中國(guó)粉體網(wǎng)訊
水熱法合成納米材料的“黑匣子”打開
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)及其合作者，首次利用氧化石墨烯的液晶行為和凝膠化能力，獲得具有環(huán)形極向結(jié)構(gòu)的凝膠，根據(jù)凝膠的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)揭示水熱合成中的流體行為。該成果發(fā)表于著名期刊《物質(zhì)》上。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在水熱條件下，氧化石墨烯納米片在流體剪切力的作用下可以沿著流場(chǎng)的方向進(jìn)行排列。此外，氧化石墨烯納米片能夠通過(guò)與酚醛樹脂的原位交聯(lián)固定形成具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的軸對(duì)稱凝膠。研究人員可以通過(guò)對(duì)凝膠形貌和結(jié)構(gòu)的直接觀察分析，進(jìn)而推測(cè)出水熱合成中的流體行為。據(jù)此，研究人員開展了加熱溫度、溶液粘度和反應(yīng)釜尺寸/形貌等多個(gè)因素的研究。
研究結(jié)果表明，對(duì)于特定的反應(yīng)，溫差和反應(yīng)釜內(nèi)襯大小是影響對(duì)流的最主要因素。反應(yīng)釜體積越大，其中反應(yīng)液體的傳熱就更不均勻，溫差越大，對(duì)流就更強(qiáng)烈。增強(qiáng)對(duì)流的作用與機(jī)械擾動(dòng)相同，產(chǎn)物均勻性變差，尤其是會(huì)對(duì)運(yùn)用水熱法規(guī)�；铣杉{米線、納米片或大塊凝膠材料等產(chǎn)生不可忽視的影響，更強(qiáng)的流場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生更多的雜質(zhì)或?qū)е氯S塊材內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻等現(xiàn)象。
制備黑磷納米材料有了高效新方法
中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員喻學(xué)鋒團(tuán)隊(duì)在二維黑磷領(lǐng)域取得新進(jìn)展，開發(fā)出了具有多邊界特征的多晶黑磷納米片，展現(xiàn)出較好的光催化合成氨性能。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊The Journal of Physical Chemistry Letters。
本項(xiàng)研究中，課題組創(chuàng)新性地建立了球磨化學(xué)刻蝕技術(shù)，成功將紅磷粉末直接轉(zhuǎn)化為具有多晶邊界特征的新型黑磷納米片。
多晶黑磷納米片的形貌和結(jié)構(gòu)表征
圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
我學(xué)者合成新型手性無(wú)機(jī)納米材料
俞書宏院士團(tuán)隊(duì)與同行合作，首次通過(guò)在一維納米結(jié)構(gòu)單元中定點(diǎn)選擇性復(fù)合磁性材料，利用局域磁場(chǎng)調(diào)制電偶極矩與磁偶極矩之間的相互作用，成功合成了一類新型手性無(wú)機(jī)納米材料。該成果發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》雜志上。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在納米結(jié)構(gòu)中引入局域磁場(chǎng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電偶極矩與磁偶極矩的有效調(diào)控。通過(guò)構(gòu)筑這類新型磁光納米材料，能夠?qū)崿F(xiàn)磁誘導(dǎo)光學(xué)活性。研究結(jié)果表明，該方法具有高度普適性，可廣泛用于多種半導(dǎo)體材料與磁性組分間的耦合，為今后設(shè)計(jì)開發(fā)手性光學(xué)活性納米材料開辟了新途徑。同時(shí)，這種新型磁光半導(dǎo)體納米材料的成功開發(fā)使得在室溫下的各向異性鐵磁性以及自旋操控成為可能，從而有望為自旋電子學(xué)和量子計(jì)算技術(shù)提供新的材料平臺(tái)。
《Science》子刊：浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)揭示BCC鎢納米線中的反孿生變形機(jī)制
浙江大學(xué)電鏡中心張澤院士、王江偉研究員團(tuán)隊(duì)與佐治亞理工學(xué)院的朱廷教授團(tuán)隊(duì)合作，利用澤攸科技的PicoFemto系列TEM-STM原位透射電鏡樣品桿，通過(guò)原位透射電鏡納米力學(xué)測(cè)試技術(shù)，首次在直徑小于20 nm的鎢納米線（體心立方結(jié)構(gòu)金屬）中觀察到反孿晶的成核和生長(zhǎng)現(xiàn)象，并結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)理論模擬和密度泛函理論計(jì)算從理論上闡釋了反孿生行為的發(fā)生機(jī)制。該工作以“Anti-twinning in nanoscale tungsten” 為題發(fā)表在Science旗下子刊《SCIENCE ADVANCES》上。
納米碳添加劑可改善航空復(fù)合材料3D打印技術(shù)
俄羅斯國(guó)立研究型技術(shù)大學(xué)科研人員在鋁粉中加入一種納米碳添加劑，改進(jìn)了航空復(fù)合材料3D打印技術(shù)，使航空復(fù)合材料的硬度提高了1.5倍。相關(guān)研究成果發(fā)表在《復(fù)合材料通訊》雜志上。
該項(xiàng)目的學(xué)術(shù)帶頭人、國(guó)立研究型技術(shù)大學(xué)科研人員亞歷山大· 格羅莫夫教授表示，俄科研人員開發(fā)的碳納米纖維添加劑合成技術(shù)包括化學(xué)沉積、超聲波處理和紅外線熱處理等方法；所使用的碳納米纖維是加工石油天然氣的副產(chǎn)品。在催化分解過(guò)程中，碳以納米纖維的形式積聚在催化劑分散的金屬顆粒上。他還稱，通常對(duì)石油天然氣的副產(chǎn)品只是簡(jiǎn)單燃燒，這對(duì)環(huán)境有害，因此，新方法的應(yīng)用也具有很好的環(huán)保價(jià)值。
納米金剛石可在單分子水平檢出病毒，靈敏度比金納米顆粒高5個(gè)數(shù)量級(jí)
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，低成本納米金剛石的量子感應(yīng)能力可提高紙質(zhì)診斷測(cè)試的靈敏度，其靈敏度比廣泛使用金納米顆粒的測(cè)試高出5個(gè)數(shù)量級(jí)，有望更早檢測(cè)出諸如HIV之類的病毒性疾病。
具有“氮空位中心”缺陷的納米金剛石可用于體外診斷（藝術(shù)構(gòu)想圖）
圖片來(lái)源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
俄獨(dú)特方法生產(chǎn)碳化鎢納米粉簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)
俄羅斯托木斯克理工大學(xué)開發(fā)出一種生產(chǎn)碳化鎢和其他超硬材料的獨(dú)特方法。該方法比同類技術(shù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠，同時(shí)，還能用含有相似材料的廢物作為生產(chǎn)原材料。相關(guān)研究成果發(fā)表在《國(guó)際難熔金屬與硬質(zhì)材料》期刊上。
亞歷山大·帕克表示，該技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使用磨損的鉆頭、用過(guò)的刀具零件和其他含有碳化鎢的廢料作為合成原料。目前，在生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性上尚無(wú)同類的生產(chǎn)技術(shù)。他稱，這種新方法還適用于其他超硬耐火材料的合成和高效加工，例如碳化鈦，碳化硅或碳化硼材料。
利用DNA自組裝結(jié)構(gòu)引導(dǎo)無(wú)機(jī)非金屬納米材料可控制備研究獲進(jìn)展
國(guó)家納米科學(xué)中心丁寶全課題組在利用DNA自組裝結(jié)構(gòu)調(diào)控圖案化二氧化硅定位合成方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Site-specific Synthesis of Silica Nanostructures on DNA Origami Templates 為題目在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》(Advanced Materials 2020, DOI: 10.1002/adma.202000294)。
DNA自組裝結(jié)構(gòu)引導(dǎo)的二氧化硅納米結(jié)構(gòu)位點(diǎn)可控合成示意圖
日研發(fā)三維納米碳分子合成法
日本名古屋大學(xué)開發(fā)了連接苯環(huán)形成八元環(huán)結(jié)構(gòu)的新催化反應(yīng)，確立了簡(jiǎn)單精確的三維納米碳分子合成法。
此次開發(fā)的三維納米碳合成方法，關(guān)鍵在于采用鈀催化劑的新反應(yīng)。利用該反應(yīng)可形成由碳構(gòu)成的八角形結(jié)構(gòu)。含八角形的納米碳一般都是三維結(jié)構(gòu)。此次在形成八角形的同時(shí)，連接了作為基質(zhì)的多環(huán)芳烴，成功地形成了全新的三維納米碳分子。
該研究提供了全新的三維納米碳合成法，將為有機(jī)合成化學(xué)、材料科學(xué)和催化劑化學(xué)帶來(lái)巨大的進(jìn)步。利用該方法合成的納米碳材料有望廣泛應(yīng)用于高硬度材料和燃料電池材料等。
我國(guó)多組分鉑基納米材料研究取得突破
從蘇州大學(xué)獲悉，該校黃小青教授團(tuán)隊(duì)“面向燃料電池應(yīng)用的多組分鉑基納米材料研究”榮獲2019年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，為降低鉑基催化劑成本，推動(dòng)鉑基納米材料的實(shí)際應(yīng)用起到積極作用。
圖片來(lái)源：蘇州大學(xué)
黃小青教授團(tuán)隊(duì)提出了基于多組分鉑基材料的精準(zhǔn)制備及其在催化領(lǐng)域高效合理利用的新原理、新策略，形成了以一維鉑基納米線、二維鉑基納米片、三維鉑基多面體為核心的新型材料體系。
我國(guó)學(xué)者合成有機(jī)納米聚合物 將對(duì)柔性電子技術(shù)產(chǎn)生影響
有機(jī)半導(dǎo)體及柔性電子技術(shù)，是承載未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)與智能制造極具潛力的載體。中國(guó)科學(xué)院院士黃維和南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院解令海教授團(tuán)隊(duì)，借鑒中國(guó)方圓文化和古代窗格結(jié)構(gòu)，突破了高分子的新概念并合成了有機(jī)納米聚合物，實(shí)現(xiàn)了基于中心對(duì)稱分子排列的立體選擇格子化和聚格子化。國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》在線發(fā)表了該成果。
黃維表示，有機(jī)納米聚合物半導(dǎo)體將為塑料電子提供新的方案，這將影響新一代有機(jī)寬帶隙半導(dǎo)體材料、電泵浦激光、柔性電子器件、印刷顯示技術(shù)以及信息存儲(chǔ)與神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展。
創(chuàng)新方法制備四種高活性超細(xì)金屬納米顆粒
云南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院動(dòng)態(tài)共價(jià)軟物質(zhì)研究團(tuán)隊(duì)與科羅拉多大學(xué)研究人員合作，在以三苯基膦共價(jià)有機(jī)框架為載體可控制備多種超細(xì)高活性金屬納米顆粒方面取得重要進(jìn)展。
以三苯基膦共價(jià)有機(jī)框架為載體，制備多種超細(xì)高活性金屬納米顆粒
圖片來(lái)源：云南大學(xué)
超細(xì)金屬納米材料因具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化和超導(dǎo)性能等特性，在國(guó)防、電子、化工、冶金、輕工、航空、等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。這種以均勻分布金屬錨定位點(diǎn)的有序多孔材料為載體，合成超細(xì)金屬納米顆粒的設(shè)計(jì)理念，為金屬納米顆粒的可控制備提供了全新的研究思路。此項(xiàng)研究成果以“三苯基膦共價(jià)有機(jī)框架可控合成大范圍超細(xì)納米粒子”為題，發(fā)表在美國(guó)威爾利數(shù)據(jù)庫(kù)（Wiley）旗下的國(guó)際材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Small上。
信息來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)、科技日?qǐng)?bào)、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）
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