纳米材料

欧洲研究人员开发出由石墨烯纳米带制造的纳米晶体管

据报道，近期，瑞士联邦材料科学与技术实验室联合马克斯普朗克聚合物研究中心和加州大学伯克利分校，共同开发出由石墨烯纳米带构建的纳米晶体管，向实现下一代纳电子器件研发迈出重要一步。

为生长出具有理想电学性能的纳米带，研究人员先在超高真空条件下将预先制备好的前驱体蒸发掉，然后，经过几个工艺步骤之后，这些分子就像拼图一样重新在金质基底上连接成所需形状的石墨烯纳米带。这些纳米带的宽度大约为1纳米，长度最大50nm。

为此，研究人员使用介电常数更大的二氧化铪代替二氧化硅作为介电层，从而较小了介电层的厚度，不至于对器件的电学特性产生影响。

将来，石墨烯纳米带在晶体管衬底上不能再以十字交叉的形式排列，而应该沿着晶体管沟道进行精准的排列。这样才能大大减少非功能性纳米晶体管的数量，提高纳米晶体管的制造良率。（工业和信息化部）

以色列大力实施纳米技术计划

据报道，“以色列国家纳米技术计划”于2007年设立，是以色列推动纳米研究发展的一个中长期规划，充分利用以色列的学术和工业资源，推动纳米科研和产业化。计划管理采用董事会制度，由以色列学术界、工业界的科学家和企业家组成，董事会成员由经济部首席科学家任命。鉴于在第一个5年所取得的成就，该计划决定再持续五年，但将工作重点从基础设施建设方面转向纳米技术应用研究和工业化方面。

“以色列国家纳米技术计划”实施至今已取得丰富成果。据2016年公布的统计数据，在过去近10年计划实施中，有1 250名研究人员参与了计划研究，其中包括150名世界级的著名专家学者；吸引了200家与纳米有关的企业参与，其中65%是初创企业，而且直接催生了50家初创企业；促使学术界和工业界形成了1 660个联合体，合作研究、开发和产业化；产生了1 590个专利，其中769个专利已得到授权。

长期关注以色列基础设施研究的塞缪尔·尼曼研究所发布报告称，在政府、高校和民间机构的努力下，“以色列国家纳米技术计划”极大地促进了以色列纳米研究基础设施的建设。依托著名高校，以色列已建成6个国家级纳米研究中心，分别设在以色列理工学院、希伯来大学、魏茨曼科学院、本古里安大学、特拉维夫大学和巴伊兰大学。

“以色列國家纳米技术计划”在技术研究、产品开发、成果转化、企业孵化、人才培养等方面取得了全方位的进展，提升了以色列在纳米领域研究创新的实力。（科技部）

美以科学家开发新技术制造纳米多孔材料

据报道，美国芝加哥大学伊利诺伊分校、德克萨斯大学和以色列魏茨曼科学研究所的合作研究小组开发出一种新技术，制造具有独特性质的新型纳米多孔材料，可用于过滤分子或光。该研究结果发表在《科学》杂志上。

基于纳米颗粒可自行组合成具有特殊光学、磁性、电子及催化性能的格状结构的特性，魏茨曼研究所的科学家利用核心分别为磁铁和金的2种纳米颗粒制造出薄晶格结构。在这一过程中，纳米颗粒自行组合在干燥溶剂层上，而干燥溶剂层则漂浮在纳米颗粒不溶的液体中。

研究人员发现，薄溶剂层上纳米颗粒的自行组合机理与在大量溶剂中呈现明显差别。他们还开发一种新技术对纳米颗粒进行化学蚀刻，所形成的材料具有微小、规则的孔，随后科学家使用原子分子动力学模型来准确模拟纳米颗粒的组合过程。发现该过程中，不同液体会导致纳米颗粒形成不同结构。

基于对纳米颗粒及不同液体的已知属性，科学家能够预测不同晶格结构形成的原因。通过改变纳米颗粒及液体的类型，科学家就可创造出多种新型纳米多孔材料。（科技部）

基于石墨烯的防弹材料比钻石更坚硬

据报道，大部分防弹衣往往是厚重的，不过如果纽约市立大学进行的研究取得成果，情况可能可以改变。在Elisa Riedo教授的领导下，科学家们已经确定，基于2层石墨烯的防弹材料可以比钻石还坚硬。石墨烯是由碳原子以蜂巢的形式连接在一起的，是只有一个原子层厚度的准二维材料。石墨烯被认为是世界上最强的材料。

这种被称为diamene的新材料是由碳化硅基板上的2个石墨烯片组成。它被形容为像铝箔一样轻便灵活——就其正常状态而言。当在室温下施加突然的机械压力时，它暂时变得比块状钻石更坚硬。

这种新材料是由纽约市立大学副教授Angelo Bongiorno设想的，他开发的计算机模型表明这种材料应该可以发挥作用，只要2个石墨烯片正确对齐。Riedo及其同事对实际Diamene样本进行了测试，这支持了 Bongiorno的发现。有趣的是，硬化效应只发生在使用2片石墨烯时。有关这项研究的论文最近在《自然纳米技术》杂志上发表。（cnbeta）

国外科学家基于石墨烯和量子点造太阳能电池

据报道，俄罗斯大学和日本法政大学学者组成的一个国际小组开始启动在石墨烯和量子点基础上制造混合平面结构的工作。

石墨烯拥有极高的导电能力，使它成为毫微电子学所需要的非常富有前景的材料。莫斯科物理工程学院纳米生物工程实验室学者伊戈尔·纳比耶夫说：“我们将开展科研工作，让人了解如何提高现有太阳能电池的效率，最终研发出比现在效率更高的太阳能电池样品。”

项目完成后将获得新一代高效系统样品，在把太阳光转化为电能方面极富竞争力。纳比耶夫认为：“新系统的效率将提高几个百分点，有望给可再生能源领域带来现实突破。”（科技日报）

研究人员借纳米技术造植物“台灯”

据报道，美国麻省理工学院等机构研究人员日前在美国《纳米通讯》杂志上报告说，他们向豆瓣菜叶片中植入纳米粒子，成功让其发光，且持续时间可达数小时。

研究人员选取了让萤火虫发光的荧光素酶、荧光素以及一种被称为辅酶A的分子，分别将其放入不同类型的纳米粒子载体中。为了让这些粒子进入叶片，他们首先将这些粒子悬浮在溶液中，再将植物浸入其中，借助高压使粒子通过气孔进入叶片。实验中，纳米粒子释放荧光素酶等分子后，植物得以发光，且持续时间达到3.5 h。虽然一株10 cm高的豆瓣菜苗目前所发的光仅是阅读所需亮度的1/1000，但研究人员认为，进一步优化组分浓度和释放速率后，亮度和发光时间均有望提高。研究人员说，希望随着技术不断完善，将来能够通过往叶片上涂抹或喷洒纳米粒子来让植物发光，让盆栽成为“台灯”，甚至让路边树变身“路灯”。（天津日报）

国家纳米中心等在晶体光学各向异性研究中获进展

据报道，近日，国家纳米科学中心戴庆团队和美国石溪大学教授刘梦昆等合作，利用近场光学技术克服了范德华晶体有限尺寸导致的表征困难，成功测量了氮化硼及二硫化钼的介电张量，发展了新的晶体光学各向异性表征方法。

戴庆团队首先通过理论论证了在各向异性范德华纳米片中存在寻常（TE）及非寻常波导（TM）模式，且这2种模式的面内波矢分别与范德华晶体的面内及面外介电常数相关；随后，利用散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）在范德华纳米片中激发TE、TM波导模式，并对其进行实空间近场光学成像；最后，通过对实空间近场光学图像的傅里叶分析，求得所测范德华晶体的光学各向异性。以上方法克服了传统表征手段对样品尺寸的限制，能够对单轴及双轴范德华晶体材料的光学各向异性进行精准地表征。通过对基底材料的优化设计，该方法同样适用于少层甚至单层范德华晶体光学各向异性的直接表征。（中科院国家纳米中心）

中科院金属所研制出新型海绵 超级吸水又吸油

据报道，近日，中国科学院金属所研究人员利用纳米纤维素和石墨烯的协同作用，通过浸涂法获得超双亲聚氨酯海绵。该超双亲海绵对水和油类的接触角为0°，能够在短时间内迅速吸附水和油，这是国际上首次报道通过浸涂法直接获得超双亲聚氨酯海绵材料。该项成果为制备具有特殊浸润性能的多孔弹性材料及其复合材料提供了新思路，在催化剂载体和智能高分子复合材料领域有望获得应用。

近几年来，金属所聚合物复合材料研究组致力于纳米纤维素与石墨烯相互作用的研究工作。研究人员通过实验证实了纳米纤维素与二维石墨烯片层有较强的吸附作用，该吸附作用与纤维素分子结构、纳米纤维素晶须尺寸及其表面性质密切相关。纳米纤维素与二维石墨烯片层间的较强吸附作用改善了石墨烯的亲水性，可以有效地促进石墨烯在水中的均匀分散。

石墨烯基多孔材料一般可以通过化学气相沉积、电化学沉积以及冷冻干燥等方法获得。研究人员以聚氨酯海绵为模板，将其分别浸入含微量纳米纤维素的石墨烯以及纯石墨烯水性分散液，制备出超疏水聚氨酯海绵。该海绵对各类油品具有良好的吸附能力，在油水分离领域有良好的应用前景。（人民网）

掺杂氧化铁纳米晶对重金属离子的晶面依赖选择性吸附研究获进展

据报道，近日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所液相激光环境制备与加工实验室，在Mn掺杂α-Fe2O3纳米晶的晶面可控生长及其对重金属离子的晶面依赖选择性吸附研究中取得新进展。

原子尺度上调控纳米晶形貌和表面结构对研究其晶面依赖的物理化学性质至关重要。通常，纳米晶的形貌由具有特定原子排列的暴露晶面所决定，而不同晶面会呈现不同的电子结构，进而在本质上赋予各种形貌纳米晶不同的物理化学性质。

α-Fe2O3是一种自然界丰富和热力学稳定的半导体，在光电化学分解水、锂离子电池、气体传感和生物科技等方面均展现了良好的应用前景。目前，对α- Fe2O3的研究主要聚焦在α-Fe2O3纳米晶的形貌调控和表面结构修饰上，以期通過暴露面的调控实现性能优化。溶剂热法是实现可控制备具有不同晶面α- Fe2O3纳米晶的常见方法，它主要通过表面活性剂或有机分子的添加，从热动力学上调控不同晶面的相关自由能，进而控制晶面的生长速度来实现对氧化铁暴露晶面的调控。此外，当元素杂质掺杂到α-Fe2O3纳米晶晶格中时，纳米晶的几何和电子结构会发生相应改变，也可以实现晶面和形貌的调控。（中国科学院合肥物质科学研究院）

上海微系统所等研制出微纳光纤耦合超导纳米线单光子探测器

据报道，上海微系统所/中国科学院超导电子学卓越创新中心尤立星研究员团队和浙江大学教授方伟、童利民团队合作，首次提出微纳光纤耦合的SNSPD器件结构。该结构将SNSPD器件置于微纳光纤的倏逝场内，实现纳米线对微纳光纤中传输的光子吸收。光学计算显示，该类结构有望实现高吸收效率的同时，保持很好地宽谱特性。经过上海微系统所巫博士君杰和浙江大学博士徐颖鑫等近3年实验探索，科研团队研制出微纳光纤耦合SNSPD器件。（中国科学院上海微系统与信息技术研究所）

绝缘纳米结构材料取得突破性进展

据报道，近日，青岛科技大学材料科学与工程学院雷清泉院士团队在绝缘纳米结构材料领域取得突破性进展。提出了一种新型超电绝缘体结构原型——维氧化铝纳元胞，此研究在国内外均属首次。

绝缘电介质在电气与信息工程领域具有重要地位，涉及航空航天航海特别是特高压、高铁与大功率储能电器等。绝缘电介质现有的绝缘类型从工程应用方面存在绝缘工作场不强、耐压等级较低和平均工作寿命较短等诸多弊端，远远不能满足工程实际需要。

雷清泉院士指出，基于纳米结构材料的纳米电介质工程将是引领绝缘品质大幅度改善的必由之路。雷清泉院士研究团队的成果突破了传统的理论与材料制备技术的限制，在概念与材料结构上取得了超前的突破性进展。根据基础电介质理论，结合固体击穿及气体电子雪崩理论，提出的新型超电绝缘体结构原型——一维氧化铝纳元胞。研究结果表明，在纳米尺度下纳元胞的横向尺寸对电子运动有明显的调控或限制作用。基于此研究，未来有望将材料的击穿场强提高10倍以上，具有重大的工程价值。

该研究提出了绝缘电介质从宏观过渡到介观性能研究、从传统制造过渡到纳结构化高性能绝缘电介质材料制造的新思路，对传统电介质击穿理论、材料结构形态研究及制造工艺将会产生根本性变革，对现代高端电缆制造业及特/超高压输变电领域具有重要的意义和潜在的价值。（青岛科技大学）

近代物理所在石墨烯纳米孔研制中取得进展

中国科学院近代物理所材料研究中心研究人员在聚合物纳米孔研究基础上，发明了一种快速制备具有微孔支撑的大面积多孔石墨烯的新方法，解决了当前多孔石墨烯研究中的瓶颈问题。

石墨烯是由单层碳原子以蜂窝状点阵组成的典型二维纳米材料，完美单层石墨烯对于任何分子均不能渗透，是迄今为止厚度最薄且能分离不同两相的隔膜材料。带有纳米孔的石墨烯则表现出优异的溶液离子和气体分子选择性，在海水淡化、污水处理、空气净化等领域具有广阔的应用前景。目前国际上已发展了多种制备石墨烯纳米孔的方法，但如何在大面积石墨烯样品上快速制备高密度纳米孔仍未得到有效解决。

研究人员利用该方法制备出单个石墨烯纳米孔，精确研究了溶液中离子在纳米孔的输运特性，发现石墨烯纳米孔不仅具有良好的离子选择性，而且表现出巨大的离子整流效应，该结果在微纳流控器件开发和石墨烯纳滤膜制备方面具有重要意义。（中国科学院近代物理研究所）

世界最宽幅纳米银导电膜生产线在苏州开工奠基

据报道，2017年12月7日，由诺菲纳米主导建设的世界最宽幅纳米银生产线在苏州工业园区奠基开工。项目总投资1亿元，分2期建设。2018年建成投产后，年产第六代18纳米银线墨水180t，宽幅纳米银导电膜600万m2，可广泛应用于120寸电容屏、智能建筑窗膜。届时，诺菲纳米将建成国内规模最大、技术领先的纳米银产业基地，成为全球高性能纳米银线材料领军企业。

诺菲纳米科技有限公司成立于2012年1月，由高级科学家国家“千人计划”人才潘克菲博士、斯坦福工程博士姜锴在苏州工业园区创立而成。公司致力于纳米银线材料的开发、生产与应用，从纳米银线材料的合成与提纯，涂布墨水的配制，到膜材的涂布，全部由诺菲自主完成。经过近六年的发展，诺菲纳米拥有70余项国内外专利，与英特尔全球总部建立了长期的合作关系。在纳米银材料最核心的合成部分，实现了18nms的突破，相当于头发丝直径的几千分之一，趋近材料的物理极限。

纳米银材料在工业大屏、智能教育，智能手机，军事国防等领域具有划时代意义，目前已经应用于教育白板、触控电脑、智能手机、可穿戴设备等高端制造业，产品远銷欧美澳韩等国家。此前，作为智能手机、平板电脑显示屏导电层的氧化铟锡（ITO）材料几乎被日本垄断，但同时ITO材料因其阻值高、易折断的缺点，难以在大尺寸触摸屏、柔性屏上应用。诺菲纳米自有研发的纳米银线不仅打破了日本在这一行业的垄断，更以方阻低，弯折性强，透光性佳，稳定性好，生产工艺简单等优点，迅速成为ITO的替代材料。诺菲纳米银生产线建成后，不仅可以满足国内高端制造业对纳米材料的轻量化需求，而且还将参与全球竞争，为纳米银产业做出贡献。（中国新闻网）

广西大学与中科院共建纳米能源研究中心

据报道，日前，广西大学与中国科学院北京纳米能源与系统研究所达成协议，双方将联合共建广西大学纳米能源研究中心。中国科学院外籍院士、中国科学院北京纳米能源与系统研究所所长王中林，广西大学校长赵跃宇代表双方签署合作框架协议。

王中林致辞中表示，目前，全球科技创新活动前所未有的活跃，科学技术的群体性突破和交叉学科发展，为科技产业实现“弯道超车”创造了良好机遇。他希望研究所与广西大学持续推动合作，实现优势互补，并期待把广西大学纳米能源研究中心建设成为中国科学院服务“一带一路”倡议的典范，建设成为中科院与高校合作以及产学研合作的新典范，为广西的创新驱动发展做出贡献。协议签订后，双方召开了研究中心领导小组第一次会议，就如何落实合作框架协议内容进行讨论。

广西大学纳米能源研究中心依托物理科学与工程技术学院，是面向全校开放的跨学科交叉协同研究中心，将重点围绕新时代纳米能源开展面向基础研究和应用关键技术公关。中科院北京纳米能源与系统所与广西大学将在青年拔尖人才培养、本科生和研究生科教融合、重大重点项目培育和申报、成果转化等方面开展深度合作。（人民网）