納米材料

日本瑞翁開發(fā)出利用單層碳納米管的熱界面片材

據報道，日本瑞翁公司（Zeon）2016年11月10日宣布，開發(fā)出了利用單層碳納米管（SGCNT）高導熱性的熱界面片材，并以要求高散熱性的服務器及個人電腦等的CPU、碳化硅（SiC）類功率模塊等為對象，作為可使散熱措施得到大幅提高的“散熱”片材開始樣品供貨。

SGCNT是單層片材卷成圓筒狀的碳納米材料，單層片材是碳原子排列成正六邊形網格的結構。SGCNT的導熱率出色，是銅的大約10倍。瑞翁將微量的SGCNT（直徑為0.3～0.4nm、長度為數100μm）和石墨類顆粒分散到氟類橡膠中，在橡膠內形成碳納米材料的微細網格，成功實現了熱界面片材在厚度方向上的導熱率，以及可確保橡膠柔軟性的硬度。

具體而言，將熱界面片材在厚度方向上的導熱率大幅提高到了38W/（m·K），并使表示橡膠硬度的Asker硬度降低到了59。而在此前，熱界面片材在厚度方向上的導熱率只有2W/（m·K），硬度高達到88。如果Asker硬度高，在CPU與散熱模塊之間夾著熱界面片材時，由于緊貼性差，就會在局部形成熱阻高的部分，造成導熱不良。

此次的開發(fā)品由于Asker度低，因此可同時緊貼于CPU和散模塊的表面，充分確保導熱性。具體措施是將CPU和散熱模塊用螺絲來固定。據介紹，原來采用的方法是涂覆油脂類熱界面材料，對CPU與散熱模塊等實施熱結合，但“存在油脂很難涂，出現不均勻部分及液滴等問題”。

此次開發(fā)的散熱片材不僅可推進電子及電氣部件等走向小型化及高性能化，同時還有望獲得衍生效應，比如憑借“量產效應”使目前每公斤高達百萬日元的高昂SGCNT材料成本降低，促進添加SGCNT的高性能橡膠等實現低價格，以及使油壓類等機構實現高性能等等。SGCNT將由此走向工業(yè)材料化，可以說這才是此次開發(fā)的最大成果。（日經BP社報）

碳納米管在超高壓力下獲得高強度

據報道，莫斯科物理技術學院（MIPT）新型超硬度和碳材料研究所（TISNCM）、莫斯科國立大學（MSU）和莫斯科國立鋼鐵合金學院的研究者們已經發(fā)現，可以通過一起熔融多層的碳納米管來生產一種超強度材料。

根據這些科學家所說，這種材料具有非常高的強度，可以適應極其惡劣的環(huán)境狀態(tài)，這對于航空航天工業(yè)領域來說是非常有用的。

該論文的作者做了一系列實驗來研究高壓對多層碳納米管（MWCNTs）的影響。除此之外，他們模擬了碳納米管在高壓容器中的反應，之后發(fā)現多層碳納米管（MWCNTs）的外表面的剪切應力應變行為導致它們相互結合在一起，這是由于多層碳納米管（MWCNTs）要在外表面進行結構重組。然而，內部同軸的納米管還是完整地保留了它們的結構：它們僅僅在壓力下收縮，一旦卸掉壓力之后，又恢復本來的形狀。

這個研究的主要特點是它證明了管間的共價鍵引起了互聯（聚合）的多層納米管，生產這些納米管比一個個生產單層納米管要更加便宜。

Mikhail Y.Popov是莫斯科物理技術學院（MIPT）分子和化學物理系的教授，也是新型超硬度和碳材料研究所（TISNCM）功能納米材料實驗室的領導者，他評論道：“納米管之間的這些連接僅僅能影響納米管的外部管壁結構，然而內層仍然保持不變，這使得我們可以獲得原始納米管非凡的耐久性能?！?/p>

科學家們通過電腦模擬，已經發(fā)現這2種壓力可以以不同的方式影響納米管的結構。靜力學壓力通過復雜的方式來改變納米管的管壁幾何結構，然而剪切力會引起外壁無定型區(qū)域發(fā)生sp3雜化，通過共價鍵來把它們和附近的碳納米管結合在一起。當壓力除去時，被連接的多層納米管的內層形狀又恢復如初。

碳納米管由于具有獨特的機械、熱導性能，具有廣泛的商業(yè)化應用范圍。它們可以應用于蓄電池、平板電腦和手機觸摸屏、太陽能電池、抗靜電涂料以及這些電子產品的組合框架中。（材料牛）

納米藥物穿上癌細胞的“馬甲”有望以癌治癌

據報道，日前從廣東醫(yī)科大學藥學院獲悉，該學院博士鄭明彬與中國科學院深圳先進技術研究院研究員蔡林濤合作，在同源靶向納米載藥可視化精準治療癌癥方面取得新突破，發(fā)展了“以癌治癌”的新療法，研究成果近日在納米領域頂尖期刊《ACS Nano》上發(fā)表。

鄭明彬介紹，其研究團隊構建了包載吲哚菁綠（ICG）的聚合物——癌細胞膜仿生納米顆粒（ICNPs），并應用于同源MCF-7乳腺癌腫瘤的診斷和治療。癌細胞膜上表達的黏附分子，如上皮細胞黏附分子、神經鈣黏素、半乳糖凝集素，通過受體—配體結合形式，能夠將癌細胞彼此相互“定位導航”與“錨定”。納米顆粒穿上癌細胞的“馬甲”能夠黏附識別MCF-7癌細胞的膜上黏附分子，避免了繁冗的化學靶向修飾和潛在的不可控因素的影響。

“癌細胞膜包被后，納米顆粒不僅偽裝了自己，減少了肝腎的截留，最終實現了對MCF-7腫瘤的同源靶向富集。在熒光/光聲雙模成像引導下，采用近紅外激光激發(fā)，精確控制腫瘤部位的局部溫度，實現了癌癥可視化精準治療?！编嵜鞅蛘f。

鄭明彬說，納米顆粒外層磷脂的材料是癌細胞膜，是從腫瘤組織中的癌細胞中提取出來的；其利用顆粒外層的黏附分子靶向識別癌細胞上同種或不同種的黏附分子，從而實現癌細胞的診斷，在激光光照條件下，納米顆粒的光敏劑產生熱量殺死癌細胞；其來源于腫瘤，應用于腫瘤，實現了“以癌治癌”。（科技日報）

藥物色譜分析檢測技術的“心臟”：納米微球材料

據報道，11月21日，全球最大的年產25 000L單分散聚合物層析介質生產線、全球首條年產20t單分散硅膠色譜填料生產線在蘇州納微科技有限公司（以下簡稱“蘇州納微”）投產。這2項具有自主知識產權的納米微球材料，打破國外壟斷，解決生物制藥千億級產業(yè)的卡脖子問題。

生物制藥的生產可分為上游發(fā)酵過程和下游純化分離過程，如何經濟、高效從發(fā)酵的復雜組分中濃縮、分離和純化目標生物藥分子已成為全球生物制藥的技術瓶頸。蛋白類生物藥生產各環(huán)節(jié)中分離純化成本占據總生產成本的50%～80%。以胰島素為例，下游分離純化占生產的成本50%以上，而抗體藥物的分離純化成本則占據總生產成本的80%以上。

納米微球因其巨大的比表面積而具有極強的吸附性能，如果在微球表面鏈接特殊功能基團使它可以選擇性吸附某些物質，這一特性使其成為藥物分離純化的關鍵材料，也是藥物色譜分析檢測技術的“心臟”，但長期依賴進口。美國GE公司占據全球生物分離介質市場的80%，中國市場的95%。（科技日報）

面向柔性和透明電子的全碳薄膜晶體管

電子皮膚、柔性電池、電子標簽、生物傳感、柔性顯示等領域發(fā)展迅猛，對其構成材料也提出了新的要求，這些器件的基板材料、晶體管溝道、電極及介電材料都需要具有柔性、透明、可拉伸、可彎曲等特點。

碳納米管和石墨烯作為低維納米碳材料的典型代表，具有優(yōu)異的電學、力學、光學和熱學性質，已成為柔性電子器件的理想構筑材料?；谄鋬?yōu)異的光電性能，碳納米管和石墨烯薄膜既可以作為晶體管電路的電極和互連線，又可以成為薄膜晶體管理想的有源溝道材料。如能充分發(fā)揮納米碳材料的優(yōu)異性能，實現全碳器件的設計和構筑，將極大推動柔性和透明電子系統(tǒng)的迅速發(fā)展。

近日，中國科學院金屬研究所的孫東明、劉暢、任文才、成會明應邀在發(fā)表的綜述論文中介紹，他們聚焦于面向柔性和透明電子的全碳薄膜晶體管的最新研究進展，從電子器件研究視角出發(fā)，歸納并對比考察了基于碳納米管和石墨烯的透明導電薄膜的制備方法及其光電性能，分析和討論了碳納米管和石墨烯作為溝道材料的關鍵科學技術問題和研究策略，然后系統(tǒng)介紹了近年來以碳納米管或石墨烯為透明電極的全碳薄膜晶體管器件的重要研究進展，展現了全碳薄膜晶體管在未來柔性、透明及可拉伸電子/光電子器件領域的應用前景，最后闡述了該領域面臨的重要機遇和挑戰(zhàn)，指出了具有應用潛力的研究開發(fā)路線以及未來該領域的研究前沿和重點。（MaterialsViews編輯部）

石墨烯實現太陽能高效海水淡化

據報道，中國研究人員11月21日在美國《國家科學院學報》上報告了一種高效、便攜的太陽能海水淡化技術，能以高達80%的能源轉換效率把海水轉化成高質量的飲用水。

負責研究的南京大學現代工程與應用科學學院教授朱嘉介紹，他們使用的是一種太陽能海水淡化利用光蒸餾原理的技術，無需其他能量即可產生淡水，因此為理想的海水淡化方案，但由于能量轉換效率較低，一直無法大規(guī)模應用。

為此，朱嘉課題組提出一種新思路，它有2大創(chuàng)新之處：一是利用石墨烯制成可折疊而且輕便的薄膜，用來吸收太陽能蒸餾海水，大大增加了便攜性；二是讓石墨烯吸收體與海水分隔開，降低熱導損耗。

此外，由于在過去絕大部分工作中，吸收體與水直接接觸，造成能量通過水本身的導熱而耗散掉，所以需要光學聚焦、隔熱等手段維持熱平衡。他們設計了一個特殊的二維水通道，不讓吸收體與海水直接接觸，所以不需外界輔助，就能實現高效轉換。

據報道，朱嘉課題組設計的是一個由泡沫聚苯乙烯制成的圓柱形熱絕緣體，熱絕緣體外層涂以織維素涂層構成特殊水通道，圓柱體頂部覆蓋著石墨烯薄膜。工作時，織維素通過毛細作用從下部水池吸水，供給上方薄膜加熱成蒸汽，進而收集淡水。朱嘉介紹，之前光到蒸汽的能量轉換效率在同等條件下一般為60%左右，而他們的裝置可達到80%，轉化后水質經初步檢驗超過世界衛(wèi)生組織等國際通用標準。加上薄膜可折疊且輕便，制造成本較低，所以“應用范圍大大提高”。當然，這個裝置長期工作的穩(wěn)定性還需要時間以及在不同應用場景下進行檢驗。（觀察者）

中國科學家開發(fā)出全球首款石墨烯光催化網

據報道，由中國碳谷科技集團與中國科技開發(fā)院江蘇分院、江蘇康潤凈化科技有限公司合作開發(fā)的全球首款專業(yè)治理水質的石墨烯光催化網日前在無錫江陰正式問世。

目前，城市黑臭水治理主要是運用傳統(tǒng)技術如截污納管、面源控制、清淤疏浚、人工增氧、清水補給等，不僅耗費大量財力和人力，據市場預期2016-2030年全國黑臭水治理規(guī)模將達到7 000億元，而且效果很難馬上體現。

石墨烯光催化網的問世將極大地改變這一狀況，它是一張沉在水下的網，只要有可見光就可工作，讓水體重新恢復自凈化能力，黑臭水變?yōu)榍逅?年多時間的研發(fā)以及2個多月的實時效果測試表明，光催化網不受污染物影響，能對黑臭水進行原位處理，這是目前國際上唯一可用于大規(guī)模水質處理的光催化技術及產品，其核心“可見光響應的異質間高效量子轉移技術”今年5月已經通過江蘇省新技術鑒定。

研究人員介紹，該產品強大的性能得益于2家高科技公司的強強聯手，首先是碳谷科技的石墨烯產品，公司的石墨烯是全球唯一的真正天然的二維材料，結構“零缺陷”，有別于氧化、還原的石墨烯，能夠保證高效的光生載流子轉移。

另外，中國科技開發(fā)院江蘇分院是國際上第一個建立光催化材料二維層狀結構的團隊，也是目前國際上唯一能夠同時制備可見光響應的光敏納米及復合量子級光催化材料的團隊。（現代快報）

石墨烯織物或是可穿戴設備的未來

智能服裝是一個很有發(fā)展前途的市場，就連健康監(jiān)控器和LED顯示屏的技術都可以被集成到智能服裝上。然而，如今的大多數智能紡織品過于僵硬和昂貴，不適合制作成實用性強的可穿戴服裝。據國外媒體報道，劍橋石墨中心（CGC）和江南大學的一項新研究可能會改變這種情況?？茖W家們已經開發(fā)出含有石墨烯的導電織物，能夠解決智能服裝不夠柔軟的問題，價格也不昂貴。

科學家們通過化學方式改變石墨烯內部結構，開發(fā)出了這種和棉織物沒什么區(qū)別的石墨烯絮片，并通過一個可穿戴運動傳感器將成果展示出來。經過測試，這種可穿戴智能織物能夠在洗衣機里轉500圈而毫發(fā)無損。

目前，研究人員已經研發(fā)了帶有石墨烯壓力傳感器和心率傳感器的智能服裝，它們可以采集人體的心率、血氧等生理健康數據。未來我們的衣服將會和手機之間通過藍牙連接，不需要其他智能穿戴設備就能收集自己的健康情況。

石墨烯最重要的特點是它的導熱、導電性?，F在市面上已經出現了一些能夠“發(fā)電”的衣物。這種智能紡織品中帶有光伏材料或者運動發(fā)電裝置，當我們的手機需要充電時，衣服就能充當移動電源補給電力。而石墨烯的導熱性還能夠為人體提供紅外理療功能，有了它，在冬天你就不必穿得那么厚了。

石墨烯是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的、具有單層原子厚度的二維晶體。石墨烯以碳元素為基礎，在各個領域都擁有非常大的潛力，比如電池技術、計算機芯片、電動汽車、飛艇制造等等。由于它只有納米厚度，非常柔軟，易彎曲，而且導熱性能好，結實，這些特征都使得石墨烯成為未來可穿戴設備實現突破的關鍵。（雷鋒網）

中關村石墨烯產業(yè)聯盟在豐臺園正式成立

11月8日，“2016中國國際石墨烯產業(yè)發(fā)展論壇暨中關村石墨烯產業(yè)聯盟成立大會”在北京豐臺隆重召開。中國科學院院士、北京大學教授劉忠范，中國科學院院士、中國科學院金屬研究所研究員成會明，中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員劉云圻出席會議，與來自國家工業(yè)和信息化部、國家知識產權局、北京市、豐臺區(qū)的各級領導以及來自北京大學、清華大學、北京航材院等“政產學研用”單位近200人共同見證了聯盟的正式成立。

作為全國科技創(chuàng)新中心，北京擁有國內最集中的石墨烯研發(fā)資源，僅清華大學、北京大學就有13個石墨烯研究課題組，北京理工大學，北京交通大學，北京化工大學，中科院國家納米中心等也在開展相關研究。豐臺區(qū)作為北京市最先開展石墨烯產業(yè)布局的區(qū)域，在國際合作和產業(yè)促進方面做出了積極探索，為進一步推動石墨烯產業(yè)的發(fā)展，實現創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈、資金鏈、服務鏈的多鏈融合，豐臺區(qū)與北京大學和北京烯碳石墨烯科技研究院等多家單位發(fā)起，經由中關村管委會和北京市民政局正式批準成立的社團組織。

中關村石墨烯產業(yè)聯盟的成立對于北京市的石墨烯產業(yè)是如虎添翼，將有利于石墨烯相關的研發(fā)機構，建立長效合作機制，展現石墨烯材料的神奇性能和在多個領域的應用潛力；有利于實現創(chuàng)新資源的高度凝聚力，持續(xù)不斷地改進制備技術和裝備，快速提升石墨烯企業(yè)的自主創(chuàng)新能力，盡快實現規(guī)?；a，并實現在下游領域比如在鋰離子電池、復合材料等方向上的產業(yè)應用；有利于整合協調產業(yè)資源，規(guī)范行業(yè)規(guī)范，建立上下游、產學研信息、知識產權等資源共享機制，建立與政府溝通的渠道及人才培養(yǎng)、國際合作的平臺；有利于推動標準、評價、質量檢測體系的建立，促進成員單位的自身發(fā)展，助推北京成為全國乃至世界石墨烯產業(yè)的排頭兵。

國內首家石墨烯高分子復合材料研發(fā)中心在太白湖啟動

據報道，11月5日，全國首家石墨烯高分子復合材料研發(fā)中心啟動儀式在山東魯泰控股集團舉行。該研發(fā)中心由山東魯泰股份、太白湖新區(qū)和濟寧利特納米技術公司合作、是全國首家石墨烯高分子復合材料研發(fā)中心，已研發(fā)出石墨烯/PVC防靜電塑料、石墨烯/PVC導熱塑料兩種產品。目前防靜電與導熱塑料國內市場規(guī)模上千億，魯泰控股計劃市場占有率20%以上，做成國內防靜電PVC復合材料第一品牌，可實現年銷售額百億元以上。

石墨烯高分子復合材料研發(fā)中心的成立，標志著濟寧市新材料發(fā)展掀開了新篇章，全面推動和加強石墨烯下游產品開發(fā)應用，拉長產業(yè)鏈條，推進石墨烯產業(yè)快速突破，加快培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)和新的經濟增長點邁出了新步伐。石墨烯高分子復合材料研發(fā)中心將以綠色、高端發(fā)展為引領，進一步整合創(chuàng)新資源，加大研發(fā)投入，為濟寧市新興產業(yè)發(fā)展作出更大貢獻。（齊魯晚報）

啟納“探險”納米投資：翻轉硬科技成長曲線

在很多風投機構熱衷于互聯網+、新材料等產業(yè)中下游項目投資時，設立在江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)的一家機構，則把目光投向了處在上游高端核心環(huán)節(jié)的納米技術產業(yè)。5年來，所獲得的綜合投資回報率，甚至比投TMT領域的機構還要高。

這家機構是成立于2011年的蘇州工業(yè)園區(qū)啟納創(chuàng)業(yè)投資有限公司，它是目前國內唯一專注于納米技術產業(yè)投資的國有基金。該基金規(guī)模只有5 000萬元，主要投資處于天使期、A輪的早期創(chuàng)業(yè)公司。

啟納創(chuàng)投的母公司是蘇州納米科技發(fā)展有限公司（以下簡稱“蘇州納米”），這家國有公司依托蘇州工業(yè)園區(qū)的資源，致力于為納米技術的創(chuàng)新與產業(yè)化，提供基礎設施、公共平臺、產業(yè)服務及產業(yè)投資。該公司還即將成立2.8億元資金規(guī)模的同合納米技術產業(yè)基金，對規(guī)?；l(fā)展的納米技術企業(yè)進行成長期投資。

“很多資本由于信息不對稱、專業(yè)不了解等緣故，不太關注和介入納米技術產業(yè)的投資。這導致納米技術領域的投資和并購，缺乏品牌性、系統(tǒng)性的機構參與。其實越是高技術含量的項目，未來的投資回報率就越高。我們希望依托當地的科研、政府和產業(yè)鏈資源，成為納米技術產業(yè)發(fā)展的資本推手?！碧K州納米董事長張希軍表示。