纳米材料

乌克兰科学家研发纳米级超薄硒化铟

纳米级超薄硒化铟是一种具有独特性能的类石墨烯新半导体材料，其厚度从一层（约0.83nm）到几十层不等。这种新半导体材料的电学和光学性能研究是在2010年物理学诺贝尔奖得主—英国曼彻斯特大学教授安德烈·海姆的实验室进行的。近日乌克兰和英国科学家在《Nature Nanotechnology》杂志上发表联合文章，认为硒化铟的实际应用有可能导致纳米电子学的革命。

该种半导体材料的纳米膜是从与石墨烯结构相类似的硒化铟层状晶体大量锭中得到。2013年科学家们首次从硒化铟层状晶体中剥离原子薄膜，2016年研究出这种材料厚度从1个纳米到几个纳米的光学和电学性能。通过乌克兰和英国科学家的联合研究，硒化铟层状晶体成功剥离至单层状态。有趣的是，正如2004年首次获得石墨烯一样，剥离硒化铟的其余层也是使用的普通胶带。

科学家们发现，这种材料的超薄纳米层具有定性区别于其他类石墨烯二维（2D）晶体的独特性能。因此，获得的硒化铟样品中，电子的迁移率（即速度）很高，尤其是与二硫化钼和二硒化钼相比，这个参数值很高。这一重要特性使得其在提高设备性能方面显得尤为重要。

乌克兰国家科学院物理和数学研究所切尔诺夫分院的研究团队是乌克兰为数不多的系统从事类石墨烯二维（2D）晶体研究的团队，他们还积极开展新功能混合范德华納米异质结构研究，特别是与其他所有已知的类石墨烯2D晶体相比，纳米异质结构石墨烯/多层硒化铟光敏性记录值特点明显。（科技部）

我国建设世界最大纳米真空互联实验室

据报道，世界首个集材料生长、器件制备、测试分析为一体的纳米领域大科学装置——纳米真空互联综合实验站正在我国江苏苏州工业园区建设。这个实验站相当于在太空建设了一个全真空的纳米器件研发平台。

正在建设中的这个纳米实验站是目前世界上最大的真空互联科研装置。其总体方案是：用总长近500m的超高真空管道，将上百台用于材料生长、器件制备、测试分析的大型仪器设备互联，实现样品在不同设备之间传送时其表面不被氧化、沾污，不被外界大气环境所破坏。中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员、纳米真空互联实验站常务副总指挥丁孙安说，实验站通过超高空间分辨、时间分辨、能量分辨、质量分辨等的高端能力仪器设备，对物质的“本征性质”进行研究，从而实现量子材料的设计、制备和表征，后摩尔时代器件加工和测试分析，同时开展新材料、新工艺、新结构和新功能的开发和研究，以及形成第3代半导体工艺包。

“这个实验装置是在类似太空的全真空环境下的纳米器件研发平台，相当于把现有的加工设备统一搬到太空。”丁孙安说。

纳米真空互联实验站是依托中科院苏州纳米所，联合清华大学薛其坤院士团队、中科院大连化学物理研究所包信和院士团队建设的。一期建设由中科院、江苏省、苏州市和苏州工业园区共建，预计2018年建成，建设经费3.2亿元。一期建成后将连接30多台设备，形成100m的真空管道。整个实验站的总预算是15亿元。

苏州工业园区是全球纳米领域具有代表性的8大产业区域之一。中科院纳米所所长杨辉说，在此建设纳米真空互联实验站，是力图通过真空条件下的互联集成和若干重大项目验证，突破现有仪器设备的功能限制，实现材料制备、测试分析与微纳加工工艺等方面协同效应，为科研和战略性新兴产业发展提供先进的、开放性的平台。（科技日报）

常州石墨烯产业诞生第1家上市企业

据报道，3月20日，常州市碳元科技股份有限公司A股在上海证券交易所上市。作为一家先进碳材料研发生产企业，碳元科技成立仅6年就在主板上市，实属罕见。

碳元科技位于西太湖科技产业园，是国内开发、制造与销售高导热石墨散热材料的领先企业，产品用于智能手机、平板电脑、液晶电视、LED灯等电子产品的散热。公司此次发行股票5 200万股，募集资金4.09亿元，用于搬迁扩建和研发中心项目，为实现“世界领先消费电子散热方案提供商”目标夯实基础。

碳元科技是常州市先进碳材料企业上市第一股，对于常州打响“东方碳谷”品牌具有重要意义。同时，常州在细分行业拥有“隐形冠军”200多家，希望上交所提供更多指导和帮助。常州制造业基础很好，上交所将进一步服务好常州企业登陆资本市场。（常州日报）

发展“新材料之王”成都将建石墨烯产业园

据报道，成都市将对标国际国内先进城市，抓紧研究制定成都市石墨烯产业规划和支持政策，建立石墨烯研发、技术创新和产业化专项基金，大力支持石墨烯应用研发和技术创新，鼓励石墨烯研发专家来蓉创办、领办或技术入股石墨烯产业公司，形成石墨烯产业、人才、技术向成都市加快集聚的有利政策环境。同时，成都还将加快研发攻关和技术突破、整合各类资源，加快形成石墨烯设备研发、产品生产、下游应用的完整产业链。并结合成都市电子信息、汽车、轨道交通、航空航天等产业发展特点和优势，积极开展石墨烯产业招商引资工作，加快引进一批高端石墨烯应用产业化项目落户成都市。未来成都还将设立石墨烯产业园，加强投融资引导，鼓励各种资本参与，推进产业发展。（成都商报）

国内首个国家级石墨烯检测技术公共服务平台验收

日前，江苏无锡市科技局组织相关部门对无锡市石墨烯检测技术公共服务平台进行验收。该平台依托江苏省特种设备安全监督检验研究院建设，是国内首个行政许可建设可提供第三方检测服务的国家级石墨烯检测服务平台。

平台覆盖绝大部分常规石墨烯检测业务能力范围，具备石墨烯材料形貌分析、结构分析、导热导电分析等领域检测服务能力，部分项目已获得CNAS能力资质认定。

通过验收的石墨烯检测技术公共服务平台将为无锡及周边地区的石墨烯产业，提供原料测试、产品检测、技术咨询等全方位的技术服务。平台以服务无锡的石墨烯代表企业为导向，协助企业的原料及产品检测，协助企业的科研发展，推动无锡石墨烯产业的兴起，同时也填补了石墨烯检测标准领域的国内空白。（无锡市惠山区人民政府）

总投资4.9亿元的石墨深加工与石墨烯研发生产项目落户兴和

兰察布市兴和县矿产资源丰富，是中国3大石墨基地之一，境内已探明的矿藏有石墨、膨润土、硅线石、石灰石、蓝宝石、大理石、玄武岩和白云母等30多种。其石墨矿为天然磷片状石墨，地质储量3 733万t，品位在2.5%～5%之间。兴和县共有10多家石墨矿山企业，年生产中碳石墨达1.5万t。由于鳞片石墨性质优良、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、抗磨、抗压、并且具有导电性，所以广泛应用于钢铁、机械、冶金、耐火材料、化工、新型电子工业等行业。

据报道，近日，总投资4.9亿元的兴和县盛华矿业有限公司石墨深加工与石墨烯研发生产项目正式落户兴和。该项目由兴和县盛华矿业有限公司投资建设，总投资额为4.9亿元。项目分三期建设，其中一期投资1.96亿元，二期投资1.47亿元，三期投资1.47亿元。项目正在做前期准备工作，预计年内开工建设，全部工程于2018年3月建设完成。

石墨烯复合纤维新材料纺织品引发关注

3月15-17日，在上海举行的中国国际纺织纱线展览会上，“中国智造”的石墨烯纤维引发关注。许多专家表示，目前石墨烯的应用分为重应用和轻应用2种，重应用需要大量资金的投入和较长周期的开发，从而根本上借助石墨烯单层原子优势替代传统材料，比如石墨烯在电池、半导体芯片等领域的应用，但这类应用受限于目前的技术和产量无法迅速普及，大多还停留在实验室阶段。

而石墨烯的轻应用是面向民用的、可以快速实现产品化并能够给消费者带来较高性价比的应用，比如石墨烯发热和过滤。值得一提的是，目前已有企业将石墨烯应用到纺织领域。近年来，石墨烯在纺织领域的应用日益广泛，石墨烯制备高性能纺织纤维及进行纺织品功能整理也渐成行业研究热点。

兰州大学教授拜永孝认为，石墨烯织物是指石墨烯材料与普通纺织品有效结合，在保持纺织品各项基本性能的同时，具有石墨烯某一种或几种独特性质的纺织产品。石墨烯纺织品在导电、防辐射、防紫外线、抗菌、特殊防护和智能织物等领域都有巨大的应用前景。据了解，目前已有家纺企业开始将石墨烯进行产业化应用，并成功制造出集超强低温远红外、抗菌抑菌等多种功能于一身的石墨烯健康产品，在改善微循环、促进新陈代谢方面起到了至关重要的作用。

国产新型石墨烯薄膜吸附率创新高

据报道，近日，江苏师范大学李海涛教授课题组率先成功开发了一种石墨烯多功能复合膜。据发表在《自然》杂志子刊《Scientific Reports》上的研究成果显示，这种超轻超薄的石墨烯—活性炭薄膜吸附效率，对包括抗生素在内的颗粒状物体可达99.99%。

“很多研究基于各种类型的纳米材料，构建了一系列新颖的超薄且渗透通量很高的功能性分离膜。在这些纳米材料中，氧化石墨烯纳米薄膜作为一种典型的单原子二维纳米材料，具有极高的分离效率，成为一种全新的薄层分离膜。”李海涛说。但是，纯氧化石墨烯制备的滤膜，层间距很小，导致水渗透通量不足、耗时长、不耐高压且易碎。

为解决这一问题，李海涛课题组将活性炭（AC）插入了氧化石墨烯（GO）薄层膜制备出一种复合多孔碳膜微纳材料。活性炭（AC）纳米颗粒结构本身具有独特的官能团，如羧基、羰基、酚、内酯、醌等，这可以有效增大复合膜本身的吸附能力。

“我们利用活性炭材料之间的协同作用，制备了基于氧化石墨烯的复合薄膜材料，实现了对引用水中抗生素物质的完全去除。”李海涛说。氧化石墨烯表面含有丰富的含氧官能团，借助于“π-π”作用以及范德华力，氧化石墨烯对多种有机物具有良好的吸附效果。“纳米活性炭的加入，不仅在氧化石墨烯片层之间起到了良好的骨架支撑作用，也极大地提高了石墨烯薄膜材料的吸附能力。”李海涛说，同时，活性炭材料有效地增加了氧化石墨烯的层间距离，实现薄膜材料比表面积的有效提升。实验证明，与其他材料相比，该复合材料对强酸、强碱均有很好的耐受性，应用范围较广。（科技日报）

中科院石墨烯基超级电容器研究获突破

据报道，近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所博士王奇和南京师范大学教授韩敏课题组合作，在高性能杂原子掺杂石墨烯基纳米结构的规模化制备及其在柔性全固态超级电容器应用方面取得新进展。。

为满足人们对柔性可穿戴电子产品日益增长的需求，迫切需要发展柔性全固态功率源或能量储存装置。要想实现这一目的，关键在于设计开发出兼具优异储能和机械性质的电极材料。杂原子掺杂石墨烯以及2D层状金属硫化物（LMCs）纳米结构的出现，为高性能电极材料的设计带来了新的契机，但其储能性能（能量密度、循环稳定性等）尚需进一步提高。能否将上述2类材料有效“联姻”或耦合，从而发展出高性能的电极材料，至今仍是材料科学和化学领域极具挑战性的课题。

针对上述问题，王奇和韩敏课题组开展了合作研究，利用可控热转换油胺包裹的SnS2-SnS混相纳米盘前驱物的策略，巧妙地将有机分子的碳化、掺杂、相转换和自组装等重要的物理化学过程集成于一体，首次成功实现了硫掺杂石墨烯（S-G）和SnS杂化纳米片的原位合成与组装，得到了新颖的3D多孔SnS/S-G杂化纳米建筑。相比传统合成策略，该方法具有简单高效、重现性好、可规模化制备等优点，为延伸和拓展掺杂石墨烯材料在清洁能源、光电和传感等重要技术领域的应用奠定了基础。（中国科学院）

金属基石墨烯复合材料技术获重大突破

据报道，日前，由江苏中天科技股份有限公司牵头，联合中国科学院过程工程研究所共同研制的金属（铝）基石墨烯复合材料（下称“复合材料”）取得突破性进展。该复合材料在保證实现实验室性能数据的前提下，已在工业化连铸连轧生产线上成功试生产，在石墨烯应用于金属领域的发展道路上迈出了关键一步。

石墨烯及其相关应用技术是目前全球关注的热点，石墨烯具有独特的二维结构、高强度、高导电性能和高导热性能等超强的力学和功能特性，被认为是最理想的复合材料，相关课题的研究也成为复合材料领域的热点方向。由中天科技和中科院共同开展的金属基石墨烯复合材料项目，瞄准中天现有主营产业——铝及铝合金架空导线领域的关键瓶颈，即抗拉强度与导电率的矛盾关系进行研究，目标是在相对于传统材料导电率不降或微降的前提下，大幅度提升材料抗拉强度。该项目成果将为我国电网建设提供全新、革命性的导线产品选项，衍生出的新型导线品种将在节能降耗、抗重冰、大跨越等多个领域有所突破。

该项目在全球范围内首次成功使用工业化连铸连轧方法，批量制出了铝基石墨烯复合材料杆材，相对于此前的批次化生产，将具有更高的产能、更低的成本，对该复合材料未来的产业化推广具有重要意义。项目实施过程中，采用针对性工艺研制的复合材料，其抗拉强度提升25%～50%，该数值与实验室研究阶段及批次化中试阶段获得的数据基本一致，达到国内外同类研究成果中的先进水平。

该项目开发的独特石墨烯添加工艺，不仅有效解决了石墨烯与铝之间难以浸润的问题，还实现了石墨烯在连铸连轧过程中的在线添加。该技术的掌握，不仅为石墨烯在架空导线领域的应用提供支撑，而且能在大多数铝及铝合金材料领域应用，结合其他工艺调配，使新型复合材料获得针对性更高的性能。（国家电网报）

华谊、华理携手共建上海化工新材料科技创新中心

据报道，近日，华谊集团与华东理工大学就进一步推进校企合作进行洽谈。双方一致认为，应强化优势互补，服务国家战略，对接上海科创中心建设和双方自身发展，推动产学研深度合作，共建上海化工新材料科技创新中心，推动化工行业绿色发展与可持续发展。同时双方将在联合筹建国家重点实验室、共建吴泾国际化工新材料科技园、共建化工新材料国际技术转移中心和重大工程建设4个方面开展深度合作，并就推进合作意向落地确定牵头人。

上海华谊（集团）公司是由上海市政府国有资产监督管理委员会授权，通过资产重组建立的大型化工企业集团，其前身是上海市化学工业局。华谊集团是上海化学工业区主要开拓者和建设者，也是上海化学工业发展有限公司主要股东之一。

华东理工是国家“211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设院校之一，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员高校之一。华谊集团和华东理工一直有着深厚的战略合作渊源，在化工、新材料等学科领域具有优势，拥有合作发展的良好基础。此次进一步的合作对服务于国家战略需求、对接上海科创中心建设和双方自身发展，都意义重大，在“十三五”和供给侧改革的大背景下对于推动化工行业的绿色可持续发展起了良好的示范作用。（上海市国有资产管理委员会）

宁波材料所提出金属陶瓷超材料薄膜制备新方法

人们常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之强大，而用巧夺天工来形容人工事物的巧思以及由此引发的击节赞叹。一般认为超材料是具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，它们在超快光调制、负折射率、倏逝波传播、反常多普勒效应、亚波长成像、隐身、全光通讯、手性识别、光子晶体等领域具有重大应用价值。

然而，超材料的制备问题一直困扰着众多研究者。目前常见制备工艺有电子束光刻、激光直写、聚焦离子束刻蚀、模版辅助的电化学沉积等，这些方法有以下不足：难以大面积制备、制备成本高企、工艺流程繁琐冗长且难于控制等。特别以模版辅助电化学沉积为例，受制于模版本身尺寸所限，超材料的微结构几何特征尺寸难以进入10nm范围内，而且需要导电衬底，所得材料还有化学残留之虞。

近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所副研究员高俊华和研究员曹鸿涛提出了金属陶瓷超材料薄膜制备新方法，采用传统的射频共溅射沉积工艺，辅以衬底偏压，制备了定向排布Ag金属纳米线/氧化铝陶瓷复合超材料薄膜，纳米线间距（轴心到轴心）进入sub-5nm区间，阵列中纳米线平均直径约为3nm；纳米线长径比可根据沉积时间来灵活调整；利用PVD镀膜良好的扩展性，不仅能实现大面积超材料薄膜的制备，还能方便地以“盖楼”的方式构筑多层超材料薄膜结构，其中不同层之间可以具有相同的几何结构特性（直径，间距，长径比），亦可以“个性化定制”各個层的结构特性；此外，由于是在近似室温下制备，故无需单晶或者导电衬底，甚至可以在PET等柔性衬底上制备，为柔性超材料这一新兴概念提供了实物支撑，如下图所示。研究人员从经典热力学 （金属银和氧化铝复合物是相分离体系）、界面结合力、施加衬底偏压后的沉积区域的溅射粒子动力学分析，辅以对比实验（施加衬底偏压与否）和高分辨微结构观察，澄清了Ag金属纳米线/氧化铝陶瓷复合超材料薄膜直接生长的物理化学机制。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）