全新氧化鉬二維材料問世

據(jù)報道，莫斯科國立鋼鐵合金學(xué)院國家研究型技術(shù)大學(xué)與美國內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校合作，開展二維材料合成及其性能研究，并在納米技術(shù)科學(xué)期刊中發(fā)表了關(guān)于氧化鉬（MoO2）方面的工作成果。

二維材料的特征在于其厚度非常?。ㄍǔＰ∮?nm），因此可用于創(chuàng)建現(xiàn)代電子設(shè)備上使用的分層異質(zhì)結(jié)構(gòu)，比如晶體管、傳感器、太陽能電池和發(fā)光二極管等。二維材料的創(chuàng)建和研究是現(xiàn)代材料科學(xué)中最有前景的方向之一。莫斯科國立鋼鐵合金學(xué)院國家研究型技術(shù)大學(xué)研究人員德米特里·穆拉托夫表示，他們通過化學(xué)沉積法從氣相中獲得了二維材料氧化鉬，然后使用分析方法對其進(jìn)行全面研究，并將進(jìn)一步研究如何利用這些成果。他表示，新材料可用于創(chuàng)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)和納米器件，如晶體管、傳感器、光電探測器等。

據(jù)悉，該大學(xué)功能納米系統(tǒng)和高溫材料教研室已經(jīng)開發(fā)出用于太陽能電池、發(fā)光二極管和傳感器的過渡金屬硫?qū)倩?，正在研究將氧化石墨烯作為改善各種鋼耐腐蝕性的涂層的方法。（科技日報）

美國萊斯大學(xué)制造出性能與銅制相當(dāng)?shù)娜嵝约{米管薄膜天線

據(jù)報道，美國萊斯大學(xué)的科研人員利用液相工藝制造出了與銅等金屬性能相當(dāng)?shù)募{米管（CNT）薄膜天線，可用于5G網(wǎng)絡(luò)、航空航天、以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。研究人員將單壁納米管（長約8μm）溶解在酸性溶液中，將溶液置于兩個表面之間，利用2個表面間快速移動產(chǎn)生的剪切力，使溶液納米管排列對準(zhǔn)，從而制造出連續(xù)可擴展的薄膜天線。納米管通過強烈吸引力的范德華力保持在一起，這使得材料的機械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于銅。研究人員在美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的實驗室對這種CNT薄膜天線的輻射效率進(jìn)行了測量，測試膜的厚度為1～7μm，在5GHz、10GHz和14GHz的頻率下的輻射效率可達(dá)94%，與銅天線相當(dāng)，且所需的CNT膜的最小厚度隨頻率的增加而減少。此前的研究表明，CNT天線的性能很難達(dá)到銅等金屬天線的性能。萊斯大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)表明，由薄而堅固的柔性碳納米管薄膜制成的無金屬天線可以與普通銅天線一樣高效，為CNT薄膜天線在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。該研究得到了美國空軍科學(xué)研究辦公室和美國國防部的支持，相關(guān)論文已在Applied Physics Letters期刊上發(fā)表。（航空工業(yè)信息網(wǎng)）

意大利科學(xué)家研發(fā)出透明的石墨烯天線

據(jù)報道，意大利國家研究委員會（CNR）納米技術(shù)研究所和巴利理工大學(xué)的科學(xué)家近期研發(fā)出一種完全透明的石墨烯天線。該天線可在微波頻段運行，有望應(yīng)用于5G通信領(lǐng)域。該研究成果發(fā)表在《應(yīng)用物理快報》上。

意大利科學(xué)家研發(fā)的透明石墨烯天線具有與金屬導(dǎo)體相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，其薄層電阻值為18歐姆/平方米。通過理論計算和實驗測量證明，該天線能夠在較寬工作帶寬（>3.5GHz）下同時運行，實現(xiàn)相對較高的增益，可同時覆GPS、WIFI、藍(lán)牙和5G波段，這使其能以非常高的速度交換數(shù)據(jù)。此外，該石墨烯天線的透明度與柔韌性相結(jié)合，也為可穿戴設(shè)備的開發(fā)開辟了途徑，未來可將其直接附著在身體表面，或者集成到智能窗戶或隱形眼鏡等透明設(shè)備中，甚至應(yīng)用到光伏系統(tǒng)中。（中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報）

南京大學(xué)制備新穎二維材料

據(jù)報道，南京大學(xué)聶越峰教授課題組采用分子束外延技術(shù)對非層狀結(jié)構(gòu)的氧化物鈣鈦礦材料進(jìn)行單原子層精度的生長與轉(zhuǎn)移，結(jié)合王鵬教授課題組的透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)分析，成功制備出基于氧化物鈣鈦礦體系的新穎二維材料。由于氧化物鈣鈦礦體系具有優(yōu)異的電子特性，該成果開啟了一扇通往具有豐富強關(guān)聯(lián)二維量子現(xiàn)象的大門。6月6日，該成果以《單層氧化物鈣鈦礦二維晶體膜的實現(xiàn)》為題發(fā)表在《自然》雜志上。

目前已知二維材料，無論是機械剝離還是人工生長，都依賴于其特殊的層狀結(jié)構(gòu)特性及原子層間的弱鍵合作用。盡管非層狀結(jié)構(gòu)的氧化物鈣鈦礦體系由于電子的強關(guān)聯(lián)效應(yīng)呈現(xiàn)出極為豐富的物理和化學(xué)特性及其豐富多彩的量子現(xiàn)象，其原子層厚度的超薄二維材料的制備仍然是有待攻克重大難題。

據(jù)研究團隊帶頭人潘曉晴解釋，課題組采用了一種叫分子束外延的薄膜生長技術(shù)來制備氧化物鈣鈦礦二維材料。通過改進(jìn)原位監(jiān)控技術(shù)與采用高精度的逐層生長方法，成功實現(xiàn)了超薄氧化物鈣鈦礦薄膜的制備與轉(zhuǎn)移的突破，獲得原子層厚度的高質(zhì)量氧化物鈣鈦礦二維材料。王鵬教授課題組利用多種先進(jìn)球差校正透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)分析技術(shù)實現(xiàn)了二維極限下電鏡樣品制備、層數(shù)標(biāo)定和精細(xì)晶體結(jié)構(gòu)表征，直接觀測到鈣鈦礦BiFeO3薄膜在二維極限下出現(xiàn)若干新穎現(xiàn)象。這樣重大突破性工作的實現(xiàn)得益于先進(jìn)的分子束外延薄膜生長技術(shù)與亞原子分辨電子顯微分析技術(shù)的有機結(jié)合及研究人員之間的密切合作。

據(jù)聶越峰介紹，電子在材料中的運動形式?jīng)Q定了材料的性能。在石墨烯等傳統(tǒng)二維材料中，電子的運動相對自由，不太受其他電子的影響；而在很多氧化物鈣鈦礦材料中，電子之間存在很強的相互作用，正是這種電子間的強關(guān)聯(lián)作用促成了包括高溫超導(dǎo)在內(nèi)的各種新奇的量子態(tài)。實現(xiàn)鈣鈦礦二維材料，在二維體系中加入這種電子間的強關(guān)聯(lián)作用，有望獲得更豐富而有趣的強關(guān)聯(lián)二維量子現(xiàn)象及應(yīng)用。

王鵬表示，高分辨電子顯微鏡技術(shù)在鈣鈦礦氧化物二維材料的發(fā)現(xiàn)過程中發(fā)揮了重要作用，這大大得益于最近十年來球差校正技術(shù)和先進(jìn)表征方法的飛速發(fā)展?！拔覀兿嘈牛谖⒂^尺度上該二維材料中將有更多有趣和新穎的物理現(xiàn)象等待我們探索和發(fā)現(xiàn)?！?/p>

這項研究成果由南京大學(xué)、美國加州大學(xué)爾灣分校和美國內(nèi)布拉斯加—林肯大學(xué)的研究人員合作完成。（南京大學(xué)）

新型納米材料可大幅提高鋰硫電池性能

據(jù)報道，近日，大連化物所吳忠?guī)浹芯繂T團隊發(fā)明了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，并將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極，獲得了兼具高體積能量密度和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的鋰硫電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《納米能源》上。

鋰硫電池被認(rèn)為是一種非常具有應(yīng)用前景的高比能電池。但由于硫單質(zhì)存在質(zhì)量密度低、導(dǎo)電性差，以及充放電過程中活性物質(zhì)體積膨脹大，多硫化物穿梭嚴(yán)重等問題，導(dǎo)致其體積能量密度普遍較低、循環(huán)性能較差，大大限制了鋰硫電池的實際應(yīng)用。因此，如何同時提高鋰硫電池的質(zhì)量和體積能量密度，并延長其循環(huán)壽命是目前鋰硫電池應(yīng)用研究的瓶頸之一。

該研究團隊開發(fā)出一種三維石墨烯/碳納米管多孔氣凝膠材料，并同時將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層，成功構(gòu)筑出自支撐、無金屬集流體的一體化正極材料。該一體化正極材料具有很高的壓實密度、優(yōu)異導(dǎo)電性、良好的機械柔性，將鋰硫電池的體積能量密度提高了3倍，而且有效解決了鋰硫電池中由于多硫化物穿梭而導(dǎo)致的循環(huán)穩(wěn)定性差難題。在大電流的條件下，電池能夠穩(wěn)定循環(huán)500圈，且容量幾乎沒有衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。這種硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略為構(gòu)建高體積能量密度、長循環(huán)壽命的鋰硫電池提供了新的思路。（經(jīng)濟日報）

中科院蘇州納米所在石墨烯氣凝膠領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

石墨烯氣凝膠，經(jīng)由石墨烯片層三維搭接、組裝而來的石墨烯宏觀體材料，具有三維連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出高比表面積、高孔隙率、優(yōu)異導(dǎo)電性能及電化學(xué)行為，在能源存儲、傳感、吸附、復(fù)合材料等領(lǐng)域有重要應(yīng)用前景。然而，目前常規(guī)石墨烯氣凝膠的三維組裝以石墨烯片層間的“面-面”局部搭接方式為主，進(jìn)而形成具有三維無規(guī)連續(xù)多孔網(wǎng)絡(luò)。石墨烯片層間的這種“面-面”堆垛-搭接方式，是一種無規(guī)、隨機組裝，往往會使得部分石墨烯片層形成類石墨結(jié)構(gòu)，造成石墨烯本征性能（如比表面積、力學(xué)、電學(xué)等）損失。此外，傳統(tǒng)石墨烯氣凝膠所具有的這種無規(guī)三維多孔網(wǎng)絡(luò)還引入高界面電阻及曲折離子通道問題，對電化學(xué)行為中的電荷-離子傳輸及有效電化學(xué)活性面積維持帶來負(fù)面影響，成為制約石墨烯材料在電化學(xué)能源器件中應(yīng)用的瓶頸。因此，如何設(shè)計新的石墨烯組裝策略，制備高性能石墨烯氣凝膠材料，仍是一個重要挑戰(zhàn)。

據(jù)報道，針對石墨烯氣凝膠目前存在的問題，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的氣凝膠團隊通過“局部氧化刻蝕”在氧化石墨烯片層上進(jìn)行造孔，獲得孔洞氧化石墨烯，隨后將孔洞氧化石墨烯與還原劑分散液高度濃縮，實現(xiàn)其液晶化，進(jìn)一步經(jīng)原位溶膠凝膠及超臨界干燥獲得各向異性“孔洞石墨烯”氣凝膠。所得各向異性“孔洞石墨烯”氣凝膠由孔洞石墨烯片層經(jīng)有序排列而成，表現(xiàn)出規(guī)整的三維多孔網(wǎng)絡(luò)（規(guī)整的孔道/孔壁及孔壁上的大量微孔）、低密度、高導(dǎo)電性、高比表面積等諸多優(yōu)點。最后將該氣凝膠作為電極材料，輔以共晶混合物“水-甲酰胺”作為低溫電解液，構(gòu)建出可在溫度低至-40℃的環(huán)境中正常工作的柱狀低溫?zé)犭娀瘜W(xué)池，表現(xiàn)出低離子傳輸阻力及高輸出功率。當(dāng)15個熱電化學(xué)池進(jìn)行串聯(lián)組裝成器件時，可實現(xiàn)約2.1V電壓的穩(wěn)定輸出，在低溫能源器件應(yīng)用中表現(xiàn)出重要應(yīng)用前景。（中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所）

全球首條紡絲級單層氧化石墨烯10t生產(chǎn)線試車成功

據(jù)報道，由浙江大學(xué)高超教授團隊成果轉(zhuǎn)化并建設(shè)的全球首條紡絲級單層氧化石墨烯10t生產(chǎn)線6月6日試車成功。國際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心當(dāng)日為該生產(chǎn)線生產(chǎn)的單層氧化石墨烯及其應(yīng)用產(chǎn)品多功能石墨烯復(fù)合纖維分別頒發(fā)了全球首個產(chǎn)品認(rèn)證。

國際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心是全球化的獨立第三方認(rèn)證機構(gòu)，于2018年1月18日正式成立，總部設(shè)在美國。該機構(gòu)的成立得到中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟及多個國際相關(guān)組織的支持。

“石墨烯是國家重點支持的戰(zhàn)略前沿和新興材料產(chǎn)業(yè)，一直以來，高品質(zhì)單層石墨烯粉體類原料無法量產(chǎn)，使得石墨烯諸多優(yōu)異性能無法充分發(fā)揮出來，導(dǎo)致其產(chǎn)業(yè)化之路困難重重。”高超說，他與團隊突破了全單層反應(yīng)、高效分離提純、粉末再溶解等十多項科學(xué)技術(shù)工程難題，掌握了原創(chuàng)的全套量產(chǎn)技術(shù)。

據(jù)了解，紡絲級單層氧化石墨烯十噸生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品單層率大于99%，能夠支撐多樣化的下游應(yīng)用。

國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會委員、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春表示，有了高品質(zhì)石墨烯原料的穩(wěn)定供應(yīng)，石墨烯科學(xué)研究及下游應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)將加速進(jìn)入健康有序高質(zhì)高速發(fā)展軌道。（人民網(wǎng)）

國內(nèi)首條稀有金屬特種納米氧化鈮新材料生產(chǎn)線一期工程投產(chǎn)

近日，位于江西省九江市出口加工區(qū)的江西海協(xié)稀有金屬材料有限公司建成國內(nèi)首條稀有金屬特種納米氧化鈮新材料生產(chǎn)線一期工程投產(chǎn)。該項目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，是九江市重點科技項目。

據(jù)了解，該項目生產(chǎn)線集成了目前國內(nèi)鉭鈮產(chǎn)業(yè)納米材料生產(chǎn)最新技術(shù)，產(chǎn)品粒度中值達(dá)到D50≤300nm，產(chǎn)品的氧化活性、流動性、松比指標(biāo)超過國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)最高水平，產(chǎn)品指標(biāo)的穩(wěn)定性、一致性經(jīng)專業(yè)機構(gòu)檢測重復(fù)性較高，完全達(dá)到了理論設(shè)計要求。稀有金屬特種納米氧化鈮材料是光電子、鍍膜、晶體等重要用材，應(yīng)用于信息儲存、傳輸、人工智能、5G、高能電池、電容、功能陶瓷、催化劑等領(lǐng)域。

一期工程建成達(dá)標(biāo)后，可年產(chǎn)100t鈮納米氧化物材料，預(yù)計可實現(xiàn)年銷售收入6 000萬元，為九江稀有金屬新材料提供新的產(chǎn)業(yè)技術(shù)路徑。（潯陽晚報）

年產(chǎn)1萬t陶瓷膜項目簽約

據(jù)報道，6月10日，浙江巍華陶瓷膜材料有限公司年產(chǎn)1萬t陶瓷膜項目簽約儀式在浙江東陽市巍山鎮(zhèn)巍華化工有限公司舉行。

浙江巍華化工有限公司引進(jìn)投資方，共同投資設(shè)立浙江巍華陶瓷膜材料有限公司，投資規(guī)模1億元，生產(chǎn)能力1萬t，產(chǎn)值10億元，稅收8 000萬元，爭取今年年底試生產(chǎn)。

納米陶瓷膜材料是一種通過溶膠凝膠技術(shù)制備的無機＼有機雜化材料，是納米級二氧化硅在醇中的分散液。形成的陶瓷膜的主要成分是二氧化硅，具有高硬度耐刮傷、疏水疏油易清潔、耐高低溫、耐紫外線及良好的化學(xué)穩(wěn)定性，是一種多功能的惰性保護膜。

該項目技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，是國內(nèi)首創(chuàng)的新材料商業(yè)化量產(chǎn)，可引導(dǎo)混凝土涂裝技術(shù)的升級換代，解決城市道路交通基礎(chǔ)設(shè)施亮化耐久性，創(chuàng)新建筑防水防霉方法，市場廣闊，可做地坪料、防水功能性外墻涂料、防霉功能性內(nèi)墻涂料、清水混凝土涂料、金屬防護涂料等。（東陽日報）