中科院纳米科技成果在健康诊疗、动力锂电池等领域实现核心技术创新

中科院“纳米先导专项”首席科学家、国家纳米科学研究中心研究员王琛介绍成果 屈功泽摄

国际在线报道（记者 屈功泽）：根据中国科学院１３日公布的最新消息，中科院的纳米科技成果已在动力锂电池、绿色印刷、纳米催化、健康诊疗与饮用水处理等产业领域形成了一系列纳米核心技术创新，吸引和带动社会资本投入超过５０亿元。

中科院五年前启动“变革性纳米产业制造技术聚焦”战略性先导科技专项（简称“纳米先导专项”），针对新能源动力汽车、绿色印刷、能源、健康等领域的国家重大需求和行业迫切需要解决的关键技术问题，通过一系列研究攻关，实现相应纳米材料的规模化生产和应用，推动相关行业的发展。“纳米先导专项”首席科学家——国家纳米科学研究中心研究员王琛１２日介绍：“我们通过这项努力，实现纳米技术从基础研究的突破，到变革性产业技术的跨越，打通‘最后一公里’，促进了我们纳米技术创新链和产业链的精准对接。在长续航动力锂电池、纳米绿色印刷制造以及纳米健康技术方面的进展，都体现了我们纳米科学从基础研究开始，到关键材料体系、关键技术的攻关以及工艺装备、系统集成方面的这些努力，最终实现了它的产业化、规模化的应用，同时在环境、社会以及经济效益方面都取得了很显著的进展。”

对于具体的应用，国家纳米科学中心高级工程师沈海滢举例介绍：“大家都知道人体内一些生物分子，比如说蛋白质、核酸，都是在纳米这个尺度上的。那么我们就希望利用纳米材料在结构以及功能上的一些特殊性质，来实现对这些生物分子进行捕获、识别和读出，推进纳米技术在体外诊断方面的应用研发。”

沈海滢透露，相关研究团队在纳米体外诊断技术、结核病诊断技术、肿瘤检测技术以及药物制剂研发方面都取得了进展，未来还会继续推进相关医疗器械的注册审批以及更多的医疗产品进入市场。这对于改善民众健康具有重要意义。“经过这几年的努力，我们已经将实验室的一些技术进行产业化开发，获得了一些技术突破。通过国家食品药品监督管理总局组织的注册检测、临床实验、体系考核，多款产品已经获得了医疗器械证书。可以说，实现了纳米技术从实验室走向市场。”

纳米科技是上世纪末开始兴起的新兴学科，中国就此与国际同步进行了科研布局。据中科院重大科技任务局副局长齐涛介绍：“纳米科技在我国的发展速度应该说是领先国际的。比如，１９９７年与纳米相关的SCI论文中只有６%涉及我国作者，从２０１１年开始则超越美国而居世界首位，一直到现在；在纳米科技论文被引次数、高影响力论文以及专利方面，也呈现了类似的迅猛发展态势。”

多用途可回收纳米片面世，可用于电子、能源存储、健康和安全等领域

科技日报记者 张梦然

一种新的自组装纳米片有望从根本上加速功能性和可持续纳米材料的开发，可用于电子、能源存储、健康和安全等领域。该纳米片由美国劳伦斯·伯克利国家实验室团队开发，可显著延长消费品的保质期，由于新材料是可回收的，还能实现可持续制造。《自然》杂志8日在线报道了这一突破。

电钙测试证明了自组装纳米片作为微电子产品氧屏障的潜力。图片来源：加州大学伯克利分校

利用纳米科学来制造功能材料的一个挑战是，要将许多小部件聚集在一起，以便纳米材料能够“长得”足够大以发挥作用。虽然堆叠纳米片是将纳米材料生长成产品的最简单方法之一，但在使用现有纳米片时，“堆叠缺陷”（纳米片之间的间隙）是不可避免的。

新的纳米片材料通过完全跳过串行堆叠片材的方法克服了缺陷。团队将已知可自组装成小颗粒的材料与交替的成分材料层混合在一起，悬浮在溶剂中。为了设计该系统，研究人员使用了市售纳米颗粒、小分子和基于嵌段共聚物的超分子复杂混合物。

实验显示，当溶剂蒸发时，由200多个堆叠纳米片组成的高度有序的层状结构（缺陷密度非常低）已在基底上自行组装。团队还成功地将每个纳米片制成100纳米厚，几乎没有孔和间隙，这使得该材料在防止水蒸气、挥发性有机化合物和电子通过方面特别有效。

研究表明，该材料作为电介质具有巨大潜力。电介质是一种绝缘“电子势垒”材料，常用于储能和计算应用的电容器中；而当该材料用于涂覆多孔聚四氟乙烯膜（一种用于制造防护口罩的常见材料）时，它还可以非常有效地过滤掉挥发性有机化合物；此外，该材料可重新溶解和铸造，以产生新的阻隔涂层。

总编辑圈点：

既想要纳米材料“极微小”的特性，又想要它符合各种设备的尺寸，怎么做呢？纳米材料不是橡皮泥，组装后一直存在间隙问题，但现在，科学家成功演示了如何从单一纳米材料，轻松组装成适合各种工业应用的多功能材料。此外，这种材料可重新溶解、铸造的回收过程，不但意味着它更环保，也意味着它的可塑性良好，允许进一步微调，以改善应用范畴。

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