納米材料

俄羅斯研發(fā)出抗菌納米材料

俄科學(xué)院西伯利亞分院網(wǎng)站報(bào)道，該分院無(wú)機(jī)化學(xué)研究所通過材料結(jié)構(gòu)的改變研發(fā)出垂直晶向扁盤狀納米顆粒，研究發(fā)現(xiàn)了這種納米材料具備抗菌性的新性能。相關(guān)成果發(fā)布在《NANO RESEARCH》科學(xué)期刊上。

該所的科研人員選取具有類似石墨層狀結(jié)構(gòu)的六方氮化硼（h-BN）材料，通過技術(shù)研發(fā)使所制備材料的納米晶向垂直于扁盤狀納米晶面，由此獲得了材料的一系列新性能，包括抗菌性。在該分院細(xì)胞和遺傳研究所進(jìn)行的材料抗菌性實(shí)驗(yàn)表明，表面滴有含病菌乳化液的這種納米材料在培養(yǎng)1h后，超過一半的病菌被殺死。究其機(jī)理，科研人員發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)榇怪本虻募{米顆粒頂端就像尖銳的刀刃，可刺破所接觸病菌的細(xì)胞壁，對(duì)細(xì)菌造成機(jī)械破壞，從而達(dá)到滅菌的效果。納米材料的這個(gè)性能可用于醫(yī)療器械抗菌涂層的制備，從而使材料在醫(yī)療領(lǐng)域找到應(yīng)用。為進(jìn)一步提高涂層的抗菌效果，科研人員正在進(jìn)行著納米材料垂直晶粒壁與細(xì)菌相互作用機(jī)理的研究，這使得科研工作具有了更加明確的應(yīng)用方向性。除了抗菌性，所研發(fā)的氮化硼納米顆粒還具有其它性能，比如在電子束輻射下可發(fā)光。此類性能的進(jìn)一步研究可擴(kuò)大這種納米材料在工業(yè)部門中的應(yīng)用。（科技部）

羅切斯特大學(xué)采用細(xì)菌法實(shí)現(xiàn)了石墨烯材料的大規(guī)模生產(chǎn)

為了使計(jì)算機(jī)、醫(yī)療設(shè)備以及其他先進(jìn)技術(shù)更加高效，研究人員正把目光轉(zhuǎn)向納米材料：在原子或分子尺度上操縱材料使其展現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)。石墨烯是一種極具革命性的納米材料，它不僅具有良好的導(dǎo)電性，還在機(jī)械強(qiáng)度和靈活性上具有非凡的特性。然而，大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯是十分困難的，這也成為了阻礙石墨烯材料應(yīng)用于日常生活的主要障礙。

據(jù)報(bào)道，羅切斯特大學(xué)生物學(xué)副教授Anne S.Meyer在《ChemOpen》雜志上發(fā)表的一篇論文，文中提出了一種生產(chǎn)石墨烯材料的新方法，研究人員將石墨氧化物與細(xì)菌混合，細(xì)菌將石墨氧化物還原，從而可大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯材料。這種方法與化學(xué)法相比，更經(jīng)濟(jì)、更省時(shí)、更環(huán)保，并有望導(dǎo)致創(chuàng)新計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備的誕生。

為了生產(chǎn)更多的石墨烯材料，Meyer和她的同事從一小瓶石墨開始。他們首先去除材料的石墨層，生成單層石墨氧化物，然后將單層石墨氧化物與“希瓦內(nèi)拉”細(xì)菌混合，并保持足夠時(shí)間的充分接觸，“希瓦內(nèi)拉”細(xì)菌將單層石墨氧化物還原為石墨烯材料。Meyer說：“單層石墨氧化物很容易生產(chǎn)，但由于含氧基團(tuán)，它的導(dǎo)電性并不理想?！Ｍ邇?nèi)拉細(xì)菌會(huì)除去大部分的含氧基團(tuán)，從而將其轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電材料?！?/p>

通過“希瓦內(nèi)拉”細(xì)菌生產(chǎn)的石墨烯材料不僅具有良好的導(dǎo)電特性，同時(shí)比化學(xué)法生產(chǎn)的石墨烯更薄、更穩(wěn)定且能夠存儲(chǔ)更長(zhǎng)的時(shí)間，非常適合于各種應(yīng)用領(lǐng)域，如場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器和導(dǎo)電油墨。場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）生物傳感器是一種能夠檢測(cè)生物分子的設(shè)備，可以用于對(duì)糖尿病患者進(jìn)行實(shí)時(shí)血糖監(jiān)測(cè)。

導(dǎo)電油墨可以用來制造速度更快、效率更高的電腦鍵盤、電路板或用于汽車擋風(fēng)玻璃除霜的小型電線，導(dǎo)電油墨也可用于在織物或紙張等非傳統(tǒng)材料上制作電路。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，使用導(dǎo)電油墨是一種“更容易、更經(jīng)濟(jì)的電路生產(chǎn)方法。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所）

對(duì)可穿戴式醫(yī)療設(shè)備充電的摩擦納米發(fā)電機(jī)研發(fā)成功

據(jù)報(bào)道，近日，美國(guó)萊斯大學(xué)的科學(xué)家們研發(fā)出一種名為Triboelectric nanogenerator，可以對(duì)人體可穿戴式醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行充電的小型便攜式納米發(fā)電機(jī)，患者可以通過日常的活動(dòng)對(duì)該發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電。相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Nano雜志上。

可穿戴醫(yī)療設(shè)備是指可以直接穿戴在身上的便攜式醫(yī)療或健康電子設(shè)備，在軟件支持下感知、記錄、分析、調(diào)控、干預(yù)甚至治療疾病或維護(hù)健康狀態(tài)。該充電設(shè)備不含金屬材料，當(dāng)安裝在患者的鞋子或衣服上的時(shí)候，可收集軀干及手臂擺動(dòng)產(chǎn)生的靜電，隨時(shí)對(duì)可穿戴式醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行充電，該設(shè)備不僅便于攜帶，而且環(huán)保節(jié)能，今后有望在可穿戴式醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。（科技部）

我國(guó)科學(xué)家研究出一種分米級(jí)單晶薄膜的制備新方法

為開辟硅基電子器件之外的新途徑，基于量子材料的新器件研究成為前沿?zé)狳c(diǎn)。作為量子材料的重要分支，二維量子材料厚度只有原子級(jí)且量子效應(yīng)顯著，大面積、高質(zhì)量的二維單晶制備是實(shí)現(xiàn)二維器件規(guī)?；瘧?yīng)用的核心關(guān)鍵，然而晶格的非中心反演對(duì)稱性給二維單晶生長(zhǎng)帶來了極大挑戰(zhàn)。

據(jù)報(bào)道，在量子調(diào)控與量子信息重點(diǎn)專項(xiàng)資助下，北京大學(xué)劉開輝課題組與合作者設(shè)計(jì)出一種具有特殊臺(tái)階方向的非中心反演對(duì)稱性的單晶晶面Cu（110）/<211>，利用其臺(tái)階邊緣與六方氮化硼晶疇中硼型和氮型鋸齒形邊界耦合強(qiáng)度的能量差打破晶疇在襯底表面取向的對(duì)稱性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)六方氮化硼晶疇單一取向的控制生長(zhǎng)，并無(wú)縫拼接為分米級(jí)單晶薄膜。研究還結(jié)合原位生長(zhǎng)技術(shù)與理論計(jì)算對(duì)生長(zhǎng)過程進(jìn)行了深入動(dòng)力學(xué)研究，提出了全新的生長(zhǎng)機(jī)理。該研究工作提供了一種制備二維單晶的普適方法，為二維器件規(guī)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（科技部）

電化學(xué)雙電極大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯研究取得新進(jìn)展

據(jù)報(bào)道，近日，西安交通大學(xué)先進(jìn)儲(chǔ)能電子材料與器件研究所徐友龍教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過系統(tǒng)的篩選和優(yōu)化，選用四丁基高氯酸銨/碳酸丙烯酯溶液為剝離電解液，并設(shè)計(jì)了金屬網(wǎng)包裹天然石墨的三明治結(jié)構(gòu)石墨電極，通過深入探究離子嵌入石墨產(chǎn)生剝離過程的機(jī)理，采用電化學(xué)和熱膨脹剝離相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了陰陽(yáng)極同時(shí)制備高質(zhì)量的石墨烯。該方法制備的石墨烯不僅產(chǎn)率高（陰極：85%和陽(yáng)極：48%），而且石墨烯缺陷少（ID/IG<0.08）、氧化程度低（C/O原子比>18.4）、電導(dǎo)率優(yōu)異（>3×104S/m）。另外在實(shí)驗(yàn)室條件下使用大尺寸石墨電極（Φ=20cm，厚度5mm）生產(chǎn)石墨烯的速度可以達(dá)到25g/h，為規(guī)模化制備高質(zhì)量石墨烯奠定了基礎(chǔ)。

徐友龍教授長(zhǎng)期致力于新型電解電容器、超級(jí)電容器、鋰/鈉離子電池材料與器件、納米材料的制備與應(yīng)用等領(lǐng)域的研究。（西安交通大學(xué)新聞網(wǎng)）

二元石墨烯薄膜可高效淡化海水

據(jù)報(bào)道，近日，武漢大學(xué)/湖南大學(xué)袁荃和美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒等人組成的研究團(tuán)隊(duì)，采用石墨烯納米篩和碳納米管相結(jié)合的方法，制備出二元結(jié)構(gòu)的石墨烯薄膜，兼具有較強(qiáng)的選擇性分離效率和一定的機(jī)械強(qiáng)度，可應(yīng)用于海水淡化。

此前的理論計(jì)算證明，相比傳統(tǒng)海水淡化膜，石墨烯制成的單層納米孔二維薄膜具有超高的選擇性分離效率。然而，大面積石墨烯內(nèi)部存在的晶界會(huì)降低石墨烯的機(jī)械性能，引入納米孔的過程將會(huì)進(jìn)一步降低機(jī)械性能，導(dǎo)致分離薄膜容易發(fā)生局部破裂，降低分離效率和分離選擇性。

研究人員介紹，碳納米管具有優(yōu)異的機(jī)械性能，并且與石墨烯的結(jié)構(gòu)類似。由碳納米管搭接形成的碳納米管薄膜，不僅可以與石墨烯的結(jié)構(gòu)完美匹配，也不會(huì)影響水滲透率。因此，研究團(tuán)隊(duì)想到將納米孔石墨烯與碳納米管結(jié)合來彌補(bǔ)上述缺陷。他們先在銅箔上生長(zhǎng)出一層單層石墨烯，再在上面的一些區(qū)域覆蓋相互連通的碳納米管網(wǎng)絡(luò)，將銅箔溶蝕掉之后就得到了一張?zhí)技{米管支撐的石墨烯薄膜。這種薄膜可以不經(jīng)聚合物支撐，在懸空、彎曲、拉張時(shí)不產(chǎn)生明顯裂縫。測(cè)試和計(jì)算結(jié)果顯示，薄膜能承受380.6MPa應(yīng)力，楊氏模量達(dá)到9.7GPa，相當(dāng)于納米孔石墨烯薄膜2.4倍的拉伸剛度和10 000倍的彎曲剛度。

此外，相較于商用的三乙酸纖維素淡化膜，新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜的水滲透率提高了100倍，抗污染能力更強(qiáng)。而且由于不受內(nèi)部濃差極化效應(yīng)制約，薄膜在高濃度鹽環(huán)境下仍然可以保持較高的水滲透率。

此次制成的新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜不需要聚合物支撐就結(jié)實(shí)耐用，并兼具多種滲透效率優(yōu)點(diǎn)，為石墨烯應(yīng)用于海水淡化打開了一條新的思路。若解決量產(chǎn)問題，未來人們或?qū)⒛芎壬稀笆┑?。（中?guó)科學(xué)報(bào)）

寶?？萍际?yīng)用產(chǎn)業(yè)基地在七臺(tái)河成立搶占石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈核心端

據(jù)報(bào)道，8月4日，寶?？萍计吲_(tái)河石墨烯電熱膜生產(chǎn)基地投產(chǎn)剪彩暨寶希（七臺(tái)河）新材料科技有限公司揭牌儀式在七臺(tái)河市石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)基地舉行，400余位嘉賓代表共同見證了寶?？萍际┫掠螒?yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展再上新臺(tái)階。

據(jù)了解，寶希科技七臺(tái)河石墨烯電熱膜生產(chǎn)基地于2017年開始動(dòng)工，一期可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)200萬(wàn)m2高品質(zhì)石墨烯電熱膜以及年產(chǎn)500t的石墨烯導(dǎo)電油墨的規(guī)模化生產(chǎn)，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值3.2億元。二期工程年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)石墨烯墻暖和年產(chǎn)5萬(wàn)臺(tái)石墨烯電暖器的生產(chǎn)線已經(jīng)完成規(guī)劃。

黑龍江省是我國(guó)石墨的主產(chǎn)區(qū)，石墨礦資源非常豐富。七臺(tái)河市立足優(yōu)質(zhì)石墨資源，瞄準(zhǔn)高端領(lǐng)域，把石墨及石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)作為該市轉(zhuǎn)型發(fā)展“6大產(chǎn)業(yè)”重中之重，著力打造以石墨及石墨烯為代表的新材料產(chǎn)業(yè)布局，大力招商引資，全力支持本土大型企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

據(jù)悉，寶泰隆深入布局新能源新材料產(chǎn)業(yè)，于2015年成立了七臺(tái)河寶泰隆石墨烯新材料有限公司，專注實(shí)施石墨烯制備材料及石墨烯下游應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)項(xiàng)目。寶希科技作為寶泰隆石墨烯業(yè)務(wù)的領(lǐng)頭羊企業(yè)，此次石墨烯電熱膜生產(chǎn)線的投產(chǎn)，填補(bǔ)了七臺(tái)河市石墨烯下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)的空白，形成了完整的石墨烯制品從礦源到制備材料生產(chǎn)再到終端應(yīng)用的上下游全產(chǎn)業(yè)鏈搭建，為我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康高速發(fā)展，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

寶?？萍计吲_(tái)河石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)基地的建立對(duì)石墨烯、石墨烯衍生品及下游應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)具有積極的推動(dòng)作用，有效提升了七臺(tái)河在石墨烯新材料領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)應(yīng)用的核心競(jìng)爭(zhēng)力，為七臺(tái)河市投資建設(shè)營(yíng)造更濃厚的氛圍、集聚更大的合力，將為七臺(tái)河市構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)增添新動(dòng)力、再創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。（人民網(wǎng)）

海鷹空天材料研究院落戶蘇州相城打造百億級(jí)新材料產(chǎn)業(yè)集群

據(jù)報(bào)道，8月6日，中國(guó)航天科工三院與蘇州市人民政府簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議以及海鷹空天材料研究院（蘇州）有限責(zé)任公司正式揭牌成立。

中國(guó)航天科工集團(tuán)是國(guó)資委所屬特大型高科技企業(yè)，是我國(guó)國(guó)防科技工業(yè)的中堅(jiān)力量，從事著關(guān)系國(guó)家安全的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。“生產(chǎn)一代、研制一代、預(yù)研一代、探索一代”的發(fā)展格局，使航天科工成為新材料基礎(chǔ)研究、工程應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化的排頭兵，擁有著以石墨烯材料、納米材料、陶瓷及復(fù)合材料3D打印、材料基因組工程等為代表的一大批前沿技術(shù)儲(chǔ)備。

空天材料是國(guó)家部署顛覆性技術(shù)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方向之一。海鷹空天材料研究院依托航天科工集團(tuán)尖端材料技術(shù)，打造產(chǎn)學(xué)研一體的國(guó)家級(jí)航空航天先進(jìn)材料及制品研發(fā)生產(chǎn)基地，是兼具“硬科技”與“軟實(shí)力”的多元化混合所有制企業(yè)，集眾多優(yōu)勢(shì)于一身，契合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。

據(jù)悉，新成立的海鷹空天材料研究院將以空天裝備對(duì)新一代材料的需求為牽引，以航天品牌巨大的影響力為后盾，構(gòu)建“1+4+N”發(fā)展格局（即打造一個(gè)開放式科技創(chuàng)新平臺(tái)——海鷹材料實(shí)驗(yàn)室；重點(diǎn)發(fā)展樹脂基復(fù)合材料、金屬塑性成型、隔熱控溫材料和先進(jìn)陶瓷材料等四大核心業(yè)務(wù)板塊；積極探索石墨烯材料、納米材料、材料基因組工程、生物醫(yī)藥材料等N個(gè)新興產(chǎn)業(yè)方向），力爭(zhēng)用15～20年的時(shí)間把海鷹空天材料研究院建設(shè)成為國(guó)家級(jí)航空航天材料研發(fā)生產(chǎn)基地，打造國(guó)家級(jí)先進(jìn)材料技術(shù)創(chuàng)新中心、應(yīng)用中心和成果轉(zhuǎn)化中心。（央視網(wǎng)）

牡丹江規(guī)劃石墨烯產(chǎn)業(yè)園

據(jù)報(bào)道，日前，牡丹江市政府發(fā)布消息稱，現(xiàn)正在規(guī)劃石墨烯產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，并將根據(jù)計(jì)劃進(jìn)行招商。該項(xiàng)目計(jì)劃總投資52億元，三期全部建成后，可實(shí)現(xiàn)銷售收入可達(dá)78億元/年，利潤(rùn)7.5億元/年，納稅金額4.5億元/年。

該項(xiàng)目主要致力打造圍繞石墨精深加工為主體的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的國(guó)際化產(chǎn)業(yè)園。一期（起步區(qū)）規(guī)劃總投資10億元，主要建設(shè)電池雙極板項(xiàng)目、輔助電極項(xiàng)目、高純石墨項(xiàng)目、高純石墨烯粉體項(xiàng)目等4個(gè)石墨烯基礎(chǔ)性項(xiàng)目。二期規(guī)劃總投資30億元，主要引進(jìn)碳材料深加工項(xiàng)目主要為年產(chǎn)12萬(wàn)t鋰電負(fù)極材料、總?cè)萘?5GW新型動(dòng)力儲(chǔ)能裝備及總?cè)萘?GW動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目。三期規(guī)劃總投資12億元，建設(shè)石墨烯材料研發(fā)中心。

目前，該產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目在勘普查項(xiàng)目9個(gè)，已完成初勘項(xiàng)目5個(gè)，最新初步勘測(cè)石墨礦物量4 300萬(wàn)t。加之已探明儲(chǔ)量的300余萬(wàn)t，合計(jì)總儲(chǔ)量在4 600萬(wàn)t以上，占全省總儲(chǔ)量38%以上，占全國(guó)20%以上，占全球7.6%，成為黑龍江省以及我國(guó)乃至全球石墨資源的重要蘊(yùn)藏地區(qū)。（中國(guó)化工報(bào)）