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近日，傅正義院士團隊平航副研究員在材料過程仿生制備新技術研究方面取得創(chuàng)新性進展，成果以“Mineralization Generates Megapascal Contractile Stresses in Collagen Fibrils”為題，發(fā)表在國際頂級期刊《Science》（科學）上。

自修復材料是近年來發(fā)展迅速的一類新型功能材料,它能夠通過物理或化學作用自動修復損傷并恢復其功能，為主動預防材料的潛在危害并延長其使用壽命提供了一種新的智能方法。

近日，我校先進材料原子工程研究中心朱滿洲/康熙研究團隊發(fā)展了“雙級動力學調(diào)控”策略，實現(xiàn)了多種原子級別精確銀納米團簇的高效高產(chǎn)率制備。

酞菁是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價小分子半導體材料，但是其在常規(guī)有機溶劑中溶解性較差，且性能不佳，限制了其在有機憶阻器中的進一步應用。許宗祥課題組從分子設計層面出發(fā)，開發(fā)了在常規(guī)有機溶劑中具有高效分散特性的金屬酞菁納米線，通過溶液法制備出具有優(yōu)良紅外響應特性的薄膜，并以此構(gòu)建有機憶阻器，該器件是首次報道具有高穩(wěn)定性和較強紅外響應的有機憶阻器器件。

項目成果/簡介:1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機構(gòu)的研究和相關產(chǎn)品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應用前景。應用范圍:南開大學在碳納米材料的制備及應用研究方面取得了一批開創(chuàng)性成果，該項目技術的推廣，將促進我國新材料、微電子、儲能、資源保護等領域的技術進步和發(fā)展，為我國在這一新型納米材料領域占據(jù)有利地位，提高國際競爭力，做出重要貢獻。

本發(fā)明公開了一種ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復合納米材料及其制備方法。首先采用共電紡絲方法，沉積得到復合納米纖維，然后經(jīng)過適宜的退火工藝制得ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復合納米材料，ZnFe2O4納米顆粒均勻穩(wěn)定的附著在ZnO納米纖維上。另外，本發(fā)明首次將ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復合納米材料用于葡萄糖色比傳感測試，測試方法簡單且靈敏度高。ZnFe2O4-ZnO形成II型異質(zhì)節(jié)半導體，交叉的能級結(jié)構(gòu)有利于減小載流子的復合，提高其催化性能、傳感性能。另外，將ZnFe2O4納米顆粒復合到ZnO納米纖維上解決了顆粒團聚問題，進一步增強了其催化性能與傳感性能。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機構(gòu)的研究和相關產(chǎn)品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應用前景。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21 世紀的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為 0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。

2020年我國熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場規(guī)模近 10 億元，年均復合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關技術獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導、 夜視、主動雷達、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業(yè)領域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產(chǎn)品中的應用正迅猛增長。本團隊在高性能熱釋電陶瓷材料領域進行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準測量是熱釋電材料研 究領域的難點之一，本團隊搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數(shù)據(jù)的精準性、可靠性和重復性。 2020年我國熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場規(guī)模近 10 億元，年均復合增長率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關技術獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導、 夜視、主動雷達、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業(yè)領域，隨著近年來消費電子的功能多樣化，其在消費電子電器產(chǎn)品中的應用正迅猛增長。本團隊在高性能熱釋電陶瓷材料領域進行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準測量是熱釋電材料研 究領域的難點之一，本團隊搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時測量 8 個樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測 量數(shù)據(jù)的精準性、可靠性和重復性。