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南京大學超導電子學研究所在人工自旋冰與超導異質結構器件研究中取得重要進展
第二類超導體中量子化磁通的運動行為對超導材料和器件的電磁輸運性質起著關鍵作用。人為調控超導磁通量子的運動行為，不但可以有效提高超導體的臨界電流密度，還可實現具有新功能的超導電子器件，如超導磁通整流器、磁通二極管等。以往的磁通量子調控手段往往缺乏原位可調性，極大限制了相應超導電子器件的應用。近日，南京大學吳培亨院士領導的超導電子學研究所王永磊教授和王華兵教授研究團隊設計出了一種可調控的新型人工自旋冰與超導異質結構器件，不但實現了超導電性的原位開關，還實現了可開關和可反轉的磁通霍爾效應。 人工自旋冰是具有集體相互作用的納米小磁體陣列，其特殊的幾何排列使得系統具有很高的簡并度、新奇的低能激發態（如磁單極子）、豐富的相變和磁疇。近年來該團隊致力于人工自旋冰和超導納米結構器件等方面的研究，不但設計出了可擦寫的人工自旋冰，并且于國際上首次設計和制備出了人工自旋冰與超導的異質結構器件，實現了可調控的超導磁通阻挫效應和磁通整流效應。近日該團隊又設計出了一種基于風車型人工自旋冰與超導的異質結構器件，利用風車型人工自旋冰易于調控的鏈條狀磁荷結構，以及磁荷與超導磁通量子間的強耦合作用，實現了對超導磁通運動的原位操控，展示了超導零電阻態與耗散態之間的原位開關，同時實現了可編程的磁通霍爾效應。
南京大學
2021-02-01
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
項目成果/簡介:1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數十家科研機構的研究和相關產品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產品，具有廣闊的應用前景。應用范圍:南開大學在碳納米材料的制備及應用研究方面取得了一批開創性成果，該項目技術的推廣，將促進我國新材料、微電子、儲能、資源保護等領域的技術進步和發展，為我國在這一新型納米材料領域占據有利地位，提高國際競爭力，做出重要貢獻。
南開大學
2021-04-11
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。 本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩定性有機光伏電池及復合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數十家科研機構的研究和相關產品/樣機的研制，包括應用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復合材料等多種產品，具有廣闊的應用前景。
南開大學
2021-02-01
安徽大學王佩紅教授課題組在新型摩擦電能量收集器件研究方面取得新進展
作為一種高熵可再生能源，不規則海洋波浪能量是一種很有前途的可持續能源，正受到全世界的廣泛關注。
安徽大學
2022-10-10
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和復合材料等方面的應用
1991年發現的碳納米管（CNT）以及2004年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是21世紀的戰略性材料。 本項目發明了一類新的催化劑和大量制備SWNTs的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖1），純度達70%以上，并達到了產業化規模（達200公斤/年以上）。 采用機械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS及聚氨酯等為基質材料，電導率達0.2 S/cm、導
南開大學
2021-04-14
單壁碳納米管和石墨烯的制備及其在能源、光電器件和 復合材料等方面的應用
1991 年發現的碳納米管（CNT）以及 2004 年發現的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21
世紀的戰略性材料。
本項目發明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現了高質量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產業化規模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質中，獲得了以環氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質材料，電導率達 0.2 S/cm、導電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復合材料。
本項目首先發展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結構。
南開大學
2021-04-13
肖強研究員與國際著名科研團隊合作在沸石分子篩膜領域取得重要進展
近日，我校含氟新材料研究所肖強研究員與國際著名膜科學家、美國工程院院士M. Tsapatsis教授團隊合作，在國際頂級刊物《Nature Materials》上以全文（Article）形式發表了題為“One-dimensional intergrowths in two-dimensional zeolite nanosheets and their effect on ultraselective transport”的研究論文，并同刊得到了國際頂尖科學家J. Caro教授和J. Kärger教授的推薦點評。
工業中混合物的分離約占到整個世界總能耗的10~15%，發展低能耗的工業分離過程始終是科技界的重要使命。沸石分子篩膜以其多孔性、耐溶脹、分子篩分等特性，在溶劑除水和氣體分離方面展現了很好的分離效率，取得了重要應用。采用沸石分子篩膜對沸點相近的烴類（如二甲苯）異構體進行分離，有望在大幅降低能耗的基礎上實現高效分離，一直是科學界和產業界的研究熱點。MFI型沸石分子篩是一種廣泛應用的催化劑和吸附劑，其孔徑介于對二甲苯（PX）和鄰二甲苯（OX）之間，非常適合二甲苯異構體的分離。
對二甲苯（PX）是聚酯工業的重要原料，廣泛應用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產，是芳烴產業鏈的基礎化工原料。高性能MFI沸石膜的成功研發有望大幅降低二甲苯異構體混合物的分離能耗，對PX行業持續健康發展具有重要意義。
團隊前期研究結果表明，通過剝離多層MFI沸石（ML-MFI）可以制得開孔、可分散的二維（2D）MFI納米片，將其沉積在載體上直接制備了具有異構體分離性能的MFI沸石膜。研究團隊對2D MFI納米片做了進一步電子顯微學研究，首次在2D MFI納米片上發現了共生的一維（1D）MEL沸石，通過計算模擬表明2D MFI中的1D MEL具有更剛性的孔結構，能產生更高的選擇性。以此為指導，實驗上制備了MFI沸石膜，對非稀釋等摩爾的對/鄰二甲苯混合物分離顯示了前所未有的分離性能，在300℃下，PX通量達到0.5×10-3 mol m-2 s-1，分離因子為60，創造了新的世界記錄，極大地推動了MFI沸石膜的產業化進程。
浙江師范大學
2021-04-30
一種抑制腫瘤侵襲和擴散的雙重調控的超分子組裝體的制備方法及其應用
本發明涉及抑制腫瘤侵襲和擴散技術，特別是一種抑制腫瘤侵襲和擴散的具有磁場和光照雙重調控的超分子組裝體的制備方法及其應用。本發明的目的是針對上述技術分析和存在問題，提供了一種可以抑制腫瘤細胞侵襲和轉移，并且具有磁場和光照雙重調控的超分子組裝體，同時提供了該組裝體的制備方法。/line本發明中的超分子組裝體是一種能夠通過光照和磁場誘導的形貌轉化的納米纖維聚集體。這些獨特的能力是通過將生物相容性的靶向肽連接在氧化鐵磁性納米顆粒下與β-環糊精修飾的透明質酸非共價交聯來完成的。更重要的是，由于癌細胞的表面的透明質酸受體過度表達，得到地磁定向聚合的多糖為基礎的組裝體，其可以在納米纖維網狀結構中特定地吸引癌細胞，從而抑制腫瘤細胞的遷移和挽救腫瘤細胞遷移的小鼠。本發明是實現生物超分子組裝體對較弱的地磁場精確響應的第一個實例，為減少腫瘤細胞轉移造成的死亡提供了一種新型的刺激響應性納米超分子生物材料。
南開大學
2021-04-10
生科院鐘伯堅研究組揭示南極嗜冷綠藻基因組水平適應極端環境的分子機制
我校生命科學學院鐘伯堅教授研究組聯合自然資源部第一海洋研究所等科研單位，對南極海冰生態系統特有的南極衣藻進行了基因組適應性進化研究，為理解南極植物適應極端環境的分子機制提供嶄新的思路。 該研究利用三代PacBio測序、二代Illumina測序、10× Genomics和高通量染色體構象捕獲技術（Hi-C）獲得了南極衣藻高質量的全基因組序列，其基因組總長度為541.86Mb（Scaffold N50達到19.23Mb）。南極衣藻基因組是目前已知最大的綠藻基因組，其基因數目也是綠藻基因組中最多的，共編碼19870個基因。基因組結構分析發現重復序列占其基因組序列的63.78%，重復序列含量為已發表綠藻基因組中最高。轉座元件（TE）是基因組重復序列的主要組成部分，占整個基因組序列的40.67%。分析表明南極衣藻的反轉錄轉座子發生了明顯的擴張，是造成其基因組增大的主要原因。 本研究估算了南極衣藻的分化時間大約為34個百萬年，與德雷克海峽開放導致南極極端低溫形成的時期一致，推測南極衣藻的起源與南極極端低溫的形成有關。研究發現南極衣藻通過水平基因轉移的方式獲得了冰結合蛋白，該蛋白可以與小的冰晶結合，具有抑制冰結晶和生長的功能。通過進一步的功能實驗證實了南極衣藻中的冰結合蛋白具有提高生物抗凍能力的作用。因此，推測冰結合蛋白的獲得對南極衣藻避免冰凍損傷和適應海冰中極端低溫的環境十分重要。
南京師范大學
2021-02-01
磺胺酸-β-環糊精介導的超分子納米粒子在胰島素的控制釋放方面的應用
本發明公開了一種磺胺酸?β?環糊精介導的超分子納米粒子在胰島素的控制釋放方面的應用，用于對胰島素的pH響應可控釋放。本發明的超分子納米粒子組裝體，由兩種水溶性和生物相容性糖類，磺胺酸?β?環糊精(SCD)和殼聚糖(CS)構成，并通過動態光散射(DLS)，紫外?可見光，掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)表征。結果表明，這種納米粒子具有良好的穩定性和可控的加載/釋放性能，使其成為胰島素的良好載體。換句話說，納米顆粒可以在胃的低pH環境中以高穩定性加載胰島素，但是當移動到像腸的高pH環境時釋放胰島素。
南開大學
2021-04-10