納米材料

英科學家發(fā)現(xiàn)石墨烯質(zhì)子過濾膜

據(jù)自然網(wǎng)站近日報道，因發(fā)明石墨烯實驗獲得2010年諾貝爾物理學獎的英國曼徹斯特大學材料科學家安德烈·蓋姆說，質(zhì)子通過石墨烯的能力顯示，石墨烯可以作為把氫氣從空氣中分離的濾網(wǎng)，有助于從燃料電池的氫里獲取電量。石墨烯可以作質(zhì)子過濾膜。

蓋姆小組用石墨烯膜從水中過濾了純凈氫氣。蓋姆說，這種技術(shù)還可能從空氣中分離氫氣，“這還屬于推測，不過在發(fā)表論文之前，它還在科幻階段?！比ツ辏芯咳藛T證明了一種堆疊的石墨烯氧化膜能產(chǎn)生微小通道，從二氧化碳或氮氣中過濾氫氣。

英國國家石墨烯研究所商業(yè)主管詹姆斯·貝克指出，在所有實驗中，工業(yè)合作者最關(guān)心的是制造：石墨烯層或含石墨烯的復合材料能否大規(guī)模制造，并使產(chǎn)品有過硬的質(zhì)量和可靠的標準。（科技日報）

美發(fā)明極細石墨烯傳感器研究人腦

據(jù)報道，美國防部先進項目研究局（DARPA）與威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員共同研發(fā)出一項人腦研究技術(shù)，可探究人腦神經(jīng)結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系。該技術(shù)用石墨烯做傳感器，厚度僅相當于4個原子，首次可兼容光學和電學手段同時觀測。研究報告最近刊登在《自然·通訊》雜志上。

這一新設(shè)備利用石墨烯做傳感器，可以導電，但厚度不到1nm，并且比現(xiàn)在的金屬觸點細了幾百倍。這么細的材料可以讓大部分波段的幾乎所有光通過，從而使光學和電學手段在這里相互兼容。此外，石墨烯對生物系統(tǒng)無毒害，比之前的試驗材料進步了許多。

透析腦部的解剖結(jié)構(gòu)與功能一直是神經(jīng)科學領(lǐng)域所追求的目標，同時也是奧巴馬政府“人腦計劃”研究項目的重中之重。DARPA希望下一代神經(jīng)科學技術(shù)可以反映出神經(jīng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系?？蒲腥藛T希望提升這一新研發(fā)工具的性能，從而可以同時測量任意移動目標的神經(jīng)元功能、動態(tài)和行為。韋伯說：“現(xiàn)在，我們有機會直接一探究竟，去觀察、測量和模擬神經(jīng)回路，從而探索這些聯(lián)系，并確認大腦回路的功能。這一發(fā)現(xiàn)能幫助我們有效了解和治愈腦部創(chuàng)傷與疾病?！保娫垂I(yè)）

日本岐阜大學成功開發(fā)出具有多種功能的納米多孔纖維

據(jù)報道，日本岐阜大學和岐阜縣內(nèi)企業(yè)等組成的研究小組開發(fā)出了具有多種功能的“納米多孔纖維”，并在“MesseNagoya2014”上展出了使用該纖維制造的布料及紡織品等試制品。這些功能按照以往的方法很難實現(xiàn)。

納米多孔纖維由岐阜大學、岐阜縣產(chǎn)業(yè)技術(shù)中心、神谷材料岐阜公司、MIWAMASA公司、旭織物公司、東洋纖維公司、八木熊公司組成的“岐阜大學納米多孔纖維實用化研究會”與Nac及AICELLO等聯(lián)合研發(fā)。

這種纖維為利用“裂紋處理”法打出無數(shù)個納米尺寸微細孔穴的多孔結(jié)構(gòu)。其特點是無需高溫處理，可用于保存易揮發(fā)且耐熱性較低的藥劑（酶等），并且由于可將藥劑密封在孔中，藥效持續(xù)時間較長（耐久性較高）。

目前，參加研究小組的企業(yè)等正在設(shè)法讓該纖維制品達到實用水平，將于2015年1～3月開始受理訂單，預定2015年內(nèi)開始銷售。（日經(jīng)技術(shù)在線）

石墨烯可作防彈衣材料

據(jù)報道，《科學》雜志上的論文稱，石墨烯有望用作防彈衣材料。通過用金剛石探針檢測它的單層抵抗力，人們已知石墨烯屬于世界上最強的材料。最近，美國科學家首次用一種硅石球來射擊石墨烯，檢驗它承受沖擊的能量。他們發(fā)現(xiàn)，石墨烯層能在破碎之前迅速分散沖擊力，中斷通過材料的外展波。論文合著者、美國萊斯大學的埃德溫·托馬斯說，這種效應的上限是聲音在材料中傳播的速度，在堅硬輕質(zhì)的石墨烯中，聲速為22km/s，而在空氣中是332m/s。以石墨烯層為基礎(chǔ)的復合材料及其他輕質(zhì)高強材料有望成為一種“很有前景的盔甲系統(tǒng)”。

英國國家石墨烯研究所商業(yè)主管詹姆斯·貝克指出，在所有實驗中，工業(yè)合作者最關(guān)心的是制造：石墨烯層或含石墨烯的復合材料能否大規(guī)模制造，并使產(chǎn)品有過硬的質(zhì)量和可靠的標準。（科技日報）

中科院理化所石墨烯生物應用獲新進展

據(jù)報道，近日，中科院理化所微納材料與技術(shù)研究中心在石墨烯生物應用研究的基礎(chǔ)上，首次以哺乳期仔鼠為模型，系統(tǒng)研究了氧化石墨烯經(jīng)口服暴露后，對哺乳期仔鼠生長發(fā)育的影響。相關(guān)成果發(fā)表于《生物材料》雜志。

碳基納米材料在生物醫(yī)學、食品、催化等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應用前景，特別是石墨烯材料引起密切關(guān)注。然而，生物安全性是決定石墨烯能否真正走向應用的必備條件，但此前的毒性實驗研究仍無法就石墨烯潛在毒性問題給出明確答案。

實驗結(jié)果表明，經(jīng)自由飲水21天后，高劑量組仔鼠的體重、體長及尾長等發(fā)育指標顯著低于對照組。組織形態(tài)學研究進一步證實，高劑量組氧化石墨烯會引起仔鼠的生長發(fā)育遲緩。研究人員認為，這可能是哺乳期間仔鼠在長期接觸氧化石墨烯后導致小腸腸絨毛發(fā)育受到抑制，從而阻礙了仔鼠對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導致仔鼠發(fā)育遲緩。

該研究為揭示石墨烯與生物體之間的相互作用關(guān)系提供了重要依據(jù)，并為氧化石墨烯的生物應用研究奠定了毒理學基礎(chǔ)。（中國科學報）

我國成功制備出石墨烯/超薄超導異質(zhì)結(jié)

據(jù)報道，12月15日，從中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所獲悉，該所信息功能材料國家重點實驗室姜達、胡濤等科研人員通過機械剝離實現(xiàn)石墨烯/超薄超導（bi2212）異質(zhì)結(jié)，并在單層晶胞乃至半層晶胞厚的bi2212材料中發(fā)現(xiàn)了高于液氮溫度的超導轉(zhuǎn)變。相關(guān)成果發(fā)表于《自然—通訊》雜志。

bi2212為銅基超導體的重要成員，由于在銅基超導材料系列中各向異性最強，因此是研究準二維超導的最佳體系之一。國際同行曾采用薄膜沉積和單晶刻蝕等方法，研究了超薄bi2212的特性。但由于材料制備等方面的局限，對單層bi2212是否超導一直存在爭議。2012年，科學家曾使用機械剝離方法成功制備單晶胞厚bi2212薄膜，并發(fā)現(xiàn)材料呈絕緣特性。

上海微系統(tǒng)所超導團隊通過制備石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)，發(fā)現(xiàn)單層和半層晶胞厚的bi2212均存在超導電性，而且轉(zhuǎn)變溫度高于液氮溫度。研究人員還發(fā)現(xiàn)，電阻溫度轉(zhuǎn)變系數(shù)可精確反映厚度信息。雖然電阻溫度系數(shù)和表面電阻發(fā)生數(shù)量級的變化，但超導轉(zhuǎn)變溫度基本不變。該結(jié)果提示，bi2212材料的正常態(tài)電阻輸運特性可能和超導機理無關(guān)。該發(fā)現(xiàn)對進一步研究銅基超導機理具有重要參考意義。

相關(guān)專家認為，石墨烯/超薄bi2212異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出明顯的非線性i-v特性，為研發(fā)新原理超導器件提供了可能。（中國科學報）

金屬有機骨架（MOFs）納米纖維的宏量制備取得重要進展

金屬有機骨架材料（MOFs）是一種由金屬離子和有機配體形成的具有多孔性的晶體材料。近年來，因其多孔及高度有序結(jié)構(gòu)，可以獲得高比表面積的多孔碳材料，而廣泛應用于能量轉(zhuǎn)換和儲存領(lǐng)域。該材料的存在形式通常是一種單分散的微晶或者納米晶，以微孔的金屬有機骨架納米顆粒為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑復雜組裝體是非常困難的，同時其衍生的材料多數(shù)缺乏形貌和孔結(jié)構(gòu)的有效控制。

據(jù)報道，最近，中國科學技術(shù)大學微尺度國家實驗室2012級博士生張旺在導師俞書宏教授的指導下，在該實驗室近年來發(fā)展的多重模板法制備系列無機納米線的工作基礎(chǔ)上，以超細碲納米線為模板，成功地指引了ZIF-8（一種典型的金屬有機骨架材料）的生長，首次宏量制備了高長徑比以及直徑可控的金屬有機骨架納米纖維，并進一步將其轉(zhuǎn)化為多孔氮摻雜碳納米纖維。（中國科技大學）

我國首提“超級碳納米點”概念 觸發(fā)“納米熒光炸彈”

據(jù)報道，中科院長春光機所副研究員曲松楠帶領(lǐng)團隊在“超級碳點”的研究中引入超分子科學思想，日前在國際上首次提出“超級碳納米點”的概念，研制出了基于“超級碳納米點”的水觸發(fā)“納米熒光炸彈”。

水滴可以做什么？答案五花八門，而來自中國科學院長春光機所的曲松楠團隊給出的答案則令人驚嘆—水滴可以觸發(fā)“納米熒光炸彈”！

“當這種‘超級碳納米點遇到水，就會分解成獨立的小尺寸碳納米點，進而導致熒光增強，使得碳納米點材料成為一種新型的智能發(fā)光材料?！遍L春光機所副研究員曲松楠告訴《中國科學報》記者。他們在國際上首次提出“超級碳納米點”的概念，并研制出基于“超級碳納米點”的水觸發(fā)“納米熒光炸彈”。

復合該“納米熒光炸彈”的紙可以實現(xiàn)噴水熒光打印、指紋汗孔熒光采集等多種實際應用，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在國際著名期刊《先進材料》上。曲松楠告訴記者，這種成本低、環(huán)保、全新的碳基納米材料還可以用在醫(yī)療和診斷領(lǐng)域。他說，“我們在碳點的研究中引入超分子科學的思想，相信‘超級碳點的研究將會走得更遠，不斷給人們帶來新的發(fā)現(xiàn)?！保ㄖ袊茖W報）

金納米顆粒重組可以殺滅癌細胞

據(jù)報道，如今，人們不僅可以在納米尺度對世界進行觀測和解讀，甚至可以在此尺度上對物質(zhì)進行調(diào)控。天津工業(yè)大學與中科院過程工程研究所、北京大學化學學院相關(guān)課題組共同合作，通過組裝不同粒徑大小的金納米顆粒，得到了一維金納米鏈，并且，科研人員成功將其應用到生物熱療領(lǐng)域。據(jù)悉，通過光照，這種一維金納米鏈可以用來殺滅癌細胞。

據(jù)研究的主要參與者、天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院教師尹振博士介紹，他們做這項研究的初衷，其實是想在微觀層次的納米尺度上進行物質(zhì)調(diào)控。

尹振博士介紹說，“我們在研究中得到了穩(wěn)定的一維金納米鏈，即由金的納米顆粒組成的鏈條。在最初的研究階段，我們并不清楚能否成功地構(gòu)筑穩(wěn)定的一維金納米結(jié)構(gòu)。然而，后來測試結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)具有非常良好的生物相容性和近紅外熱效應，因此我們敏感地意識到它在腫瘤熱療方面可能會有潛在的應用?！币裾f。那之后，他們開始了在腫瘤熱療領(lǐng)域的一系列實驗。

尹振說，手術(shù)、放療、化療和生物療法是目前治療腫瘤的常見方法，其中，放療和化療在殺滅癌細胞的同時，會對正常的細胞和組織造成損傷。在這種情況下，副作用更小的熱療逐漸受到重視。（城市快報）

我國科學家制備出僅1nm厚分子篩膜

據(jù)報道，由中科院大連化學物理所研究員楊維慎和李硯碩帶領(lǐng)的研究團隊，日前首次制備出一種遠遠“薄于蟬翼”的納米片分子篩膜。

常規(guī)分子篩膜的厚度為蟬翼厚度的十倍以上，這種納米片分子篩膜僅1nm厚，為蟬翼厚度的千分之一，且具有如“篩眼”般高度規(guī)整的孔道，可以精確篩分尺寸差異僅為0.04nm的氫氣和二氧化碳分子，從而將后者有效截留。

氫氣和二氧化碳的分離是清潔能源和二氧化碳捕獲中的關(guān)鍵步驟，利用選擇性膜材料，實現(xiàn)二者分子水平的分離，是工業(yè)界長期以來的夢想。對于常規(guī)膜材料，均存在滲透通量和分離選擇性之間此消彼長的關(guān)系。因此，如何同時提高分離膜的滲透通量和分離選擇性是學術(shù)界的重要挑戰(zhàn)。

《膜科學》雜志副主編、美國著名無機膜科學家林躍生教授評價該項研究成果是膜科學領(lǐng)域的一個重要進展；德國著名分子篩膜和膜催化科學家卡羅教授評價該研究是分子篩膜領(lǐng)域的一個開創(chuàng)性工作；日本膜協(xié)會主席、著名微孔膜科學家都留教授評價該項研究發(fā)展了新一代分子篩膜。（中國科學報）

首個“國字頭”石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地落戶常州

據(jù)報道，2014年12月22日，從常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園獲悉，常州國家石墨烯新材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地正式獲批，這是全國首個“國字頭”的石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地。

近年來，常州加速培育和壯大先進碳材料產(chǎn)業(yè)取得顯著成效。目前，常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園已集聚了石墨烯相關(guān)企業(yè)25家，初步形成了區(qū)域性的石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。石墨烯專利申請總量達123件，其中發(fā)明專利申請84件，占總申請量的68%，已授權(quán)專利21件，持續(xù)領(lǐng)跑全國。高性能人工石墨膜、石墨烯電容式觸摸屏、高比表面積石墨烯、石墨烯電纜、石墨烯涂料等5項石墨烯產(chǎn)品已經(jīng)成功轉(zhuǎn)化。2013年，江南石墨烯研究院獲江蘇省質(zhì)監(jiān)局批準籌建“全國鋼標準化技術(shù)委員會炭素材料分技術(shù)委員會（TC183/SC15）石墨烯工作組”。常州第六元素材料科技股份有限公司2014年11月成功在“新三板”上市，成為國內(nèi)首家石墨烯上市企業(yè)。常州已成為全國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“領(lǐng)頭羊”。（科技日報）

山東濟寧利特納米首條石墨烯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線投產(chǎn)

據(jù)報道，12月26日，濟寧利特納米技術(shù)有限責任公司首條石墨烯生產(chǎn)線今天正式投產(chǎn)。此次投產(chǎn)的是石墨烯產(chǎn)業(yè)園一期工程，可滿足年產(chǎn)2～3t的石墨烯粉體即原材料的產(chǎn)能需求。隨著市場的不斷擴大，項目一期將陸續(xù)建成10條粉體生產(chǎn)線。其中石墨烯粉體30t，氧化石墨烯粉體150t，石墨烯漿料1 000t，石墨烯防腐涂料1 000t。此外，產(chǎn)業(yè)園還將針對不同產(chǎn)業(yè)的需求生產(chǎn)多功能化特種石墨烯5～7種，每種產(chǎn)能3～5t/a，相關(guān)衍生產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)也已經(jīng)提上日程。

“石墨烯的應用，將大幅提升傳統(tǒng)材料的性能和對不同環(huán)境的適應性?！睗鷮幚丶{米技術(shù)有限責任公司董事長、國家“千人計劃”專家侯士峰介紹說，石墨烯就像“工業(yè)味精”一樣，當它得到廣泛使用，傳統(tǒng)制造業(yè)這鍋湯的味道就會被充分提出來。山東作為傳統(tǒng)制造業(yè)大省，技術(shù)投入一直廣受重視，此次，行業(yè)最前沿的石墨烯新材料在全國率先批量生產(chǎn)，為制造業(yè)的變革做足了催化準備。

“歐盟2013年將石墨烯列入‘未來新興旗艦技術(shù)項目，英國把石墨烯作為國家重點發(fā)展方向和未來革新產(chǎn)業(yè)。”侯士峰說，今天的石墨烯相當于2000年的光伏，正處于爆發(fā)前的醞釀階段。2013年，山東省在全國率先啟動扶持石墨烯生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，從資金到立項給予了全面扶持，目前已擁有濟寧高新區(qū)碳納米材料研究中心、濟寧化工園區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)園、青島石墨烯國際創(chuàng)新中心、濟南石墨烯產(chǎn)學研基地等多家產(chǎn)業(yè)機構(gòu)，并組建了山東石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和山東石墨烯產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護戰(zhàn)略聯(lián)盟。現(xiàn)已形成三點布局、一線展開、組團發(fā)展的框架，為打造高端材料產(chǎn)業(yè)奠定了堅實基礎(chǔ)。（大眾日報）

中關(guān)村豐臺園促進石墨烯等戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)業(yè)集群式發(fā)展

據(jù)報道，2014年12月10日，石墨烯產(chǎn)業(yè)化推進大會在中關(guān)村豐臺園舉辦。在此次大會上，英國布魯內(nèi)爾大學高級石墨烯工程中心中關(guān)村豐臺園研發(fā)中心正式授牌，“石墨烯材料通過增材技術(shù)（3D打?。┰谄囶I(lǐng)域的高端應用專項”啟動。為了更好推動石墨烯產(chǎn)業(yè)聚集，豐臺園未來將打造近40萬m2的豐臺石墨烯產(chǎn)業(yè)園。

2014年10月23日，國家發(fā)改委、財政部、工信部共同發(fā)布《關(guān)鍵材料升級換代工程實施方案》提出到2016年，推動包含石墨烯在內(nèi)的20種重點新材料實現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模應用。北京市也提出建設(shè)“國際科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)中心”的戰(zhàn)略目標，要求瞄準國際上最先進的技術(shù)，組織對接以企業(yè)為主體的承接載體，推動相關(guān)技術(shù)在京落地轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化。國家和北京市的利好消息，為豐臺園力推石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展插上了騰飛的翅膀。

2014年9月，“中關(guān)村豐臺園戰(zhàn)略性新材料國際合作項目”正式啟動，這是北京首個以石墨烯新材料為關(guān)鍵技術(shù)的國際合作項目。該項目政企產(chǎn)學研相結(jié)合，通過組建國際一流的石墨烯產(chǎn)業(yè)及戰(zhàn)略性新材料產(chǎn)學研隊伍，夯實園區(qū)戰(zhàn)略性新材料的科技人才基礎(chǔ)。為了更好推動石墨烯產(chǎn)業(yè)在豐臺園聚集，豐臺石墨烯產(chǎn)業(yè)園正在規(guī)劃建設(shè)。豐臺石墨烯產(chǎn)業(yè)園初期規(guī)劃建筑面積近40萬m2，重點布局石墨烯研發(fā)、孵化、檢測認證、技術(shù)與產(chǎn)品交易等公共服務(wù)平臺，吸引全球石墨烯研發(fā)機構(gòu)、原材料生產(chǎn)企業(yè)，應用材料及元器件企業(yè)入駐，集高端應用開發(fā)、科技創(chuàng)新孵化、技術(shù)檢測評價、產(chǎn)業(yè)鏈示范應用、產(chǎn)品與技術(shù)集散交易5大功能于一體。（人民網(wǎng)）

蘭花集團50萬t納米新型材料項目一期完工

據(jù)報道，日前從蘭花集團新材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)獲悉，該公司年產(chǎn)50萬t納米新型材料項目一期工程已順利完工。

據(jù)介紹，年產(chǎn)50萬t納米新型材料項目總投資38.8億元，建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)92萬t納米復合材料、30萬t工程無機棉和10萬t光學極PMMA模塑料，全部投產(chǎn)運營后，年產(chǎn)值將實現(xiàn)105億元，利稅總額26億元。項目于2013年開始籌備建設(shè)，現(xiàn)已完成一期工程建設(shè)，預計工程全部完成后可利用產(chǎn)業(yè)園區(qū)工業(yè)余熱，年節(jié)約標煤4萬t，循環(huán)利用工業(yè)廢水120萬m3，回收利用二氧化碳氣體10萬t。該項目采用國內(nèi)先進的納米碳酸鈣新材料技術(shù)、固體廢棄物制造無機纖維技術(shù)和連續(xù)本體法制造PMMA模塑料技術(shù)，實現(xiàn)了工業(yè)園區(qū)整體資源利用一體化。園區(qū)化工廠排放的中水和二氧化碳可作為納米復合材料項目的生產(chǎn)用水和原料氣。納米復合材料項目排放的石灰渣、粉煤灰和園區(qū)內(nèi)其他企業(yè)的鋼渣、煤渣等可作為工程無機棉項目原料，工程無機棉項目的燃燒爐氣又循環(huán)為納米復合材料項目的生產(chǎn)熱源，復合材料項目生產(chǎn)的生石灰則是光學極PMMA模塑料生產(chǎn)用除濕劑。（太行日報）