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纳米材料

时间:2022-05-29 12:00:02 浏览次数:

中美科学家联手研制出破碎后自动修复的柔性电子纳米材料

据物理学家组织网5月17日报道,目前,柔性电子设备的发展势头一片大好,但面临一个重要问题:电子材料在经过多次破碎和修复之后功能可能受损。现在,中美科学家携手研制出一种即使破碎多次也能自动恢复所有功能的新型电子材料,有助于提升可穿戴设备的持久性和耐用性。相关研究成果发表在最新一期《先进功能材料》杂志上。

宾夕法尼亚州立大学和哈尔滨理工大学的科学家在实验中将氮化硼纳米片添加到一种塑料聚合物原材料上,氮化硼纳米片通过在其表面起作用的氢键组连,当2块纳米片距离很近时,氢键之间自然出现的电子吸引会让其紧密相连;当氢键恢复时,纳米片也自动恢复。根据添加到聚合物上的氮化硼纳米片百分比的不同,这种自我恢复方式需要额外加热或加压,但有些形式的新材料在室温下就能自动恢复功能。

宾夕法尼亚州立大学材料科学和工程学教授王庆(音译)说:“可穿戴设备和可弯曲电子设备会随着时间推移产生机械变形,从而导致设备功能和外观受损,因此,我们希望研制出一种多次破碎之后仍能恢复所有功能的电子材料。”他表示,大多数自动恢复材料很软,但他们研发的这种新材料非常坚固;而且与其他使用氢键的可恢复材料不同,氮化硼纳米片让水分无法渗透,这意味着使用这种绝缘材料的设备能在潮湿环境下操作。

此前,研究人员已经研制出了一些能在破碎之后自动修复一种功能的材料,但对高效的可穿戴设备来说,恢复整套功能才至关重要。这是科学家首次研制出在多次受损之后仍能恢复多个属性的自我修复材料。(科技日报)

乌克兰科学家发现三维石墨烯新形式

据报道,最近乌克兰哈尔科夫低温物理技术研究所的科研人员却研究合成出碳的新变体——碳蜂窝体,这一发现立即吸引了世界科学界的关注。

这种变体由于其形状特殊,类似于蜂窝而被命名为碳蜂窝体。低温电子衍射和高分辨率电子显微镜与结构建模结合表明,他们合成的物质通过了通道渗透,这些通道壁是由石墨烯层形成。碳蜂窝体的首批样品是以膜的形式获得的,膜中的蜂窝通道形成随机网格。为了获得固定大小通道的常规周期结构,今后还需进一步研究较好的合成控制方法。

乌克兰科学家发现的这种结构具有较高能力,而且积累了大量惰性气体(氪、氙)和二氧化碳。他们发现这种储氢新结构远远超过理论上纳米管可以实现的水平。这种新蜂窝结构的特点还远不止这些,其独特的功能在于结构的适应性,即与其他碳形式共生,利用它们可作为建筑材料或者形成复杂复合化合物。金属原子或者化合物原子填满蜂窝通道赋予材料独特的电和磁性质,这一切都使得蜂窝结构在微电子学和纳米电子学中的应用前景广泛。(科技部)

俄罗斯欲加强对华合作推进纳米技术发展

据报道,俄罗斯国家纳米集团公司总裁、俄罗斯前第一副总理阿纳托利·丘拜斯表示,俄罗斯已成为国际纳米市场上的重要角色,俄中携手将有力促进2国在纳米技术领域取得长足发展。

俄罗斯纳米工业体系已初见规模,且发展势头良好。从2007-2015年底,俄纳米公司共为纳米技术项目筹资1 700多亿卢布,在全俄28个地区建立了68个纳米工厂及研究中心。2015年,俄纳米公司利润总额达1 700亿卢布,超过上年的2倍,其控股子公司超计划生产出价值3 410亿卢布的纳米产品,完全实现了《纳米工业发展战略》第一阶段目标。同时,俄罗斯纳米工业在进口替代及引进国外先进技术方面也取得突破性进展。

目前俄罗斯高新纳米领域包括水下高效采油设备、聚合材料防腐蚀涂层、碳纳米管等,生产成本、产品质量均处于世界领先水平。

丘拜斯表示,目前西方制裁的严峻形势也为俄罗斯与中国、韩国、新加坡、日本、马来西亚等东方国家开展纳米技术合作提供了良好契机。

俄纳米公司与中国清华控股有限公司共同建立了CIRTech基金,投资方向集中于纳米材料、清洁能源、大数据中心研究,首个项目目前已启动。

丘拜斯认为,2国密切合作将为俄罗斯提供充足的投资资金,同时也帮助中国建设完善的纳米技术基础设施,带去世界领先的纳米技术。鉴于之前的成功经验,俄罗斯迫切希望深化与中国合作。(透视俄罗斯)

欧洲石墨烯旗舰项目进入核心阶段

据报道,作为欧盟委员会未来新兴技术平台的一部分,石墨烯旗舰(GF)项目正在逐步迈向其核心功能,将石墨烯从实验室研究扩展到社会应用。

石墨烯旗舰项目是世界上研究石墨烯和石墨烯的最主要相关产品课题,作为一个有远见、科学驱动、产学合作的项目,GF旨在使用“神奇材料”解决科学、社会和技术的挑战。

GF的愿景包括欧洲范围内的科学家和工程师们的合作,所有这些人都有志于这一愿景的长期实现。有突破性技术支撑的GF,有望在多个方面彻底改变人类社会。

核心1是继多年的准备和试点方案之后开展的。GF开始于2013年10月,包括17个国家的76个学术和工业合作伙伴,目前,GF已经拥有23个国家的152个合作伙伴,其中1/3是产业合作伙伴。

该项目10年多的预算超过10亿欧元,其中一半是由欧洲委员会提供,最后加速阶段资金为5 400万欧元,在《地平线2020计划》资助下,每年获得拨款4 500万欧元,以开始第一个核心阶段的实施。

在核心1阶段中,工作包的数量将增加,额外的工作包将专注于能源、生物医学应用和晶圆级系统集成及其他。该工作包被分为4部分,以加强不同工作包之间的合作,也将有第5个部分用于合作项目。(国防科技信息网)

英国石墨烯相关产业研发呈下降趋势

据报道,耗资6 100万英镑的英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所(NGI)已运行1年多。但一份针对该国应用石墨烯的议会调查,却将该研究所的未来置于仔细审查中。

近日,该调查从石墨烯领域的若干重要角色那里听取了证据。议会反应如此迅速的部分原因是《星期日泰晤士报》在2016年3月对该领域提出指控。人们关注的焦点包括,NGI在保护石墨烯领域有价值的知识产权方面做得不够。曼彻斯特大学拒绝承认这些指控。但研究领军人表示,对NGI发展的痛心疾首代表了人们对英国产业研究和发展的广泛担忧。

在针对该调查的一份声明中,曼彻斯特大学表示,NGI的目标之一是将石墨烯技术带离概念验证阶段。声明强调,尽管NGI的石墨烯研究只有2个“战略合作伙伴”——拥有石墨烯商业化所需的产品工程和设计专门知识的公司,但它已经有包括英国石油公司和空中客车公司在内的50个石墨烯项目合作者,并且在过去2年间,来自这些合作者的经费提高到74万英镑。

但上述合作者坦陈,英国石墨烯商业利益缺失让它们感到挫败。“这是个大问题,必须试着找到投资让创新走进市场。”曼彻斯特大学副校长Colin Bailey说。他曾为NGI四处寻找第一个战略合作伙伴。(科技日报)

安普瑞斯高容量硅纳米线负极生产线运行

据报道,安普瑞斯公司完成了硅纳米线负极生产线的制备并投入中试生产。这是世界上第一条,也是唯一的一条双面连贯印刷式、高精度、3维纳米线生产线。这条生产线的建成初步实现了高容量硅纳米线负极的规模生产。

“安普瑞斯纳米线生产技术走向商业化的演示是个巨大的突破”,前美国能源部长,诺贝尔物理奖获得者,公司董事朱棣文教授评论到,“今年硅纳米线负极中试线的建成使其产品向大规模生产又跨进一步”。

安普瑞斯的硅纳米线负极是目前业界最理想和具有最高容量的锂离子电池负极。硅纳米线负极的生产采用了革命性的多层次,高速化学蒸镀法。安普瑞斯纳米线电极的生产技术也简化了生产工艺,除去了传统电极生产中的匀浆涂布、烘烤、碾压工序。目安普瑞斯公司的硅纳米线负极电池已经在无人机,穿戴设备,电动汽车和军用装备上试用和使用。

“连贯印刷式生产技术使安普瑞斯的硅纳米线技术走出了实验室,开始商品化。从试验线到具有规模的生产线”,安普瑞斯公司CEO孙纲博士指出,“安普瑞斯纳米线生产线的完成为公司向无人机,穿戴设备和电动运输产品提供超高容量的电池打开了局面”。(和讯网)

沃尔沃发布纳米材料电池

日前,沃尔沃汽车宣布在汽车电池轻量化方面取得了一项重大技术成果,可以让当前的电动汽车变轻15%。目前,这项技术已经在S80试验车上进行试验测试。

这种创新的轻质电池结构由一种新型纳米材料组成的,它包括由碳纤维、聚合树脂组成的纳米结构,以及植入其间的超级电容器。这种新型材料组成的电池结构不但很轻,还可以做成薄片,从而更方便布置。另外,它具有很好的强度和适用性,可以取代车身面板,从而节省电池组所需空间。

这种新型电池可以回收车辆的制动能,也可以直接连上电网充电。而在车辆行驶过程中,电池组的电能可以供给给汽车的电动机。研究显示,这种新型材料电池的充电速度比常规电池组更快,而且强度更好,适用性更强。沃尔沃还表示,这种新电池材料成本更低,也更加环保。

据了解,这个项目是在2010年启动启动的,它由欧盟赞助,共有10家主要机构参与,而沃尔沃汽车是其中唯一的汽车制造商。项目的初衷就是解决目前混合动力和电动汽车中电池组过于笨重的问题,同时还要保障电池效率和性能。目前,该项技术,正在实用化测试阶段,沃尔沃汽车已经制造了2辆S80试验车来检验这种电池材料的效果。(电动邦)

我国纳米机器人新型采矿技术世界领先

据报道,日前,人民网报道国内油田勘探技术有了最新突破,此项开采技术遥遥领先于伊朗国家在这方面的实力。这个消息对于中石油可谓是“雪中送炭”,救命稻草。

目前,油气采收率平均只有30%,大量剩余油(30%~70%)有待发现和开采,因此需要了解油藏井间基质、裂缝和流体的性质及与油气生产相关的一些变化,但现有的测井和物探技术在探测范围或分辨率上还无法满足这种需求。

纳米机器人不是传统意义上的纯机械机器人,而是一种化学分子系统和机械系统的有机结合体,垂直分辨率远高于测井和岩芯分析,探测范围介于测井与地震勘探之间,非常有助于进行油藏表征。

在油气勘探与开采中具有多种用途:辅助圈定油藏范围、绘制裂缝和断层图形、识别和确定高渗通道、识别油藏中被遗漏的油气、优化井位设计和建立更有效的地质模型,将来还可能用于将化学品送入油藏深处进行驱油。这些应用有助于延长油气田的开采和供应年限,提高累积产油量和采收率。因此,油藏纳米机器人技术的发展前景十分广阔。

为有效探测和开采剩余油,一些大型石油公司和服务公司开展纳米机器人的研究,期望利用纳米机器人探测甚至改变油藏特性,从而提高油气开采效率和采收率。

这些项技术有助于延长油气田的开采和供应年限,提高累积产油量和采收率。因此,油藏纳米机器人技术的发展前景十分广阔。分析人士认为,国内石油企业在海外建立石油仓储基地,可以占据有利的地理位置、降低成本,目前正在筹划相关开采项目。(中国选矿技术网)

世界首块石墨烯太赫兹芯片成功研发

据报道,目前,华讯方舟已成功做出世界第一块石墨烯太赫兹芯片。华讯方舟创始人吴光胜介绍,从微波到毫米波到太赫兹,华讯方舟沿着这一通讯技术路线发展,目前已处于世界领先位置。“不过,该款芯片成本非常高,芯片实验室成本要20万美元,未达到量产阶段。”吴光胜说。

太赫兹被誉为“改变未来世界的10大技术之一”,将促进宽带通信、雷达、电子对抗、电磁武器、安全检查领域的全方位变革。“例如,相比检查癌症的核磁共振,太赫兹不仅对人体没有伤害,精确度高,且成本大幅度下降。”吴光胜说。

在卫星通信方面,华讯方舟正在规划建设一个拥有108颗遥感卫星小网络。“届时,可以实现0.5m范围、10min对地球整个扫描一遍。拿起手机,便可以看见全世界任何一个地方。”

吴光胜建议,放开卫星民用市场。“一些很小的国家都有很多同步卫星轨位。别人都把轨位申请了,中国到时再去申请,只能花巨额费用买别人的。”(人民网)

中国国际石墨烯资源产业联盟预计9月成立

5月26日,中国国际石墨烯资源产业联盟第一届理事会预备会议在北京召开。会议由中国国际石墨烯资源产业联盟、天津东丽经济技术开发区管委会主办,辽宁北方新材料产业园管委会协办,共计200余名国内外嘉宾参加了此次会议。据悉,中国国际石墨烯资源产业联盟主要由企业发起成立,助力石墨烯产业化发展,预计将于今年9月正式成立。

联盟理事长张景安表示,石墨烯产业发展需搭建国际化协同创新平台,才能推动石墨烯这一“黑金”行业可持续发展,联盟的建立将加速石墨烯产业发展。张景安理事长介绍了联盟未来的7大工作重点。张景安理事长表示,联盟将立足中国,面向世界,搭建一个开放性的石墨烯产业、科技、金融国际交流平台,与各方开展广泛、密切合作,激发市场主体创新活力,引导和促进石墨烯产业健康有序发展。

联盟执行副理事长顾岩在发言中特别指出了石墨资源的有效利用与石墨烯产业发展的关系。石墨烯的发现带来了21世纪产业革命的新希望,将成为新材料领域的重点发展方向,推动世界工业产业的革命及产业结构的调整。随着石墨烯和先进碳材料对石墨资源的需求增大,石墨资源的开发也将进入如火如荼的状态。从资源到新材料产业的发展,必须要走一条资源综合利用、循环经济与可持续发展的道路。

会上,中国国际石墨烯资源产业联盟与多家机构达成战略合作,包含石墨烯产业基金方面和石墨烯应用技术方面。

中关村科技园区丰台园将打造国际石墨烯产业创新中心

据报道,中关村科技园区丰台园首个以新型纳米材料——石墨烯为关键技术的国际合作项目,近日与比利时法语鲁汶大学、英国国家物理实验室签约合作、共同研发,将实现石墨烯材料产业化。据了解,未来丰台园将打造国际一流的石墨烯产业体系:组建院士专家工作站、建设公共服务平台、设置创新成果展厅、建立检测实验室及精算建模体系等。

据中关村科技园区丰台园管委会主任张婕说,丰台园正以国际石墨烯中心为平台,努力打造中关村科技创新中心建设的主力军,构建北京市“高精尖”产业结构的主引擎和辐射带动京津冀协同发展的科技服务体系。

张婕表示:“丰台园坚持走石墨烯国际合作道路,结合北京市科技创新中心和国际交往中心的定位,以政产学研用为指导,以国际协同创新为切入点,以平台搭建和高端应用为抓手,整合国际国内2种创新资源,聚集国内外优秀的石墨烯创新创业团队和优质项目。”

据介绍,丰台园未来将重点打造标准检测计量、知识产权服务与运营、国际交流合作等科技服务平台,旨在创建具有全球影响力的石墨烯产业服务高地。

目前,丰台园正在构建4个国际标准检测室,参与了石墨烯国家标准制定和验证比对工作,获得一批授权专利,可提供对相关企业单位石墨烯标准与检测服务30余项。(北京青年报)

凯盛集团开建纳米级二氧化钛高端项目

据报道,从凯盛集团获悉,该集团近日与蚌埠市签约建设年产20万t纳米级二氧化钛、万吨玻璃微珠等2项目。业内人士分析,上述2个项目都具有一定的市场领先优势,其中玻璃微珠由蚌埠院自主研发,一举打破了国外垄断。

据介绍,空心玻璃微珠作为一种轻质无机非金属材料,具有密度小、导热系数低、介电常数小、机械强度高和耐腐蚀等优点,广泛应用于国民经济各个领域。长期以来,空心玻璃微珠只有美国、日本、俄罗斯等航天大国和海洋大国才能生产,蚌埠院根据国家的需要在2006年立项进行开发,从理论上和生产线的设备设计、制造上进行了一系列创新工作,共取得授权专利11项,其中授权发明专利3项,成果通过了国家建材联合会的鉴定,并于2011年获得国家“863”计划的支持。

此次年产20万t纳米级二氧化钛项目投资30亿元,预计2018年投产。该项目的建设将改变国内高档塑料、涂料行业严重依赖进口的局面。年产1万t玻璃微珠项目投资5亿元,预计2017年7月份投产。项目完全利用蚌埠玻璃设计院自主创新的核心技术及工艺,彻底打破国外垄断。

值得关注的是,凯盛科技曾在公告中表示,按照凯盛集团的发展战略,公司作为新型玻璃、新材料业务产业平台,未来依托集团公司的资源优利用资本市场,整合优质资产,加快完成转型升级。业内人士指出,上述2项目作为优质资产未来存在注入上市公司的可能。(凯盛集团)

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