纳米绿色印刷图案化技术研究进展

微纳制造技术是从纳米材料制备到器件应用的核心技术。面向微纳器件制造和系统集成,发展不同于传统微纳加工技术的低成本、高精度、绿色环保的纳米结构制造技术,是未来新型纳米结构器件的重要发展方向。绿色印刷技术作为增材制造方式,能耗少、材料普适性高,可望对新型纳米结构器件制造技术产生变革性影响。本文简要介绍了国家重点研发计划"绿色印刷制造技术与纳米结构器件系统集成应用"项目及其研究进展。     

无机纳米颗粒增韧改性塑料制品工业化技术

"十五"国家科技攻关计划项目"无机纳米颗粒增韧改性塑料制品工业化技术"成果在现有纳米材料中,选择价格最低的纳米碳酸钙作为塑料的基本无机相增韧材料,采用自主原创性和国际领先水平的超重力法合成纳米碳酸钙,通过分子设计和表面修饰技术以及独创的母料法纳米分散技术等,实现了无机纳米颗粒在塑料基体中的纳米级分散;发明和开发了高固含量(70%)无机纳米母料加工工艺及关键加工装备,攻克了工业化关键技术;进而研制开发了低成本高性能的无机/有机纳米复合材料系列产品,并成功地实现了工业化生产和应用.     

DNA介导的功能性纳米组装体及其生物医学应用

利用表面配体对无机纳米材料进行修饰、组装而获得的功能性纳米组装体,具备不同于单分散纳米材料的特殊光学、电学、磁学和热力学等性质,在生物医药领域显示出巨大的应用价值。DNA具有精确的化学结构和精准的分子识别特性,使其作为一种配体在无机纳米材料表面修饰和组装调控方面展现出独特的优势。由DNA配体介导的功能性纳米组装体能够实现组装结构的精准可控调节,拓宽无机纳米材料在生物医药领域的应用前景,可有效提高肿瘤等重大疾病的诊疗效率,推动生命科学的进步和发展。本文对国内外构建DNA介导功能性纳米组装体及其在生物医药领域应用相关的代表性工作进行总结和对比,讨论我国在该领域面临的机遇和挑战,为今后的发展提出建议。     

尺寸、形貌和结构可控的球形二氧化硅、及其纳米复合二氧化钛、银球颗粒的研发

纳米材料可控制备技术是目前国内外引人注目的一项高新技术。它利用一系列的化学方法，制备适应不同产品所需要的特定尺寸、结构、形状的纳米材料，改变纳米材料研究中的盲目性、随机性，按照人们的意志来设计、组装、构建纳米功能材料。     

液体-固体-溶液界面相转移和相分离——一种通用的纳米晶体合成策略

如何在纳米介观尺度范围内实现对材料结构与性能的调控,是纳米材料功能化及其应用的关键。单分散纳米晶指尺寸及形状均一、且在特定介质中具有良好分散能力的纳米材料。基于纳米粒子自身的尺寸效应、表面效应、量子效应,载流子在纳米粒子限制维度空间内的传输具有不同于其它维度材料的特性,展现出许多独特的光学、电学等物理化学性质。同时形状及尺寸严格均一的单分散纳米晶可以通过各种物理化学相互作用进行组装,在纳米器件、量子点激光器、非线性光学、磁介质、催化、功能材料及纳米生物技术等方面具有极为广阔的应用前景。然而由于不同化…     

特种纳米涂料

一、主要技术内容 "特种纳米涂料"系"九五"科技攻关成果项目. 纳米材料是由表面(界面)结构组元构成的材料,粒径介于原子团簌与常规粉体之间,一般不超过100纳米.一般根据纳米材料的不同需要,控制其粒子的形态就形成了以下三种纳米材料三维尺寸均为纳米量级的为三维纳米材料,如纳米粉体;某二维尺寸为纳米量级的为二维纳米材料,如层状纳米材料;某一维尺寸为纳米量级的为二维纳米材料,如纳米纤维.     

土壤有机污染阻控与高效修复用纳米材料与技术研究

我国土壤环境质量总体不容乐观,局部地区污染严重,急需研发经济、高效、绿色的修复材料与技术。一些纳米材料相比常规材料具有优越的物理化学属性和反应活性,能够与重金属和有机污染物发生强烈的吸附与氧化还原作用,有望用于土壤污染治理。为此,科技部于2017年在国家重点研发计划"纳米科技"重点专项中设立了"用于土壤有机污染阻控与高效修复的纳米材料与技术"项目,旨在研发新型功能纳米材料及其宏量制备技术,阐明其阻控/修复土壤有机污染的机制及在土壤中的迁移转化过程与生物生态效应,构建经济、高效、绿色的农田土壤有机污染阻控修复和有机污染场地土壤修复纳米技术,建设示范工程,为我国土壤污染治理提供有自主知识产权的功能材料、适用技术和工程范例。本文概括性地介绍了该项目实施两年来所取得的重要进展,主要包括有机污染农田土壤阻控修复用纳米材料与技术、有机污染场地土壤/地下水修复用纳米材料与技术、纳米材料与有机污染物复合生物效应与调控利用。     

自然科学基金在促进纳米材料研究中的作用

纳米技术是一种通过在零到一百纳米这样极为精细的尺度下人为控制和制备纳米材料和纳米结构以实现特殊功能和智能作用的先进科学技术，被认为是将会带来21世纪工业革命的前沿科学技术。而纳米材料是纳米技术的重要基础。国家自然科学基金委员会工程与材料科学部无机非金属材料学科早在1987年就开始资助纳米材料领域的研究项目，在90年代已经资助了相当一批纳米科技方面的研究，形成了面上、重点、重大、人才基金等几个层次上的资助格局。主要研究领域有纳米粉体，纳米薄膜，一维纳米材料的制备、表征等，涉及到信息、能源、国防等等方面，研究人员取得了一些有显示性的成果，如作为非共识创新项目得到学部主任基金资助的范守善教授，获得基金连续资助的中科院金属所成会明研究员，从海外归来的中国科技大学候建国教授等先后在Na-ture、Science发表了文章。除此而外，还有经历了研究低谷取得了优异研究成果的南京大学鲍希茂教授。总结这些成果，我们可以看到各类基金项目的资助起着它特有的作用。     

纳米材料的体内命运：纳米医学安全性评价中的重要挑战

纳米材料的物理化学特性、金属杂质及聚集状态等与纳米材料的生物效应和安全性息息相关。纳米材料在生物体内的释放、分布、转运、代谢特征及由此带来的潜在安全性问题是纳米医药领域实现产业转化最重要的基础科学问题。纳米药物需具备良好的生物安全性、靶向性及功能,但目前依然缺乏纳米材料与生物体系作用的分析方法、早期毒理学效应的生物医学评价指标与方法以及标准化和规范化的纳米安全性评价方法。基于纳米—生物体作用过程的特点,发展原位、非标记、高通量、超高灵敏、超高分辨和动态快速检测的新方法和新策略,实现纳米材料的精准定量和准确定位,并获取纳米材料的关键化学结构动态信息是未来研究需要关注的内容。     

太空“千里眼”的神奇光学制造技术

如果能把一台望远镜放在人造卫星上发射到太空,就可能使人类的"千里眼"梦想变为现实,而大口径光学镜片的制造是其中的关键技术。本文简要介绍了相关国家973计划项目的主要研究内容,重点介绍了为获得纳米面形精度的大口径非球面镜而开发的具有新原理的新一代可控柔体加工技术,包括磁流变(MRF)和离子束(IBF)加工等可控柔体加工技术。     

高性能竹基复合材料制造技术

由中国林业科学研究院木材工业研究所主持完成的“高性能竹基复合材料制造技术”成果是在“十五”国家科技攻关计划课题“竹木复合环保型人造板技术研究”（2001BA506803）;“十一五”国家科技支撑计划重大项目课题“农林剩余物制造绿色建材新产品开发”（2006BAD07A07）;“十一五”国家科技支撑计划项目课题“小径竹制造结构材料与功能性材料的关键技术”（2006BAD19805）;国家863计划课题“高强度竹基纤维复合材料制造技术”（2010AA101701）等项目支持下完成的。     

潜心微观世界 立足化学前沿——记南京大学化学化工学院朱俊杰教授

纳米技术是研究结构尺寸在0．1～100纳米范围内材料的性质和应用的技术,它是一门交叉性很强的综合学科,研究内容涉及现代科技的广阔领域。纳米科学与技术主要包括：纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学等。     

铂纳米线阵列用于尿酸生物传感器的研究

采用电沉积法制备了铂纳米线阵列并用于固定尿酸酶研制了一种新型尿酸酶传感器。利用铂纳米线阵列有效的表面积和对尿酸的氧化产物H2O2直接电催化性,实现尿酸酶与电极之间直接电子传递。制成的传感器具有较高的灵敏度、较宽的线性范围和较低的检测下限。     

航空航天用高性能轻合金大型复杂结构件制造基础研究进展

轻合金是现代航空航天装备突破本体结构承载能力极限的首选材料,高性能轻合金大型整体结构件的制造能力决定了我国航空航天装备的功能水平与竞争力。制造技术水平的提升依赖于基础研究的重大突破,以中南大学领衔的973计划项目,对大规格高性能轻合金结构件的坯料铸造、锭坯锻造、蠕变成形、近净成形、固态焊接、铣削加工6大工艺中所涉及的3个关键科学问题开展了深入研究,取得了若干重要进展。本文就该项目研究的概况、研究进展、实施效果进行回顾与论述,并对后续研究提出展望。     

面向精细化工绿色过程的纳米界面化学研究

提高催化反应的选择性,是精细化工行业从源头上实现零排放的根本策略,也是提高产品竞争力,促进精细化工产业升级的重要推动力。然而,广泛应用于各类精细化工生产过程的金属纳米催化材料的表面结构特征丰富,表界面原子配位结构复杂,导致其表界面化学过程常存在着多个反应通道,易产生副产物。如何使金属纳米催化剂在具备高化学反应活性的同时拥有高的催化选择性,以确保其参与化工过程的原子经济性、减少污染和副产物,成为精细化工催化领域的关键问题。为了解决该问题,国家重点研发计划项目"面向精细化工绿色过程的纳米界面化学"提出在分子水平上解析纳米催化材料的活性基元结构(含几何和电子结构),并理解其参与界面化学过程。同时,在实际应用体系中,实现对复杂纳米催化材料的活性中心和性能的精准调控,从根源上减少其参与精细化工过程的污染排放。本文简要介绍了在重点研发计划的支持下,项目研究团队近两年来在纳米界面化学的分子催化机制和催化应用工业示范等方面取得的研究进展。     

高分子小分子杂化系高性能阻尼材料的基础研究及其应用开发

本项目根据高分子与有机小分子的杂化概念构筑新的高性能阻尼材料。该方法通过相分离构造的动态控制和氢键的积极利用，形成极性高分子与受阻酚、受阻胺等功能性有机小分子的纳米级杂化。这种高分子与小分子的杂化材料不但具有（最高性能的）阻尼、形状记忆（形状记忆橡胶为首次发明）、自粘接等多种功能；而且对于使用中产生的性能下降和功能丧失具有自修复特性用完后可利用加热等手段将氢键切断实现各组分的分别回收。可广泛应用于交通工具、产业机械、建筑土木、家用电器、精密仪器和军事装备等各种振动物体表面，从而起到减振降噪的效果。该系列阻尼材料具有广阔的应用领域和良好的产业化前景。     

高性能硅外延材料

一、主要技术内容 高性能硅外延材料"系"2000年国家级火炬计划项目",项目编号为:00D231D6200094. 该项目来源于"八五"攻关项目,技术所有权为信息产业部电子第十三研究所,项目使用权为河北省普兴电子材料有限公司.十三所从事半导体材料研究已有40多年的历史."八五","九五"期间承担着"国家科技攻关""军事预研","自然科学基金""863高技术项目"等数项任务,其中硅外延材料,自1988年以来已有8个项目通过部级鉴定,其中一项获原电子部科技进步二等奖,在技术上居国内领先水平.     

基于电流体动力学的电驱动纳米模塑技术

目前,作为集成电路以及纳米加工主流工艺的光学光刻技术．由于其受到光学衍射极限的物理限制．在16nm线宽及其以下节点的结构制造中,其技术复杂性和设备制造成本大大增加。纳米压印作为一种高分辨率、高效率、低成本和操作过程简单的技术,引起了各国研究人员的广泛关注。然而纳米压印中不可避免引入的机械压力又会引发纳米结构几何变形、变尺寸结构填充不均匀等问题。本项目针对常规纳米压印存在的问题,基于介电聚合物的电流体动力学行为研究．提出了利用电场力替代机械力的电驱动模塑技术．在保持纳米压印突出优势的前提下．克服或避免了机械压力引发的技术性难题．成功实现了15nm节点结构的高保真复型以及深宽比8的大深宽比纳米结构成型。     

食品包装材料主要有害物质控制技术研究

为对我国食品包装材料与制品中有害物质危害的发生机理、识别理论与技术、评价指标体系、风险分析技术、预测等开展系统研究,健全与完善我国对包装材料中有毒有害物质的安全评价方法,建立我国对食品包装材料和容器的快速安全评价及检测方法,本课题在大量调研基础上,收集和分析国内食品包装材料与容器安全性方面存在的主要问题,以国内食品行业用量较大的纸制、塑料、陶瓷、金属包装材料与容器为研究对象,考虑国内包装材料及其制品生产过程所用的原料、助剂与涂层等中可能存在的主要污染物,结合欧美重点关注的有害物质类型,筛选确定其中的增塑剂、抗氧化剂、溶剂残留、单体、重金属、助剂残留、涂层、荧光增白、着色剂以及微生物等重要污染物,建立了污染物的预处理、富集和检测方法,研究重要污染物的检测技术和方法,开发相应食品包装材料和容器中重要污染物的快速检测方法;探索重要污染物向食品模拟体系以及典型食品包装中污染物向典型食品的迁移行为与迁移规律,建立重要污染物迁移模型;根据研究得到的迁移数据以及欧美的相关标准,提出包装材料中有害物的最大添加量的限量要求;研发、改进了金属罐涂层生产工艺和涂层配方,形成了年产2亿罐的新金属罐包装容器示范生产线。根据该技术生产的饮料罐完全符合《亚运专供食品》的严格包装要求,获得2010年第16届广州亚洲运动会专供饮料产品的认证。通过本课题的实施,为我国食品包装材料中有害物质安全评价体系的建立、包装材料安全性综合监督管理提供重要基础资料,为政府制定和颁布食品包装材料安全性相关标准、法令法规提供有效的科学理论依据。     

揭秘“精密机械之王”

大型光学系统及高端科学仪器对我国科学研究、国防安全、经济建设和社会民生等各领域的进步和发展具有极其重要的作用。其发展的重要趋势是:视场不断增大,分辨力不断提高,相应地要求光学元器件扩大口径和提高精度。而光栅是一类以机械刻划方式制造的具有宏观尺度的纳米精度周期性特种功能结构,是大型光学系统和科学仪器的核心光学元件,需要纳米级的加工精度和表面粗糙度,这不仅要求打破传统的光学精密机械制造原理及系统控制策略,实现纳米级的长行程超精密定位技术,还需要研究制造原理和质量控制的评价标准。传统的光栅制造技术及制造装备已经无法满足上述要求,严重制约了我国在这一领域的战略发展。因此,本文简要介绍了大面积光栅制造相关国家973计划项目的主要研究内容,重点介绍了为获得纳米刻线精度的大面积光栅而研制的具有新原理、新技术的大面积高精度光栅机械刻划系统。