面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器研究进展

本文对纳米科技重点专项《面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器基础研究》项目中期进展情况进行了总结。该项目针对高危有机化学品和持久性有机污染物的检测,重点开展四方面的工作,一是研究纳米结构材料与待测目标物的相互作用及敏感机制,为传感器的研究提供敏感材料;二是研究纳米材料表面功能化与富集分离工作机制,为传感器的研究提供特异性富集分离材料;三是研究敏感信号转换机制及超高灵敏检测方法,为传感器的研究提供设计和制造基础;四是综合上述三方面的研究成果,重点研制针对六六六、汞、TNT和沙林等的高性能现场快速检测传感器,并对传感器进行应用示范。经过两年的努力,项目提出了5种纳米敏感结构构筑新方法,实现了纳米敏感结构阵列的大面积构筑;通过纳米结构表面修饰与异质包覆,实现了选择性敏感效应;发展了系列阶层多孔纳米材料的功能化制备以及毒性甄别方法;硅纳米线实现了三维可控批量制造;提出了高能效下沉式三维微加热器结构;在硅纳米线上实现了多种基团分子的简单、可控修饰;初步形成了传感器制造平台方案,研制出原型传感器,确定了示范应用方案。     

中国早寒武世文德生物及双胚层动物早期演化

中科院近代物理研究所刘杰研究小组与德国合作者，利用电化学沉积方法在重离子径迹中成功制备出金纳米线。研究人员并系统研究了不同沉积条件特别是电解液对金纳米线晶体结构的影响。他们发现，金的亚硫酸盐电解液在合适的温度和电压下易形成多晶结构金纳米线；而在50—65℃温度条件下，金的氰化物电解液倾向于形成单晶结构金纳米线。     

质子交换膜燃料电池催化剂的准产业化

中国科学院理化技术研究所经过多年的努力,在燃料电池碳载铂催化剂的研制项目上,成功突破了批量生产催化剂时铂在载体上的小粒度（2～4nm）均匀分布和产品性能一致性两大技术难关;选用了IPC智能化先进的反应装置和自动控制,实现了碳载铂催化剂的准产业化规模;填补了国内催化剂的生产空白,该技术属于国内领先水平。     

碳纳米管场发射显示器的研发取得重要成果

场发射显示器（FED）是显示效果、功耗和工作温区等综合性能最为优越的一种新型平板显示技术。以碳纳米管为代表的纳米线冷阴极材料的出现，使FED克服了制作成本上的劣势，从而成为极具发展潜力的新型平板显示技术。“十五”期间，西安交通大学真空微电子研究所在863重点项目，自然科学基金重点项目、985重点项目和陕西省攻关重点项目的支持下，开展了包括碳纳米管在内的纳米线冷阴极阴极的FED关键技术的研究。     

波音研制先进激光武器

据国外媒体报道,美国波音公司研制了一款功率10千瓦的激光武器,可在一个高科技传感器阵列的帮助下击落无人机。这款被称之为＂高能激光移动验证器＂（以下简称HELMD）的激光武器安装在卡车上,能够克服雾、风、雨等不利天气条件,追踪和击落无人机。HELMD让人们一瞥未来武器的面貌。这款先进武器借助不可见的激光束锁定目标,除了能够击落无人机外,甚至也能将导弹从空中斩落。     

电纺ZnO纳米线向纳米管的转变

本文提出了一种制备多孔ZnO纳米管的新而简易的方法，首次实现电纺ZnO纳米线向纳米管的转变。该方法利用普通电纺法获得的ZnO纳米线，再通过后续两步热处理制备：180℃～220℃一小时预处理，然后通过快速升温热处理至530℃保温5小时，有别于流行的Kirkendall成管机理。上述研究成果对于进一步探索新的纳米管生长机理具有重要学术价值。     

LEAP800测井系统主要特点

笔者新近开发的LEAP800测井系统以网络化、模块化和平台化为特点，能够提供常规、阵列、成像以及地层测试等多种测井技术服务。其测井平台以兆级遥传、以太网的仪器总线和基于“．Net”的平台化采集软件为框架，实现了计算机与井下仪器的直接互联、仪器动态挂接、远程操控、远程诊断和在线升级等功能，支持多语言、多单位制以及国际标准的数据和图文格式。新研发的阵列感应仪采用噪声抑制、实时温度补偿、自适应井眼校正等技术确保了测量精度、分辨率和动态范围。新研发的相控阵列声波仪采用相控发射、全波采集、时间一慢度相关等技术，提高了作业效率，具有测量套后地层声波特性的能力。     

阵列式高速在线CO2激光打标机

一、主要技术内容 阵列式高速在线CO2激光打标机,填补了国内阵列式激光打标机研究及产品的空白.利用发明的集成化激光传输系统,使用价格低廉的普通CO2射频激光器组成激光打标列阵,实现在高速生产流水线上打标.并且能够在诸如平面、曲面等各类物体上打出高质量的字符.     

阴阳极催化剂研究

南京师范大学化学与材料学院化学电源研究组在陆天虹研究员、周益明教授、唐亚文副教授的带领下，多年来一直从事燃料电池、锂离子电池、电化学传感器等方面的研究工作。其中磷酸铁锂材料、直接电流型氨气传感器等研究成果已经成功投入产业化生产。     

高性能、长寿命车用燃料电池催化剂、膜电极技术

2006年本课题开展前，质子交换膜燃料电池（H2-PEMFC）贵金属催化剂的负载量达0.8～1.0mgPt/cm2 MEA，功率密度达0.7W/cm2MEA（0.68V，80℃，常压）。这意味着：1.1gPt/kW，相当于一个净功率75kW的汽车（燃料电池堆功率大约85kW）需要94克贵金属铂催化剂。膜电极（MEA）占燃料电池堆成本的84%，其中正负极占MEA的54%。从可以接受的商业化成本以及有限的铂资源角度考虑，仍然需开发高活性的电催化剂，以及改进电极结构，从而进一步降低贵金属Pt催化剂的负载量。本课题围绕高性能、长寿命车用燃料电池催化剂、膜电极关键技术，对催化剂担体制造技术、催化剂制备技术等方面进行研究，开发出了批量制备铂钯催化剂的生产工艺与技术规范。研究成果对开发具有自主知识产权的车用条件的长寿命电催化剂具有重要价值。     

新型纳米药物克服肿瘤化疗抗药性

癌症是当今严重威胁人类健康的重要疾病之一。化学治疗(简称化疗)作为临床治疗癌症的重要手段,成为目前临床治疗恶性肿瘤最直接而有效的方法。然而由于肿瘤药物的高毒性和重复使用导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性,这严重影响着临床化疗的效果,甚至最终导致化疗的彻底失败,90%以上肿瘤患者死于不同程度的耐药。耐药性问题一直是肿瘤化疗的最大瓶颈之一。逆转肿瘤细胞的耐药性,提高肿瘤细胞对化疗的敏感性,对肿瘤治疗意义重大。迄今为止,科学家一直在致力于提高化疗敏感度,克服肿瘤细胞的耐药性,但50年过去了并未解决根本问题,效果不佳。我们的最新研究发现,利用纳米颗粒容易进入细胞的特点,适当表面修饰的金属富勒烯纳米颗粒,不仅可以促进肿瘤细胞对顺铂的内吞,而且可以高效逆转肿瘤细胞对顺铂的耐药性,为克服肿瘤化疗的耐药性问题提供了全新的解决方案。     

用于真空测量的电容式微型传感器

文章介绍了一种利用MEMS技术制作加工的电容式微型真空传感器。该传感器采用p＋＋硅自停止腐蚀技术和硅-玻璃键合技术制作，形成了硅-玻璃-硅的三明治结构，使得该传感器结构简单、灵敏度高。传感器输出的电压信号经过信号处理电路进行放大、处理，实验数据表明，传感器的电容值与真空度成线性关系，满足测量的要求。     

车载多传感器集成快速数据获取与处理系统研究

地表空间数据获取与处理是测绘工作中的关键技术。提高数据获取与处理工作的效率是非常重要的。新型的多传感器技术可应用于组建快速的数据获取与处理系统。在国家863计划的支持下，本课题利用先进的定位定姿传感器、激光扫描传感器和数码影像传感器，研制开发了一个用于空间数据快速获取与处理的车载移动测绘系统（MSMP）。本文对MSMP系统的研究内容和技术特点进行了简要介绍，     

物联网系统平台

该系统完成的自主研制的无线传感器网络节点（包含所有硬件和软件）,在目标区域部署的节点可自组织成射频网络,通过节点上的传感器采集部署区域内的数据信息,将信息汇总至基站点。基站点可通过USB、有线网络、2．5G／3G网络等多种方式完成数据接入,数据的存储和远程使用基于完全自主开发的与本系统配合的数据库服务系统完成,并实现了各种终端下信息浏览和应用功能。     

宽带移动通信射频、天线与分集技术

2002～2007年期间,在连续3个国家863计划项目[1．“新型天线与分集技术”（2002AA123031）;2．“新型天线与分集技术”（2005AA123830）;3．“B3GFDD和TDD射频系统和天线阵列”（2003AA123310）］的支持下,东南大学毫米波国家重点实验室射频与天线技术课题组针对下一代宽带移动通信射频、天线与分集技术开展了富有成效的研究工作。     

Arp299星系存在活跃和休眠双黑洞

美国宇航局公布了该局核分光望远镜阵列(NuSTAR)拍摄的一张新的高能X射线波段图像,在这张图像上展示了宇宙中壮观的一次星系大碰撞场景.两个正发生相撞在星系被总称为Arp299,它们距离地球约1.34亿光年.美国宇航局的“核分光望远镜阵列”发现位于右侧星系核心位置的黑洞正在大量吞噬着周边的气体物质,而左侧星系核心的黑洞却正处于休眠和沉寂的状态.     

Alos下视影像的严密模型法平差

Alos传感器的CCD器件有其特殊的构建方法,将所有的CCD器件看作一列焦距和像主点相同的线阵列CCD器件,用传统的基于共线方程的空间后方交会法进行平差解算外方位元素不能获取理想的拟合精度。本文用两种方法对严密模型法平差进行改进,一种方法是认为获取Alos下视影像的六组CCD的像主点是各不相同的,把六组像主点坐标作为未知量进行求解;另一种方法是根据辅助文件中给出的CCD指向角度求解给出指向角的CCD的等效焦距,然后用一个多项式拟合所有CCD的等效焦距,然后进行平差。实验证明,两种方法都可以明显的改善拟合精度。     

利用表面化学修饰实现纳米结构电子发射性质的周期性调控

国家纳米科学中心&中科院高能所纳米生物效应与安全性联合实验室对碳纳米材料的修饰与基础性质及其生物效应研究方面进行了系列研究。2005年,他们与北京大学第三医院、国家纳米科学中心、中科院化学所研究人员合作,将金属钆(Gd)原子包含在一个约1nm左右的全封闭碳笼内,然后在碳笼外表进行适当化学修饰制成[Gd@C82(OH)22]n纳米颗粒,并利用动物实验、体外细胞实验和生化实验研究了它们的生物效应。结果发现这些纳米颗粒对肝癌细胞的生长抑止效果远远好于目前临床上使用的抗肿瘤药物———顺铂和环磷酰胺。而且他们发现,该纳米颗粒并不直接杀…     

ZnO纳米线杨氏模量尺寸效应研究

材料的力学性能与其特征尺度的关系是材料科学领域关注的焦点问题之一。当材料特征尺度从宏观尺度减小到纳米尺度时,其力学性能将遵循何种规律,需要从实验和理论上寻找答案。作为纳机电系统(NEMS)重要的基本组元,一维纳米线、纳米管的力学性能表征对纳米器件的设计和制造具有重     

高精度电容式微型压力传感器

本文从应用开发MEMS产品的实用角度出发,着力介绍一种新型的电容式微型压力传感器的结构组成和它的MEMS制造工艺。文中详细给出了这种电容式微型压力传感器的结构组成图、组成尺寸和它各部分部件的材料构成以及在硅材料加工过程中存在的主要技术难题。最后,详细给出了电容式微型压力传感器的加工工艺过程。