新型纳米磁性复合材料

p 　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队，成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合负极材料的钠型双离子电池。相关研究成果以Penne-Like MoS2/Carbon Nanocomposite as Anode for Sodium-Ion-Based Dual-Ion Battery为题，在线发表在Small上。 br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/6177974b-2ba4-49ab-b8d7-66db7c701632.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　锂离子电池已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、储能设备等领域。但由于锂离子电池的大规模应用加之锂资源的匮乏和分布不均，使锂离子电池成本日益攀升，难以满足未来能源存储的低成本、长循环寿命、安全可靠等要求。钠与锂有相似的物理化学性质，且储量丰富、成本较低，使得基于钠离子的二次电池体系的研究近年来受到广泛关注。然而钠离子半径较大，导致Na+在电极材料中扩散缓慢，从而影响电池的倍率性能和循环性能。 /p p 　　为改善钠离子电池的倍率性能和循环性能，唐永炳研究团队成员朱海莉、张帆等成功研发出一种基于二硫化钼/碳纳米复合负极材料的钠型双离子电池。该电池采用膨胀石墨作为正极材料，具有分级结构的MoS2/C纳米复合材料作为负极材料。由于这种具有分级结构的MoS2/C具有更宽的晶体片层间距，有利于提高Na+在其中的离子扩散速率，且碳层的引入提高了材料的电导率，使基于该MoS2/C纳米复合材料的钠型双离子电池具有良好的倍率性能和循环性能。结果表明，该电池在1.0-4.0V的电压区间，2C的电流密度下循环200圈后容量保持率为85%。这种新型钠离子电池在低成本、环保大规模储能领域，如清洁能源、智能电网等具有潜在的应用前景。 /p p 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 研究工作得到了国家自然科学基金、广东省科技计划项目、深圳市科技计划项目等的资助。 /span /p p br/ /p

美国仁斯里尔工业学院12月8日宣布，研究人员成功地将直径为1纳米至10纳米的钴纳米结构团镶嵌于多层碳纳米管中，开发出了一种检测纳米材料磁性特征的新方法。 　　在经过一系列实验之后，研究人员最终确定，他们获得的由钴纳米材料和碳纳米管组成的混合结构具有足够的导电性灵敏度，可用来探测钴纳米结构这样微小的磁性材料的磁行为。据悉，这是研究人员首次展示利用独立的碳纳米管实现探测微小磁性材料磁场的技术。相关报道刊登在新出版的《纳米快报》上。 　　当人们常见的材料小到纳米级时，它们展示出了有趣和有用的新特征。纳米技术面临的一个重要的挑战就是要了解这些新特征，即特性的变化。磁性材料的磁性变化同材料本身的尺寸大小变化密切相关，过去纳米材料磁性变化的难以测量影响了人们对该课题的深入研究。 　　“由于在我们的混合材料中，钴纳米结构团是镶嵌在碳纳米管中而不是在其表面上，因此它们不会引起电子散射，从而不会影响碳纳米管宿主的传导特性。”仁斯里尔工业学院物理、应用物理和天文系助理教授兼研究带头人斯瓦斯迪克卡尔表示，“从根本上讲，这种混合纳米结构属于一类新的磁性材料。” 　　同系副教授萨偌吉纳亚克认为，这种新的混合纳米结构不仅为基础和应用物理研究开创了新方法，而且还有望帮助人们利用磁性自由度，为增加碳纳米管电学功能铺平道路。该混合结构的潜在应用包括新型纳米级导电传感器、新的电子存储器件、自旋电子器件和人体定向药物微型输送器组件等。

p 　　 strong 爱沙尼亚塔尔图大学物理研究所选用了一款搭载Flow-UV& #8482 探测器的Uniqsis FlowSyn& #8482 连续流动反应器来帮助他们开发可用于下一代应用的新型纳米材料。 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 1-1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/aac6b0cc-ddae-46ee-b9eb-5de725939aa7.jpg" / /p p 　　材料科学研究小组的Aile Tamm博士在采购Uniqsis FlowSyn系统之前评估了不同种合成纳米材料的技术路径。 /p p 　　Aile Tamm博士谈到：“我们已研究过具有先进电磁性能的纳米颗粒和纳米复合材料。例如，我们已成功制备出含有平均粒径在5-50纳米的氧化铁、氧化铁铒、氧化锰铁和氧化镧微粒的薄固体膜粒子复合涂层。这些新型复合材料已被证明具有电子设备开发所需要的非线性饱和磁化及强制磁滞现象。除这些纳米材料以外，我们研究所也正在研究若干其他形式的纳米颗粒。” /p p 　　Uniqsis总经理，Paul Pergande评论道：“我们很高兴欢迎Tamm博士的知名研究团队加入到这一日渐发展的群体中来，这一群体涵盖了多家国际领先的使用Flowsyn来研究纳米颗粒合成的材料科学实验室。”他还补充道：“Flow-UV内嵌式二极管阵列探测器可被用于确定何时达到稳态，从而可确定何时开始与停止收集反应产物。紫外-可见吸收光谱测量法对于纳米颗粒分布具有特别重大的意义，并可提供有关粒径及是否发生团聚的信息。” /p p 　　FlowSyn& #8482 是一种被设计成可简单、安全、有效运行的集成化持续流动反应系统。FlowSyn& #8482 包含了一系列可进行单重或多重的均相或非均相反应的产品型号，并具有手动或自动运行功能。反应的范围通过Uniqsis的集成模块化流动化学系统的不断探究，已变得越来越广，并被越来越多发表于学术刊物和Uniqsis应用注释中的应用文章所证明。 /p p br/ /p p 　　获取更多有关FlowSyn& #8482 连续流动反应器的信息，及讨论该系统的试验请联系Uniqsis的电话+44-845-864-7747或电子邮箱 info@uniqsis.com /p p 　　Uniqsis擅于设计中等规格的，用于各种不同化学和药学研究应用的持续流动化学系统。公司目标是使初学者和经验丰富的使用者都易于使用我们的流动化学系统。 /p p /p

研究背景纳米氧化铁在催化、药物传递、光吸收材料等前沿研究中扮演者不可或缺的角色。纳米氧化铁的尺寸大小和粒径分布对材料性能表现非常重要。因此，高效制备一系列小粒径（＜10 nm）且平均粒径均一的纳米氧化铁颗粒变得尤为重要。康宁反应器印度团队与印度国家理工学院的研究人员合作，使用康宁微反应器合成氧化铁纳米颗粒（NPs），研究了不同操作参数对获得的NP特性的影响。氧化铁NPs的合成基于使用硝酸铁（III）前体和氢氧化钠作为还原剂的共沉淀和还原反应。使用透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱和X射线衍（XRD）分析对氧化铁纳米颗粒进行了表征。简介近年来，由于在磁存储设备、生物技术、水净化和生物医学应用领域的广泛应用，如热疗、化疗、磁共振诊断成像、磁感染和药物递送等，对高效合成磁性氧化铁NP的兴趣显著增加。该工作涉及使用Corning AFR微通道反应器通过共沉淀和还原法合成胶体氧化铁纳米颗粒，氧化铁纳米颗粒的XRD和TEM分析分别证实了其晶体性质和纳米尺寸范围。另外使用电子自旋共振光谱研究了氧化铁纳米颗粒的磁性，康宁微通道反应器制备的氧化铁纳米颗粒表现出超顺磁性行为。结果和讨论一. 氧化铁纳米颗粒形成的反应原理1.控制两个反应器中氧化铁纳米颗粒形成的总沉淀还原反应如下：2.随后，按照以下反应生成氧化铁：二. 共沉淀和还原反应生成氧化铁纳米颗粒共沉淀和还原反应是获得氧化铁纳米颗粒的最简单和最有效的化学途径。在通过反应器的过程中，九水合硝酸铁（III）被氢氧化钠还原，形成还原铁，随后稳定为氧化铁纳米颗粒。图1. AFR实验装置表1 康宁微反应器中的操作条件和结果在康宁AFR反应器中，氧化铁（磁铁矿Fe3O4或磁铁矿γ-Fe2O3）在室温下将碱水溶液添加到亚铁盐和铁盐混合物中形成。在反应器中，由于铁还原加速而形成黄棕色沉淀物，得到胶体氧化铁纳米颗粒如图1所示。在AFR反应器中合成氧化铁纳米颗粒的实验条件Fe(NO₃ )₃ 9H₂ O和NaOH溶液的流速在20- 60 ml/h。对于所有实验，还原剂与前体的摩尔比保持恒定为1:1。图2. 在AFR中具有不同流量的氧化铁np的紫外吸收光谱&trade .实验显示了在AFR反应器中不同流速所对应的结果：在CTAB表面活性剂存在下获得的λ最大值在480和490 nm之间；AFR中的心形设计使混合更佳；氧化铁NP的平均粒径通常随着流速的增加而减小，在50 ml/h的流速下获得最小粒径。在60和50 ml/h的较高流速下，分别观察到窄PSD超过6.77&minus 29.39 nm和3.76&minus 18.92 nm，如图3和表1所示；另一方面，在20 ml/h的较低流速下，在10.1&minus 43.82 nm，如图5和表1所示。从图5B所示的数据也可以确定，由于纳米粒子的引发和成核在50 ml/h下比在60 ml/h时发生得更快。因为颗粒大小取决于纳米粒子在反应器中的成核过程和停留时间，这也通过图5所示的TEM图像得到证实，图5显示制备的颗粒大小在2~8nm；图3所示数据&minus 对于表1中报告的PSD和平均粒径，可以确定粒径随着进料流速的增加而减小，这归因于较低的停留时间。在反应器中的较大停留时间（较低流速）为颗粒的团聚和晶体生长提供了更多的时间，从而获取更大的颗粒尺寸。图4A、B所示的TEM图像也证实。图3. 不同流速下氧化铁纳米颗粒的粒度分布（PSD）图4：50 ml/h的微反应器中合成的氧化铁纳米颗粒的透射电子显微镜图像图5：（A，B）使用CTAB作为表面活性剂在AFR中合成的氧化铁NP的TEM图像。总结通过共沉淀还原方法，在Corning AFR微通道设备中成功制备了稳定的胶体氧化铁纳米颗粒；流速即反应停留时间和混合模式的差异对所获得的氧化铁NP的粒度和PSD有显著影响，这反过来也影响材料稳定性和磁性；CTAB的使用，有助于合成稳定的氧化铁NP；反应流速是决定NP的平均粒径以及粒径分布的关键参数。氧化铁NP的平均粒径随着反应物流速的增加而减小；通过ESR光谱分析和基于使用永磁体的研究证实，制备的氧化铁NP表现出超顺磁性行为。总的来说，当前的工作证明了使用康宁微通道反应器，合成了更小更均一粒径的磁性氧化铁纳米颗粒。这项研究为后续其它纳米科学相关领域的研究提供里有效的实验支持和指导。参考文献：Green Process Synth 2018 7: 1–11

Nature Communications：纳米红外研究无机纳米颗粒-聚合物复合材料界面效应布鲁克纳米表面事业部 魏琳琳 博士英文题目：Nature Communications: Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites摘要以聚合物为基体，无机纳米粒子为填料的聚合物纳米复合材料具有优异的力学、电学和热学性能。纳米颗粒和聚合物之间的界面效应通常被认为是实现这些性能增强的关键因素。然而，如何理解界面效应以及界面微区的结构与性能是聚合物纳米复合材料领域长期面临的基础性难题。近期，来自武汉理工大学、清华大学、伍伦贡大学等学校的科学家们将Bruker的光热诱导纳米红外技术与其他先进技术相结合，直接探索纳米颗粒-聚合物纳米级界面区域。研究发现无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构，包括10纳米厚的内层和大于100纳米的外层界面。分子动力学及相场模拟结果表明纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用是形成界面极性构型的关键作用机制。这项研究的结果有助于阐明界面处的相互作用机制，并为制备纳米复合材料以获得最佳性能提供有价值的见解。利用无机纳米粒子/聚合物复合材料的高极性“双界面层”行为，科学家们在具有超低无机填料含量的纳米复合材料中获得了显著增强的介电及压电性能。相关研究成果以Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites为题，发表在Nature Communications上。实验内容实验选择典型的铁电聚合物PVDF作为基体，填充TiO2纳米颗粒。其中PVDF膜层的厚度低于纳米颗粒的直径，使TiO2能够暴露在膜层表面（图1 a）。图1b，c 样品表面和横截面的SEM图像显示颗粒表面存在约10nm的包裹层。HADDF和碳成像图（图1d，f）进一步表明10nm的结合层富含碳元素，为有机碳链键合在纳米颗粒表面。采用布鲁克nanoIR3纳米红外系统进一步研究了界面区域的化学结构（图1 e f）。采用PVDF极性构象的波数（866cm-1）和非极性构象的吸收波数（766cm-1）进行红外成像，分别对应图1f中图和右图。红外成像图显示纳米颗粒周围存在100nm以上强极性构象区域。压电力显微镜（PFM）采集平行于膜平面和垂直于膜平面的L-PFM图像及面外V-PFM图像，结果显示颗粒的L-PFM呈现一半亮一半暗的结构，V-PFM呈现全亮的结构。表明纳米颗粒/聚合物的内层界面区域内偶极子的极化方向垂直于纳米颗粒表面。综合以上的观测结果，作者揭示了无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构， 由10nm的极性偶极子内层界面的和100nm强极性构象的外层界面组成。 图1 直接观测无机纳米颗粒与聚合物基体的“双界面层”结构作者采用nanoIR3纳米红外系统进一步研究了纳米颗粒的间距对界面效应的影响（图2）。距离较远的纳米颗粒会形成强极性构象结构界面（图2 b左图）；距离相对较近的纳米颗粒，其界面区域相互重叠，将抑制极性构象的形成（图2 b中图）；纳米颗粒相互连接时，界面区域也倾向于相互合并（图2 b右图）。FTIR检测不同TiO2纳米颗粒含量的宏观材料中极性构象的比例（840 cm&minus 1/766 cm&minus 1及 1279 cm&minus 1/766 cm&minus 1峰强比），TiO2纳米颗粒含量0.35%时极性构象最多，继续增加纳米颗粒含量，由于纳米颗粒间距变小，界面区域相互重叠使极性构象含量降低。分子动力学及相场模拟表明极性构象界面的形成取决于纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用。图2 纳米颗粒/聚合物复合材料界面极性区域采用纳米叠层设计（Al2O3/PVDF/ Al2O3）表征单一界面层的贡献。纳米叠层纳米复合材料的介电常数εr与PVDF的膜厚具有很大的相关性，并随着PVDF膜厚的减小而增加。由于界面极性层的影响，纳米叠层纳米复合材料显示出比Al2O3（εr~9.8）和PVDF（εr~7.8）更高的εr。而Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)，包含两层内层界面层结构，表现出86 J/cm3的超高介电能量密度，远高于文献报道的纳米复合材料的介电能量密度。同时具有76%的能量效率，与大多数介电聚合物或纳米复合材料相当。图3 内层界面层增强复合材料介电性能 总结借助于布鲁克纳米红外系统，直接观测到纳米颗粒-聚合物复合材料的极性界面构象，并研究了颗粒间距对极性构象的影响。结合其他科学工具的结果，本文的工作促进了对聚合物纳米复合材料中界面基础科学问题的理解，可为高性能极性聚合物复合材料的设计与开发提供指导，并推动介电储能、电卡制冷、柔性压电传感等高新前沿技术领域的发展。 本文相关链接：Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites [J] Nature Communications volume 14, Article number: 5707 (2023)https://www.nature.com/articles/s41467-023-41479-0

从河流到湖泊，从大江到海洋，有着“白色污染”之称的塑料垃圾对人们的生活环境造成了严重的污染，而微纳尺度的塑料作为一种新兴的污染物更是对环境和人体健康具有潜在的危险性。面对这些潜在威胁，开发出高效去除水环境中微纳塑料的技术迫在眉睫。广西科学院生态环境研究所环境新型污染物综合治理与生态修复创新团队李婉赫研究实习员、黄慨研究员、王俊教授等开发了一种新型磁性材料，可对水环境中的微纳塑料进行快速去除，该项研究成果近日发表在国际期刊《整体环境科学》上。“团队开发的这种新型磁性材料主要针对安全饮水领域，尤其是纳米级塑料颗粒的处理。”黄慨说。新型磁性材料具有亲水和疏水特性作为一种人造材料，塑料被广泛应用于国民经济各个行业，在工业、农业、交通运输等多个领域发挥着不可替代的作用，但也带来了严重的环境问题。“微纳塑料在水生环境中广泛分布已是不争的事实，它会对人类健康构成潜在威胁。”黄慨表示，由于微纳塑料体积小，很容易被水生生物吸收，最终进入食物链而对终端消费者人类产生危害。同时微塑料在水中还会从周围环境中吸附其他有毒污染物（比如重金属和永久性有毒物质），这会造成微纳塑料的毒性成几何倍数放大。因此，如何解决水环境微塑料的污染问题，探索有效去除水中微塑料的策略势在必行。“塑料颗粒纳米化后，其在水体中的分散作用更强，疏水性变弱，常规的吸附材料难以在水体中有效地吸附纳米级塑料颗粒。”黄慨说。为此，团队设计并研制了一种具亲水和疏水特性的双亲性吸附材料，该材料既能在水体自由分散又能寻找并吸附塑料微粒，从而实现高效去除和实现生态环境修复的目标。李婉赫介绍，双亲性磁性材料是一种具有化学不对称性的磁性粒子，其表面具有两种或两种以上性质相反的化合物。这种不对称赋予了粒子独特的特性，使材料表面同时具备亲水/疏水、极性/非极性等特点。双亲性磁性janus粒子结构示意图，表明它具有两种亲水疏水基团结构。受访者供图“团队开发的这种新型双亲性磁性材料，以磁性微球为原料，通过皮克林乳液定向控制和磷酸基高分子定向表面修饰，得到的一种单侧花状结构的双亲性磁性粒子。这种粒子具有适宜的电动电势（Zeta电位）和接触角，亲水侧有利于在水环境中充分分散与其他粒子接触，疏水侧则表现出较强的吸附带负电荷塑料粒子的能力。在磁场中，这种双亲性磁性粒子能够实现快速分离，从而完成对水环境中微米级/纳米级塑料微粒的富集与分离。”李婉赫说。未来能广泛应用于水环境中的吸附治理与其他吸附材料相比，此次合成的这种新型磁性材料用于吸附微纳塑料有何优势？“这种新型磁性材料的优势在于对低浓度高度纳米化的微纳塑料具有更显著的吸附能力，亲水侧有利于充分分散接触，疏水侧有利于吸附目标物，在磁场作用下能快速聚集分离。目前从吸附动力学和热力学研究上看，它吸附聚苯乙烯（PS）微粒的吸附速率为每分钟0.759，吸附容量达到每克能吸附2.72克聚苯乙烯微粒，而它吸附聚乙烯（PE）微粒的吸附速率为每分钟0.539，吸附容量达到每克吸附2.42克聚乙烯微粒，这些吸附能力数据比非双亲性吸附材料都要高，因此它在处理聚苯乙烯和聚乙烯两种微纳塑料方面具有更强的竞争优势。”李婉赫说。作为该团队的最新研究成果，该新型双亲性磁性材料在许多领域具有实用价值。“我们开发的新型双亲性磁性材料，不仅可以应用于水环境中微纳塑料颗粒的吸附治理，未来也能应用于水环境中抗生素和其他永久性有机污染物的吸附治理，团队正逐步对相关应用领域开展研究工作。”黄慨说。该团队经过研究还发现，此次研究开发的新型吸附材料，对聚苯乙烯和聚乙烯两类带负电荷塑料微粒表现出强的吸附效果，而对于其他带正电荷塑料微粒的吸附效果不明显，比如吸附带正电荷（MR）的能力就很弱。“相关的甄别研究工作是下一步研究的重点。”黄慨表示，未来，团队将会设计强化亲水侧作用的吸附材料，同时完善材料甄别更多目标物的吸附能力，掌握更丰富的吸附数据，构建各类型塑料微粒的吸附数据库。同时团队与自来水厂合作开展集成设计去除塑料微粒的装置模块，为今后大规模工程化应用研究提供基础数据。

HS-TGA-101热重分析仪（TG、TGA）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化，目的是研究材料的热稳定性和组份。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控.纳米纤维素表面处理对PMMA 复合材料的性能影响研究【1.濮阳职业技术学院；2、河南大学濮阳工学院 冯婷婷】纳米纤维素表面处理对PMMA 复合材料的性能影响研究纳米纤维素表面处理对PMMA 复合材料的性能影响研究上海和晟 HS-TGA-101 热重分析仪

近日，大连化物所节能与环境研究部废水处理工程研究组(DNL0902组)孙承林研究员、顾彬副研究员等和大连理工大学的段玉平教授合作，在构筑高效复合吸波材料方面取得新进展，设计并制备了一种具有类石榴结构的磁性树脂衍生碳复合吸波材料，通过组分调控和微观结构设计引入了多重电磁波损耗机制，使该复合材料表现出了优异的吸波性能。 　　随着电子信息技术的快速发展，电磁干扰的问题日益严峻。有效的吸波材料，尤其是针对GHz频段的电磁波，对电子安全和医疗保健等领域具有重要意义。根据吸波机制可将吸波材料分为磁损耗型和介电损耗型。其中，单一磁损耗吸波材料存在斯诺克极限、易腐蚀、易聚集、密度大等缺点，而单一的介电损耗材料(如碳材料)也存在阻抗不匹配，损耗机制单一的问题。为了解决上述问题，研究人员提出了组分调控和微观结构设计两个解决策略：以具有可控分子结构和物理化学性质的合成树脂作为碳源，耦合磁损耗组分，进行有效的多组分调控，形成多重损耗机制，实现电磁参数和吸波性能的有效调节。此外，研究人员对微观结构进行设计调控，构筑出具有类石榴结构的Fe3C@GC/AC复合材料，解决现有吸波材料存在的磁性颗粒尺寸分布不均匀、易聚集等问题。 　　结果表明，独特的类石榴结构优化了阻抗匹配，同时提升了界面极化损耗和磁损耗。在反射损耗，界面极化，偶极极化，电导损耗，以及磁损耗的共同作用下，该工作制备出的复合吸波材料在2.08mm的厚度下，实现了高达-96.3dB(99.99999%)的反射损耗值，与此同时，有效吸收带宽为6.38GHz(覆盖了Ku波段)。当模拟厚度在1.0至5.0 mm间调变时，88%的测试波段(3.9至18 GHz)均可以实现有效吸收。 　　相关研究成果以“Heating induced self-assemble pomegranate-like Fe3C@Graphite magnetic microspheres on amorphous carbon for high-performance microwave absorption”为题，于近日发表在Composites Part B: Engineering上。该工作的共同第一作者是我所902组博士研究生刘梦洋和大连理工大学博士后黄灵玺。上述工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”等项目的资助。

磁性软体机器人已有多种应用，特别是在与人体密切相关的生物医学领域。如自折叠式“折纸”机器人可以在肠道中爬行、修补伤口、将吞下的物体取出来；胶囊状的机器人可以沿着胃的内表面滚动，进行活组织检查并运送药物。此外，科学家们还研制出了尺寸从几百微米到几厘米不等的更薄的线型机器人，它们有可能在大脑血管中穿行，以治疗中风或动脉瘤。磁性软体机器人的进一步小型化可能带来新的应用，如在小的血管中进行操作甚至操纵单个细胞，但制备这样的微型机器人并非易事[1]。 2019年11月，瑞士联邦理工学院的Cui Jizhai（现任职复旦大学） 、Huang Tian-Yun 及其同事在Nature发表了名为“Nanomagnetic encoding of shape-morphing micromachines”的文章[2]，该工作使用电子束光刻技术，制造出了只有几微米大小的可磁重组机器人，通过对单个区域的纳米磁体进行设计，将形状变化指令通过编程的方式输入微型机器人，对纳米磁体施加特殊的磁场序列后，实现微型机器人的形状变化，如图一所示。图一 四片式变形微机械的设计 a.磁体磁态随尺寸增大的示意图：i.超顺磁性；ii.室温下稳定的单畴；iii.多畴态。b. 部，四个面板微机械，面板I上有520 nm×60 nm（I型）纳米磁体阵列，面板II上有398 nm×80 nm（II型）纳米磁体阵列；底部，纳米磁体阵列的相应SEM图像。c. 体积相同但长宽比不同的单畴纳米磁体的磁光克尔效应磁滞回线。d.根据矫顽力的不同选择两个磁场对微机械进行编码的示意图。e. 应用控制磁场B=15 mT时的磁性结构（I型和II型纳米磁体）和微机械折叠行为示意图，光学显微镜图像显示了所制造器件的四种不同结构。从左到右，上/下折叠的面板数为4/0、3/1、2/2（折叠方向不同的对面面板）和2/2（折叠方向相同的对面面板）。 这项工作构建了一个模块化单元的集合，这些模块化单元可以编程为字母表中的字母，此外还构建了一个微型的“鸟”，能够进行复杂的行为，包括“拍打”、“悬停”、“转弯”和“侧滑”，如图二所示。这为创造未来的智能微系统建立了一条路线，这些智能微系统可以重新配置和原位重新编程，可以适应复杂的情况。图二 折纸式的微型“鸟”与多种形状变形模式 文章中，作者使用了英国Durham Magneto Optics Ltd.公司的磁光克尔效应系统-NanoMOKE3对不同型的纳米磁体进行了磁滞回线测试，同时使用该设备的电磁铁产生的磁场对纳米磁体阵列进行了编程。NanoMOKE3可以进行微区的超高灵敏度测试，在本工作中，作者通过激光聚焦在不同的纳米磁体上获得对应的磁滞回线，如图一c所示，为微型机器人的磁学编码工作提供了帮助。图三 磁光克尔效应系统-NanoMOKE3 NanoMOKE3主要技术特点：超高灵敏度~10-12emu微区磁滞回线，激光光斑~2μm超快测试速度，1秒内可获得磁滞回线克尔角检测＜0.5 mdeg纵向/横向/向克尔磁畴成像扩展无液氦低温MOKE图四 与Montana S50超精细多功能无液氦低温光学恒温器联用的低温MOKE 温度范围4.2K~350K磁场纵向＞0.4T，向＞0.3T 参考文献：[1] X H,zhao. et al. Nature 575, 58-59 (2019)[2] Cui, J. et al. Nature 575, 164–168 (2019).

有机无机复合材料国家重点实验室揭牌仪式近日在京举行。本实验室依托四大实验室进行组建。它们分别是纳米材料先进制备技术与应用科学教育部重点实验室、北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室、北京市生物加工过程重点实验室和教育部超重力工程研究中心等实验室。 　　本实验室充分利用了北京化工大学在材料、化工和机械三个一级学科专业方向完整、研究实力雄厚的优势，通过材料、化工、机械、生物等学科间的交叉、渗透和整合以及多年的良性发展，针对有机无机复合材料领域中的重大主题，确立了五个特色研究方向：基础相材料及复合材料模拟与设计 无机相/有机相材料制备基础 树脂基功能纳米复合材料 弹性体基纳米复合材料 碳纤维复合材料。 　　实验室现有面积6919平方米，5万元以上仪器设备238台件，固定资产原值8270万元，仪器装备水平在材料科学与工程领域属国内一流，并拥有一支学术水平较高、创新能力强的研究队伍，基本满足了国家重点实验室的建设要求。来源科技网

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 柔性热电能量转换技术可将环境或人体温差转化成电能实现电子设备的自供电，在可穿戴等领域具有广阔的应用前景。传统无机热电材料具有优异的热电性能，但不具备柔性功能；而有机热电材料虽具有良好的柔性和弯曲性能，但热电性能极低。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 有机/无机复合热电材料可综合无机材料的热电高性能和有机材料的良好弯曲性能，成为近年来的研究热点。具有一维结构的碳纳米管或金属纳米线可以与有机材料的一维分子链形成紧密连接的导电网络，并沿链网络提供高导电通道，因此常被用于有机/无机复合热电材料的研究。但碳纳米管或金属纳米线极低的泽贝克系数导致复合材料的泽贝克系数难以提高。而无机热电材料虽然具有高泽贝克系数，但是其形状通常为片状或颗粒状，导致复合材料低的电输运性能。因此，如何选择匹配的有机/无机材料从而获得良好的电输运成为有机/无机复合热电材料研究的关键科学问题。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 最近，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员史迅、陈立东、副研究员仇鹏飞、瞿三寅等与美国克莱姆森大学教授贺健合作，提出了一种维度匹配的热电复合材料设计新策略，即使用同样具有一维结构的无机半导体材料制备高性能PVDF/Ta4SiTe4有机/无机柔性热电复合薄膜，其原型器件在35.5K温差下归一化最大功率密度为目前已报道的柔性热电器件中的最高值。相关研究成果以Conformal organic–inorganic semiconductor composites for flexible thermoelectrics& nbsp 为题& nbsp ，发表于Energy & amp Environmental Science上。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 有机材料聚偏氟乙烯（PVDF）具有一维链状结构，是一种具有优良柔性的绝缘体。基于维度匹配的设计思路，该团队选择了同样具有一维结构的Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 无机材料与PVDF进行复合制备有机/无机柔性复合薄膜。通过化学气相输运反应，得到Ta位掺杂0.5% Mo的Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 一维晶须。然后以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）作为分散剂，通过滴涂的方法得到PVDF/Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 复合薄膜。扫描电镜发现Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 晶须均匀分散于PVDF基体之中构成网络状结构。透射电镜表明Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 晶须与PVDF形成紧密结合的两相界面。热电性能表征发现PVDF/50 wt% Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 具有优良电输运性能，在220 K功率因子高达1060 μWm sup -1 /sup K sup -2 /sup 。特别是，在相同的电导率下，PVDF/50 wt% Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 薄膜的泽贝克系数远高于基于碳纳米管或金属纳米线的有机/无机复合薄膜。Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 自身的半导体输运特性和一维结构共同产生了上述的优良电输运性能。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在实现优良电输运性能的同时，维度匹配的PVDF和Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 所形成的有机/无机复合薄膜也具有良好的柔性。在直径9 mm的曲面上反复弯曲5000次，PVDF/50 wt% Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 薄膜电阻没有明显变化。研究团队初步制备了包含4个PVDF/50 wt% Ta sub 4 /sub SiTe sub 4 /sub 热电单偶的原型热电器件，在温差35.5K时，器件归一化最大功率密度达到0.13 Wm sup -1 /sup ，是现有报道的柔性热电器件的最大值。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究工作得到国家重点研发专项、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会、上海市青年科技启明星项目等的资助和支持。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/EE/C9EE03776D#!divAbstract" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 文章链接 /strong /span /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/pic/6b411bc8-07d4-4c5e-b683-14cb4ba70432.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图a) PVDF/Ta4SiTe4柔性复合薄膜示意图。b) PVDF/Ta4SiTe4复合薄膜与已报道的一维有机-无机复合薄膜热电性能对比。c)PVDF/Ta4SiTe4基原型热电器件与已报道的柔性热电器件的归一化最大功率密度对比。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202005/webinar/17b432cd-d148-45fa-bf58-e391bf686e5a.jpg!w1920x420.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 为促进全国各地高校、科研院所、企业等相关从业人员进行复合材料性能表征与检测技术交流， strong 仪器信息网将于2020年6月15日举办“复合材料性能表征与评价”主题网络研讨会 /strong ，邀请领域内杰出专家和业内人士围绕复合材料力学与物理性能、损伤与破坏、宏微观多尺度模拟、疲劳特性等方面带来精彩报告，并为参会人员搭建网络互动平台进行学术交流。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/pic/50354d2d-5cea-442b-80b6-44b14d98eaf9.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/pic/9432a056-9d8f-4709-aa7c-c26f5e53f32b.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" text-indent: 2em " 参会方式（手机电脑均可参会） /span /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1、 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/FHCL/" target=" _self" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 官网报名 /span /a ，通过审核后您将收到通知；态度敷衍乱填将不予审核。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2、会议当天您将收到短信提醒。点击短信链接，输入报名手机号，即可参会。 /p

二维铁磁材料因其薄层结构和独特的物理特性，在电子、自旋电子学和磁性存储等领域具有广泛的应用潜力。这些材料的研究对于推动相关技术的发展至关重要。低温强场微区激光克尔显微成像系统在研究二维铁磁材料时具有独特的优势。近日，山西师范大学的许小红教授和薛武红教授合作，利用致真自主研发的低温强场微区激光克尔显微成像系统进行实验研究，报道了二维铁磁Cr5Te8材料的亚毫米级可控制备，并发现该材料具有畴壁成核控制的磁化反转过程和非单调磁场相关的磁电阻，研究成果以“Controlled Growth of Submillimeter-ScaleCr5Te8 Nanosheets and the Domain-wall Nucleation Governed Magnetization Reversal Process”为题，在国际顶级期刊Nano Letters（SCI一区TOP，影响因子：10.8）上发表。论文原文：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c04200亚毫米级二维Cr5Te8及其磁畴演化和非单调磁电阻低温强场微区激光克尔显微成像系统对该研究助力具体表现在：1. 磁化反转过程的直接观察：高分辨率的克尔显微镜结合真空制冷台，对Cr5Te8纳米片的磁化过程进行了全面的研究。通过首先用大磁场饱和样品的一个方向，然后施加相反方向的磁场，观察到了磁化反转的详细过程。2. 磁畴结构和演化的分析：克尔显微镜用于捕捉Cr5Te8纳米片的磁畴演化过程，包括磁畴壁的传播。文章中指出，通过逐步增加磁场，清晰地捕捉到了磁化反转过程中的磁畴壁传播。3. 磁畴壁传播的最小场强确定：通过克尔显微镜的观察，确定了在样品中磁畴壁传播所需的最小场强大约是30-45 mT，无论是对于两个磁化方向中的哪一个。4. 磁化反转机制的理解：克尔显微镜的观察结果揭示了磁畴壁成核在控制磁化反转过程中的主导作用，这为优化相关设备的性能（如效率、稳定性等）提供了重要的参考。6. 温度依赖性研究：通过在不同温度下使用克尔显微镜，研究了Cr5Te8纳米片的磁化过程随温度变化的行为，发现了居里温度（Curie temperature, TC）随样品厚度变化的倾向。低温强场微区激光克尔显微成像系统是研究Cr5Te8纳米片磁化过程、磁畴结构和演化、以及磁化反转机制的关键工具，为深入理解材料的磁性能和优化磁电子器件的性能提供了重要的实验数据和见解。二维铁磁材料磁性能表征利器低温强场微区激光克尔显微成像系统，能够将高分辨率磁畴成像与高精度磁滞回线扫描结合，常温垂直强磁场(1.4 T)与面内强磁场(1 T)；样品处温度范围:5K-420 K,温度稳定性±50 mK；激光功率可调；磁铁及样品托采用滑道设计，方便不同需求测试的切换；预留扩展接口，将磁场及低温环境平台化，方便兼容其他类型的光学测试；运用差分放大和锁相技术可实现二维材料磁性的精确探测；适用于自旋器件或微米尺寸材料的磁性精确测量，集电学、磁学、光学、变温测试于一身，是专为二维磁性材料研究打造的专家级科研设备。微米级光斑和精确定位在样品待测区域,实现微区的磁滞回线精确探测弱磁薄膜测试结果对比致真激光克尔显微镜测试结果↑↑↑某国际顶尖公司产线级设备测试结果↑↑↑研究背景：以电子自旋为主要信息载体的自旋电子器件具有体积小、速度快、功耗低等优势，是后摩尔时代信息存储器件的有力竞争者。特别是，二维磁性材料的发现为构建新功能的磁电子器件提供了材料基础。二维磁性材料在原子层厚度依然保持长程磁序，具有表面无悬挂键、弱层间耦合、可进行“原子乐高”功能异质集成、易于调控等优势，在高密度磁信息存储和自旋电子学领域具有重要应用前景，成为国际上的前沿热点。然而，二维磁性材料目前存在居里温度较低、环境不稳定、难以大尺寸可控制备等困难，极大地限制了其应用和发展。因此，探索稳定性更好的新型二维磁性材料，并用简便、经济可控的方法实现其大尺寸超薄制备，对于推动二维磁性材料的应用具有重要的意义与价值。此外，磁性二维材料的磁畴及其演变能够为相关器件的性能优化提供重要参考。结论：基于此，该团队开发了一种简单、经济、可扩展、氢修饰的化学气相沉积方法，可控合成了亚毫米级超薄高质量Cr5Te8磁性纳米片。值得一提的是，纳米片横向尺寸最大可达450μm、空气稳定性好且居里温度较高。此外，通过对Cr5Te8纳米片的磁畴演化的直接观察，揭示了畴壁成核在控制磁化逆转过程中的主导作用。有趣的是，Cr5Te8纳米片表现出非单调磁电阻特性。该工作在CVD法制备大尺寸二维磁性材料领域实现了重要突破，为在二维尺度理解和调控磁相关性质提供了理想平台，有望推动二维磁性材料在自旋电子学器件中的应用和发展。致真精密仪器拥有核心专利四十余项，研发的多款产品曾多次助力国内优秀的科研工作者取得高水平科研成果。我们拥有一支专业且经验丰富的研发、销售、技术支持和本地化服务的团队，团队中大多数人员为高学历专业硕博人才，致力于为先进材料科学与技术创新领域的科研及企业客户提供个性化、专业化的产品、服务和整体解决方案，让先进材料领域的科研与创新更加简单、高效。致真精密仪器一直以来致力于实现高端科技仪器和集成电路测试设备的自主可控和国产替代。致真精密仪器通过工程化和产业化攻关，已经研发了一系列磁学与自旋电子学领域的前沿科研设备，包括“产品包含原子力显微镜、高精度VSM、MOKE等磁学测量设备、各类磁场探针台、磁性芯片测试机等产线级设备、物理气相沉积设备、芯片制造与应用教学训练成套系统等”等，如有需要，我们的产品专家可以提供免费的项目申报辅助、产品调研与报价、采购论证工作。另外，我们可以为各位老师提供免费测试服务，有“磁畴测试”、“SOT磁畴翻转”、“斯格明子观测”、“转角/变场二次谐波”、“ST-FMR测量”、“磁控溅射镀膜”等相关需求的老师，可以随时与我们联系。

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年11月1日，由仪器信息网主办的首届“新材料技术专题网络研讨会(iCAM 2017)暨仪器信息网材料周”正式开幕。会议为期三天(11月1日-3日)，目前报名人数已突破1000人次。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/09ac264a-07cc-4927-8703-8c33a2271197.jpg" title=" 01.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/ef851138-16e5-441c-ab52-ec92b1efce79.jpg" title=" 02.png" / /p p 　　iCAM 2017的首日， a style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171101/232520.shtml" span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 新能与材料研究进展与应用会场 /strong /span /a 已成功进行完毕。11月2日，会议的Day2，纳米材料研究进展与应用会场如期拉开帷幕，8位纳米材料技术研发、应用专家及厂商技术专家分享了纳米材料在新技术与应用方面的精彩报告。以下为报告内容简要及报告专家解答的部分在线网友提问问题，以飨读者。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 纳米材料研究进展与应用会场 /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/fea9f79d-ab1b-4dda-9d62-1eb27badf287.jpg" title=" 03.png" / /p p 　　近来，纳米载药体系、纳米药物的研究受到研究人员的日益关注。纳米材料的体内代谢研究是其安全性评价的重要内容和医学应用的前提。基于核技术的研究方法在纳米材料的体内分布、代谢研究中能够发挥重要作用。张智勇首先简介了基于核技术的纳米材料分析检测方法，包含分子级检测的SRCD、XAFS、CS、AFM等，细胞级检测的CLSM、TEM、STXM、μ-XRF等，宏观级的ICP-MS/NAA、MRI、HE等。接着分别以氧化物纳米材料、金属纳米材料、碳纳米材料的检测为例，详细介绍了核及相关技术在纳米材料体内代谢研究中的应用。表明，多种检测手段结合，相互补充验证，有助于获得纳米材料体内分布与代谢的全面信息。 /p p 　　 strong 以下为在线网友提问的部分问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/80cdfbb4-ba99-4d70-abf9-cb98c5e0934c.jpg" title=" 04.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/cb6a9d25-1744-4dfb-a1c6-4eeb0a9ffcd8.jpg" title=" 05.png" / /p p 　　据介绍，TESCAN拉曼光谱一体化电镜RISE集拉曼成像、SEM、EDS、EBSD等于一体，应用领域包括碳材料、有机物试样、无机综合分析、二维材料、农生医药、半导体等。张芳通过具体案例分别介绍了RISE在这些领域的分析能力，如利用不同碳材料的典型拉曼特征光谱，分别对类金刚石、纳米碳管、石墨、石墨烯、石墨烯复合材料等进行碳结构表征 对岩浆岩等无机物进行相鉴定、结晶度、应力表征 对二维材料表征等。表明，RISE在传统电镜高分辨图像能力的基础上，大大增强了分析能力。 /p p 　　 strong 以下为部分网友提问问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/86d8fa6b-1000-4abd-930d-25244c161294.jpg" title=" 06.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/73f56efd-80cc-4fee-890d-267e51573f5a.jpg" title=" 07.png" / /p p 　　数据显示，2015年我国橡胶工业总产值达10600亿人民币，占我国GDP的1.67%。橡胶制品不仅伴随着人类日常生活的方方面面，在武器装备、载人航天等科技中也是关键材料之一。卢咏来在报告中系统回顾了北京化工大学先进弹性体材料研究中心近20年来在橡胶材料纳米增强理论、橡胶纳米材料制备新技术以及在高性能轮胎中的应用研究进展，包括：采用分子动力学方法模拟研究橡胶纳米复合材料低成本大规模制备技术、碳纳米管和石墨烯增强橡胶纳米复合材料。研究成果支撑了我国最高水平的绿色节油轮胎的研发和生产，并获得了2015年度国家技术发明二等奖，有力的促进了我国橡胶工业从大国向强国的迈进。 /p p 　　 strong 部分网友在线提问问题如下： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/636a8aaa-0673-45b8-8f0c-5f6020af5e14.jpg" title=" 08.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/ac744990-5f61-4e77-9a16-607bb939a6af.jpg" title=" 09.png" / /p p 　　静电纺丝具有成本低、耗能少、原料范围广等优点，其应用也十分广泛，如2D静电纺丝纤维常用在过滤、电池隔膜、传感器、隔热涂层、药物传输、伤口处理的方向，3D静电纺丝纤维常用在细胞培养和组织支撑等生物医学方面、电池电极等方向。蔡云屾在报告中介绍了静电纺丝的加工工艺、控制方法及静电纺丝微纳米纤维结构。表明，虽然静电纺丝具有复杂的物理过程，但其生产的微纳米纤维直径可控。静电纺丝能应用在很多领域，主要是因为各种功能性材料能加工成微纳米纤维、极高的表面积比、高多孔性、小孔径等。 /p p 　　 strong 以下为部分网友在线提问问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/d7d82991-b2ed-44e0-b084-af1dac689eb3.jpg" title=" 010.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/6c155c2c-6718-4e17-8496-9a836ed5e423.jpg" title=" 011.png" / /p p 　　纳米药物研究一直是一个热门研究领域，但受纳米药物的安全性和有效性的制约，临床转化很少。但随着相关研发的大量投入，纳米药物已经开始走入市场。早期诊断、实时监测和可视化治疗是提高患者生存质量和治愈率的关键。因此，诊疗一体化近年来作为一种新的理念迅速发展起来，陈春英在报告中重点综述了构建双功能多模态的纳米载体，实现诊疗一体化以及成像介导的肿瘤治疗，例如同时实现光学成像、CT增强成像与光热治疗，或者磁共振成像与化疗及磁热治疗等联合方式。 /p p 　　 strong 以下为部分在线网友提问问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/8a22e896-bd9d-4db3-b406-ed4ec508657d.jpg" title=" 012.jpg" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/53ae63ba-7455-4015-a014-5c31b87888c8.jpg" title=" 013.png" / /p p 　　材料的性能对其微观结构非常敏感，而透射电镜作为一种先进的微结构分析工具，可以帮助科研工作者更加深刻的认识材料宏观性能与微观结构之间的联系。2000年前后的球差校正技术将空间分辨率提升到了亚埃水平，并进入球差电镜时代。球差校正透射电镜可以实现原子尺度的结构观察和化学成分与价态分析，对深入理解材料制备-微结构-性能三者之间关系具有极为重要的作用，是现代材料科学研究的有力武器。黄荣在报告中以锂离子电池正极材料中锂离子的直接观察、新型热电材料中一种纳米尺度网格状有序-无序混合结构对其晶格热导率的影响为例，介绍了HAADF、ABF、EELS和原子分辨EDS技术在研究这类纳米能源材料微结构方面的具体应用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/558b2591-88aa-417a-bd3c-a18a0c125d22.jpg" title=" 014.png" / /p p 　　纳米材料由于其自身在熔点、磁性、光学、导热、导电等方面所表现的特性，应用领域十分广泛。包括污水处理、催化剂、抗菌剂、添加剂、照明等。纳米材料的表征也显得尤为重要，其表征项目包括化学组成、粒径和粒径分布、形状、表面积、电荷、聚集状态等。贠照军在报告中主要介绍了安捷伦sp-ICP-MS在纳米材料检测中的应用实例和解决方案，表明，安捷伦ICP-MS纳米颗粒分析解决方案具有快速(1min分析得到粒径、粒径范围、成分、质量浓度、质量浓度等信息) 灵敏(可分析小于10nm至微米级颗粒) 灵活(可与HPLC、CE、FFF等系统联用进行纳米颗粒表征)等优点。 /p p 　　 strong 以下为部分网友在线提问问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/43fb8330-5504-4577-a5a8-f3c49d757e6c.jpg" title=" 015.png" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/a4510745-9dab-42ef-be0a-9dda9f91e57a.jpg" title=" 016.png" / /p p 　　润湿性是液体在固体表面的铺展能力。特殊润湿性指液体在其表面极易铺展或极不易铺展的性质，称为“超亲”或“超疏”特性。特殊润湿性在节能环保、防雾防冰等领域有着重要的应用前景。王波在报告中讲到表面化学状态和表面微观结构是润湿性的两个决定因素。通过表面化学修饰与表面微纳米尺度结构的组合，可以实现表面特殊润湿调控。最后分享了浸润科学在21世纪的最新进展，包括微纳结构的作用、电致浸润变换、力致浸润变换、光致浸润变换、低温自清洁、非对称各向异性微结构等。 /p p 　　 strong 以下为在线网友部分提问问题： /strong /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9373099e-98ca-4746-98b6-d26fbf0e6ad2.jpg" title=" 017.jpg" / /p p style=" text-align: center " ---------------------------------------------------------------- /p p 　　iCAM 2017网络会议 strong Day1 /strong ： a style=" color: rgb(112, 48, 160) text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171101/232520.shtml" span style=" color: rgb(112, 48, 160) " strong 新能源材料研究进展与应用会场 /strong /span /a /p p 　　明天(11月3日)将继续进行 strong 新材料在多领域的研究进展与应用分会场 /strong 报告，请继续关注仪器信息网后续报道。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 报名参加 /strong /span iCAM 2017或了解更多专家在线解答请 strong 点击 /strong iCAM 2017直播网站： /p p 　　 a style=" text-decoration: underline " title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCAM2017/" strong http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCAM2017/ /strong /a /p

激发好奇心纳米材料纳米材料是近几十年来最伟大的技术成就所用的基石。它们为医药、可再生能源、化妆品、建筑材料、电子设备等领域的突破性改进奠定了基础。纳米材料具有形成新材料的潜力，因此其性质和相互作用成为研究的热点。安东帕是全球研究人员的可靠合作伙伴：世界排名前100位的大学中有96所，每天至少使用我们的一种仪器。安东帕独特而灵活的纳米材料研究仪器组合为客户实验室提供了前瞻性的解决方案，今天购买的仪器，也为未来提供了无数的可能性。纳米颗粒01纳米颗粒是一种用于许多不同领域的超细单元，从生物医学、制药到储能技术。由于它们的尺寸，很难进行跟踪和测量，但了解它们的特性是非常必要的，这样就可以设计它们来实现它们的目的。不同的测量技术可用于制备和表征纳米粒子，如微波合成、原子力显微镜、动态光散射、SAXS、激光衍射等。左右滑动查看更多022D材质单层材料是非常广泛应用的研究重点，包括纳米尺寸的应变计，用于人体植入的纳米晶TiO2涂层，以及原子台阶对生长现象的影响，或例如，研究阳极或阴极组件的2D材料结晶度，以便在电池中更快更有效地进行能量转移。安东帕公司的各种测量解决方案和不同技术在二维材料的表征中发挥着重要作用，如可进行温度控制的掠入射小角X射线散射（GISAXS）、原子力显微镜（AFM）、表面zeta电位或真密度仪。左右滑动查看更多复合材料03复合材料将两种或两种以上材料的不同特性结合在一起，形成一种新材料，其特性与单个部件不同。复合材料与固溶体和混合物的区别在于，它们各自的组分保持分离和区别。因此，研究和了解复合材料的性能对其应用至关重要。涉及到流变学研究或孔径表征金属有机框架（MOF）气体吸附分析仪。左右滑动查看更多04半导体在信息处理、全彩显示和新型传感器技术等领域，对纳米结构的理解和表征在前所未有的技术发展中起着至关重要的作用。安东帕的解决方案有助于我们时代的技术进步。它们包括颗粒尺寸的表征和表面zeta电位的研究，以改进化学机械抛光工艺，以及用掠入射小角X射线散射（GISAXS）分析纳米图形表面。

几个世纪以来，人类探索磁性及其相关现象的脚步从未停歇。在电磁学和量子力学发展的早期，人类很难想象磁石对铁的吸引力，鸟、鱼或昆虫在相隔数千英里的目的地之间的导航能力，这些神奇又有趣的现象具有相同的磁性起源。这些磁性来源于基本粒子的运动电荷与自旋，它和电子一样普遍存在。近年来，二维磁性材料在国际上成为备受关注的研究热点，它们为自旋电子学器件的研发开辟了新的方向，在新型光电器件、自旋电子学器件等方面都有着重要的应用价值。近日，《物理学报》2021年第12期也推出了二维磁性材料专题，从不同的角度描述了二维磁性材料在理论与实验方面的进展。《物理学报》2021年第12期你能想象得到吗？只有几个原子厚度的二维磁性材料就可以为极小的硅电子器件提供基板。这种神奇的材料由成对的超薄层制成，超薄层通过范德瓦耳斯力，即分子间作用力堆叠在一起，同时层内原子以化学键进行连接。虽然只有原子级的厚度，但依然保持着磁学、电学、力学、光学等方面的物理和化学特性。二维磁性材料 图片引用自https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html打个有趣的比方，二维磁性材料中的每个电子都像一个微小的罗盘，拥有北极和南极，这些“罗盘针”的方向决定了磁化强度。当这些无穷小的“罗盘针”自发对齐时，磁序就构成物质的基本相位，因此可制备出很多功能性装置，例如发电机和电动机、磁阻存储器和光学阻隔器等。这种神奇的特性也让二维磁性材料变得炙手可热起来，虽然现在集成电路制造工艺在不断提高，但由于器件在不断缩小，已经受到量子效应的限制，微电子行业已经遇到了可靠性低、功耗大等瓶颈，延续了近50年的摩尔定律也不再“吃香”（摩尔定律：集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月便会增加一倍）。如果未来二维磁性材料能够在磁传感器、随机存储器等新型自旋电子学器件领域得到应用，说不定有望突破集成电路性能瓶颈。我们已经知道，具有磁性的范德瓦耳斯晶体带有特殊的磁电效应，因此在二维磁性材料的研究过程中，定量的磁性研究是必不可少的步骤。然而，对此类磁体在纳米尺度上磁性响应的定量实验研究依然非常缺乏。现有的一些研究报道了在微米尺度上实现了对晶体磁性的检测，但这些技术不仅还无法提供关于磁化的定量信息，还极容易干扰阻碍超薄样品的磁信号。因此，检测技术的更新对于探测材料纳米尺度上的磁性质是非常紧迫的挑战。国仪量子QDAFM为了解决这一难题，国仪量子提供了一种新的测量途径——量子钻石原子力显微镜（QDAFM）。QDAFM是基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率以及单个自旋的超高探测灵敏度，可用于定量检测范德瓦耳斯磁体的关键磁学性质，并对其磁化、局部缺陷和磁畴进行高空间分辨率的磁成像，具有非侵入性、可覆盖宽温区、大磁场测量范围等独到优势，在量子科学，化学与材料科学，以及生物和医疗等研究领域有着广泛的应用前景。二维碘化铬的磁化图引用自Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single-spin microscopy（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926）下面，为大家介绍QDAFM在微纳磁成像、超导磁成像、细胞原位成像、拓扑磁结构表征等方面的具体应用。01微纳磁成像对于磁性材料，确定其静态自旋分布是凝聚态物理中的重要问题，也是研究新型磁性器件的关键。QDAFM提供了一种新的测量途径，能够实现高空间分辨率的磁性成像，具有非侵入性、可覆盖宽温区、大磁场测量范围等独到优势。布洛赫型磁畴壁成像引用自Tetienne, J. P.et al. The nature of domain walls in ultrathin ferromagnets revealed by scanning nanomagnetometry.Nature Communications6, 6733(2015)02超导磁成像对超导体及其涡旋的微观尺度研究，能够为理解超导机理提供重要信息。利用工作在低温下的QDAFM，可以对超导体的磁涡旋进行定量的成像研究，并扩展到众多低温凝聚态体系的磁性测量。单个磁性涡旋的杂散场定量成像引用自Thiel, L.et al.Quantitativenanoscale vortex imaging using a cryogenic quantum magnetometer. Nature Nanotechnology 11,677- 681 (2016).03细胞原位成像在细胞原位实现纳米级分子成像是生物学研究的重要手段。在众多成像技术中，磁共振成像技术能够快速、无破坏地获取样品体内的自旋分布图像，已经广泛应用在多个科学领域中。特别是在临床医学中，因其对生物体几乎无损伤，对疾病的机理研究、诊断和治疗起着重要的作用。然而，传统的磁共振成像技术使用磁感应线圈作为传感器，空间分辨率极限在微米以上，无法进行细胞内分子尺度的成像。利用QDAFM的高空间分辨率特性，研究人员观测到了细胞内部存在于细胞器中的铁蛋白，分辨率达到了10纳米。细胞原位铁蛋白分子的纳米磁成像引用自Wang, P. et al. Nanoscale magnetic imaging of ferritins in a single cell. Science advances 5, 8038 (2019).04拓扑磁结构表征磁性斯格明子是具有拓扑保护性质的纳米尺度涡旋磁结构。磁性斯格明子展现出丰富新奇的物理学特性，为研究拓扑自旋电子学提供了新的平台，在未来高密度、低能耗、非易失性计算和存储器件中也具有潜在应用。但是室温下单个斯格明子的探测在实验上仍具有挑战性。QDAFM的高灵敏度和高分辨率特点，是解决这一难题的有力工具，通过杂散场测量可重构出斯格明子的磁结构。斯格明子磁场成像引用自Dovzhenko, Y. et al. Magnetostatic twists in room-temperature skyrmions explored by nitrogen-vacancy center spin texture reconstruction. Nature Communications 9, 2712 (2018).参考文献：1.《物理学报》2021年第12期，二维磁性材料专题2.Two-dimensional magnetic crystals and emergent heterostructure devices（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav4450）3.https://phys.org/news/2018-10-flexy-flat-functional-magnets.html4.Probing magnetism in 2D materials at the nanoscale with single-spin microscopy（Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aav6926）

Introduction苯并咪唑类杀菌剂（BZD）是一类含有苯并咪唑环的内吸性杀菌剂。最常用的BZDs有苯菌灵、多菌灵（CBZ）、甲基硫菌灵（TPM）、噻菌灵（TBZ）、麦穗宁（FBZ）等。在现代农学中，BZDs广泛用于预防水果、蔬菜和其他作物的真菌病害，用于采前和采后处理；此外，它们还被用作广谱的驱虫药物，用于预防和治疗食源性动物体内寄生虫。因此，许多国家和国际权威机构都实施了严格的监管。 最近，基于纳米材料的光学技术，如比色、荧光和SERS技术，通过开发分析纳米技术在农药检测中的潜力，已经成为基于色谱技术一种替代方法。本文综述了近六年来基于纳米技术的光学传感器在水、食品和农产品中BDZ残留检测方面的研究进展。本研究特别强调了比色、荧光、SERS及其集成系统，为当前BZDs的检测现状提供了广泛的覆盖面。基于纳米材料的光学方法用于检测BDZ杀菌剂的示意图如图1所示。 图1 用各种光学方法检测BDZ的不同纳米材料及其综合方法的示意图 基于纳米材料的信号增强策略纳米材料在研究领域被广泛用于促进传感器的修饰。纳米材料由于其独特的性质，如表面修饰，生物相容性，表面等离子体共振，消光系数，催化活性等，可以提高不同传感器的检测效率。一般来说，信号增强的效果主要是因为来自大表面积的强吸附显示出优异的特异性，以及纳米材料的高电子转移速率，从而提高了不同传感器的传感效率。 基于纳米材料的光学传感器迄今为止，已经利用基于纳米材料的光学传感器构建了不同的BDZ传感技术。光学传感器在BDZ的现场检测方面具有很大的潜力和广泛的用途。图2是BDZ在基于纳米材料的光学传感器，特别是比色荧光和SERS及其集成系统的所有已发表论文的总结。图2 柱状图为基于纳米材料的比色（A）、荧光（B）和SERS（C）传感器检测BDZ杀菌剂的发展和发表论文情况比色传感器基于纳米材料的比色传感器因其对包括重金属、农药、真菌毒素、有毒细菌、生物标志物等在内的许多分析物的灵敏和选择性响应而受到了极大的关注。表面等离子体共振（SPR）是纳米材料的一个重要特征，由于纳米材料的聚集或分散，与分析物相互作用后，在可见光区域显示出明亮的颜色变化，并与分析物产生明显的线性或非线性关系。通常，有两种策略可用于制备基于比色的传感器：I）催化或结构变化引起的颜色变化；II）纳米粒子的形态转变或聚集。比色传感器中比色响应的方案如图3所示。表1是基于纳米材料的比色传感器检测食品中BDZ的研究结果。图3 比色传感器的比色响应表1 基于纳米材料的BDZ比色传感器荧光传感器荧光传感器的基本原理是荧光团或纳米粒子产生的光的发射，从激发态返回到基态。表2是基于纳米材料的荧光传感器检测食品中BDZ的研究结果。表2 基于纳米材料的BDZ荧光传感器基于非辐射能量转移的荧光传感器在检测食品和农产品中的有毒化学物质和致病菌方面引起了人们极大的研究兴趣。FRET是一种非辐射距离依赖的能量转移现象，作为一种独特、可靠、灵敏的分析技术被广泛应用于检测各种分析物。碳量子点或碳点是一种新型的发光碳纳米材料，可用于荧光分析法中的定量分析。如图4A所示，Wang课题组基于氮掺杂碳量子点和金纳米簇之间的FRET，通过两个线性响应开发了CBZ的"turnon"比率型荧光传感器，LOD分别为0.83和37.25 μmol/L。相反，考虑到上转换纳米颗粒的优势，有研究开发了一种上转换-二氧化锰发光共振能量转移生物传感器用于UCNPs对CBZ的灵敏检测，如图4B所示。图4 N-GQDs/AuNCs作为CBZ比率荧光开启传感器的示意图（A） CBZ荧光纳米传感器示意图（B） SERS传感器近年来，随着纳米技术的发展，获得了不同形态的纳米结构，它们被用作SERS活性基底，用于无标记和/或靶敏感检测各种分析物，包括农药残留水平。为了提高基于SERS的农药检测的准确度和精密度，研究人员不断致力于开发新型SERS基底、新型检测策略、原位检测系统等。表3总结了SERS技术在BDZ类杀菌剂检测和定量方面的研究进展。表3 BDZ用纳米材料SERS传感器 SERS活性基底的选择SERS活性基底的选择对SERS检测至关重要。为了制备用于BDZ的最佳SERS传感器，需要考虑三个关键点：i）SERS活性底物的拉曼信号增强能力，ii）SERS有源底物的均匀性和稳定性，iii）BDZ对SERS活性基质的亲和力。 SERS光谱的密度泛函理论（DFT）模拟在SERS信号中可以得到分子固有的拉曼信号，这可以通过DFT得到潜在的证实。理论拉曼信号借助高斯程序进行DFT分析，并给出合理的解释。然而，实验测得的拉曼和SERS信号与理论信号存在一定的差异，这可能与农药或基底的分子结构及其相互作用有关。因此，需要更多的研究来了解它们在实验上存在差异的确切原因。化学计量学对SERS传感器的影响化学计量学的关键优势在于能够从低质量的仪器数据中获得合理的检测结果，所得数据具有信号重叠性强、噪声水平高、分辨率低等特点。这种方法常应用于从光学（即比色、荧光、SERS等）、色谱、电化学和其他各种技术中获得的信号的定性和定量处理。有研究将竞争性自适应重加权采样-极限学习机（CARS-ELM）作为非线性化学计量学方法与SERS相结合，实现了苹果中TBZ浓度的快速测定；该方法在TBZ浓度为1、5、10 mg/L的蓄意污染苹果样品中的回收率为83.02%～93.54%；此外，通过PCA在P＝0.05水平上的判别图确定了LOD（0.001 mg/L），如图5A所示。图5 利用SERS耦合CARS-ELM确定TBZ的方法示意图（A）；SERS传感双杀菌剂界面自组装核壳二维Au@Ag纳米点阵列的制备示意图（B）；便携式拉曼分析仪微滴捕获带（C）；Ag-Au-IP6-Mil-101 (Fe)的制备示意图及TBZ的SERS测定（D）磁性纳米粒子（MNPs）对SERS传感器的影响磁性纳米粒子与贵金属纳米材料的结合在农药的SERS检测中开辟了新的途径，这归因于以下几个优点：MNPs的有序排列和良好调节的热点提供了完美的增强因子；磁性纳米粒子的磁性允许目标化合物从复杂基质中有效分离和富集；磁性纳米粒子的磁性赋予了SERS纳米复合基底可重复使用性；最后，磁性纳米粒子的生物相容性允许生物识别分子固定在其表面，提高了其对目标分子的特异性生物识别能力和与基质的分离能力。利用贵金属单、双金属SERS基底对BDZ进行无标记检测近年来，利用SERS技术实现痕量分子的无标记检测已成为原位应用的研究热点。如图5B所示，利用金核银壳纳米颗粒设计了一种二维纳米点阵列SERS基底，用于梨、苹果和橙汁中TBZ的可靠和可重复性测定，LOD为0.051 × 10-6。 基于氧化石墨烯（GO）的SERS传感器GO是一种单层碳材料，通过π-π堆积作用或静电作用对芳香分子具有突出的吸附能力；此外，由于电荷转移效应，它提高了拉曼信号，从而支持SERS检测。 硅基SERS传感器根据已发表的多篇文献，金属化硅由于具有大的表面积体积比可用于表面修饰、减少纳米材料之间的相互作用、独特的光学性质和易于制备等优点，已成为制备SERS基底的重要元素。基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的SERS传感器PDMS是柔性基底中备受研究者关注的一种聚合物凝胶，因其具有透明性、良好的拉伸强度、黏结性、无毒性和化学稳定性等优点。此外，它具有较低的拉曼截面，对拉曼信号的影响较小。 基于纸张和胶带的SERS传感器纤维素基纸模板具有三维结构、便携性、柔韧性、多孔性、非均相形貌、极小的SERS信号干扰等优点，是硅或玻璃晶片和多孔氧化铝模板的实际替代品。特别是，它可以通过毛细管作用吸收液体，使目标分析物在传感器纳米材料表面黏附和富集基于金属有机框架的SERS传感器。如图5C所示，通过在导电碳带上沉积Au纳米枝晶，生成了用于TBZSERS检测的创新型POCT装置"微液滴捕获带"；作为一个自主的"微容器"用于吸附分析物。基于金属有机框架（MOFs）的SERS传感器MOFs的多孔结构是通过π-π相互作用、氢键或静电作用形成的，它们提供了一个大的比表面积来支持和稳定金属纳米结构，从而获得一种新型的SERS基底。将Au/Ag纳米结构固定到MOFs中作为一种高效的SERS基底近年来受到了广泛的关注。如图5D所示，开发了一种基于MOFs的SERS传感器（Ag-Au-IP6-Mil-101(Fe)）检测果汁样品中的TBZ。 基于分子印迹聚合物（MIPs）的SERS传感器考虑到生物识别元件的局限性，MIP作为一种人工识别元件，具有与目标分子亲和力高、化学和机械稳定性好、价格低廉等优点，在检测、催化和固相萃取等领域具有广阔的应用前景；它通过具有酸性或碱性基团的单体聚合，在目标分子存在的情况下形成三维空腔，可以通过互补的形状、大小和官能团选择性地与目标分子结合。基于其他材料的SERS传感器受仿生材料的启发，将植物叶片组装到AuNPs上，产生电磁辐射热点，用于水中CBZ和TBZ的检测。有研究报道了一种用于检测水果样品中TBZ的模板生长磷烯基Au/Ag纳米复合材料SERS基底。另有研究报道了合成的聚氨酯胶束/纳米银簇用于不同果蔬表面TBZ的原位检测。集成传感器近年来，集成不同的技术来提高检测的选择性、准确性和精密度受到了广泛的关注。利用碳化钛MXene/Au-Ag纳米壳开发了一种双功能智能CBZ检测方法，如图6所示。通过电化学和SERS方法，该传感器在茶叶和大米中分别可以检测到低至0.002和0.01 μmol/L的CBZ（表4）。图6 Ti2C MXene/Au-Ag纳米杂化物用于CBZ的电化学和SERS检测表4 基于纳米材料的BDZ集成传感器Conclusion and Perspectives本文综述了基于纳米材料的检测策略，以实现对实际样品中BDZ的高效溯源。尽管这些基于纳米材料的光学及其集成传感器与传统方法相比具有一定的便利性，但在实际样品的检测中仍然存在一些挑战。在本研究中提到的BDZ中，苯菌灵和FBZ还没有被检测到。由于纳米材料与目标分析物结合的活性位点是有限的，因此关注简便和低成本的样品前处理过程是很重要的。也可以集中在芯片、纸张或带状传感器上，用于BDZ的现场检测，这将更有效地用于工业应用。——————————————————————————————————————— 陈全胜：集美大学海洋食品与生物工程学院教授，博士生导师，主要从事食品质量安全快速无损检测与智能化加工装备研发。近年来先后主持国家部省级项目20余项，出版学术英文学术著作1部，中文学术著作3部，以第一/通讯作者发表SCI论文150余篇（其中，IF10论文10余篇，ESI高被引论文15篇，ESI热点论文4篇），论文累计SCI他引6000余次，个人H指数43；累计授权发明专利50余件（含国际专利4件），成果先后获国家技术发明奖二等奖、江苏省科学技术奖一等奖和教育部自然科学奖二等奖等；先后获国家高层次人才、科技部中青年科技创新领军人才、中国高被引学者、ProSPER.Net-Scopus Young Scientist Award、中国青年科学之星和江苏省333中青年科技创新领军人才等国内外奖励和荣誉。为进一步促进动物源食品质量安全的发展，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，仪器信息网于2023年11月15-17日举办“动物源性食品质量安全检测技术”主题网络研讨会。陈全胜老师也将在此次网络会中带来精彩报告！点击图片，免费参会

有机磷农药，是指含磷元素的有机化合物农药。主要用于防治植物病、虫、草害，在农业生产中的广泛使用，导致农作物中发生不同程度的残留。有机磷农药对人体的危害以急性毒性为主，多发生于大剂量或反复接触之后，会出现一系列神经中毒症状，如出汗、震颤、精神错乱、语言失常，严重者会出现呼吸麻痹，甚至死亡。虽然在蔬菜上应用的剧毒、高毒有机磷农药大多已被列入禁限用范围，但实际生产中仍存在有机磷农药违法违规使用现象。因此，建立有机磷农药高效前处理和精准检测技术，严格控制其残留水平，对于保障蔬菜产品质量安全具有重要意义。近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所质量安全课题组探索出新型多孔复合材料（3DGA@COFs）的制备方法，并成功应用于蔬菜有机磷农药残留分析，为有效提高有机磷农药残留定量准确度和检测效率提供了新路径。相关研究成果发表在《食品化学（Food Chemistry）》上。据徐东辉研究员介绍，该团队创造性地通过三维石墨烯水凝胶（3DGA）的柔性表面引导COFs自组装生长，成功制备了3DGA@COFs复合材料，证实了该材料可有效吸附富集蔬菜中的马拉硫磷、喹硫磷和三唑磷等有机磷农药残留，并具有优异的再生性能。结合固相萃取技术，该研究成功地建立了一种灵敏度高、选择性强、重现性好的有机磷农药检测方法。在最优条件下，方法的最低检测限为0.01微克/升-0.14微克/升，线性范围检测覆盖了0.50微克/升-100微克/升，显著提高了有机磷农药残留前处理方法的准确性和稳定性。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家大宗蔬菜产业技术体系及中国农科院科技创新工程等项目的资助和农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室的支持。

8月20日，林赛斯与您相约古城西安，共赴国际复合材料大会。B29展位，与您不见不散。第二十一届国际复合材料大会将于2017年8月20日-25日在陕西省西安曲江国际会议中心举办。国际复合材料大会 (ICCM) 始于 1975 年，每两年召开一次，至今已举办过二十届，是全球复合材料界历史最长、规模最大、最具权威的学术研讨会。ICCM 曾经分别于 1989 年（第 7 届）、2001 年（第13 届）在中国举办。中国复合材料学会组织国内有关机构与学者，经过两次申办努力，终于在暌违 16 年后成功获得第 21 届国际复合材料大会的举办权。林赛斯如约和您相遇，德国林赛斯国际公司（LINSEIS）总部位于德国巴伐利亚州泽尔布（Selb）,是一家有着60多年光荣历史和丰富专业经验的世界领先（热）分析仪器设备生产商，公司致力于研究、开发、生产热分析科学仪器，其产品的技术和质量一直处于业界领先地位。为了满足复合材料快速发展及多样化测量需求，德国林赛斯公司用最完善的测量体系为科研工作者提供最优的热物性测量方案。? 从开发出世界上第一台热膨胀开始，经过60多年的不断发展，林赛斯开创出了-260℃--2800℃全温度段热物性的测试方案。从全球唯一的皮米级激光膨胀仪，到高温4样品膨胀仪，再到为了解决高分子材料膨胀测量的8样品膨胀仪，以及为了满足无机材料等测试的光学膨胀仪，林赛斯在材料膨胀性能测试上树立了一个有一个丰碑。同时，林赛斯也不断推出了最全面的导热性能测试方案：从高端的激光闪射法（LFA），到热流法导热仪（HFM），专利技术的热桥法导热仪（THB），再到纳米时域反射法导热仪（LS-LFA），林赛斯可以帮你解决各种材料的导热测量需求。全球唯一的薄膜综合物性分析系统（TFA），可以帮你一次性解决薄膜多种性能测试问题，林赛斯LSR可以帮你解决材料电阻、塞贝克等热电性能测试等......，林赛斯不断推陈出新，不仅拥有特殊测量需求的磁悬浮热重系统（MSB），还推出了世界上唯一的高压热重分析仪（STA HP）来满足各个行业材料热性能材料需求......? 林赛斯热烈欢迎每一位学者、用户来和我们交流，提供宝贵意见。林赛斯将开拓创新，和您一起推动和促进热分析技术在中国的应用发展。我们希望最先进的的热分析技术能够协助每一位科研人员取得更好的成果！ 会议时间：2017 年 8 月 21 日至 25 日会议地点：陕西西安 曲江国际会议中心展位号：B29联系方式：18611443573；wangpeng@chanceint.com

石墨的断裂强度为130 GPa，杨氏模量为1.0 TPa。然而，这种优异的机械性能处于纳米级水平，对于宏观石墨烯片层组件来说还没有实现。这种性能退化是由以下原因造成的:不同片层之间的错位，以及由此导致的不良应力传递。许多研究集中在通过增加石墨烯排列和改善片层间相互作用来改善石墨烯片层阵列的机械性能。此外，利用微毛细管的剪切场对氧化石墨烯进行定向，然后在2500℃退火，可以得到拉伸强度为1.9 GPa的石墨烯带。然而这两种方法都需要较高的退火温度，可能不适合制造面内各向同性的薄板。学者们试图通过近室温组装获得高强度石墨烯片材，但是由于受到石墨烯层的错位而受挫，因为这会降低机械性能。虽然面内拉伸可以减少这种错位，但在释放拉伸时会重新出现。北京航空航天大学程群峰教授与德克萨斯大学达拉斯分校Ray H. Baughman教授领导的团队，提出使用共价键和π-π片层间桥接，来永久冻结拉伸诱导的石墨烯片排列。相关论文以题为“High-strength scalable graphene sheets by freezing stretch-induced alignment”发表在Nature Materials上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-020-00892-2本文所述的近室温工艺(低于50℃)或其改进可潜在地用于将廉价开采的石墨转化为高性能石墨烯复合材料，该复合材料适用于航空航天和汽车应用，这些领域轻量的特性尤其重要。目前制造的高强度、高模量和高韧性板材可使用简单的双面铸造工艺进行扩展。此外，研究已经表明，4 wt%的市售树脂或π-π桥联剂的单层厚度提供了有效的层压，能够制造无限厚的大面积片材。与机械强度高的替代材料相比，这些板材无需层压，可提供非常高的电磁干扰屏蔽性能。此外，所获得的高机械性能和高电导率的组合可以潜在地用于各种应用，例如为飞机机身提供雷击保护。拉伸诱导双轴取向过程中，顺序桥接可以产生具有高面内拉伸强度(1.55 GPa)的顺序桥接(SB)、双轴拉伸(BS)rGO片(称为SB-BS-rGO片)。图1a显示了SB-BS-rGO板的制造方法。图1b中示出了所得的SB-BS-rGO片材的结构模型。图1 | SB-BS-Rgo片的制造工艺和结构示意图研究人员使用广角X射线散射图(图2a、图2b)表征石墨烯片层排列，并用赫尔曼取向因子(f)描述。rGO片的f(0.810)比SB-BS-rGO片的f(0.956，图2e)低得多。rGO片的扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜图像显示石墨烯片之间存在大量大规模空隙(图2a-c)，这可能是基于过滤的自组装和碘化氢还原过程造成的。图2 Rgo片和SB-BS-rGO片的结构特征对rGO片的原位拉曼测量(图3a)显示，当施加的应变低于0.6%时，向石墨烯片层的应力转移增加，然后保持到3.9%，其中增加的应变不会增加石墨烯片层上的应变。相比之下，对SB-BS-rGO薄片的拉曼测量(图3b)显示，在直至薄片断裂的整个应变范围内(大约2.8%)，所施加的拉伸应变越来越多地转移到石墨烯薄片上。石墨烯片的紧密堆叠限制了它们的面外变形，减小了面内方向的负热膨胀的大小。rGO石墨烯片的负热膨胀的幅度小于SB-BS-rGO片(图3c)，这与实验测量的紧密度一致。应力松弛提供了相关的动力学信息。SB-BS-rGO比rGO板具有更高的抗应力松弛能力(图3d)。图3 Rgo片和SB-BS-rGO片的拉曼、热膨胀、应力松弛和x光衍射数据拉伸力学试验表明，重叠的SB-BS-rGO片材在非重叠区域断裂，这不是由于重叠区域的剪切断裂而失效。此外，重要的是要注意的是，层压的SB-BS-rGO片在没有分层的情况下发生了断裂。即使忽略SB-BS-rGO片材的重叠区域，导出的抗拉强度、韧性和杨氏模量也接近于单个SB-BS-rGO片材的抗拉强度、韧性和杨氏模量(图4a)。图4 DB铸造SB-BS-rGO（DB）片和SB-BS-rGO（DB）片的机械和电气性能总的来说，研究人员通过连续共价键和π-π桥连冷冻石墨烯取向，得到了拉伸强度分别为1.47倍、2.50倍和1.41倍的平面内各向同性石墨烯片。该制备工艺在室温下完成，未来可能在廉价获得的石墨烯转化为高性能轻量的石墨烯复合材料，而这在航空航天和汽车应用中将会有极为重要和广泛地应用。

工业和信息化部原材料工业司发布《关于政协十三届全国委员会第四次会议第1095号(工交邮电类126号)提案答复的函》，答复李佳等21位委员提出的《关于支持山西碳基新材料产业做大做强的提案》：　　一、关于将山西确立为国家碳基新材料研发和产业化示范基地，在科技、人才、财税、金融等政策上给予重点倾斜　　我部大力支持山西省发展壮大新兴产业。一是在示范基地方面，我部聚焦主导产业，引导推动产业集聚发展，组织开展了国家新型工业化产业示范基地工作，目前已批复山西省共7家示范基地，涉及有色金属、装备制造、高技术转化应用、煤焦化深加工等领域，并组织开展示范基地发展质量评价，加强对示范基地的分级分类指导。二是在财税政策方面，协调推动相关部门出台多项税收优惠政策，降低制造业增值税税率，对先进制造业增值税增量留抵税额全额退还，将制造业企业研发费用加计扣除比例提高到100%，对高新技术企业减按15%税率征收企业所得税，并将固定资产加速折旧政策适用范围扩大到全部制造业领域，制定了《重大技术装备进口税收政策管理办法实施细则》，山西省符合条件的碳基新材料企业均可享受上述优惠政策。三是在金融政策方面，推动先进制造业与证券、基金、银行、保险等金融机构合作，组织科创板申报企业科创属性评估，提供融资辅导、上市培育等服务，发挥国家级产业基金作用，围绕新材料等“卡脖子”关键环节开展项目投资，支持产业链协同发展。　　下一步，我部将支持山西符合条件的产业集聚区申报国家新型工业化产业示范基地，不断提升产业集聚集群发展水平，并继续推动完善税收优惠政策，配合做好进口关税调整，积极引导国家制造业转型升级基金、头部投资机构对符合国家战略、具有优势的碳基新材料重点项目和骨干企业给予关注和支持。　　二、关于将山西碳基新材料产业发展纳入国家“十四五”相关产业规划　　国家高度重视碳基新材料产业创新发展。国务院办公厅印发的《关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》、我部联合有关部门印发的《关于加快新材料产业创新发展的指导意见》和《新材料产业发展指南》均将碳基新材料列为重点支持对象，并针对碳基新材料产业发展专门出台了《加快推进碳纤维行业发展行动计划》《加快石墨烯产业创新发展的若干意见》等专项政策，在《重点新材料首批次应用示范指导目录》中列入了高性能碳纤维、石墨烯等碳基新材料品种。　　下一步，我部将以重大关键技术突破和创新应用需求为主攻方向，进一步强化产业政策引导，将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划，并将碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业科技创新相关发展规划，以全面突破关键核心技术，攻克“卡脖子”品种，提高碳基新材料等产品质量，推进产业基础高级化、产业链现代化。

低温等离子改性接枝是一种处理时间短、不产生化学污染、不破坏材料的整体体积结构、仅仅改变材料表面性能的处理技术。近年来，等离子体所“低温等离子体应用研究室”陈长伦、邵大冬、胡君、王祥科等所在的课题组利用低温等离子体技术对碳纳米管进行表面修饰改性组装，克服了碳纳米管的难溶性带来的制约等问题，大为提高了其实际应用程度。 　　该课题组在用低温等离子体技术对碳纳米管进行改性组装后，将其应用于环境污染物检测和治理研究方面，取得了一系列成果。 　　一是分别利用Ar/H2O，Ar/NH3，Ar/O2微波等离子体对碳纳米管进行表面处理，使其表面引入含氧、含氨基等功能基团，提高了碳纳米管的亲水性和分散性，使其可制备纳米溶液。这些经过处理的(表面修饰的)功能化材料对改善碳纳米管在生物、环境污染物吸附等方面，具有很好的应用前景。部分研究结果发表在Applied Physics Letter (2010, 96, 131504) Carbon (2010, 48, 939-948) The Journal of Physical Chemistry C (2009, 113, 7659-7665) Diamond & Related Materials (in press) 并受邀请在国际会议上做2次口头报告。 　　二是利用N2射频等离子体对碳纳米管表面进行活化处理，然后接枝上有机单体和天然高分子材料，制备碳纳米管/有机物复合材料。等离子体制备的复合材料表面具有各种功能基团，这些功能基团对持久性有机污染物(POPs)、有毒有害的重金属离子、放射性核素具有强的吸附、络合能力，因而提高了复合材料对污染物的吸附能力。部分研究结果发表在The Journal of Physical Chemistry B (2009, 113, 860-864) Chemosphere (2010, 79, 679-685) Plasma Processes and Polymers (in press,并被选为封面)。 　　三是碳纳米管由于尺度小，使其在吸附处理有机/无机污染物后，在回收和循环利用纳米材料方面具有很大的难度。采用传统的离心法需要高的转速，过滤法易导致过滤膜堵塞，如果吸附污染物的碳纳米管进入环境，会产生二次污染。针对上述问题，该课题组采用溶胶—凝胶法，首先在碳纳米管上组装上铁氧化物，然后利用N2射频等离子体对碳纳米管/铁氧化物表面进行活化处理，接枝上有机单体和天然大分子材料，制备出磁性多重复合纳米材料，该磁性复合纳米材料不仅具有高的吸附性能，且磁分离技术可以简单方便地把磁性复合纳米材料从溶液中分离出来，解决了固液分离的难题，同时可以大量的应用到实际工作中。部分相关研究成果发表在Environmental Science and Technology (2009,43,2362-2367) Journal of Hazard Material (2009,164, 923-928) Journal of Physical Chemistry B (jp-2009-11424k)。 　　该工作得到了国家自然科学基金，科技部973重大研究计划“面向持久性有毒污染物痕量检测与治理的纳米材料应用基础”，中科院合肥物质科学研究院重大项目，合肥研究院人才项目和火花项目，中科院新型薄膜太阳能电池重点实验室基金等经费的支持。

引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术，近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而，它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷，如涂层脱粘、界面分层等，极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命，严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面，对基体材料起到隔热保护的作用，目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量，确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本，开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长，也有其各自的局限性。例如，超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染；电磁法虽易于实现自动化检测，但仅适用于非铁磁性材料，且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点，非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征，近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射，根据Stefan-Boltzmann定律，其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外，还与波长和环境温度有关，而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场，从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励，该技术可分为主动式与被动式，其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率，近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励，同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程，并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析，以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同，该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多，但由于所检测对象琳琅满目，且结构与物理特性比较复杂，因此在实际应用中需结合检测对象本身特性，选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法，从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法，由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点，在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中，当外激励光源入射到待测试件时，基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用，同时，利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应，即红外热图像序列。然后，借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析，从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外，根据热激励形式的不同，红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像，这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高，但其探测深度通常较浅，无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求；且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性，红外锁相热成像技术应运而生，但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷，因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷，需选择不同调制频率对待测试件进行激励，因此，该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术，具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势，如高分辨率、高检测效率、大探测深度等，近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术，该技术是使用高能光源（如激光、卤素灯、闪光灯）对待测试件进行非常短时间（通常几毫秒）的脉冲激励加热，由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异，然后，利用红外热像仪同步记录这种温度差异，并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快，且对厚度较小的试件具有较好的检测结果，但其探测深度非常有限，不适用于检测大厚度构件。此外，该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响，瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应，极易使得其产生界面分层等类型缺陷，极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究，并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术，该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像，因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性，提出了双脉冲激励热成像检测技术，并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法，实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外，为增强FRP复合材料缺陷检测效果，许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出，例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作，并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化，并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究，并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外，国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术，该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热，然后，待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场，由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异，因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取，最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术，此外，通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测，并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比，更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下，红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测，并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加，利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大，而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价，开展了系统的理论与实验研究，并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷，并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除，显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题，提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术，不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题，还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来，红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注，并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势，但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长，尚存在一定的局限性。例如，由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息，随之而来的是热扩散长度的增大，致使检测分辨率降低；另外，为提高检测信号的信噪比，通常采用增加热流激励强度的方法来解决，但在检测重要目标构件时，为防止对检测对象的热损伤，这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中，提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度，随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术，截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理：(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施；(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比，并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测，[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术，并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作，并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价，并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测，并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术，可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代，伴随着信息电子与计算机技术的快速发展，近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中，仍以光激励红外热成像检测技术为主，这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点，非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同，除光激励红外热成像检测技术外，其他无损检测方法还包括：超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测，国外专家学者较早地开展了相关研究，并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层，研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时，该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术，可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测，并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法，系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性，利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外，利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估，且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量，并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚，但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术，通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法，对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷，还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来，关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现，[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹，[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术，实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究，国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究，而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测，并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测，且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测，并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价，也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外，[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价，并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术，其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道，目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测，该技术利用线性调频信号调制光源强度，并引入了互相关和线性调频锁相提取算法，研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法，对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究，并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术，可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展，通过文献调研和相关研究结果分析，可发现，由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性，使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术，红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点，为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外，在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中，笔者也发现，红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题，也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展，呈现出以下发展趋势：1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围，随着检测对象的多样化和检测要求的多元化，所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势，具体体现在：①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展；②随着计算机和电子信息技术的快速发展，传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步，这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异，在精度和实时性方面，甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术，有望取代人工判断，推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块，体积较大、结构较为复杂，且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求，红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展，最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息，此外，在信息呈现和表达上，多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时，常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式，通过多源多模态热成像数据的融合与集成，最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此，红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。

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在日常生活和工作中，电子设备运行时会产生电磁辐射，可能会给人们的健康带来不良影响，各设备间的电磁干扰也会严重影响电子设备的性能及其正常运行。因此，发展新型电磁屏蔽材料，尤其是高性能电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键。　　如今，各种电子设备越来越多地应用于人们的生活和工作中，但是电子设备在运行过程中会产生电磁辐射，可能会给人们的健康带来不良影响，各设备间的电磁干扰也会造成信号被拦截、数据丢失等，严重影响电子设备的性能及其正常运行。特别是随着物联网、自动驾驶、可穿戴设备的发展，电子设备越来越复杂、体积越来越小、精度要求越来越高，要保证这些高度集成、高功率的电子设备正常运行，电磁干扰屏蔽至关重要。　　发展新型电磁屏蔽材料是解决电磁污染的关键，特别是超薄、轻质并具有优异力学强度和可靠性的高性能电磁屏蔽材料。日前，北京航空航天大学化学学院研究员衡利苹团队研发了一种具有超润滑界面的还原氧化石墨烯/液态金属（S-rGO/LM）异质层状纳米复合材料，可用于高性能稳定的电磁屏蔽。相关研究成果发表在国际学术期刊《美国化学学会纳米》上。　　用石墨烯研发高性能柔性电磁屏蔽材料　　电磁屏蔽材料是能够通过吸收、反射等方式来衰减电磁波能量传播，以有效抑制电磁干扰和污染的功能材料。　　人们希望，电子设备在工作时，既不被外界电磁波干扰，又不辐射出电磁波干扰其他设备或危害人体健康，因此电子设备运行时，自身产生的电磁波需要被吸收，而外界入射的电磁波需要被反射或吸收。铜、铝等金属是常用的电磁屏蔽材料，但它们容易被腐蚀、密度大、重量重，并以反射电磁波为主，会造成二次电磁污染。特别是传统的金属材料不具备柔性，难以被应用在柔性电磁屏蔽领域。　　镓基液态金属（LM）是目前柔性电子制造应用最广泛的材料，这主要归因于其具有低熔点、低黏度、高电导率和热导率等物理特性。衡利苹说，随着对具备室温流动性的镓金属、镓基合金液态金属材料研究的逐步深入，其在柔性电磁屏蔽材料领域已表现出相当大的潜力。　　但是现有的镓基液态金属电磁屏蔽材料普遍需要与绝缘的聚合物基材共混，以得到具备一定机械强度、可实际应用的电磁屏蔽材料。而材料的导电性和导磁性越好，对电磁的屏蔽效能就越高，镓基液态金属电磁屏蔽材料与绝缘的聚合物基材共混，会损失镓基液态金属的导电性能，使电磁屏蔽性能无法达到最佳水平。使用一种本身也具备超高电导率的基材来构建液态金属柔性复合材料，成为提升液态金属柔性电磁屏蔽复合材料性能的关键。于是，石墨烯进入了衡利苹团队的视线。　　石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，本身就可以保持很好的导电性。氧化石墨烯（GO）对镓基液态金属还起到了良好的桥接作用，因此，在S-rGO/LM材料内部，可形成连续完整的导电网络。材料厚度仅需33微米，就可屏蔽99%的入射电磁波，且对X波段的电磁屏蔽效率较高。　　可作为抗结冰、除冰功能材料使用　　聚二甲基硅氧烷（PDMS）具有耐热性、耐寒性、防水性、导热性以及良好的化学稳定性，电绝缘性和疏水性能好，可在-50℃—200℃下长期使用。目前，PDMS已广泛用于绝缘润滑、防震、防油尘和热载体等。　　该团队先将S-rGO/LM材料在稀释后的PDMS溶液中浸涂，随后再对其旋转涂抹硅油，使其获得超润滑特性。衡利苹说，得益于材料本身的稳定性和超润滑界面的协同保护，S-rGO/LM材料在极限工作温度中，严重机械磨损后，依然能保持良好的电磁屏蔽能力。　　除了具有出色的电磁屏蔽性能外，S-rGO/LM材料还具备优秀的热管理性能。实验显示，在1个太阳光照功率（100毫瓦/平方厘米）照射下，S-rGO/LM材料的表面温度在40秒内就可达到47.5℃。这表明，在低温地区，S-rGO/LM还可以作为具有抗结冰、除冰功能的材料来使用。

产品特点：功能化聚苯乙烯磁性微球是指通过化学修饰结合不同的官能团及具有特异性的抗体、核酸和蛋白，应用于核酸纯化、细胞筛选、免疫分析等多个领域。其表面可以修饰不同的功能基团，如氨基、羧基、羟基等，用于结合不同的生物分子，实现靶向检测和诊断等应用。此外，聚苯乙烯磁性微球还具有以下三大特点：1、单分散性好：粒径均一，可制备出单分散性良好的磁性微球。比表面积大，吸附性好：高比表面积有利于提高与生物分子结合的密度和效率。2、稳定性好：不易发生聚集和沉淀，可长时间保持稳定。材料亲和性好、生物相容性好：具有良好的生物相容性和生物安全性，可应用于生物医学和药物制剂等领域。3、磁响应性强：在外加磁场的作用下，可以方便地实现磁分离和定向操控。应用背景：氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球的应用背景主要基于其独特的物理和化学性质。通过氨基和羧基化修饰，这种材料可以在表面引入多种功能基团，从而实现对生物分子的特异性结合。由于其具有粒径均一、稳定性好、磁响应性强等特点，氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球在生物医学、化学、材料科学等领域具有广泛的应用前景。在生物医学领域，氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球可以用于药物载体、靶向药物、免疫分析、生物传感器等领域。通过其表面的氨基和羧基功能化，这种材料可以与生物分子（如蛋白质、酶和DNA等）相互作用，实现生物分子的分离、纯化和检测。此外，氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球还可以用于制备组织工程支架、细胞培养基质等领域，为组织再生和细胞培养提供良好的微环境。在化学和材料科学领域，氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球可以用于制备高分子复合材料、催化剂载体、过滤材料等。由于其大孔容积和高比表面积等特点，这种材料可以作为添加剂改善材料的性能和特性。此外，氨基、羧基化聚苯乙烯磁性微球还可以用于色谱填料和分离技术领域，实现高纯度、高回收率和高分离效率的分离效果。海岸鸿蒙颗粒标准物质的研发已经达到国内领先、国际前沿水平，其中PM2.5、可见异物等百余种标准物质的研制成功填补了国内的空白，被国家市场监督管理总局批准为国家一级、二级标准物质。其颗粒产品包括颗粒标准物质和功能微粒两大类，共有3000多种产品，涵盖颗粒尺寸从30纳米到2000微米，涉及聚苯乙烯、金属、二氧化硅、胶体金和多元琼脂糖等不同材质以及彩色微粒、荧光微粒、磁性微粒等不同功能的微粒产品。此外，海岸鸿蒙还可根据用户需可根据客户需求，提供多种材质，不同粒径，不同功能，单分散、窄分布，近乎于标准球体的微粒定制服务。产品特点： match 产品特点：产品特 啊啊特点：啊大

采用原位反应法在碳纳米管（CNTs）的管内合成CoFe2O4纳米颗粒,制备了管内填充磁性碳纳米管（IF-MCNTs）,建立了管内填充磁性碳纳米管/磁性固相萃取-气相色谱/质谱法（IF-MCNTs/MSPEGC/M S）测定土壤和水藻样品中7种多环芳烃（PAHs）的分析方法。通过透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）等研究了IF-MCNTs的结构性能。考察了萃取条件对萃取性能的影响。研究表明,在最佳实验条件下,IF-MCNTs能够有效富集萘（NAP）、苊（ANE）、芴（FLU）、菲（PHE）、荧蒽（FLA）、芘（PYR）和苯并荧蒽（B（b） FL）,对应饱和萃取容量分别为197.2,247.8,293.5,387.1,488.5,504.2和43.6 ng/mg。方法线性范围为5.0～500 ng/L,检出限在1.7～3.1 ng/L之间,相对标准偏差（RSD）小于6.8%。将所建方法应用于分析实际环境样品中7种PAHs,加标回收率在73.5%～97.2%之间,RSDs为3.4%～9.5%。方法可用于环境样品中多环芳烃的检测。管内填充磁性碳纳米管固相萃取_气_省略_谱_质谱法测定环境样品中多环芳烃_周婵媛.pdf

5月13日，科学技术部发布国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项2021年度项目申报指南。指南中明确：2021年度指南部署坚持问题导向、分步实施、重点突出的原则，围绕高性能高分子材料及其复合材料、高温与特种金属结构材料、轻质高强金属及其复合材料、先进结构陶瓷与陶瓷基复合材料、先进工程结构材料、结构材料制备加工与评价新技术、基于材料基因工程的结构与复合材料7个技术方向。按照“基础前沿技术、共性关键技术、示范应用”三个层面，拟启动37个项目，拟安排国拨经费6.32亿元。其中，拟部署9个青年科学家项目，拟安排国拨经费3600万元，每个项目400万元。1. 高性能高分子材料及其复合材料1.1 高性能全芳香族纤维系列化与规模化制备关键技术（共性关键技术）研究内容：针对航空航天、武器装备等亟需的高强高韧结构材料应用需求，开展高性能全芳香族纤维制备关键技术及其应用研究。揭示大分子刚性链结构、纤维纺丝成型、凝聚态及其性能之间的内在规律，攻克全芳香族纤维制备共性科学问题；研究高强/高模芳纶纤维成型和热处理工艺，突破制备关键制备技术及成套装备；研究高伸长耐高温芳纶III纤维、芳纶纸及其蜂窝应用技术；探讨高性能液晶纺丝聚芳酯聚合物结构设计、固态缩聚反应动力学和纤维冷却成型机理，攻克聚芳酯纤维制备关键技术。1.2 面向高端应用的阻燃高分子材料关键技术开发（共性关键技术）研究内容：面向5G通讯和轨道交通等高端制造业的需求，形成一批具有国际领先水平和自主知识产权的合成树脂材料及应用技术。重点开发PCB的无卤高阻燃、高Tg、低介电性能的环氧树脂；高阻燃耐老化热塑性弹性体TPE和聚脲弹性体无卤阻燃技术及应用；研发本征阻燃高温炭化不熔滴聚酯和低热释放本征阻燃聚碳酸酯合成技术；本征阻燃尼龙66工程化制备及其应用，完成万吨级规模化生产与应用示范。1.3 低成本生物基工程塑料的制备与产业化（共性关键技术）研究内容：面向生物基高分子材料成本高和高性能工程塑料牌号少的问题，集中开发低成本生物基呋喃二甲酸（FDCA）、异山梨糖醇的制备技术；开发1，4-环己烷二甲醇（CHDM）和2,2,4,4-四甲基环丁二醇（CBDO）的国产化制备技术，基于生物基单体和新型单体开发PEF、PCF、PIF和PETG等生物基聚酯以及PIC、PCIC等生物基聚碳酸酯，从单体、聚合物到后端应用全链条研究。精细调控产品结构，研究产品的耐温性能、力学性能、阻隔性能等，开发不低于8种高性能聚酯和聚碳酸酯产品，并在包装领域得到应用。2. 高温与特种金属结构材料2.1 高温合金纯净化与难变形薄壁异形锻件制备技术（共性关键技术）研究内容：针对国产高温合金冶金质量差、材料综合利用率低、力学性能波动大等问题，研究镍基高温合金纯净熔炼、返回料处理和再利用技术，返回料与全新料混合重熔工艺；开发难变形高温合金成分优化及纯净熔炼、铸锭均匀化热处理、合金铸锭均质开坯、棒料细晶锻制、大型薄壁异形环形件整体制备等工艺技术，建立合金工艺与成分、组织和性能的影响关系，实现高温合金棒材和锻件组织均匀性和性能一致性的优化控制，完成合金制备工艺、材料与构件质量评估及在先进能源动力装备的考核验证。2.2 高品质TiAl合金粉末制备及3D打印关键技术（共性关键技术）研究内容：针对电子束3D打印所需的低氧含量球形TiAl合金粉末，研究铝元素挥发、粉末球形度差、空心粉高问题，突破工业化生产球形TiAl合金粉末和工业化TiAl构件增材制造关键技术；开展增材制造TiAl合金的材料—工艺—组织—缺陷—性能一体化系统研究及典型服役性能测试，突破构件增材制造工艺及性能控制关键技术，掌握包括材料、工艺、组织调控、性能特征及典型应用，为新一代航空发动机高温关键构件制造及工业化应用提供技术支撑。2.3 光热发电用耐高温熔盐特种合金研制与应用（示范应用）研究内容：针对太阳能光热发电产业低成本高效发电可持续发展需求，以下一代低成本高效超临界二氧化碳光热发电系统中耐高温氯化物混合熔盐特种金属材料及其制造技术为研究对象，研究耐高温不锈钢、高温合金板材及其焊接界面在高温氯化物、硝酸盐中的腐蚀机理和服役寿命预测技术，研究满足氯化物和硝酸盐熔盐发电系统用的耐高温不锈钢、高温合金板材成分和组织设计及其批量制造技术，开发耐高温熔盐不锈钢、高温合金成型和焊接行为及其先进制备技术，发展高温合金长寿命高吸收率吸热涂层，实现高性能不锈钢、高温合金产品开发及应用示范。2.4 海洋工程及船用高端铜合金材料（共性关键技术）研究内容：针对舰船和海洋装备泵体、管路及阀门等耐蚀性差、服役寿命短、高端材料依靠进口的问题，研究海洋工程及船用新型高性能铜合金材料设计、成分—组织—工艺内禀关系、腐蚀行为及耐蚀机理，开发耐高流速海水冲刷型铜合金承压铸件制备、超大口径耐蚀铜合金管材加工及管附件成形、海洋油气开采用高耐磨高耐蚀铜合金管棒材加工及热处理组织性能调控等高质量低成本工业化制造技术，开展产品应用技术研究，实现高端铜合金典型产品示范应用。3. 轻质高强金属及其复合材料3.1 苛刻环境能源井钻采用高性能钛合金管材研究开发及应用（示范应用）研究内容：针对我国油气、可燃冰等能源钻采高耐蚀和轻量化的紧迫需求，研究苛刻环境下高强韧耐蚀钛合金多相组织强韧化、抗疲劳机理，以及高温、高压、腐蚀、疲劳等服役环境下材料损伤及失效机理；建立服役环境适应性材料设计方法及油气井钻采用钛合金钻杆、油套管服役性能适用性评价方法；开发高性能大规格钛合金无缝管材成套工艺技术及关键应用技术；制定专用标准规范，开展苛刻服役条件下应用研究，实现工业化规模稳定生产，在典型应用场景实现示范应用。3.2 先进铝合金高效加工及高综合性能研究（共性关键技术）研究内容：针对汽车、飞行器以及船舶等提速减重、绿色制造的迫切需求，开展以铸代锻、整体成型、短流程、低排放的高效加工技术研究，研发高综合性能的先进铝合金材料；开展先进铝合金材料综合性能评价及加工技术效能评价，形成铸锻一体成型的新型高综合性能铝合金高效加工技术，将铸造、增材制造等铝合金提升到变形铝合金强度水平。3.3 高性能镁合金大型铸/锻件成形与应用（共性关键技术）研究内容：针对商用车、高速列车、航空航天等领域的轻量化紧迫需求，探索热—力耦合条件下大容积镁合金凝固与形变过程中成分—组织—性能演变规律与调控技术，开发适合于大型铸/锻件的高性能镁合金材料；研究大型镁合金铸/锻件组织均匀化与缺陷调控机理，开发高致密度铸造成形技术、大体积熔体清洁传输及半连续铸造技术、挤锻复合一体成形技术；开展大型承载件的结构设计、产品制造、腐蚀防护及使役性能评价等技术研究，并实现示范验证与规模化应用。3.4 新型结构功能一体化镁合金变形加工材制造技术（共性关键技术）研究内容：针对航空航天、轨道交通、能源采掘、电子通信等重大装备升级换代的紧迫需求，研究新型强化相对镁合金力学性能与功能特性的协同调控机理，发展新型结构功能一体化镁合金材料与新型非对称加工技术，开发大规格高强阻尼镁合金环件、宽幅阻燃镁合金型材、高强可溶镁合金管材、高强电磁屏蔽/高导热镁合金板材的工业化制造成套技术及关键应用技术，并实现典型示范应用。3.5 极端环境特种服役构件用构型化金属基复合材料（示范应用）研究内容：针对航空航天特种服役构件用耐疲劳高强韧铝基复合材料、耐热高强韧钛基复合材料以及岛礁建设与隧道掘进等重大工程用高耐磨钢铁基复合材料，开发铝、钛基复合材料用合金粉末的低成本制备技术，解决传统制粉技术细粉出粉率低、氧含量高等技术难题，实现高端铝、钛合金粉末规模化制备。探索复合材料体系—复合构型设计—复合技术—宏微观性能耦合机制与协同精确控制机理，开发跨尺度分级复合构型的定位控制、界面效应与组织精确调控、性能及质量稳定性控制、大型结构件塑性加工与热处理、低成本批量制备等产业化关键技术，开展特种服役性能评价、全寿命预测评估与应用技术研究，建立相关标准规范，实现其稳定化生产与应用示范。3.6 高端装备用高强轻质、高强高导金属层状复合材料研制及应用（示范应用）研究内容：针对高速列车、先进飞机、防护车辆等高端装备轻量化、高性能化的迫切需求，研究高性能多层铝合金板材、铜包铝合金等层状复合材料界面结构与复合机理，探索应用人工智能、大数据等前沿技术优化界面调控的理论与方法，阐明铝合金复合板材的叠层结构、复合界面、陶瓷颗粒第二相等在高应变速率下抵抗冲击的作用机理；开发防护车辆、特种装备等用抗冲击多层高强铝合金复合板材的工业化制造成套技术及复合板材的性能评价等关键应用技术；开发高速列车、航空航天、电力电器等高端装备用铜包铝合金复合材料短流程高效工业化生产成套技术及多场景应用关键技术，实现在高端装备上的示范应用。4. 先进结构陶瓷与陶瓷基复合材料4.1 高端合金制造及钢铁冶金用关键结构陶瓷材料开发及应用（示范应用）研究内容：面向冶金产业提升的发展需求，研究高端合金制造及钢铁新技术领域用关键结构陶瓷材料组分设计与制备技术，开发高品质高温合金制备用结构陶瓷材料、冶金领域用高效节能硼化锆陶瓷电极、薄带连铸用结构功能一体化陶瓷材料的规模化生产工艺，开展应用评价技术研究，建立规模化生产线，研制关键生产设备，制定制备及检测标准。4.2 低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件制备（基础前沿技术）研究内容：针对空间遥感光学系统的应用需求，研究低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件的结构拓扑设计，开展复杂形状碳化硅构件的增材制造等新技术、新工艺研究，开发低面密度复杂形状碳化硅构件的近净尺寸成型与致密化烧结技术，开展低面密度空间轻量化碳化硅光学—结构一体化构件的光学加工与环境模拟试验研究，实现满足空间遥感光学成像要求的低面密度碳化硅光学—结构一体化构件材料制备。4.3 高性能硅氧基纤维及制品的结构设计与产业化关键技术（示范应用）研究内容：针对高效隔热防护服、高强芯片、高保真通讯电缆等对高性能硅氧基纤维及制品的应用需求，研究硅氧前驱体化学组成、结构重组、多级微纳结构演变对纤维成型的影响规律，攻克硅氧基无机制品高温均匀化熔制拉丝关键技术，开发高强玻璃纤维；研究前驱体分子缩聚和纳米/微米多级孔组装结构演变对孔结构形成的影响规律，突破多孔玻璃纤维常温挤出成型技术，开发低介电、低热导、轻质柔性玻璃纤维；研究模拟月球和火星环境的微重力、高真空环境下玄武岩材料熔制技术及深空环境对纤维成型的作用机制，开发高性能连续玄武岩纤维；开展高性能玻璃纤维及复合制品产业化示范，形成千吨级生产线；开发极端环境的模块化连续玄武岩纤维成型装置，实现微重力下自主成纤中试。5. 先进工程结构材料5.1 海洋建筑结构用耐蚀钢及防护技术（共性关键技术）研究内容：针对海洋建筑结构对长寿命钢铁材料的需求，研究高盐雾、高湿热、强辐射等严酷海洋环境下，钢铁结构材料的失效机理与材料设计准则；防腐涂层的成分设计、制备技术、涂装工艺及腐蚀评价；耐蚀钢板/钢筋的成分设计、制备技术、焊接技术及腐蚀评价；复合钢板的制备技术、焊接技术及腐蚀评价；海洋建筑结构用钢的服役评价、设计规范及示范应用。开展免维护海洋结构用低合金耐蚀钢板及复合钢板的成分设计及制备技术研究；开展防腐涂层设计与制备技术、钢板与涂层耦合耐蚀机理研究；研究低成本耐蚀钢筋母材与覆层协同耐蚀机制与制备技术；开展耐蚀钢连接技术研究；建立复杂海洋环境钢材及构件的服役评价及全寿命周期预测方法。6. 结构材料制备加工与评价新技术6.1 金刚石超硬复合材料制品增材制造技术（示范应用）研究内容：围绕深海/深井勘探与页岩气开采、高端芯片制造等国家重大工程对长寿命、高速、高精度超硬材料制品的需求，开展高性能金刚石刀具、磨具和钻具等结构设计和增材制造技术研究，结合新型金刚石超硬复合材料工具宏观外形和微观异质结构的理论设计和数值模拟，重点突破增材制造用含金刚石的球形复合粉体关键制备技术和含超硬颗粒的多材料增材制造关键技术，完成典型工况条件下服役性能的评价。6.2 高强轻质金属结构材料精密注射成形技术（共性关键技术）研究内容：针对5G基站、消费电子、无人机或机器人等领域对高强轻质结构零件的迫切需求，研究粉末冶金高强轻质金属结构材料及其注射成形工艺过程精确控制原理与方法、小型复杂构件精密成形、低残留粘结剂设计及杂质元素控制、强化烧结致密化及合金的强韧化。重点突破粉末冶金高强轻质钢设计及其粉末制备、低成本近球形钛合金微细粉末制备、可烧结高强粉末冶金铝合金及近球形微细粉末制备、组织性能精确调控等关键技术，实现高强轻质金属复杂形状制品的稳定化宏量生产。6.3 大型复杂薄壁高端金属铸件智能液态精密成型技术与应用（共性关键技术）研究内容：面向大涵道比涡扇航空发动机、新能源汽车等对超大型复杂薄壁高端金属铸件的需求，打破传统“经验+试错法”研发模式，探索基于集成计算材料工程、大数据与人工智能相结合的金属铸件智能液态精密成型关键技术。研究超大型复杂薄壁金属铸件凝固过程的组织演变与缺陷形成机理，建立多物理场耦合作用下铸件组织与缺陷的预测模型，发展数据驱动的材料综合性能与铸造工艺多因素智能化寻优方法，形成金属铸件智能液态精密成型数字孪生模型及系统。6.4 复杂工况下冶金领域关键部件表面工程技术与应用（示范应用）研究内容：针对冶金领域高温、重载、高磨损等复杂工况对关键部件表面防护技术的迫切需求，开展复合增强表面工程材料及涂镀层结构的理性设计，开发高效率、高性能激光熔覆、堆焊、冷喷涂、复合镀等技术及多技术结合的复合表面工程技术，攻克复杂工况下冶金领域关键部件表面耐高温、耐磨损、抗疲劳涂镀层制备的关键技术，开展其服役性能评价和寿命预测，并应用于挤压芯棒、结晶器、除鳞辊等典型部件，在大型钢铁冶金企业得到示范应用。7. 基于材料基因工程的结构与复合材料7.1 结构材料多时空大尺寸跨尺度高通量表征技术（基础前沿技术）研究内容：针对高温合金、轻合金和高性能复合材料等的工程化需求，基于先进电子、离子、光子和中子光源，集成多场原位实验与多平台关联分析技术，研发晶粒、组成相、相界面、化学元素、晶体缺陷与织构的多时空跨尺度高通量表征、智能分析与快速评价技术，研发大尺寸多尺度组织结构和宏微观力学性能高通量表征技术与试验装备，实现典型工程化结构材料制备、加工和服役过程中内部组织结构的动态演化和交互作用规律的高效研究，建立材料成分—组织—性能的多尺度统计映射关系与定量模型，在典型结构材料的改性、工艺优化和服役评价等方面得到实际应用。7.2 金属结构材料服役行为智能化高效评价技术与应用（共性关键技术）研究内容：针对金属结构材料腐蚀、疲劳、蠕变等服役性能评价耗时长、成本高的问题，通过多物理场耦合、宏微观跨尺度损伤建模，融合智能传感、信号处理、机器学习等现代技术，研发材料服役性能物理实验与模拟仿真实时交互和数字孪生的智能化高效评价技术和装置；研究金属结构材料数据虚实映射与数据交互规则，建立数据关联平台，加速材料服役性能数据的积累，形成关键金属结构材料安全评价数据系统；集成结构模型与损伤模型，发展基于大数据技术的金属结构材料服役安全评价和寿命预测的新技术和新方法，并获得实际应用。7.3 基于材料基因工程的新型高温涂层优化设计研发（共性关键技术）研究内容：针对海上动力装备用热端部件及其海洋腐蚀环境，发展高温涂层的高通量制备技术，开展新型高性能高温涂层成分和组织结构的高通量实验筛选和优化研究；研发涂层—基体界面结构和性能多尺度高效模拟设计和预测技术，研发涂层高温力学性能、界面强度、残余应力和高温腐蚀性能等的高通量实验技术，开展涂层与界面性能和工艺优化研究；综合利用材料基因工程关键技术，研发出具有重要工程应用前景的新型超高温、耐腐蚀涂层。7.4 高强韧金属基复合材料高通量近净形制备与应用（共性关键技术）研究内容：针对航空航天领域高强韧金属基复合材料应用需求，围绕非连续增强金属基复合材料强韧性失配及复杂构件成形加工周期长、成本高、材料利用率低的突出问题，结合利用材料基因工程思想和近净形制备技术原理，研发铝基、钛基复合材料高通量近净形制备技术及其高通量表征技术；测试和采集基体/增强相界面物理化学数据，建立基体/增强相界面热力学和动力学物性数据库；研究铝基、钛基复合材料成分—构型—工艺—界面—性能交互关联集成计算技术，实现材料体系与构型及其近净形制备工艺方案与参数的高效同步优化，并在航空航天等领域得到工程示范应用。7.5 先进制造流程生产汽车用钢集成设计与工程应用（示范应用）研究内容：鉴于钢铁工业绿色制造、生态发展对先进制造流程生产高端钢铁材料的迫切需求，基于材料基因工程的思想，针对近终形流程生产汽车用钢，采用多场耦合和跨尺度计算技术，集成材料开发与产品应用的跨尺度计算模型，构建一体化集成计算平台，建立材料基础数据和工艺、产品数据库，开发基于数据挖掘和强化机制的组织性能定量关系模型，实现产品成分—工艺—组织—性能的精准预报；开展在近终形流程生产汽车用钢的示范应用，研制出代表性产品并实现工程应用。7.6 增材制造用高性能高温合金集成设计与制备（共性关键技术）研究内容：针对航空发动机、高超声速飞行器、重载火箭等国家大型工程所需高温合金精密构件服役特点和增材制造物理冶金特点，应用材料基因工程理念，发展多层次跨尺度计算方法和材料大数据技术，形成增材制造用高性能高温合金的高效计算设计方法、增材制造全流程模拟仿真技术与机器学习技术，结合高通量制备技术和快速表征技术，建立增材制造用高性能高温合金的材料基因工程专用数据库；发展适合高温合金增材制造工艺特性的机器学习、数据挖掘、可视化模拟等技术，开展增材制造用高温合金高效设计与全流程工艺优化的研究工作，实现先进高温合金高端精密构件的组织与尺寸精密化控制，并在航空航天等领域得到工程示范应用。7.7 极端服役条件用轻质耐高温部件高通量评价与优化设计（共性关键技术）研究内容：发展基于大数据分析和数据挖掘的高温钛合金、钛铝金属间化合物等轻质耐高温部件组织结构与疲劳、蠕变等关键性能的定量预测模型；研制实时瞬态衍射、原位成像表征装置，发展三维无损检测高效分析技术；研究高温腐蚀环境下组织结构演化和性能退化机理、高温和循环载荷等多因素耦合作用下的损伤累积及高通量评价与寿命预测技术；基于极端环境服役性能需求，利用机器学习和数据挖掘技术，实现轻质耐高温材料的成分、组织、制备工艺、服役性能的高效优化，并在航空、航天、核能等领域实现在极端服役条件下工程示范应用。8. 青年科学家项目8.1 车载复合材料LNG高压气瓶制造基础及应用技术研究内容：针对车载复合材料液化天然气（liquefiednaturalgas，LNG）高压气瓶的制造与应用，研究LNG介质相容的树脂基复合材料体系设计与制备；耐极端环境复合材料LNG气瓶结构设计技术；复合材料LNG高压气瓶抗渗漏、抗漏热和抗振动技术；复合材料LNG高压气瓶制造技术；复合材料LNG高压气瓶的性能评价技术。8.2 新一代结构功能一体化泡沫的制备和应用研究内容：面向结构功能一体化泡沫技术迭代的迫切需求，开发具备负泊松比和高耐火保温等功能的泡沫，主要针对新型多级结构负泊松比结构泡沫材料、耐高温聚酰亚胺泡沫和高温可发泡防火材料等开展攻关，并开展其复合材料研究，在结构支撑、保温隔热等领域得到应用。8.3 单晶高温合金先进定向凝固技术及其精确模拟研究内容：针对当前航空发动机单晶涡轮叶片生产合格率低、冶金缺陷频发的现状，开展单晶高温合金及叶片高温度梯度液态金属冷却（LMC）定向凝固技术研究，突破LMC技术中动态隔热层配置、晶体取向控制、模壳制备、低熔点金属污染控制等关键技术，实现LMC技术的多场耦合、多尺度精确模拟，研究复杂结构单晶叶片在高梯度定向凝固中的缺陷形成、演化机理，发展缺陷控制技术。8.4 海洋油气钻采关键部件用高强高韧合金研究内容：针对海洋油气随钻测量和定向钻井、海底井口设备关键部件主要依靠进口问题，开展时效硬化型高强韧镍基、铁镍基耐蚀合金设计、高纯净低偏析冶金、强韧化机理、应力腐蚀疲劳失效寿命评估理论与方法等基础共性技术和产业化关键技术研究，实现高强韧、大规格、高均质耐蚀合金和超高强度高耐蚀合金稳定批量生产和工程化应用。8.5 基于增材制造技术的超轻型碳化硅复合材料光学部件制造研究内容：面向空间光学系统轻量化的发展需求，研究新型超轻型碳化硅复合材料光学部件预制体增材制造用粉体原料的设计与高通量制备技术；开发基于增材制造技术的碳化硅复合材料光学部件基体成型与致密化技术；开发基于增材制造技术的碳化硅复合材料光学部件表面致密层制备技术；开展超轻型碳化硅复合材料光学部件的加工验证研究。8.6 基于激光技术的材料服役行为多维度检测技术和装备研究内容：针对核电、海工等领域极端条件下结构材料服役性能远程在线、多维度、智能化检测的发展需求，开展基于激光技术的光谱、表面声波、超声或多种方法融合的材料组分、结构特性、力学性能、缺陷特征检测新原理和新方法研究，发展极端条件下结构材料服役行为的实时、原位、无损监检测技术，研制与材料基因工程大数据、人工智能分析算法和机器人技术深度融合的材料多维、多尺度在线监检测原型装置，实现多场耦合极端环境下材料多层次、多维度服役性能原位无损在线测量及示范应用。8.7 超高刚度镁基复合材料的集成计算设计与制备研究内容：以航空、航天或高铁领域为应用场景，针对超高刚度镁基复合材料特点，发展高刚度镁合金集成材料计算软件和镁基复合材料高通量实验技术，开展基于弹性变形抗力提升的镁合金基体成分设计和增强体种类、尺寸和分布形态对镁合金刚度和强韧性影响规律的研究工作，研发多尺度增强体复合构型强化的镁合金材料高效制备与组织调控技术，建立高刚度镁基复合材料及其典型构件的全流程制备技术，并实现在重大工程中的应用验证。8.8 增材制造先进金属材料的实时表征技术及应用研究内容：研发基于同步辐射光源的原位表征技术与装备，动态捕捉增材制造过程中高温下微秒级时间尺度和微米级局域空间内的相变和开裂；通过高通量的样品设计和多参量综合表征手段，揭示动态非平衡制备过程中材料组织结构的演化和交互作用规律。面向典型高性能结构材料，揭示增材制造快速熔化凝固超常冶金过程对稳定相、材料组织结构和最终性能产生影响的因素，快速建立材料成分—工艺—结构—性能间量化关系数据库；结合材料信息学方法，发展增材制造工艺和材料性能高效优化软件，在典型增材制造材料的设计与优化中得到应用。8.9 新一代抗低温耐腐蚀高强韧贝氏体轨道钢研究内容：针对低温下贝氏体钢中亚稳残余奥氏体易转变为脆性马氏体，增加贝氏体钢轨道安全服役隐患的问题，研究腐蚀、低温环境下贝氏体轨道钢（含钢轨和辙叉）的失效破坏机制，建立贝氏体轨道钢“夹杂物特性—组织结构—常规性能—服役条件—失效方式及寿命评估”数据库，开发适用于腐蚀、低温环境的新一代高强韧性、长寿命贝氏体轨道钢及其冶金全流程制造关键技术。近期会议推荐：【复合材料性能表征与评价网络研讨会】该网络会议对听众免费，会议日程及报名二维码如下：

近日，安徽工业大学化学与化工学院闫岩、刘明凯教授与南京大学及新加坡国立大学合作，开发出了一种宏量制备石墨烯纳米带且高效实现其层间功能化的策略。相关成果以“Rapid Production of Kilogram-Scale Graphene Nanoribbons with Tunable Interlayer Spacing for an Array of Renewable Energy”为题发表在《美国国家科学院院刊》上，论文的共同通讯作者是安徽工业大学化学与化工学院的闫岩教授、刘明凯教授，以及南京大学金钟教授和新加坡国立大学的林志群教授。安徽工业大学是第一完成单位。《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，通常简称为PNAS)是美国国家科学院的官方科学周刊杂志，创刊于1915年，收录的文献覆盖生物学、物理学、化学、材料学、数学和社会科学等领域。与《自然》和《科学》杂志一样，《美国国家科学院院刊》是世界上基础科学领域最负盛名的学术杂志之一，在SCI综合科学类期刊中排名第三。这是安徽工业大学首次以第一完成单位在该刊上发表文章。石墨烯纳米带是一种以带状形态存在的石墨烯材料，具有高电导率、高热导率、低噪声等特点。这些优良品质使得石墨烯纳米带成为集成电路互连材料的一种理想选择，用以替代传统金属材料。同时，由于其具有独特的宽度依赖带隙和两侧充足的孤对电子，石墨烯纳米带在高性能电子器件和纳米催化领域也得到了科研工作者的密切关注。然而，虽然已有报导多种制备石墨烯纳米带的方法，包括小分子有机合成、聚合物包埋切割、碳纳米径向切割、特定基体上外延生长等，但洁净石墨烯纳米带的宏量制备仍然面临巨大挑战。此外，如何扩展石墨烯纳米带的层间距并使其功能化也是石墨烯纳米带研究亟需解决的问题。基于此，安徽工业大学闫岩教授、刘明凯教授提出了一种“冷冻-卷曲-压缩”的策略，通过将大片层（平均宽度~20微米）的氧化石墨烯与二氧化硅溶胶超声混合，并在低温低压下进行脱水干燥和化学刻蚀，制备出了高纯度、高径向比的石墨烯纳米带材料（图1）。这种策略采用自上而下的方式，以单层的氧化石墨烯为原料，通过改变其拓扑结构，实现了高纯度石墨烯纳米带的宏量制备。该策略比小分子合成、径向剪切碳纳米管等方法更直接、更简洁，得到的石墨烯纳米带的纯度也更高。【图文导读】图1 石墨烯纳米带制备过程示意图场发射扫描电镜照片证明了这种石墨烯纳米带具有典型的准一维结构。如图2所示，这种材料具有高的长径比，表面是类石墨烯层状褶皱结构，其丰富的边缘结构为石墨烯纳米带的功能化提供了可供调控的空间。透射电镜图片证明这种材料具有薄层结构和透明性。拉曼数据中，碳材料特征峰D峰和G峰比例的降低，证明从氧化石墨烯到石墨烯纳米带，部分共轭结构得到了有效修复，这种石墨烯纳米带也显示出高达72900 S/m的电子传导速率。除了宏量制备，如何控制层与层之间的距离，是制备高性能石墨烯纳米带功能材料的另一项重大挑战。多相催化团队在“冷冻-卷曲-压缩”策略中，通过改变二氧化硅的尺寸和使用量，调控界面“π-π”相互作用和石墨烯纳米带的层间距，实现了在3.63-9.04 Å范围内层间距离的自由调节。图2 石墨烯纳米带宏量制备、结构表征与性能测试　　此外，通过在层间进行客体分子/纳米材料修饰，可以实现对石墨烯纳米带材料的功能化设计，从而显著拓展石墨烯纳米带的应用范围。研究人员借助“冷冻-卷曲-压缩”的策略，将杂原子前驱体（六福磷酸铵）、单原子前驱体（乙酰丙酮钴）与石墨烯/二氧化硅进行混合，或以球形二硫化钼（零维），聚苯胺纤维（一维）或二硫化硒纳米片（二维）代替二氧化硅，并经过高温处理或化学处理，分别可以得到了氮/磷/氟共掺杂的石墨烯纳米带、钴单原子修饰的石墨烯纳米带、层间修饰二硫化钼的石墨烯纳米带、层间负载聚苯胺的石墨烯纳米带以及层间修饰二硫化硒的石墨烯纳米带材料，实现了对石墨烯纳米带材料的功能化设计。如图3所示。图3 不同尺度客体分子/纳米材料在石墨烯纳米带层间对其修饰并实现功能化设计这些新型的石墨烯纳米带基功能材料在新能源器件中表现出优异的储能和催化性能。例如，氮/磷/氟共掺杂的石墨烯纳米带材料作为非金属催化剂，在电催化氧还原反应中表现出接近商业化铂碳的催化活性。钴单原子修饰的石墨烯纳米带材料在电催化产氢反应中的塔菲尔斜率仅为48 mV/dec，展现出与商业化铂碳（44 mV/dec）接近的反应动力学。石墨烯纳米带包裹二硫化钼得到的复合材料，在电化学储锂方面表现出良好的活性。在0.1 A/g电流密度下展现出1210 mAh/g的比容量。同时展现出良好的循环稳定性，经过500次循环，容量仅衰减18.7%。石墨烯纳米带包裹聚苯胺纤维得到的复合材料，在超级电容器领域表现出良好的比容量（734 F/g）和倍率性能。石墨烯纳米带包裹二硫化硒得到的复合带状材料，作为钠离子电池正极材料，表现出486 mAh/g的电化学储钠性能。这些功能材料的开发，显著提升了石墨烯纳米带及其功能材料的应用场景（图4）。图4石墨烯纳米带基功能材料在新能源领域中的应用，包括电化学产氢、锂/钠离子电池等领域综上所述，通过设计“冷冻-卷曲-压缩”的策略，闫岩教授、刘明凯教授充分展示了如何通过界面工程宏量制备石墨烯纳米带材料，并通过改变支撑材料二氧化硅的尺寸和用量，实现了对石墨烯纳米带层间距的有效调节。进一步，通过在石墨烯纳米带的层间引入功能化非金属原子、金属单原子、不同维度纳米材料，实现了对石墨烯纳米带的功能化设计，并在一系列新能源器件中得到了应用拓展。

合肥5月25日电近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种高性能纤维素基纳米纸材料，其在极端条件下仍可保持优异的机械和电绝缘性能。相关成果日前发表于《先进材料》。随着人类对南极洲、月球和火星等极端环境探索的深入，不断出现的极端环境条件，包括强紫外线环境、原子氧和高低温交替环境等，成为今后深入探索的主要障碍。在极端环境下，材料的物理化学特性会发生变化，严重时甚至会导致重要设备和装置的损坏。在传统材料当中，金属和陶瓷本身具有出色的机械性能和对极端环境的耐受性，但金属材料面临密度过高重量过大的问题，而陶瓷材料则面临脆性和难以加工等问题。聚合物具有轻质和可塑的特点，但目前大多数聚合物基复合材料在极端环境长期服役会产生高温软化和低温脆性等问题。因此，设计和制备一种能长期在极端环境下服役的高性能防护材料是材料领域面临的难题之一。在大自然中，珍珠母的“砖-泥”结构为其提供了极好的力学性能。近年来，这种精巧的有序结构的其他功能（如隔水、隔氧以及对能量场的均匀分散等）逐渐成为研究热点。受天然珍珠母“砖-泥”结构的启发，研究人员首先采用气溶胶辅助生物合成方法，利用细菌产出的纤维素纳米纤维将分散的合成云母纳米片均匀而紧密地缠结得到复合水凝胶，然后通过热压的方式，得到最终的仿珍珠母结构的纳米纸材料。得益于纳米纸内部精细的“砖-泥”结构和连续三维网络，该纳米纸表现出高强度、高模量、高韧性、可折叠性和抗弯曲疲劳性等优异的力学性能。同时，材料内部的“砖-泥”结构充分发挥了云母的高介电强度，从而赋予了该纳米纸较高的电击穿强度。与纯纤维素纳米纸相比，该复合纳米纸的耐电晕寿命显著提高，甚至超过了商用聚酰亚胺薄膜。此外，该项研究中的高性能纤维素基纳米纸在高低温交替、紫外线和原子氧等极端条件下，仍表现出优异的综合性能，这为未来人们对极端环境的探索提供了一个极好的防护材料选择。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4月24日，中国复合材料学会发布关于推荐第二届全国创新争先奖候选人及候选团队的公示。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据《人力资源社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委关于评选第二届全国创新争先奖的通知》（人社部函〔2020〕27号）文件要求，中国复合材料学会评奖工作委员会对自主申报材料与依托科学技术奖、青年奖等奖项建立的人才库遴选的提名人选材料进行了评审，拟推荐： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 清华大学党智敏教授、航天材料及工艺研究所冯志海研究员、哈尔滨工业大学冷劲松教授、北京化工大学张立群教授为“第二届全国创新争先奖”先进个人候选人； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 中车青岛四方机车车辆股份有限公司轨道车辆复合材料应用研发团队为“第二届全国创新争先奖”先进集体候选团队。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 拟推荐先进个人介绍： /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/294381e4-e7ac-434a-acac-90dc770c65cc.jpg" title=" 党智敏.jpg" alt=" 党智敏.jpg" style=" text-align: center text-indent: 0em max-width: 100% max-height: 100% " / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 清华大学党智敏教授 /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 党智敏，清华大学电机系长聘教授、博士生导师，国家杰出青年基金科学基金获得者，教育部新世纪优秀人才获得者。2001年西安交通大学电气工程学院博士毕业，获电气工程专业博士学位。2003年清华大学材料系博士后出站后被北京化工大学直接聘为教授和博士生导师。负责“先进能源电工材料与系统”科研团队，以实现高效电力储能和保障高压电缆输电安全以及探索新型电工技术为总体目标，研究重点是高出能薄膜介质电容器。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近年来的科研成果获教育部自然科学二等奖(非第一获奖人)、中国石油与化学工业协会科技进步二等奖(第一获奖人)。荣获2015年度中国复合材料学会首届青年科学家奖，2014年荣获全国复合材料行业优秀科技工作者荣誉称号， 2014年“科学中国人”年度人物。承担过国家自然科学基金项目6项以及国家科技部973(子课题)、863项目以及国际合作等20多项。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 共发表各类期刊论文230多篇，其中被SCI收录的论文200篇，SCI他引5500多次、个人H指数42、 (截止2016年12月)， 2014-2015连续2年入选爱思维尔Scopus数据库“中国高被引学者”榜单。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4a3b0422-355c-41f5-8d78-611440533a82.jpg" title=" 冯志海.jpg" alt=" 冯志海.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 航天材料及工艺研究所冯志海研究员 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 冯志海，毕业于北京航空航天大学，航天材料及工艺研究所研究员，中国运载火箭研究院首席专家，航天科技集团公司学术带头人，优秀中青年人才。曾获国家科技进步二等奖，国防科技进步一等奖3项，三等奖1项，部级科技进步一等奖2项，二等奖3项，三等奖1项，发表SCI论文20余篇。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3678aec8-80c5-4cdf-b8ca-60f1d3b29907.jpg" title=" 冷劲松.jpg" alt=" 冷劲松.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 哈尔滨工业大学冷劲松教授 /strong /p p style=" text-indent: 0em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 冷劲松，哈尔滨工业大学航天学院复合材料与结构研究所教授、博士生导师。2006年入选教育部新世纪优秀人才计划，2007年入选长江学者特聘教授。当选国际复合材料委员会执委，国际光学工程学会会士，中国复合材料学会常务理事、学术交流工作委员会主任；担任International Journal of Smart & amp Nano Materials主编，Smart Materials & amp Structures和Journal of Intelligent Material Systems and Structures等国际杂志副主编。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 主要研究领域为：智能材料与结构；可变形飞行器及微小型无人机；结构健康监测；结构振动主动控制；光纤传感器；多功能纳米复合材料。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4691c591-99a5-4929-8ca5-f287b97e8e78.jpg" title=" 张立群.jpg" alt=" 张立群.jpg" style=" text-align: center text-indent: 0em max-width: 100% max-height: 100% " / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 北京化工大学张立群教授 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 张立群，北京化工大学材料科学与工程学院院长、党委副书记、教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，人事部新世纪百千万人才工程国家级人选，中组部第一批“万人计划”人选，国家973项目首席科学家。主要研究领域为：橡胶材料科学与工程；聚合物纳米复合材料；生物基高分子材料；聚合物加工工程。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 发表文章400余篇，作为第一作者或通讯联系人的SCI收录文章300余篇，入选Elsevier2014-2018年中国高被引学者（Most Cited Chinese Researchers）榜单。100余次被邀在大型国际会议上做大会报告、邀请报告、大会共同主席和分会主席。主持翻译国际著作1部，主编国内著作2部。获得中国发明专利200余项。以第一获奖人获得国家技术发明二等奖两项、国家科技进步二等奖一项、省部级一等奖7项。 /p