纳米材料

俄罗斯研发出抗菌纳米材料

俄科学院西伯利亚分院网站报道，该分院无机化学研究所通过材料结构的改变研发出垂直晶向扁盘状纳米颗粒，研究发现了这种纳米材料具备抗菌性的新性能。相关成果发布在《NANO RESEARCH》科学期刊上。

该所的科研人员选取具有类似石墨层状结构的六方氮化硼（h-BN）材料，通过技术研发使所制备材料的纳米晶向垂直于扁盘状纳米晶面，由此获得了材料的一系列新性能，包括抗菌性。在该分院细胞和遗传研究所进行的材料抗菌性实验表明，表面滴有含病菌乳化液的这种纳米材料在培养1h后，超过一半的病菌被杀死。究其机理，科研人员发现，这是因为垂直晶向的纳米颗粒顶端就像尖锐的刀刃，可刺破所接触病菌的细胞壁，对细菌造成机械破坏，从而达到灭菌的效果。纳米材料的这个性能可用于医疗器械抗菌涂层的制备，从而使材料在医疗领域找到应用。为进一步提高涂层的抗菌效果，科研人员正在进行着纳米材料垂直晶粒壁与细菌相互作用机理的研究，这使得科研工作具有了更加明确的应用方向性。除了抗菌性，所研发的氮化硼纳米颗粒还具有其它性能，比如在电子束辐射下可发光。此类性能的进一步研究可扩大这种纳米材料在工业部门中的应用。（科技部）

罗切斯特大学采用细菌法实现了石墨烯材料的大规模生产

为了使计算机、医疗设备以及其他先进技术更加高效，研究人员正把目光转向纳米材料：在原子或分子尺度上操纵材料使其展现出独特的性质。石墨烯是一种极具革命性的纳米材料，它不仅具有良好的导电性，还在机械强度和灵活性上具有非凡的特性。然而，大规模生产石墨烯是十分困难的，这也成为了阻碍石墨烯材料应用于日常生活的主要障碍。

据报道，罗切斯特大学生物学副教授Anne S.Meyer在《ChemOpen》杂志上发表的一篇论文，文中提出了一种生产石墨烯材料的新方法，研究人员将石墨氧化物与细菌混合，细菌将石墨氧化物还原，从而可大规模生产石墨烯材料。这种方法与化学法相比，更经济、更省时、更环保，并有望導致创新计算机技术和医疗设备的诞生。

为了生产更多的石墨烯材料，Meyer和她的同事从一小瓶石墨开始。他们首先去除材料的石墨层，生成单层石墨氧化物，然后将单层石墨氧化物与“希瓦内拉”细菌混合，并保持足够时间的充分接触，“希瓦内拉”细菌将单层石墨氧化物还原为石墨烯材料。Meyer说：“单层石墨氧化物很容易生产，但由于含氧基团，它的导电性并不理想。‘希瓦内拉’细菌会除去大部分的含氧基团，从而将其转化为导电材料。”

通过“希瓦内拉”细菌生产的石墨烯材料不仅具有良好的导电特性，同时比化学法生产的石墨烯更薄、更稳定且能够存储更长的时间，非常适合于各种应用领域，如场效应晶体管（FET）生物传感器和导电油墨。场效应晶体管（FET）生物传感器是一种能够检测生物分子的设备，可以用于对糖尿病患者进行实时血糖监测。

导电油墨可以用来制造速度更快、效率更高的电脑键盘、电路板或用于汽车挡风玻璃除霜的小型电线，导电油墨也可用于在织物或纸张等非传统材料上制作电路。与传统技术相比，使用导电油墨是一种“更容易、更经济的电路生产方法。（工业和信息化部电子第一研究所）

对可穿戴式医疗设备充电的摩擦纳米发电机研发成功

据报道，近日，美国莱斯大学的科学家们研发出一种名为Triboelectric nanogenerator，可以对人体可穿戴式医疗设备进行充电的小型便携式纳米发电机，患者可以通过日常的活动对该发电机进行充电。相关研究成果发表在ACS Nano杂志上。

可穿戴医疗设备是指可以直接穿戴在身上的便携式医疗或健康电子设备，在软件支持下感知、记录、分析、调控、干预甚至治疗疾病或维护健康状态。该充电设备不含金属材料，当安装在患者的鞋子或衣服上的时候，可收集躯干及手臂摆动产生的静电，随时对可穿戴式医疗设备进行充电，该设备不仅便于携带，而且环保节能，今后有望在可穿戴式医疗设备市场得到广泛应用。（科技部）

我国科学家研究出一种分米级单晶薄膜的制备新方法

为开辟硅基电子器件之外的新途径，基于量子材料的新器件研究成为前沿热点。作为量子材料的重要分支，二维量子材料厚度只有原子级且量子效应显著，大面积、高质量的二维单晶制备是实现二维器件规模化应用的核心关键，然而晶格的非中心反演对称性给二维单晶生长带来了极大挑战。

据报道，在量子调控与量子信息重点专项资助下，北京大学刘开辉课题组与合作者设计出一种具有特殊台阶方向的非中心反演对称性的单晶晶面Cu（110）/<211>，利用其台阶边缘与六方氮化硼晶畴中硼型和氮型锯齿形边界耦合强度的能量差打破晶畴在衬底表面取向的对称性，从而实现对六方氮化硼晶畴单一取向的控制生长，并无缝拼接为分米级单晶薄膜。研究还结合原位生长技术与理论计算对生长过程进行了深入动力学研究，提出了全新的生长机理。该研究工作提供了一种制备二维单晶的普适方法，为二维器件规模化应用奠定了基础。（科技部）

电化学双电极大规模生产高质量石墨烯研究取得新进展

据报道，近日，西安交通大学先进储能电子材料与器件研究所徐友龙教授团队经过系统的筛选和优化，选用四丁基高氯酸铵/碳酸丙烯酯溶液为剥离电解液，并设计了金属网包裹天然石墨的三明治结构石墨电极，通过深入探究离子嵌入石墨产生剥离过程的机理，采用电化学和热膨胀剥离相结合的方法，实现了阴阳极同时制备高质量的石墨烯。该方法制备的石墨烯不仅产率高（阴极：85%和阳极：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）、电导率优异（>3×104S/m）。另外在实验室条件下使用大尺寸石墨电极（Φ=20cm，厚度5mm）生产石墨烯的速度可以达到25g/h，为规模化制备高质量石墨烯奠定了基础。

徐友龙教授长期致力于新型电解电容器、超级电容器、锂/钠离子电池材料与器件、纳米材料的制备与应用等领域的研究。（西安交通大学新闻网）

二元石墨烯薄膜可高效淡化海水

据报道，近日，武汉大学/湖南大学袁荃和美国加州大学洛杉矶分校段镶锋等人组成的研究团队，采用石墨烯纳米筛和碳纳米管相结合的方法，制备出二元结构的石墨烯薄膜，兼具有较强的选择性分离效率和一定的机械强度，可应用于海水淡化。

此前的理论计算证明，相比传统海水淡化膜，石墨烯制成的单层纳米孔二维薄膜具有超高的选择性分离效率。然而，大面积石墨烯内部存在的晶界会降低石墨烯的机械性能，引入纳米孔的过程将会进一步降低机械性能，导致分离薄膜容易发生局部破裂，降低分离效率和分离选择性。

研究人员介绍，碳纳米管具有优异的机械性能，并且与石墨烯的结构类似。由碳纳米管搭接形成的碳纳米管薄膜，不仅可以与石墨烯的结构完美匹配，也不会影响水渗透率。因此，研究团队想到将纳米孔石墨烯与碳纳米管结合来弥补上述缺陷。他们先在铜箔上生长出一层单层石墨烯，再在上面的一些区域覆盖相互连通的碳纳米管网络，将铜箔溶蚀掉之后就得到了一张碳纳米管支撑的石墨烯薄膜。这种薄膜可以不经聚合物支撑，在悬空、彎曲、拉张时不产生明显裂缝。测试和计算结果显示，薄膜能承受380.6MPa应力，杨氏模量达到9.7GPa，相当于纳米孔石墨烯薄膜2.4倍的拉伸刚度和10 000倍的弯曲刚度。

此外，相较于商用的三乙酸纤维素淡化膜，新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜的水渗透率提高了100倍，抗污染能力更强。而且由于不受内部浓差极化效应制约，薄膜在高浓度盐环境下仍然可以保持较高的水渗透率。

此次制成的新型石墨烯纳米筛/碳纳米管薄膜不需要聚合物支撑就结实耐用，并兼具多种渗透效率优点，为石墨烯应用于海水淡化打开了一条新的思路。若解决量产问题，未来人们或将能喝上“石墨烯淡化水”。（中国科学报）

宝希科技石墨烯应用产业基地在七台河成立抢占石墨烯产业链核心端

据报道，8月4日，宝希科技七台河石墨烯电热膜生产基地投产剪彩暨宝希（七台河）新材料科技有限公司揭牌仪式在七台河市石墨烯应用产业基地举行，400余位嘉宾代表共同见证了宝希科技石墨烯下游应用产业链发展再上新台阶。

据了解，宝希科技七台河石墨烯电热膜生产基地于2017年开始动工，一期可实现年产200万m2高品质石墨烯电热膜以及年产500t的石墨烯导电油墨的规模化生产，预计可实现年产值3.2亿元。二期工程年产5万台石墨烯墙暖和年产5万台石墨烯电暖器的生产线已经完成规划。

黑龙江省是我国石墨的主产区，石墨矿资源非常丰富。七台河市立足优质石墨资源，瞄准高端领域，把石墨及石墨烯新材料产业作为该市转型发展“6大产业”重中之重，着力打造以石墨及石墨烯为代表的新材料产业布局，大力招商引资，全力支持本土大型企业转型发展。

据悉，宝泰隆深入布局新能源新材料产业，于2015年成立了七台河宝泰隆石墨烯新材料有限公司，专注实施石墨烯制备材料及石墨烯下游应用产品的研发项目。宝希科技作为宝泰隆石墨烯业务的领头羊企业，此次石墨烯电热膜生产线的投产，填补了七台河市石墨烯下游应用产业集群生产的空白，形成了完整的石墨烯制品从矿源到制备材料生产再到终端应用的上下游全产业链搭建，为我国石墨烯产业的健康高速发展，奠定了坚实的基础。

宝希科技七台河石墨烯应用产业基地的建立对石墨烯、石墨烯衍生品及下游应用产品的研发生产具有积极的推动作用，有效提升了七台河在石墨烯新材料领域技术研发、生产应用的核心竞争力，为七台河市投资建设营造更浓厚的氛围、集聚更大的合力，将为七台河市构建现代产业体系、加快产业转型升级增添新动力、再创新优势。（人民网）

海鹰空天材料研究院落户苏州相城打造百亿级新材料产业集群

据报道，8月6日，中国航天科工三院与苏州市人民政府签订战略合作框架协议以及海鹰空天材料研究院（苏州）有限责任公司正式揭牌成立。

中国航天科工集团是国资委所属特大型高科技企业，是我国国防科技工业的中坚力量，从事着关系国家安全的战略产业。“生产一代、研制一代、预研一代、探索一代”的发展格局，使航天科工成为新材料基础研究、工程应用和成果转化的排头兵，拥有着以石墨烯材料、纳米材料、陶瓷及复合材料3D打印、材料基因组工程等为代表的一大批前沿技术储备。

空天材料是国家部署颠覆性技术研究的重点领域和战略性新兴产业方向之一。海鹰空天材料研究院依托航天科工集团尖端材料技术，打造产学研一体的国家级航空航天先进材料及制品研发生产基地，是兼具“硬科技”与“软实力”的多元化混合所有制企业，集众多优势于一身，契合时代发展趋势。

据悉，新成立的海鹰空天材料研究院将以空天装备对新一代材料的需求为牵引，以航天品牌巨大的影响力为后盾，构建“1+4+N”发展格局（即打造一个开放式科技创新平台——海鹰材料实验室；重点发展树脂基复合材料、金属塑性成型、隔热控温材料和先进陶瓷材料等四大核心业务板块；积极探索石墨烯材料、纳米材料、材料基因组工程、生物医药材料等N个新兴产业方向），力争用15～20年的时间把海鹰空天材料研究院建设成为国家级航空航天材料研发生产基地，打造国家级先进材料技术创新中心、应用中心和成果转化中心。（央视网）

牡丹江规划石墨烯产业园

据报道，日前，牡丹江市政府发布消息称，现正在规划石墨烯产业园项目，并将根据计划进行招商。该项目计划总投资52亿元，三期全部建成后，可实现销售收入可达78亿元/年，利润7.5亿元/年，纳税金额4.5亿元/年。

该项目主要致力打造围绕石墨精深加工为主体的研发、生产、应用的国际化产业园。一期（起步区）规划总投资10亿元，主要建设电池双极板项目、辅助电极项目、高纯石墨项目、高纯石墨烯粉体项目等4个石墨烯基础性项目。二期规划总投资30亿元，主要引进碳材料深加工项目主要为年产12万t锂电负极材料、总容量25GW新型动力储能装备及总容量5GW动力锂电池项目。三期规划总投资12亿元，建设石墨烯材料研发中心。

目前，该产业园项目在勘普查项目9个，已完成初勘项目5个，最新初步勘测石墨矿物量4 300万t。加之已探明储量的300余万t，合计总储量在4 600万t以上，占全省总储量38%以上，占全国20%以上，占全球7.6%，成为黑龙江省以及我国乃至全球石墨资源的重要蕴藏地区。（中国化工报）