
在科技飞速发展的今天,电子设备的小型化已成为一种趋势。然而,随着设备尺寸的缩小,制造它们所需的材料也变得越来越小,这就需要我们探索新的科学领域。纳米科学,作为研究极小材料的一门学科,正逐渐成为推动科技发展的关键。这些微小材料在能源存储、电子、健康和安全应用等方面具有广泛的应用前景。如今,一项新研究成果为制造多层二维纳米片开辟了新的道路。

近年来,随着科技的发展,利用纳米科学来制造功能材料已经成为一个热门的研究方向。但是,如何将众多的纳米部件聚集起来,使纳米材料“长大”到足以发挥作用的程度,一直是这个领域面临的一个难题。尽管堆叠纳米片是将纳米材料生长成产品的最简单的方法之一,但是使用现有的纳米片时,片材之间不可避免会存在“堆叠缺陷”,这限制了该技术的应用和发展。针对这个难题,美国研究团队开发出一种全新的自组装纳米片材料,取得重要进展。

香港城市大学(城大)科研人员领导的国际团队在纳米材料研究方面取得重大突破,成功研发出一种高效的电催化剂,可大幅提升电催化水分解产生氢气的效能,在洁净能源产业中有巨大应用潜力。

美国康涅狄格大学(University of Connecticut)、哥伦比亚大学(Columbia University)和布鲁克海文国家实验室的研究人员利用DNA结构和二氧化硅开发出一种异常坚固、轻质的纳米材料。

美国莱斯大学(Rice University)的研究人员开发出可以防止挥发性有机化合物(VOC)积聚在储存的纳米材料表面的容器。挥发性有机化合物是碳基分子,从清洁液、油漆以及办公用品等产品中挥发并积聚在室内环境中,会附着在纳米材料表面并形成一层主要由碳组成的薄层碳泥,进而影响纳米材料性能。

美国俄勒冈大学(University of Oregon,UO)的研究人员创造出一种新的碳纳米材料拓扑结构“互锁环”(interlocking rings),可以通过改变分子的大小和化学组成来“调整”材料特性。

近日,北京大学材料科学与工程学院张艳锋教授课题组及其合作者采用化学气相沉积法制备了具有铁自插层结构的新型硒化铁纳米材料,通过调控铁插层的比例,获得了具有室温铁磁特性的二维硒化铁材料,相关工作发表在《先进材料》上。

美国普林斯顿大学研究人员在最新一期《美国国家科学院院刊》上发表论文称,他们首次利用实验室合成的蛋白质,在室温下制造出了硫化镉(CdS)量子点,这些纳米材料可广泛应用于从发光二极管显示屏到太阳能电池板等诸多领域,这一成果有助以更可持续的方式制造纳米材料。

美国空军研究实验室(AFRL)与麻省理工学院(MIT)合作,利用一种新的合成化学工具(流动化学技术)来实现碳衍生纳米材料新化学反应改进和成果产出。

以前研究人员发现潜在新材料及其性能需要花费大量时间。现在芝加哥大学、康奈尔大学和密歇根大学的科学家开发了一种组装纳米材料的创新制造方法。相关论文最近发表在《自然-纳米技术》上。

美国陆军资助的研究确定了一种新型纳米材料,可以用来制造轻型装甲、防护涂层、防爆盾和其他抗冲击结构。来自麻省理工学院士兵纳米技术研究所、加州理工学院和苏黎世联邦理工学院的研究人员发现,由精确图案化的纳米级桁架组成的材料比凯夫拉和钢更加坚固。

继石墨烯之后,具有多种非常规亚稳相(metastable)的过渡金属二硫化物 (transition metal dichalcogenides, TMDs)被视为极具潜力的新一代二维纳米材料。由于它们的晶体结构复杂多变,令科学界一直难以提炼出高纯度的非常规亚稳相TMD材料用作科研。由香港城市大学(香港城大)的科学家领导的一支合作研究团队,最近终于突破难关,研发了一种崭新的合成技术,通过结合密闭系统制备前驱体和气固相反应的优势,成功地大量制造出多种高纯度、高质量的非常规亚稳相TMD材料,并解析了其中四种材料详细的单晶晶体结构。

表界面结构是决定纳米材料性能的关键因素,以负载型催化材料为例,金属颗粒与氧化物载体之间形成的界面在一些重要反应中起关键性作用,但如何调控这一活性界面,具有挑战性。金属颗粒在负载过程中与基底形成的界面具有随机性,目前,负载完成以后亦缺乏有效手段对界面进行“精修”,这使得精确调控颗粒与氧化物间的活性催化界面成了一个“不可能的任务”。

近日,清华大学材料学院伍晖副教授课题组开发出一种全新的纳米颗粒制备技术,首次提出利用高速旋转卷对卷装置控制纳米颗粒的生长过程,成功实现了金属单质、合金和金属氧化物等多种材质的纳米颗粒制备,为金属纳米粉末的合成提供了新思路和新机遇。

美国空军研究实验室正在开发一种用于制造陶瓷基复合材料的陶瓷先驱体聚合物接枝纳米颗粒(或称毛状纳米颗粒,HNP)。HNP是一种混杂材料,由固体纳米颗粒内核和围绕在其周围像毛发一样的聚合物外壳组成,大小相当于一个小型病毒。新的材料可用于制造由陶瓷基复合材料制成的飞机零件,如喷气发动机。

韩国基础科学支援研究院全州中心的朴钟培(音)博士研究组,开发出了在碳纤维表面合成铁氧化物纳米颗粒的更有效的方法。后续包括开发去除河流等磷酸盐和重金属等可以解决水质污染的素材在内,利用附着纳米颗粒的碳纤维的多种形态的应用素材研究有望加快步伐。

菱形石墨“透视”超导体-近日,由英国曼彻斯特大学领导的一个国际研究小组开发一种新纳米材料,它能反射最初在复杂人造结构——扭曲双层石墨烯中发现的“魔幻角度”效应。扭曲双层石墨烯是近年来物理学研究的一个关键领域。

据外媒报道,超级电容器在储能方面具有令人难以置信的潜力,几乎瞬间充放电的能力是其主要卖点之一。加州大学河滨分校(UCR)的科学家们正在以一种由可回收塑料废料制成的纳米材料的形式,为这些下一代设备的关键部件提供这种可能性。

据外媒报道,一个国际科学家团队发现了一种纳米材料,可以使锂离子电池在不牺牲电池寿命的情况下,拥有更多的能量。该团队发现锑晶体在充放电循环过程中会自发地、可逆地中空,这一备受期待的特性可以在不影响安全的前提下促进更大的能量密度。