烏克蘭科學(xué)家研發(fā)納米級超薄硒化銦
納米級超薄硒化銦是一種具有獨(dú)特性能的類石墨烯新半導(dǎo)體材料,其厚度從一層(約0.83nm)到幾十層不等。這種新半導(dǎo)體材料的電學(xué)和光學(xué)性能研究是在2010年物理學(xué)諾貝爾獎得主—英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。近日烏克蘭和英國科學(xué)家在《Nature Nanotechnology》雜志上發(fā)表聯(lián)合文章,認(rèn)為硒化銦的實(shí)際應(yīng)用有可能導(dǎo)致納米電子學(xué)的革命。
該種半導(dǎo)體材料的納米膜是從與石墨烯結(jié)構(gòu)相類似的硒化銦層狀晶體大量錠中得到。2013年科學(xué)家們首次從硒化銦層狀晶體中剝離原子薄膜,2016年研究出這種材料厚度從1個納米到幾個納米的光學(xué)和電學(xué)性能。通過烏克蘭和英國科學(xué)家的聯(lián)合研究,硒化銦層狀晶體成功剝離至單層狀態(tài)。有趣的是,正如2004年首次獲得石墨烯一樣,剝離硒化銦的其余層也是使用的普通膠帶。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),這種材料的超薄納米層具有定性區(qū)別于其他類石墨烯二維(2D)晶體的獨(dú)特性能。因此,獲得的硒化銦樣品中,電子的遷移率(即速度)很高,尤其是與二硫化鉬和二硒化鉬相比,這個參數(shù)值很高。這一重要特性使得其在提高設(shè)備性能方面顯得尤為重要。
烏克蘭國家科學(xué)院物理和數(shù)學(xué)研究所切爾諾夫分院的研究團(tuán)隊是烏克蘭為數(shù)不多的系統(tǒng)從事類石墨烯二維(2D)晶體研究的團(tuán)隊,他們還積極開展新功能混合范德華納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究,特別是與其他所有已知的類石墨烯2D晶體相比,納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)石墨烯/多層硒化銦光敏性記錄值特點(diǎn)明顯。(科技部)
我國建設(shè)世界最大納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)室
據(jù)報道,世界首個集材料生長、器件制備、測試分析為一體的納米領(lǐng)域大科學(xué)裝置——納米真空互聯(lián)綜合實(shí)驗(yàn)站正在我國江蘇蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)。這個實(shí)驗(yàn)站相當(dāng)于在太空建設(shè)了一個全真空的納米器件研發(fā)平臺。
正在建設(shè)中的這個納米實(shí)驗(yàn)站是目前世界上最大的真空互聯(lián)科研裝置。其總體方案是:用總長近500m的超高真空管道,將上百臺用于材料生長、器件制備、測試分析的大型儀器設(shè)備互聯(lián),實(shí)現(xiàn)樣品在不同設(shè)備之間傳送時其表面不被氧化、沾污,不被外界大氣環(huán)境所破壞。中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員、納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)站常務(wù)副總指揮丁孫安說,實(shí)驗(yàn)站通過超高空間分辨、時間分辨、能量分辨、質(zhì)量分辨等的高端能力儀器設(shè)備,對物質(zhì)的“本征性質(zhì)”進(jìn)行研究,從而實(shí)現(xiàn)量子材料的設(shè)計、制備和表征,后摩爾時代器件加工和測試分析,同時開展新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)和新功能的開發(fā)和研究,以及形成第3代半導(dǎo)體工藝包。
“這個實(shí)驗(yàn)裝置是在類似太空的全真空環(huán)境下的納米器件研發(fā)平臺,相當(dāng)于把現(xiàn)有的加工設(shè)備統(tǒng)一搬到太空?!倍O安說。
納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)站是依托中科院蘇州納米所,聯(lián)合清華大學(xué)薛其坤院士團(tuán)隊、中科院大連化學(xué)物理研究所包信和院士團(tuán)隊建設(shè)的。一期建設(shè)由中科院、江蘇省、蘇州市和蘇州工業(yè)園區(qū)共建,預(yù)計2018年建成,建設(shè)經(jīng)費(fèi)3.2億元。一期建成后將連接30多臺設(shè)備,形成100m的真空管道。整個實(shí)驗(yàn)站的總預(yù)算是15億元。
蘇州工業(yè)園區(qū)是全球納米領(lǐng)域具有代表性的8大產(chǎn)業(yè)區(qū)域之一。中科院納米所所長楊輝說,在此建設(shè)納米真空互聯(lián)實(shí)驗(yàn)站,是力圖通過真空條件下的互聯(lián)集成和若干重大項目驗(yàn)證,突破現(xiàn)有儀器設(shè)備的功能限制,實(shí)現(xiàn)材料制備、測試分析與微納加工工藝等方面協(xié)同效應(yīng),為科研和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供先進(jìn)的、開放性的平臺。(科技日報)
常州石墨烯產(chǎn)業(yè)誕生第1家上市企業(yè)
據(jù)報道,3月20日,常州市碳元科技股份有限公司A股在上海證券交易所上市。作為一家先進(jìn)碳材料研發(fā)生產(chǎn)企業(yè),碳元科技成立僅6年就在主板上市,實(shí)屬罕見。
碳元科技位于西太湖科技產(chǎn)業(yè)園,是國內(nèi)開發(fā)、制造與銷售高導(dǎo)熱石墨散熱材料的領(lǐng)先企業(yè),產(chǎn)品用于智能手機(jī)、平板電腦、液晶電視、LED燈等電子產(chǎn)品的散熱。公司此次發(fā)行股票5 200萬股,募集資金4.09億元,用于搬遷擴(kuò)建和研發(fā)中心項目,為實(shí)現(xiàn)“世界領(lǐng)先消費(fèi)電子散熱方案提供商”目標(biāo)夯實(shí)基礎(chǔ)。
碳元科技是常州市先進(jìn)碳材料企業(yè)上市第一股,對于常州打響“東方碳谷”品牌具有重要意義。同時,常州在細(xì)分行業(yè)擁有“隱形冠軍”200多家,希望上交所提供更多指導(dǎo)和幫助。常州制造業(yè)基礎(chǔ)很好,上交所將進(jìn)一步服務(wù)好常州企業(yè)登陸資本市場。(常州日報)
發(fā)展“新材料之王”成都將建石墨烯產(chǎn)業(yè)園
據(jù)報道,成都市將對標(biāo)國際國內(nèi)先進(jìn)城市,抓緊研究制定成都市石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和支持政策,建立石墨烯研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化專項基金,大力支持石墨烯應(yīng)用研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,鼓勵石墨烯研發(fā)專家來蓉創(chuàng)辦、領(lǐng)辦或技術(shù)入股石墨烯產(chǎn)業(yè)公司,形成石墨烯產(chǎn)業(yè)、人才、技術(shù)向成都市加快集聚的有利政策環(huán)境。同時,成都還將加快研發(fā)攻關(guān)和技術(shù)突破、整合各類資源,加快形成石墨烯設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)、下游應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。并結(jié)合成都市電子信息、汽車、軌道交通、航空航天等產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)和優(yōu)勢,積極開展石墨烯產(chǎn)業(yè)招商引資工作,加快引進(jìn)一批高端石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化項目落戶成都市。未來成都還將設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園,加強(qiáng)投融資引導(dǎo),鼓勵各種資本參與,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(成都商報)
國內(nèi)首個國家級石墨烯檢測技術(shù)公共服務(wù)平臺驗(yàn)收
日前,江蘇無錫市科技局組織相關(guān)部門對無錫市石墨烯檢測技術(shù)公共服務(wù)平臺進(jìn)行驗(yàn)收。該平臺依托江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院建設(shè),是國內(nèi)首個行政許可建設(shè)可提供第三方檢測服務(wù)的國家級石墨烯檢測服務(wù)平臺。
平臺覆蓋絕大部分常規(guī)石墨烯檢測業(yè)務(wù)能力范圍,具備石墨烯材料形貌分析、結(jié)構(gòu)分析、導(dǎo)熱導(dǎo)電分析等領(lǐng)域檢測服務(wù)能力,部分項目已獲得CNAS能力資質(zhì)認(rèn)定。
通過驗(yàn)收的石墨烯檢測技術(shù)公共服務(wù)平臺將為無錫及周邊地區(qū)的石墨烯產(chǎn)業(yè),提供原料測試、產(chǎn)品檢測、技術(shù)咨詢等全方位的技術(shù)服務(wù)。平臺以服務(wù)無錫的石墨烯代表企業(yè)為導(dǎo)向,協(xié)助企業(yè)的原料及產(chǎn)品檢測,協(xié)助企業(yè)的科研發(fā)展,推動無錫石墨烯產(chǎn)業(yè)的興起,同時也填補(bǔ)了石墨烯檢測標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的國內(nèi)空白。(無錫市惠山區(qū)人民政府)
總投資4.9億元的石墨深加工與石墨烯研發(fā)生產(chǎn)項目落戶興和
蘭察布市興和縣礦產(chǎn)資源豐富,是中國3大石墨基地之一,境內(nèi)已探明的礦藏有石墨、膨潤土、硅線石、石灰石、藍(lán)寶石、大理石、玄武巖和白云母等30多種。其石墨礦為天然磷片狀石墨,地質(zhì)儲量3 733萬t,品位在2.5%~5%之間。興和縣共有10多家石墨礦山企業(yè),年生產(chǎn)中碳石墨達(dá)1.5萬t。由于鱗片石墨性質(zhì)優(yōu)良、耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、抗磨、抗壓、并且具有導(dǎo)電性,所以廣泛應(yīng)用于鋼鐵、機(jī)械、冶金、耐火材料、化工、新型電子工業(yè)等行業(yè)。
據(jù)報道,近日,總投資4.9億元的興和縣盛華礦業(yè)有限公司石墨深加工與石墨烯研發(fā)生產(chǎn)項目正式落戶興和。該項目由興和縣盛華礦業(yè)有限公司投資建設(shè),總投資額為4.9億元。項目分三期建設(shè),其中一期投資1.96億元,二期投資1.47億元,三期投資1.47億元。項目正在做前期準(zhǔn)備工作,預(yù)計年內(nèi)開工建設(shè),全部工程于2018年3月建設(shè)完成。
石墨烯復(fù)合纖維新材料紡織品引發(fā)關(guān)注
3月15-17日,在上海舉行的中國國際紡織紗線展覽會上,“中國智造”的石墨烯纖維引發(fā)關(guān)注。許多專家表示,目前石墨烯的應(yīng)用分為重應(yīng)用和輕應(yīng)用2種,重應(yīng)用需要大量資金的投入和較長周期的開發(fā),從而根本上借助石墨烯單層原子優(yōu)勢替代傳統(tǒng)材料,比如石墨烯在電池、半導(dǎo)體芯片等領(lǐng)域的應(yīng)用,但這類應(yīng)用受限于目前的技術(shù)和產(chǎn)量無法迅速普及,大多還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
而石墨烯的輕應(yīng)用是面向民用的、可以快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化并能夠給消費(fèi)者帶來較高性價比的應(yīng)用,比如石墨烯發(fā)熱和過濾。值得一提的是,目前已有企業(yè)將石墨烯應(yīng)用到紡織領(lǐng)域。近年來,石墨烯在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,石墨烯制備高性能紡織纖維及進(jìn)行紡織品功能整理也漸成行業(yè)研究熱點(diǎn)。
蘭州大學(xué)教授拜永孝認(rèn)為,石墨烯織物是指石墨烯材料與普通紡織品有效結(jié)合,在保持紡織品各項基本性能的同時,具有石墨烯某一種或幾種獨(dú)特性質(zhì)的紡織產(chǎn)品。石墨烯紡織品在導(dǎo)電、防輻射、防紫外線、抗菌、特殊防護(hù)和智能織物等領(lǐng)域都有巨大的應(yīng)用前景。據(jù)了解,目前已有家紡企業(yè)開始將石墨烯進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,并成功制造出集超強(qiáng)低溫遠(yuǎn)紅外、抗菌抑菌等多種功能于一身的石墨烯健康產(chǎn)品,在改善微循環(huán)、促進(jìn)新陳代謝方面起到了至關(guān)重要的作用。
國產(chǎn)新型石墨烯薄膜吸附率創(chuàng)新高
據(jù)報道,近日,江蘇師范大學(xué)李海濤教授課題組率先成功開發(fā)了一種石墨烯多功能復(fù)合膜。據(jù)發(fā)表在《自然》雜志子刊《Scientific Reports》上的研究成果顯示,這種超輕超薄的石墨烯—活性炭薄膜吸附效率,對包括抗生素在內(nèi)的顆粒狀物體可達(dá)99.99%。
“很多研究基于各種類型的納米材料,構(gòu)建了一系列新穎的超薄且滲透通量很高的功能性分離膜。在這些納米材料中,氧化石墨烯納米薄膜作為一種典型的單原子二維納米材料,具有極高的分離效率,成為一種全新的薄層分離膜?!崩詈f。但是,純氧化石墨烯制備的濾膜,層間距很小,導(dǎo)致水滲透通量不足、耗時長、不耐高壓且易碎。
為解決這一問題,李海濤課題組將活性炭(AC)插入了氧化石墨烯(GO)薄層膜制備出一種復(fù)合多孔碳膜微納材料?;钚蕴浚ˋC)納米顆粒結(jié)構(gòu)本身具有獨(dú)特的官能團(tuán),如羧基、羰基、酚、內(nèi)酯、醌等,這可以有效增大復(fù)合膜本身的吸附能力。
“我們利用活性炭材料之間的協(xié)同作用,制備了基于氧化石墨烯的復(fù)合薄膜材料,實(shí)現(xiàn)了對引用水中抗生素物質(zhì)的完全去除?!崩詈f。氧化石墨烯表面含有豐富的含氧官能團(tuán),借助于“π-π”作用以及范德華力,氧化石墨烯對多種有機(jī)物具有良好的吸附效果?!凹{米活性炭的加入,不僅在氧化石墨烯片層之間起到了良好的骨架支撐作用,也極大地提高了石墨烯薄膜材料的吸附能力。”李海濤說,同時,活性炭材料有效地增加了氧化石墨烯的層間距離,實(shí)現(xiàn)薄膜材料比表面積的有效提升。實(shí)驗(yàn)證明,與其他材料相比,該復(fù)合材料對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均有很好的耐受性,應(yīng)用范圍較廣。(科技日報)
中科院石墨烯基超級電容器研究獲突破
據(jù)報道,近日,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所博士王奇和南京師范大學(xué)教授韓敏課題組合作,在高性能雜原子摻雜石墨烯基納米結(jié)構(gòu)的規(guī)?;苽浼捌湓谌嵝匀虘B(tài)超級電容器應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。。
為滿足人們對柔性可穿戴電子產(chǎn)品日益增長的需求,迫切需要發(fā)展柔性全固態(tài)功率源或能量儲存裝置。要想實(shí)現(xiàn)這一目的,關(guān)鍵在于設(shè)計開發(fā)出兼具優(yōu)異儲能和機(jī)械性質(zhì)的電極材料。雜原子摻雜石墨烯以及2D層狀金屬硫化物(LMCs)納米結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),為高性能電極材料的設(shè)計帶來了新的契機(jī),但其儲能性能(能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性等)尚需進(jìn)一步提高。能否將上述2類材料有效“聯(lián)姻”或耦合,從而發(fā)展出高性能的電極材料,至今仍是材料科學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域極具挑戰(zhàn)性的課題。
針對上述問題,王奇和韓敏課題組開展了合作研究,利用可控?zé)徂D(zhuǎn)換油胺包裹的SnS2-SnS混相納米盤前驅(qū)物的策略,巧妙地將有機(jī)分子的碳化、摻雜、相轉(zhuǎn)換和自組裝等重要的物理化學(xué)過程集成于一體,首次成功實(shí)現(xiàn)了硫摻雜石墨烯(S-G)和SnS雜化納米片的原位合成與組裝,得到了新穎的3D多孔SnS/S-G雜化納米建筑。相比傳統(tǒng)合成策略,該方法具有簡單高效、重現(xiàn)性好、可規(guī)模化制備等優(yōu)點(diǎn),為延伸和拓展摻雜石墨烯材料在清潔能源、光電和傳感等重要技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。(中國科學(xué)院)
金屬基石墨烯復(fù)合材料技術(shù)獲重大突破
據(jù)報道,日前,由江蘇中天科技股份有限公司牽頭,聯(lián)合中國科學(xué)院過程工程研究所共同研制的金屬(鋁)基石墨烯復(fù)合材料(下稱“復(fù)合材料”)取得突破性進(jìn)展。該復(fù)合材料在保證實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室性能數(shù)據(jù)的前提下,已在工業(yè)化連鑄連軋生產(chǎn)線上成功試生產(chǎn),在石墨烯應(yīng)用于金屬領(lǐng)域的發(fā)展道路上邁出了關(guān)鍵一步。
石墨烯及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)是目前全球關(guān)注的熱點(diǎn),石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性能和高導(dǎo)熱性能等超強(qiáng)的力學(xué)和功能特性,被認(rèn)為是最理想的復(fù)合材料,相關(guān)課題的研究也成為復(fù)合材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向。由中天科技和中科院共同開展的金屬基石墨烯復(fù)合材料項目,瞄準(zhǔn)中天現(xiàn)有主營產(chǎn)業(yè)——鋁及鋁合金架空導(dǎo)線領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸,即抗拉強(qiáng)度與導(dǎo)電率的矛盾關(guān)系進(jìn)行研究,目標(biāo)是在相對于傳統(tǒng)材料導(dǎo)電率不降或微降的前提下,大幅度提升材料抗拉強(qiáng)度。該項目成果將為我國電網(wǎng)建設(shè)提供全新、革命性的導(dǎo)線產(chǎn)品選項,衍生出的新型導(dǎo)線品種將在節(jié)能降耗、抗重冰、大跨越等多個領(lǐng)域有所突破。
該項目在全球范圍內(nèi)首次成功使用工業(yè)化連鑄連軋方法,批量制出了鋁基石墨烯復(fù)合材料桿材,相對于此前的批次化生產(chǎn),將具有更高的產(chǎn)能、更低的成本,對該復(fù)合材料未來的產(chǎn)業(yè)化推廣具有重要意義。項目實(shí)施過程中,采用針對性工藝研制的復(fù)合材料,其抗拉強(qiáng)度提升25%~50%,該數(shù)值與實(shí)驗(yàn)室研究階段及批次化中試階段獲得的數(shù)據(jù)基本一致,達(dá)到國內(nèi)外同類研究成果中的先進(jìn)水平。
該項目開發(fā)的獨(dú)特石墨烯添加工藝,不僅有效解決了石墨烯與鋁之間難以浸潤的問題,還實(shí)現(xiàn)了石墨烯在連鑄連軋過程中的在線添加。該技術(shù)的掌握,不僅為石墨烯在架空導(dǎo)線領(lǐng)域的應(yīng)用提供支撐,而且能在大多數(shù)鋁及鋁合金材料領(lǐng)域應(yīng)用,結(jié)合其他工藝調(diào)配,使新型復(fù)合材料獲得針對性更高的性能。(國家電網(wǎng)報)
華誼、華理攜手共建上海化工新材料科技創(chuàng)新中心
據(jù)報道,近日,華誼集團(tuán)與華東理工大學(xué)就進(jìn)一步推進(jìn)校企合作進(jìn)行洽談。雙方一致認(rèn)為,應(yīng)強(qiáng)化優(yōu)勢互補(bǔ),服務(wù)國家戰(zhàn)略,對接上海科創(chuàng)中心建設(shè)和雙方自身發(fā)展,推動產(chǎn)學(xué)研深度合作,共建上?;ば虏牧峡萍紕?chuàng)新中心,推動化工行業(yè)綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展。同時雙方將在聯(lián)合籌建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、共建吳涇國際化工新材料科技園、共建化工新材料國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心和重大工程建設(shè)4個方面開展深度合作,并就推進(jìn)合作意向落地確定牽頭人。
上海華誼(集團(tuán))公司是由上海市政府國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會授權(quán),通過資產(chǎn)重組建立的大型化工企業(yè)集團(tuán),其前身是上海市化學(xué)工業(yè)局。華誼集團(tuán)是上?;瘜W(xué)工業(yè)區(qū)主要開拓者和建設(shè)者,也是上?;瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展有限公司主要股東之一。
華東理工是國家“211工程”、“985工程優(yōu)勢學(xué)科創(chuàng)新平臺”重點(diǎn)建設(shè)院校之一,是高水平行業(yè)特色大學(xué)優(yōu)質(zhì)資源共享聯(lián)盟成員高校之一。華誼集團(tuán)和華東理工一直有著深厚的戰(zhàn)略合作淵源,在化工、新材料等學(xué)科領(lǐng)域具有優(yōu)勢,擁有合作發(fā)展的良好基礎(chǔ)。此次進(jìn)一步的合作對服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求、對接上海科創(chuàng)中心建設(shè)和雙方自身發(fā)展,都意義重大,在“十三五”和供給側(cè)改革的大背景下對于推動化工行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展起了良好的示范作用。(上海市國有資產(chǎn)管理委員會)
寧波材料所提出金屬陶瓷超材料薄膜制備新方法
人們常常用鬼斧神工形容大自然事物的美妙和自然力之強(qiáng)大,而用巧奪天工來形容人工事物的巧思以及由此引發(fā)的擊節(jié)贊嘆。一般認(rèn)為超材料是具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料,它們在超快光調(diào)制、負(fù)折射率、倏逝波傳播、反常多普勒效應(yīng)、亞波長成像、隱身、全光通訊、手性識別、光子晶體等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價值。
然而,超材料的制備問題一直困擾著眾多研究者。目前常見制備工藝有電子束光刻、激光直寫、聚焦離子束刻蝕、模版輔助的電化學(xué)沉積等,這些方法有以下不足:難以大面積制備、制備成本高企、工藝流程繁瑣冗長且難于控制等。特別以模版輔助電化學(xué)沉積為例,受制于模版本身尺寸所限,超材料的微結(jié)構(gòu)幾何特征尺寸難以進(jìn)入10nm范圍內(nèi),而且需要導(dǎo)電襯底,所得材料還有化學(xué)殘留之虞。
近日,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所副研究員高俊華和研究員曹鴻濤提出了金屬陶瓷超材料薄膜制備新方法,采用傳統(tǒng)的射頻共濺射沉積工藝,輔以襯底偏壓,制備了定向排布Ag金屬納米線/氧化鋁陶瓷復(fù)合超材料薄膜,納米線間距(軸心到軸心)進(jìn)入sub-5nm區(qū)間,陣列中納米線平均直徑約為3nm;納米線長徑比可根據(jù)沉積時間來靈活調(diào)整;利用PVD鍍膜良好的擴(kuò)展性,不僅能實(shí)現(xiàn)大面積超材料薄膜的制備,還能方便地以“蓋樓”的方式構(gòu)筑多層超材料薄膜結(jié)構(gòu),其中不同層之間可以具有相同的幾何結(jié)構(gòu)特性(直徑,間距,長徑比),亦可以“個性化定制”各個層的結(jié)構(gòu)特性;此外,由于是在近似室溫下制備,故無需單晶或者導(dǎo)電襯底,甚至可以在PET等柔性襯底上制備,為柔性超材料這一新興概念提供了實(shí)物支撐,如下圖所示。研究人員從經(jīng)典熱力學(xué) (金屬銀和氧化鋁復(fù)合物是相分離體系)、界面結(jié)合力、施加襯底偏壓后的沉積區(qū)域的濺射粒子動力學(xué)分析,輔以對比實(shí)驗(yàn)(施加襯底偏壓與否)和高分辨微結(jié)構(gòu)觀察,澄清了Ag金屬納米線/氧化鋁陶瓷復(fù)合超材料薄膜直接生長的物理化學(xué)機(jī)制。(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)