浅析新建研究所与地方经济发展的深度融合——以中科院苏州纳米所为例

研究所发展与地方需求的和谐共进是新建研究所发展之本,其深度融合是解决"两张皮"问题的系统工程。为此本文提出应以加强研究所战略规划研究为先导、以平台能力建设为推手、以强化技术成果转换能力为目标、以引人与育人为基石,通过机制、体制的创新探索多层次、多方位的融合发展模式。

氮掺杂碳层对铜碳纳米管纤维复合材料性能影响及机制初探

用碳纳米管纤维(CNTF)、盐酸多巴胺、五水硫酸铜作为原料,通过浸泡、热处理和电化学沉积等连续工艺合成了高导电性铜-碳纳米管纤维复合材料(Cu@NC@CNTF)。用场发射扫描电子显微镜对复合纤维表面进行形貌表征,用X射线光电子能谱、小角X射线散射站对氮掺杂的碳纳米管纤维(NC@CNTF)表面进行结构分析。结果表明:氮掺杂碳层的界面改性高效调节了CNTF表面浸润性,导致CNTF和Cu之间强的耦合作用;通过界面优化和调控电流密度大小,实现了Cu@NC@CNTF复合纤维的可控制备和性能改善,Cu@NC@CNTF的电导率和比电导率分别达到了3.06×10^(7)S/m和7571.48 S·m^(2)/kg;这种超亲水的Cu@NC@CNTF基复合材料为制造轻质、高导电性的工业级新型供电导线提供了思路。

苏州纳米所等在石墨烯气凝胶领域取得进展

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所通过'局部氧化刻蚀'在氧化石墨烯片层上进行造孔,获得孔洞氧化石墨烯,随后将孔洞氧化石墨烯与还原剂分散液高度浓缩,实现其液晶化,进一步经原位溶胶凝胶及超临界干燥获得各向异性'孔洞石墨烯'气凝胶。该气凝胶由孔洞石墨烯片层有序排列而成。

纳米TiO_2的溶剂热法制备及其在新型纳米改性变压器油中的应用

采用溶剂热法合成了一种具有良好分散性的油酸修饰纳米TiO_2,然后用纳米TiO_2对变压器油进行改性,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热失重分析(TGA)等对纳米TiO_2的结构、形貌、表面修饰状态以及纳米TiO_2改性变压器油的导热性能进行分析研究。结果表明:纳米TiO_2多为短棒状,在变压器油中具有良好的分散性。当纳米TiO_2质量分数为0.046%时,纳米TiO_2改性变压器油的导热系数提高了约10%。

纳米粒子改性变压器油的特性研究进展

找到一种具有优秀电、热性能的绝缘冷却媒介,用于高效和环境安全的变压器,已成为能源和工业应用的一个重要研究方向。纳米粒子改性的变压器油由于其高的击穿电压和高的导热率,在未来变压器油上有很大的应用前景。综述了纳米流体的制备方法,以及纳米改性变压器油的电学特性和导热特性,并对其进行了一定的解释。

酯化功能化纳米SiO2的制备及其在新型纳米改性变压器油中的应用

纳米SiO2表面存在大量的羟基基团，利用这些丰富的羟基基团通过酯化反应将有机基团连接到纳米SiO2表面，并以酯化处理后的纳米SiO2粉末作为改性剂对变压器油进行改性。研究结果表明：酯化工艺大大提高了纳米SiO2颗粒在变压器油中的分散性，加入少量酯化处理的纳米SiO2颗粒可以显著提高变压器油的导热系数。

纳米镍和氧化锌修饰铜电极制备无酶葡萄糖传感器

在铜电极上采用Ni和ZnO两种纳米材料修饰后制备出一种新型复合无酶葡萄糖传感器。采用水热法和电化学沉积法先后在铜电极表面合成ZnO和Ni纳米材料,合成并制备了Ni-ZnO/Cu电极,为观察期结构和了解电化学性能,对制备的电极进行各种表征。研究结果表明,该传感器对于葡萄糖的催化具有响应速率快(<3s)、检测范围宽(0.02~1.70mmol/L)和灵敏度高(1070μAcm^-2·mmol/L^-1)的特点。该无酶葡萄糖还具有稳定性高,且在常见干扰物种(UA和AA)的存在下抗干扰性强的优势,在血糖检测中有广阔地应用前景,并对传感器的发展具备重大借鉴意义。

高取向碳纳米管纤维的制备及其在复合导体中的应用

利用白炽拉伸退火工艺(incandescent tension annealing process,ITAP),制备不同重物负载的拉伸应力下退火后的碳纳米管纤维(carbon nanotube fiber,I-CNTF),随之在纤维表面利用电沉积镀铜的方法获得碳纳米管/铜复合导线。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱、广角X射线散射(WAXS)、万能试验机分别对碳纳米管纤维(CNTF)形貌、结构、取向、强度进行了表征。结果表明在,负载重物质量为100 g时,I-CNTF的取向因子高达0.71,相比原始碳纳米管纤维(pristine carbon nanotube fiber,P-CNTF)提高了1.8倍;同时I-CNTF的力学拉伸强度相比原始纤维也提高了2.35倍,且电学性能也有明显的提升,因此在碳纳米管/铜复合导体的应用中展现出极大的优势。

微纳米加工工艺数据库的设计研究

面向973重大科学研究计划"基于纳米结构的宽光谱高效太阳能电池关键科学问题研究"、"低维等离子体系统的量子调制及应用研究"和江苏省重大成果转化项目"第三代半导体产业发展关键材料-氮化稼(GaN)晶片开发及产业化"的微纳米结构和器件制备需要,依托苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工公共平台和测试分析平台产生的丰富的微纳米加工工艺数据资源,研究设计一个微纳加工工艺数据库,包括原始数据存储数据库、数据整合集成数据库、运行状态数据库、典型问题数据库、异常信息数据库等,实现对微纳米器件加工工艺的有效收集、整理和加工提炼,满足科研人员数据分析、计算和开发新工艺的模拟预测的需求,形成一批通用微纳加工工艺,并逐步在中科院研究所间以及研究所与企业间实现数据共享。通过微纳加工工艺数据库的建立,收集积累大量的加工工艺,为科研人员进一步开展微纳米器件研究提供必要的通用工艺及其加工工艺模拟分析,实现成果共享,减少费时费钱的通用微纳加工工艺的重复研究,加快研究进程,达到降低研究成本和提高研究效率的作用。

基于纳米氧化硅改性的芳纶基凝胶电解质的研究

掺杂无机填料是提高凝胶电解质离子电导率的重要手段。利用SiO2纳米球掺杂的方法制备了高离子电导率的芳纶基凝胶电解质,通过XRD、SEM、EIS等手段对不同掺杂量下的芳纶基凝胶电解质的光学性能及电化学性能进行了表征,进一步研究了其在电致变色器件中的应用与性能。结果表明,SiO2纳米球质量分数为9%时,芳纶基凝胶电解质的离子电导率显著提高,由其作为电解质层组装的近红外电致变色器件具有更快的响应速度和更高的着色效率。该研究为纳米改性凝胶电解质在近红外电致变色器件的应用提供了新的思路。

碳纳米管/聚酰亚胺三明治夹层泡沫的制备及其电磁屏蔽性能

以高弹性碳纳米管泡沫为基础材料,首先制备出高耐热性的碳纳米管/聚酰亚胺薄膜,设计并制备得到以碳纳米管泡沫为芯材、碳纳米管/聚酰亚胺薄膜为板材结构的三明治夹层泡沫。对其结构形貌、压缩性能、导电性、电磁屏蔽性能及热稳定性进行了测试和表征,结果表明:通过改变碳纳米管/聚酰亚胺薄膜的厚度,最终复合泡沫压缩强度可达88.2 kPa,电导率为675 S/m,在X波段的电磁屏蔽效能达到88.3 dB。三明治夹层结构的设计在提升电磁屏蔽性能的同时,也增强了材料的机械性能和耐热性,为设计和制造高电磁屏蔽和优异耐热性的材料提供了一种可行的方法。

金纳米棒位点特异性表面功能化研究取得进展

纳米材料相比传统材料有着很高的比表面积,因此纳米材料的表面功能性对其理化性质有着重要影响。传统的表面功能化方法均匀作用于纳米材料表面,材料通常表现出单一的表面功能性。近年来研究人员通过各种方法制备出拥有多重表面功能性的纳米材料。但是,这些各向异性的表面功能化方法仍然缺少足够的精度在纳米材料表面任意制造出单个识别位点。

Au-Sn共晶键合工艺参数对MEMS器件性能的影响研究

本文研究了Au-Sn共晶键合工艺参数对MEMS(微机电系统)器件性能的影响。通过设计并优化Au-Sn共晶键合多层材料结构和密封环图形,分析了组分配比、键合前处理、键合温度等关键参数对MEMS器件气密性、剪切强度及漏率等性能指标的影响。实验结果表明,在峰值温度为300℃、持续时间为2分钟的条件下,实现了良好的键合效果,剪切力平均值达到16.663kg,漏率小于2×10-3 Pa·cm3/s,满足GJB548A检验标准。本研究验证了Au-Sn共晶键合技术在MEMS气密封装中的适用性,并为其工艺参数的进一步优化提供了理论依据。

新型3D打印材料ABS的制备及性能研究

为了解决3D打印材料的性能、应用范围有限及成本高等问题,通过优化连续本体法制备了新型3D打印材料ABS,并利用扫描电镜法、傅里叶变换红外光谱法和热重法等对ABS进行了组织结构表征和热稳定性及其他性能测试。结果表明,优化后的工艺不但能成功制备ABS且制备出的ABS具备成本低、热稳定性好、抗冲击性能高等优点。

基于表面等离子体激元效应的可调制滤波器

针对常用的光学滤波器滤波波长不可变的特点,提出一种利用表面等离子体激元效应实现可调制滤波的方法。该方法根据金属邻近电介质的介电常数发生改变时,金属与入射光波的表面等离子体激元耦合共振模式发生改变,以此实现滤波波长调制。在加工有亚波长纳米孔阵列的A u薄膜上制作了一可见光滤波器,实验中采用空气、酒精和油作为介质对器件进行调制。结果表明:相对于常用的光学滤波器,该器件由于可以方便地改变临近介质的介电常数,因此具有滤波波长连续可调、快速方便、波长变化精度高等特点。

液流式电容法脱盐性能的研究进展

液流式电容法作为一种新型脱盐水处理技术,基于大比表面积的电极材料,通过外接直流电压的施加,达到去除水中无机盐离子的脱盐目的。详细地从理论角度介绍了液流式电容脱盐技术,概括了炭材料在除盐工艺具有较大优势,并介绍了当前主要的电极成型方法,最后论述了该技术的优势与不足。可以预见,在不久的将来,该项技术一定会得到广泛的应用。

太阳能聚光光伏跟踪系统结构的可行性探讨

针对太阳能光伏技术中跟踪系统进行了理论探讨和结构设置,并对跟踪器主要机械结构进行了介绍,涉及了包括支撑结构、传动结构、光伏模组、控制系统等部分,并提出了两个跟踪系统结构设计方案。在实践的基础上进行了探讨和研究。

利用多维空间同源连续性的图像检索

对两个同源的事物,从一个事物逐渐变化到另一个事物的过程存在连续性.该文依据多维空间仿生信息学理论,结合图像特征数据的提取与多维空间的点同源连续性规律,提出一种同源相似度和图像仿生距离相结合的相似性度量方法,实现高效的图像检索.用COREL图像库进行测试,表明所提出的方法可有效提高检索效率.

同源连续性规律在视频镜头检测算法的应用

针对当前视频镜头检测算法存在的问题,将多维空间仿生信息学的同源连续性规律用于视频镜头检测算法。视频镜头在多维空间中是一个复杂的同维有限空间,而同一镜头图像形成的子空间存在连通性或具有同源连续性,计算点与超平面的位置关系实现视频镜头的自适应检测,最后与其他算法分析比较并计算查准率和查全率,验证本算法的优越性。

三维网状石墨烯修饰二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

近年来随着人们对环保要求越来越高,以二氧化钛为代表的光催化剂得到了快速发展。其中石墨烯修饰的二氧化钛复合光催化剂引起了科学界的广泛关注。因石墨烯具有巨大的比表面积和良好的电子传输能力,可以同时充当二氧化钛纳米颗粒的载体和光生电子的快速输运通道。该课题采用化学气相沉积制备的三维网状石墨烯与二氧化钛通过水热法结合,制备高性能的复合光催化剂。实验结果显示,此复合光催化剂的比表面积达到390 m2·g-1,表明其对污染物分子具有良好的吸附能力。在紫外光照射下,甲基橙的降解速率达到8.1×10-2min-1,比采用本征纳米二氧化钛作为催化剂时提高了200%。在可见光照射下,污染物的降解速率也高达2.8×10-2min-1。并且此复合催化剂具有良好的稳定性,反复使用10次后其降解污染物的速率没有明显下降,表明其具有良好的应用前景。