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制備在宏觀尺度上具備二維單片石墨烯的獨特本征性質的石墨烯三維體相材料是材料學研究中兼具學術價值和實用意義的重大挑戰。本項目制備得到了一種三維石墨烯宏觀體相材料，其由大量獨立且懸空的二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學鍵構筑而成。該材料具有良好的機械性能，在常溫可見光下作用下具有電子發射能力，在瓦特功率級別的可見波段激光或聚焦的太陽光照射下，厘米尺寸的此石墨烯材料樣品可以在真空條件下實現有效的直接光驅動，此現象為國內外所首次觀察及報道，為石墨烯帶來了一種激動人心的潛在應用價值。上述材料的制備及相關性能研究還可為石墨烯在催化，能源轉換與存儲等領域的應用提供材料支持與相關理論支撐。 項目特色： 1.制備了基于二維石墨烯單元通過片層邊緣的化學鍵構筑而成三維石墨烯體相材料，該材料不僅保留了二維石墨烯材料的本征性質， 而且具備優良的機械及光電性能。 2. 在國內外首次觀察到厘米級尺寸的裸眼可見的宏觀石墨烯樣品，只依靠瓦特級別的光作為單一驅動源，即可實現較大距離(數十厘米)的有效的運動，并提出了光致電子發射驅動的機理解釋上述三維石墨烯體相材料獨特的光驅動， 3. 上述材料的制備與性能研究揭示通過有效合理的結構構筑手段，能夠得到以二維石墨烯作為構成單元，并有效保留其獨特二維性質和兼具三維宏觀形態的石墨烯體相材料，此項研究為其它二維材料的開展類似工作并拓展其應用提供了范例和思路。 已取得的成果： 項目的標志性研究結果于 2015 年 6 月在線發表于 NaturePhotonics，并于 2015 年 7 月正式發表（Nature Photonics, 2015, 9, 471-476）。雜志同期以“Two-dimensional materials: Lift off for graphene”發表了專題評論。英國著名科普雜志 New Scientist 以“Spacecraft builtfrom graphene could run on nothing but sunlight”為題報道了此研究，指出該成果“再為石墨烯這種優良材料增添了一種驚人的性能”。國內主要媒體包括人民日報、光明日報、新華網以及多家門戶網站等均對此研究進行了報道，中央電視臺《新聞聯播》欄目于 2015 年 6 月21 日也對此進行了報道。 市場應用前景： 空間飛行器是人類探索宇宙的重要工具，而動力源問題一直羈絆著人類無法走得更遠。目前幾乎所有的航空、航天飛行均采用化學驅動，即通過噴射燃燒的化學物質來獲得驅動力，光直接驅動飛行是科學界和航空界多年的夢想。

該項目首先利用水相懸浮聚合法生產 PAN 聚合物，再采用干噴濕紡生產 PAN 原絲的二步法制備工藝制備高性能 PAN 原絲。該制備技術具有生產率高， 原絲綜合性能優良的特點。與傳統技術相比，干噴濕紡紡出的纖維體密度較高、 纖度細、表面平滑無溝槽、結構均質的原絲，且可實現高速紡絲，大大提高生 產效率。 二步法干噴濕紡高性能 PAN 原絲及碳纖維生產線具有完全知識產權，利用 自制原絲可生產高性能、高質量的碳纖維，該生產線具有產量高、產品質量穩 定、生產成本低等特點，特別適用于企業大量生產。

本發明公開了利用鉸鏈式六面頂壓機制備高性能聚晶金剛石的方法，其特點是該方法采用金剛石或含部分金剛石的碳粉體為原料，不添加任何金屬或陶瓷粘結劑，經凈化除雜，粉體表面在真空度4x10-3～4x10-5Pa，溫度800～1500℃，凈化處理0.5h～5h。表面凈化的金剛石粉體預壓成型，放置于鉸鏈式六面頂壓機上，于溫度1400-2500℃，壓力為8～20GPa, 燒結1～30min，制得高性能聚晶金剛石塊體材料。

本成果將超分子化學與納米化學進行有機地結合，采用冠醚、環糊精、杯芳烴等超分子主體化合物與與多種納米材料相結合，制備了一種新型的吸附劑，并應用于剛果紅染料的吸附、 解吸； 制得新型的具有捕獲分子功能的 β-環糊精/聚乙烯醇納米纖維膜（β-CD/PVAnfm）。

一、利用分子遺傳技術預測作物雜種優勢：利用分子遺傳距離確定親本間親源關系，預測雜種優勢強的可能親本組合，加速育種進程、減少育種中的盲目性、多出優良新品種。/line二、作物優良基因標記及分子輔助育種：利用特殊的分子標記，對作物的優良基因進行標記，并通過分子聚合育種技術，將重要的優良基因組合到新組合中，選育出優良品種。

產品詳細介紹Varian的分子泵具有前級耐壓高的特性，適用于10－10-10毫巴的真空環境。Varian的分子泵主要具有以下顯著優點：1. 豐富的產品范圍：覆蓋所有可能的應用及市場各個層面。2. MacroTorr專利技術：抽氣量最大化；將前級耐壓能力提升到18 bar；壓縮比提高數個數量級。3. 整體加工的轉子：每個轉子都用單獨一塊鋁合金加工而成，重量最小化；分子泵可以在360度范圍內以任意角度工作而無需任何調整，降低了作用在材料和軸承上的壓力。4. 高可靠性，免維護的陶瓷軸承：無油，無污染；平均無故障時間大大增加。內置控制器可用采用導航控制：簡單并節省空間的配置；導航軟件可以輕松地進行遠程控制和監控。

高分散白炭黑是近幾年來開發成功的新型硅化合物產品。該物質化學性質穩定，耐高溫，不燃燒，具有很好的絕緣性，多孔性，表面均存在羥基基團，主要區別是相鄰羥基和隔離羥基，相鄰羥基在中溫加熱時，可以縮合脫水，形成具有內應力的硅氧鍵，與普通白炭黑相比，它具有較窄的孔徑分布，孔徑為17.5－27.5nm的孔構成的孔體積占孔徑小于或等于40nm的孔構成的孔體積的60％以上。由于現代高速公路的快速發展，對工程輪胎的要求很高，美國，日本，德國等發達國家率先研究成功輪胎用高分散白炭黑，用以提高輪胎的抗撕裂溫度，拉伸溫度，延伸壓力，拉割口增長性，耐屈熱性能，降低發熱，增加使用壽命，同時可提高輪胎在冰面上的抓著性能，使汽車節省汽油，是制造“綠色輪胎”，“生態胎”的關鍵性填充補強劑。我國從上世紀90年代后期開始研究，現已取得較成熟的技術和生產經驗，產品開始應用于汽車輪胎工業的生產中。

我國的高光譜成像技術起步較晚，但受日益增長的并十分迫切的社會、經濟需求的激勵，光譜成像技術及應用得到快速發展，光譜分析被用來解決物理學、化學、生物學、地質學、地球物理學、醫學和其它學科中的基礎問題和應用問題。技術團隊完成以柱面C_T消像差專利結構和Offner結構為核心的紫外、可見光、近紅外、短波紅外、中波紅外五型高光譜成像儀產品研發，實現寬波段覆蓋、成像性能好、光譜分辨率高于國外同價位產品，競爭力高。同時積極拓展開發成像光譜儀產品的應用，已研發兼具空間成像和光譜分析能力的微細樣品成像分析儀器——顯微成像光譜儀，用于材料和生物應用。此外配套研制了功能強大的成像光譜數據采集與處理分析軟件，提出了全并行處理機制，大大縮短光譜數據獲取和光譜重建時間，較國外產品用戶體驗更便捷友好，便于大面積推廣。 圖1.短波紅外成像光譜儀

半導體納米線是一種獨特的準一維納米材料。它不僅是電荷的最小載體，也是構建新的復雜體系和新概念納米器件的基元。在該領域中，新現象和新概念層出不窮，推動著材料、物理、化學等交叉學科的發展，并將對未來電子、光電子、通訊等產業產生重大影響。在這一當今最前沿的研究領域中，國際上尤其是發達國家集中了最精銳的研發力量，以期望在納米器件的實用化方面有所突破，在未來高科技爭奪戰中，保持領先并居于主導地位。在納米研究領域，美國政府僅在2005年就投入10億美元，而日本在同一年的投入約12億美元。 我國的《國家中長期科技發展規劃綱要》中也已經把納米科技作為基礎研究重大研究計劃，列入重點支持范圍。其中一維功能納米材料的控制合成、性能調控及應用研究是目前納米材料研究的世界熱點。 張躍教授承擔了973、863、重大國際合作、自然科學基金杰出青年基金和面上項目等各類納米研究方向的課題，通過創新合成方法、優化合成工藝，實現了多種形貌的一維功能納米材料的可控制備，利用等多種手段對納米材料的形貌、結構進行了表征，并對其生長機理、力學性能以及光致發光、場發射、導電性等物理性能進行了系統和深入的研究，特別是在碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用領域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改進了ZnO和摻雜ZnO一維納米材料的制備方法。采用化學氣相沉積法，在較低溫條件下，通過不同工藝成功制備了純ZnO及In、Mn、Sn等摻雜ZnO納米棒、納米線、納米帶、納米電纜、納米陣列、四針狀納米棒、納米梳、納米盤等多種形貌結構的納米材料，實現了一維ZnO納米材料較低溫度條件下形態和尺度控制生長，產物品質純凈、產率高、質量好，易于工業化生產。制備方法受到國際同行的高度評價，認為是半導體制造領域中氧化物納米結構集成方法的重大進步，不僅對從事納米材料研究的科學家，而且對半導體產業意義重大。有關雙晶ZnO納米帶的論文發表在國際知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，論文被引用60余次，位列該期刊2003至2007年被引用前50名之內。 2.提出了一維氧化鋅納米材料新的生長機理。首次合成四針狀納米氧化鋅材料并揭示了該結構的八面體孿晶核生長的理論模型，該研究結果的論文發表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是達到了130 余次。首次發現和論證了一維氧化鋅納米結構中的螺旋位錯誘導晶體生長機理，觀察到了一維氧化鋅納米材料存在的大量螺旋位錯、周期性的位錯及生長臺階，發現生長是沿著位錯進行，且與其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究單根ZnO和In-ZnO納米線的力學行為。利用TEM對單根納米線加載交變電壓使其發生共振，原位測量其本征共振頻率，通過計算得出氧化鋅納米線的彎曲模量。氧化鋅納米線可以構建納米懸臂梁和納米諧振器，通過氧化鋅納米線構建的納米秤，測量了黏附在納米線自由端的納米顆粒質量。該研究論文發表在英國物理協會的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被評為該期刊2006年度的頂級論文(Top paper)，位列其中第九名，是該年度該期刊22篇Top papers研究論文中唯一由中國研究人員完成的成果。 4.合成了多種ZnS準一維納米材料，并提出了四針狀ZnS納米結構的生長機理，指出其生長過程由立方相形核和六方相孿晶生長機制共同控制。同時率先報道了ZnS四針狀納米材料的光致發光性能，發光波長相對其它ZnS 納米材料發生藍移4.8~32.8nm。該研究論文發表在國際著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在發表后的第一個季度內，下載量就超過250次，成為該期刊排名前10％的熱點文章。 5.碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用取得了重要突破。采用涂敷和CVD兩種方法成功制備了多種大面積碳納米管陰極，采用水熱合成法制備了大面積一維納米ZnO陣列陰極。首次研究了納米陰極的強流脈沖發射性能，其中碳納米管陰極的發射電流密度高達344 A/cm2，ZnO陰極的發射電流密度達到123A/cm2。系列研究成果發表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等國際著名期刊上。研制的多種納米陰極在線性感應加速器上已經得到成功應用，陰極的發射電流強度及發射電子的均勻性遠遠高于現有的陰極性能指標。 張躍教授有關納米材料的研究成果獲教育部高等學校科學技術獎（自然科學獎）二等獎1項（2006-052），完成專著1部，另合作出版專著1部，發表論文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果發表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等國際知名期刊上，申報12項發明專利（已授權5項）。發表研究論文中的4 篇代表性論文，已被引用300余次，單篇他引超過130次。