料研究中取得进展

据报道，中国科学院光电技术研究所轻量化中心在碳纳米管增強反应烧结碳化硅复合材料研究中取得新进展：采用碳包覆碳纳米管，渗硅过程中原位反应生成S i C包覆层，可有效地保护碳纳米管，从而增韧补强碳化硅（SiC）。

空间应用技术的发展对空间光学系统提出更高的要求，近几年，碳化硅反射镜的发展格外引人注目。碳化硅陶瓷本身具有较大脆性，增韧补强反应烧结碳化硅复合材料是其得以在苛刻的空间环境中更为广泛应用的基础。

该研究中采用酚醛树脂裂解碳与Si原位反应在碳纳米管表面生成SiC包覆层，制备不同含量的碳纳米管（MWCNTs）增强反应烧结碳化硅（RBSiC），复合材料的抗弯强度从236MPa提高至365MPa。该研究中碳化硅复合材料的断裂韧性远远高于文献报道的有关碳化硅晶须、碳纤维增强反应烧结碳化硅复合材料。利用扫描电子显微镜观察断口以及裂纹扩展，分析复合材料的增韧补强机理主要是碳纳米管的拔出、偏转与桥接。如此综合性能优良的碳化硅复合材料将来可以用于光机结构件的制备。（中国科学院光电技术研究所）

宁波材料所在纳米复合水凝胶及其器件研究方面取得系列进展

水凝胶一般由含水的三维聚合物网络构成，含水率可达99%，其软湿特性与生物组织有相似之处，在组织修复与替代、仿生器件、仿生智能材料等领域具有重要的应用前景。传统的聚合物水凝胶结构单一，缺少能量耗散机制，强度和韧性较低，限制了其实际应用和功能开发。深入研究水凝胶的结构与力学性能的关系，通过分子和结构设计，制备高强韧水凝胶，实现其机械性能的可控调节，是发展功能水凝胶材料的基础，一直受到学术界的重视。近年来，国内外学者针对水凝胶的增强增韧开展了大量研究，发展了一系列各具特色的新型高强韧水凝胶体系。一方面，高强韧水凝胶的增强增韧机制还需要深入系统研究，另一方面，需要发展功能型高强韧水凝胶，以推动其应用技术发展。

据报道，中国科学院宁波材料技术与工程研究所在强韧型纳米复合水凝胶方面开展了系列研究，取得了系列研究成果，揭示了多种纳米颗粒通过化学键合或物理吸附等方式增强增韧高分子水凝胶的机理；在此基础上，合成了多重响应型水凝胶，并构建了双层水凝胶驱动器。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）

中英纳米能源研究中心落户武汉光谷

据报道，6月30日，中英纳米能源材料研究中心落户武汉未来科技城地标“马蹄莲”。该中心由华中科技大学与英国利物浦大学合作共建，专注纳米技术在新材料领域、特别是氢能材料领域的应用，英国皇家科学院院士安德鲁·库珀任中心负责人。

库珀称，中英纳米能源材料研究中心将针对太阳能制氢、能源存储材料、材料计算模拟等3个方向，展开技术及产业化研究，希望整合中英学术及人才优势，打造国际一流的新能源材料研发平台。

据悉，安德鲁·库珀为中组部“外专千人”专家，被权威机构评为“全球最杰出100位材料学家”、“全球最杰出100位化学学家”，先后领导筹建了利物浦大学材料中心和材料创新工厂、斯蒂芬森可再生能源研究所，并与联合利华、英国石油、艾克森石油等世界500强企业建立联合实验室。（湖北日报）

西安光机所超构材料技术研究获进展

据报道，近日，中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室百人计划研究员张鹏与黑龙江大学、华中科技大学、香港理工大学和美国密西根大学等研究单位合作，设计了一种螺旋式超构材料并应用该材料实现了声速减慢和波束相位调控。

通过设计作为基本构造单元的微结构，超构材料可以实现自然材料所不具备的奇特物理性质（例如负折射和超大折射率等），在电磁领域、光学、声学以及信息能源等领域具有巨大的应用前景。如何有效地减慢波的传播速度，实现对波相位的调控以及增强波与物质间的相互作用，一直是电子、光学以及声学等领域的前沿热点课题。以往所提出的减慢波束的方法大都基于材料的色散或结构的局域共振，因此这些方法仅适用于很窄的波段范围。文章中提出的螺旋式超构材料是通过波阵面在传播过程中的旋转来实现超高的等效折射率，从而极大地减慢波束。该方法不涉及材料的色散和结构的共振，从而可以在很宽的频率范围内工作。同时通过微调基本构造单元的螺旋度，可以轻松实现对波相位在0～2p范围内的调控。利用该超构材料形成的阵列，实验上成功地实现了自加速无衍射波束的产生。（中国科学院西安光学精密机械研究所）

我国2015年已申请2 200多项石墨烯专利技术

据报道，截至2015年我国已申请了2 200多项石墨烯专利技术，占世界石墨烯专利总数量的1/3。

有预测称表示，“十三五”期间，石墨烯产业将逐步形成电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料、海洋工程用石墨烯基防腐涂料、柔性电子用石墨烯薄膜、光电领域用石墨烯基高性能热界面材料在内的4大产业集群，全行业产业规模有望突破千亿元。

目前，行业发展呈现冷热不均的局面，一是学术界、资本界、媒体的热与产业界的冷；二是政府招商的热与落地配套政策的冷；三是中国群众式的热和发达国家注重长远的冷。

对此，有专家建议，首先应在石墨烯应用技术方面取得突破，刺激产业界的投资欲望；其次，政府应该加快建立相关政策体系，配套政策具体化、细则化，不能仅仅停留在大方向上；最后，加大下游应用领域研发，发挥市场在石墨烯产业化进程中的驱动作用。（中商产业研究院）

北方石墨烯应用研究中心落户宝坻

据报道，6月17日，京津新城建管委与天津宝坻紫荆创新研究院、深圳烯旺新材料科技股份有限公司签署协议，联手打造北方石墨烯应用研究中心。

北方石墨烯应用研究中心落户宝坻，对于培育新的经济增长点、加快产业布局调整、推进传统产業转型升级，具有重要的现实意义。据了解，此次签约三方将主要围绕建设石墨烯应用研究中心、特色领域推广应用、重点行业示范工程、产学研用协同推进、人才培养五个方面展开合作。（宝坻报）

重庆高新区石墨烯正式步入产业延伸领域

据报道，重庆墨希科技有限公司充分依托石墨烯薄膜柔性优势正式进军柔性穿戴领域，第3代石墨烯手机——柔性手机方案已定，预计今年底完成样机研制。这标志着重庆高新区石墨烯产业正式步入产业延伸领域。与此同时，随着香港鑫龙科技手机方案公司、智能穿戴整机制造商等企业的入驻，重庆高新区金凤园区围绕石墨烯产业打造的完整产业链已形成，并逐步实现了产业延伸。

据了解，石墨烯柔性手机将主要先行应用于工程领域。从设计方案图来看，手机正面是可弯曲的石墨烯柔性显示屏，背部则犹如环环相扣的金属表带，整个手机可完全弯曲环绕手腕。不过，虽然设计方案的手机屏幕为彩屏，但墨希科技透露，首批面世的柔性手机将选择更为稳定的黑白屏幕。（重庆日报）

盱眙“纳米凹凸棒石联盟标准”通过省验收

据报道，6月2日，由江苏省质监局组织考核组对盱眙《纳米凹凸棒石联盟标准》进行了评审验收，专家组全面审查了该标准的完整性、先进性和实用性，一致同意通过了该标准。

“该项联盟标准的发布，填补了我市联盟标准的空白。”下一步，县凹土协会和市场监管局将进一步总结经验、完善机制、提升水平，并不断扩大实施该联盟标准企业数，争取早日将联盟标准上升为行业标准或地方标准。（盱眙政府网）

富勒烯产业将迎来迎来爆发

据报道，6月21日，厦门福纳新材料科技有限公司董事长朱常锋表示，富勒烯产业化后的市场非常巨大，预计可以达到1万亿美元。拥有稳定富勒烯制备技术的企业就站在这个市场门口，一两年内就会迎来爆发。

朱常锋表示，福纳公司延伸了其他富勒烯材料的生产和功能化改进，实现富勒烯原材料全系列产品的供应，与相关科研院所和下游应用企业紧密配合，推进富勒烯材料在生物医药、化妆品、保健食品、工业润滑油等方面的应用，积极推动富勒烯产业的发展。福纳公司主攻的材料Gd@C82也是一类内嵌富勒烯，这种特殊材料的制备难度非常大，福纳公司是目前全球唯一一家能够实现年公斤级量产材料的企业。其在抗肿瘤生物医药方面有着非常出色的表现。我国在金属富勒烯对肿瘤的诊疗一体化研究方面走在世界的前头，目前所拥有的技术处于国际领先水平。

在朱常锋看来，作为新材料行业的开拓者和先行者，前景虽然光明，但是道路是坎坷的，而且一开始的前行是孤独的，需要足够的勇气和力量披荆斩棘支撑前行。新材料从发现的耀眼光环到制备量产的层层攻关再到最终应用的价值体现，过程通常都很漫长。促进细分领域的产学研结合，同时积极与政府和资金接触，保持和下游企业的紧密合作，多方一同推动富勒烯应用的发展。

朱常锋建议，希望政策能够在项目投资保险等方面给予新材料企业更大支持，能够提供更多的项目宣讲和对接平台进行更多更广泛更深入的交流。同时，希望政策对企业引进高层次人才给予更多的政策鼓励。“对于行业标准，我们希望能够有更多的培训机会，培训如何制订相关企业标准，或者能够与相关资质单位一起参与制订行业或国家标准，促进行业的规范化发展”。（中国企业报 ）