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酞菁是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價(jià)小分子半導(dǎo)體材料，但是其在常規(guī)有機(jī)溶劑中溶解性較差，且性能不佳，限制了其在有機(jī)憶阻器中的進(jìn)一步應(yīng)用。許宗祥課題組從分子設(shè)計(jì)層面出發(fā)，開(kāi)發(fā)了在常規(guī)有機(jī)溶劑中具有高效分散特性的金屬酞菁納米線，通過(guò)溶液法制備出具有優(yōu)良紅外響應(yīng)特性的薄膜，并以此構(gòu)建有機(jī)憶阻器，該器件是首次報(bào)道具有高穩(wěn)定性和較強(qiáng)紅外響應(yīng)的有機(jī)憶阻器器件。

南方科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系講席教授王湘麟課題組在基于納米石墨烯的高性能單原子電催化劑、C60衍生物高效儲(chǔ)鋰、CSPbBr3量子點(diǎn)鐵電性質(zhì)研究等取得重要進(jìn)展。相關(guān)論文發(fā)表于Nano Energy(IF：15.548)；ACS nano (IF：13.903)；《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society，IF：14.695)。發(fā)展高效穩(wěn)定的非鉑基電催化劑對(duì)質(zhì)子交換膜電池等清潔能源轉(zhuǎn)換裝置的大規(guī)模應(yīng)用具有關(guān)鍵作用。王湘麟團(tuán)隊(duì)基于結(jié)構(gòu)明確的納米石墨烯，合成了單原子鐵-氮-碳氧還原催化劑，其催化活性接近商業(yè)Pt/C，并具有高循環(huán)穩(wěn)定性。我校物理系副教授徐虎和物理系博士后黃祥構(gòu)建了理論計(jì)算模型并模擬電催化反應(yīng)過(guò)程。在鋰電池電極材料方面，王湘麟團(tuán)隊(duì)與臺(tái)灣大學(xué)高分子科學(xué)與工程研究所教授王立義(Wang Leeyih)團(tuán)隊(duì)合作，基于C60衍生物開(kāi)發(fā)高性能的儲(chǔ)鋰材料，研究論文發(fā)表于ACS Nano。王湘麟團(tuán)隊(duì)與吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院袁宏明教授合作，首次發(fā)現(xiàn)全無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦CsPbBr3量子點(diǎn)具有出色的鐵電性，研究論文發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》。

（專(zhuān)利號(hào)：ZL 201410424243.8） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種催化合成12-芳基-8，9，10，12-四氫苯并[α]氧雜蒽-11-酮衍生物的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。該合成反應(yīng)中芳香醛、β-萘酚和1，3-環(huán)己二酮衍生物的摩爾比為1：1：1，酸性離子液體催化劑的摩爾量是所用芳香醛的7～10％，反應(yīng)溶劑90％乙醇水溶液的體積量(ml)為芳香醛摩爾量(mmol)的3～6倍，回流反應(yīng)時(shí)間為15～60min，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過(guò)濾，所

本發(fā)明公開(kāi)了一種免固定生物傳感電極的制備及其在免標(biāo)記均相光致電化學(xué)農(nóng)殘檢測(cè)與癌癥診斷中的應(yīng)用。它是采用電還原的方式，將含負(fù)電基團(tuán)的苯基重氮鹽與不含負(fù)電基團(tuán)的苯基重氮鹽共同修飾在基礎(chǔ)電極表面。該電極只吸附單鏈DNA而不吸附雙鏈DNA，穩(wěn)定性與重現(xiàn)性高。該電極可用于免標(biāo)記均相光致電化學(xué)生物傳感方法中，該方法包含一個(gè)目標(biāo)分子觸發(fā)的生化反應(yīng)回路，其含有無(wú)標(biāo)記DNA發(fā)卡(DNA?1)與單鏈(DNA?2)。無(wú)目標(biāo)分子時(shí)，DNA?1和DNA?2均可吸附到電極表面；此時(shí)卟啉可借助DNA?1與DNA?2吸附到電極表面，產(chǎn)生光致電化學(xué)信號(hào)響應(yīng)；有目標(biāo)分子時(shí)，DNA?1可與DNA?2相互雜交，在聚合酶的作用下將大量的DNA?1和DNA?2轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)雙鏈DNA，導(dǎo)致DNA?1與DNA?2在電極表面吸附量的減少及卟啉光致電化學(xué)響應(yīng)的降低。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò)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(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)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(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車(chē)電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。應(yīng)用范圍:南開(kāi)大學(xué)在碳納米材料的制備及應(yīng)用研究方面取得了一批開(kāi)創(chuàng)性成果，該項(xiàng)目技術(shù)的推廣，將促進(jìn)我國(guó)新材料、微電子、儲(chǔ)能、資源保護(hù)等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，為我國(guó)在這一新型納米材料領(lǐng)域占據(jù)有利地位，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，做出重要貢獻(xiàn)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料及其制備方法。首先采用共電紡絲方法，沉積得到復(fù)合納米纖維，然后經(jīng)過(guò)適宜的退火工藝制得ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料，ZnFe2O4納米顆粒均勻穩(wěn)定的附著在ZnO納米纖維上。另外，本發(fā)明首次將ZnFe2O4納米顆粒-ZnO納米纖維復(fù)合納米材料用于葡萄糖色比傳感測(cè)試，測(cè)試方法簡(jiǎn)單且靈敏度高。ZnFe2O4-ZnO形成II型異質(zhì)節(jié)半導(dǎo)體，交叉的能級(jí)結(jié)構(gòu)有利于減小載流子的復(fù)合，提高其催化性能、傳感性能。另外，將ZnFe2O4納米顆粒復(fù)合到ZnO納米纖維上解決了顆粒團(tuán)聚問(wèn)題，進(jìn)一步增強(qiáng)了其催化性能與傳感性能。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò)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(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機(jī)光伏電池及復(fù)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(shù)十家科研機(jī)構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機(jī)的研制，包括應(yīng)用于國(guó)家 863 重大汽車(chē)電池項(xiàng)目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項(xiàng)目（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級(jí)電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類(lèi)新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá) 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹(shù)脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量?jī)H為 0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級(jí)制備（圖 2）。通過(guò) 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(jié)構(gòu)。

2020年我國(guó)熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近 10 億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關(guān)技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導(dǎo)、 夜視、主動(dòng)雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計(jì)、測(cè)溫等軍事和工業(yè)領(lǐng)域，隨著近年來(lái)消費(fèi)電子的功能多樣化，其在消費(fèi)電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅猛增長(zhǎng)。本團(tuán)隊(duì)在高性能熱釋電陶瓷材料領(lǐng)域進(jìn)行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進(jìn)行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準(zhǔn)測(cè)量是熱釋電材料研 究領(lǐng)域的難點(diǎn)之一，本團(tuán)隊(duì)搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測(cè)量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時(shí)測(cè)量 8 個(gè)樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測(cè)試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測(cè) 量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、可靠性和重復(fù)性。 2020年我國(guó)熱釋電紅外傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模近 10 億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率超 20％，作為核心元件材料的熱釋電陶瓷材料相關(guān)技術(shù)獲得了業(yè)內(nèi)的普遍關(guān)注。熱釋電紅外傳感器可用于遙感、制導(dǎo)、 夜視、主動(dòng)雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計(jì)、測(cè)溫等軍事和工業(yè)領(lǐng)域，隨著近年來(lái)消費(fèi)電子的功能多樣化，其在消費(fèi)電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅猛增長(zhǎng)。本團(tuán)隊(duì)在高性能熱釋電陶瓷材料領(lǐng)域進(jìn)行了多年研究，研發(fā)了多種不同體系的高熱釋電系數(shù)陶瓷材料，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。在寬溫區(qū)范圍內(nèi)（-55 ℃-150 ℃）進(jìn)行多樣品熱釋電系數(shù)（衡量熱釋電陶瓷材料性能的重要參數(shù)）的精準(zhǔn)測(cè)量是熱釋電材料研 究領(lǐng)域的難點(diǎn)之一，本團(tuán)隊(duì)搭建的熱釋電系數(shù)一體化精密測(cè)量裝置，可以在-55 ℃-150 ℃寬溫區(qū)范圍內(nèi)一次同時(shí)測(cè)量 8 個(gè)樣品的熱釋電系數(shù)，樣品最小測(cè)試面積低至0.5mm2，可最大程度保證測(cè) 量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、可靠性和重復(fù)性。