中国粉体网讯
水热法合成纳米材料的“黑匣子”打开
中国科学技术大学俞书宏院士团队及其合作者，首次利用氧化石墨烯的液晶行为和凝胶化能力，获得具有环形极向结构的凝胶，根据凝胶的微观结构来揭示水热合成中的流体行为。该成果发表于著名期刊《物质》上。
研究人员发现，在水热条件下，氧化石墨烯纳米片在流体剪切力的作用下可以沿着流场的方向进行排列。此外，氧化石墨烯纳米片能够通过与酚醛树脂的原位交联固定形成具有环形结构的轴对称凝胶。研究人员可以通过对凝胶形貌和结构的直接观察分析，进而推测出水热合成中的流体行为。据此，研究人员开展了加热温度、溶液粘度和反应釜尺寸/形貌等多个因素的研究。
研究结果表明，对于特定的反应，温差和反应釜内衬大小是影响对流的最主要因素。反应釜体积越大，其中反应液体的传热就更不均匀，温差越大，对流就更强烈。增强对流的作用与机械扰动相同，产物均匀性变差，尤其是会对运用水热法规模化合成纳米线、纳米片或大块凝胶材料等产生不可忽视的影响，更强的流场会产生更多的杂质或导致三维块材内部结构不均匀等现象。
制备黑磷纳米材料有了高效新方法
中国科学院深圳先进技术研究院研究员喻学锋团队在二维黑磷领域取得新进展，开发出了具有多边界特征的多晶黑磷纳米片，展现出较好的光催化合成氨性能。相关成果发表于国际权威期刊The Journal of Physical Chemistry Letters。
本项研究中，课题组创新性地建立了球磨化学刻蚀技术，成功将红磷粉末直接转化为具有多晶边界特征的新型黑磷纳米片。
多晶黑磷纳米片的形貌和结构表征
图片来源：中国科学院深圳先进技术研究院
我学者合成新型手性无机纳米材料
俞书宏院士团队与同行合作，首次通过在一维纳米结构单元中定点选择性复合磁性材料，利用局域磁场调制电偶极矩与磁偶极矩之间的相互作用，成功合成了一类新型手性无机纳米材料。该成果发表于《自然·纳米技术》杂志上。
研究人员发现，在纳米结构中引入局域磁场可实现对电偶极矩与磁偶极矩的有效调控。通过构筑这类新型磁光纳米材料，能够实现磁诱导光学活性。研究结果表明，该方法具有高度普适性，可广泛用于多种半导体材料与磁性组分间的耦合，为今后设计开发手性光学活性纳米材料开辟了新途径。同时，这种新型磁光半导体纳米材料的成功开发使得在室温下的各向异性铁磁性以及自旋操控成为可能，从而有望为自旋电子学和量子计算技术提供新的材料平台。
《Science》子刊：浙江大学团队揭示BCC钨纳米线中的反孪生变形机制
浙江大学电镜中心张泽院士、王江伟研究员团队与佐治亚理工学院的朱廷教授团队合作，利用泽攸科技的PicoFemto系列TEM-STM原位透射电镜样品杆，通过原位透射电镜纳米力学测试技术，首次在直径小于20 nm的钨纳米线（体心立方结构金属）中观察到反孪晶的成核和生长现象，并结合分子动力学理论模拟和密度泛函理论计算从理论上阐释了反孪生行为的发生机制。该工作以“Anti-twinning in nanoscale tungsten” 为题发表在Science旗下子刊《SCIENCE ADVANCES》上。
纳米碳添加剂可改善航空复合材料3D打印技术
俄罗斯国立研究型技术大学科研人员在铝粉中加入一种纳米碳添加剂，改进了航空复合材料3D打印技术，使航空复合材料的硬度提高了1.5倍。相关研究成果发表在《复合材料通讯》杂志上。
该项目的学术带头人、国立研究型技术大学科研人员亚历山大· 格罗莫夫教授表示，俄科研人员开发的碳纳米纤维添加剂合成技术包括化学沉积、超声波处理和红外线热处理等方法；所使用的碳纳米纤维是加工石油天然气的副产品。在催化分解过程中，碳以纳米纤维的形式积聚在催化剂分散的金属颗粒上。他还称，通常对石油天然气的副产品只是简单燃烧，这对环境有害，因此，新方法的应用也具有很好的环保价值。
纳米金刚石可在单分子水平检出病毒，灵敏度比金纳米颗粒高5个数量级
英国伦敦大学学院的一项新研究发现，低成本纳米金刚石的量子感应能力可提高纸质诊断测试的灵敏度，其灵敏度比广泛使用金纳米颗粒的测试高出5个数量级，有望更早检测出诸如HIV之类的病毒性疾病。
具有“氮空位中心”缺陷的纳米金刚石可用于体外诊断（艺术构想图）
图片来源：物理学家组织网
俄独特方法生产碳化钨纳米粉简单经济
俄罗斯托木斯克理工大学开发出一种生产碳化钨和其他超硬材料的独特方法。该方法比同类技术简单、经济、可靠，同时，还能用含有相似材料的废物作为生产原材料。相关研究成果发表在《国际难熔金属与硬质材料》期刊上。
亚历山大·帕克表示，该技术的另一个优点是可以使用磨损的钻头、用过的刀具零件和其他含有碳化钨的废料作为合成原料。目前，在生产效率和经济性上尚无同类的生产技术。他称，这种新方法还适用于其他超硬耐火材料的合成和高效加工，例如碳化钛，碳化硅或碳化硼材料。
利用DNA自组装结构引导无机非金属纳米材料可控制备研究获进展
国家纳米科学中心丁宝全课题组在利用DNA自组装结构调控图案化二氧化硅定位合成方面取得新进展。相关研究成果以Site-specific Synthesis of Silica Nanostructures on DNA Origami Templates 为题目在线发表于《先进材料》(Advanced Materials 2020, DOI: 10.1002/adma.202000294)。
DNA自组装结构引导的二氧化硅纳米结构位点可控合成示意图
日研发三维纳米碳分子合成法
日本名古屋大学开发了连接苯环形成八元环结构的新催化反应，确立了简单精确的三维纳米碳分子合成法。
此次开发的三维纳米碳合成方法，关键在于采用钯催化剂的新反应。利用该反应可形成由碳构成的八角形结构。含八角形的纳米碳一般都是三维结构。此次在形成八角形的同时，连接了作为基质的多环芳烃，成功地形成了全新的三维纳米碳分子。
该研究提供了全新的三维纳米碳合成法，将为有机合成化学、材料科学和催化剂化学带来巨大的进步。利用该方法合成的纳米碳材料有望广泛应用于高硬度材料和燃料电池材料等。
我国多组分铂基纳米材料研究取得突破
从苏州大学获悉，该校黄小青教授团队“面向燃料电池应用的多组分铂基纳米材料研究”荣获2019年度江苏省科学技术奖一等奖，为降低铂基催化剂成本，推动铂基纳米材料的实际应用起到积极作用。
图片来源：苏州大学
黄小青教授团队提出了基于多组分铂基材料的精准制备及其在催化领域高效合理利用的新原理、新策略，形成了以一维铂基纳米线、二维铂基纳米片、三维铂基多面体为核心的新型材料体系。
我国学者合成有机纳米聚合物 将对柔性电子技术产生影响
有机半导体及柔性电子技术，是承载未来信息产业与智能制造极具潜力的载体。中国科学院院士黄维和南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院解令海教授团队，借鉴中国方圆文化和古代窗格结构，突破了高分子的新概念并合成了有机纳米聚合物，实现了基于中心对称分子排列的立体选择格子化和聚格子化。国际顶级期刊《自然·通讯》在线发表了该成果。
黄维表示，有机纳米聚合物半导体将为塑料电子提供新的方案，这将影响新一代有机宽带隙半导体材料、电泵浦激光、柔性电子器件、印刷显示技术以及信息存储与神经形态计算等技术的发展。
创新方法制备四种高活性超细金属纳米颗粒
云南大学材料科学与工程学院动态共价软物质研究团队与科罗拉多大学研究人员合作，在以三苯基膦共价有机框架为载体可控制备多种超细高活性金属纳米颗粒方面取得重要进展。
以三苯基膦共价有机框架为载体，制备多种超细高活性金属纳米颗粒
图片来源：云南大学
超细金属纳米材料因具有独特的光学、电学、磁学、催化和超导性能等特性，在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、等领域具有重要的应用价值。这种以均匀分布金属锚定位点的有序多孔材料为载体，合成超细金属纳米颗粒的设计理念，为金属纳米颗粒的可控制备提供了全新的研究思路。此项研究成果以“三苯基膦共价有机框架可控合成大范围超细纳米粒子”为题，发表在美国威尔利数据库（Wiley）旗下的国际材料领域权威期刊Small上。
信息来源：中国科学报、科技日报、中国科学院、中国科学院国家纳米科学中心
（中国粉体网编辑整理/三昧）
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