南开大学研制出可在光源照射下飞行的石墨烯材料
高双折射率光子晶体光纤的研究进展
高双折射率光子晶体光纤的研究进展作者：***来源：《现代信息科技》2020年第18期摘要：光子晶体光纤因其独特的导光特性和灵活的结构而优于传统光纤，高双折射特性使其用于保偏光纤、光纤陀螺等光纤器件。
通过阅读研究相关文献进行的理解和总结，在分析双折射特性基本原理的基础上，介绍了近年以提高光子晶体光纤双折射特性为主要目标的国内外研究进展，增加不对称性或转变不同方向的应力可有效获得高双折射特性。
随着人工超材料的不断发展，光子晶体光纤在光通信等领域有着极广的发展和应用前景。
关键词：光子晶体光纤;高双折射率;空气孔;偏振中图分类号：TN252 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）18-0061-03Abstract：Photonic crystal fiber is superior to conventional fiber due to its unique light conducting characteristics and flexible structure. High birefringence makes it suitable for polarization-preserving fiber，fiber optic gyro and other fiber devices. Based on the analysis of the basic principles of birefringence characteristics through the understanding and summary of reading research related literature，this paper introduces the research progress at home and abroad with the main goal of improving the birefringence characteristics of photonic crystal fibers in recent years，high birefringence can be obtained by increasing the asymmetry or changing the stress in different directions. The stress can effectively obtain high birefringence characteristics. With the continuous development of artificial metamaterials，photonic crystal fiber has a very wide range of applications and profound practical prospects in optical communication and other fields.Keywords：photonic crystal fiber;high birefringence properties;air hole;polarization0 引言英國Bath大学的Russell于1992年首次提出光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）的概念[1]。
我科学家研制出_光动_材料_陈建强
光明日报/2015年/6月/21日/第001版我科学家研制出“光动”材料特殊石墨烯材料令“光动”飞行成为可能记者陈建强通讯员吴军辉本报天津6月20日电（记者陈建强通讯员吴军辉）经过3年的研究，南开大学化学学院教授陈永胜和物理学院教授田建国的联合科研团队，获得了一种特殊的石墨烯材料。
该材料可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行，其获得的驱动力是传统光压的1000倍以上。
该研究成果令“光动”飞行成为可能。
“光直接驱动飞行”是各国科学家争相研究的难题。
在以往的大量研究中，科学家试图利用“光压”提供动力。
“光压”即射在物体上的光所产生的压强。
光子同时具有质量与速度，具有动量的大量光子照射在物体上产生的光压会使物体移动，然而，来自光压的驱动力微乎其微，远不能满足航空和航天的负载要求。
陈永胜等专家研制出的这种石墨烯材料，可以在包括太阳光在内的各种光源照射下有效驱动飞行。
研究人员介绍，实验所用光源都较弱，如普通激光、氙灯等。
也就是说，这种材料对驱动光源并无特殊要求，因此可以广泛应用。
实验发现，光源的波长与石墨烯材料产生的驱动力成反比，即波长越短，材料产生的驱动力越大。
“这是我们了解到的，迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。
”陈永胜说，“通过计算，500公斤的负载，如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板，理论上获得的驱动力至少能使其达到0.09米每秒的加速度。
”除了观察到这种光直接驱动飞行外，研究团队经过大量实验，提出了一种新的驱动机理，即这种材料在光作用下，通过发射大量的电子获得了相应的驱动力。
这种特殊的驱动是通过电子喷射获得的，完全不同于传统的化学火箭。
目前，陈永胜团队正在对这种机理进行进一步的研究和验证。
最新一期英国著名科普杂志《New Scientists》（《新科学家》）为该成果专门撰写的评述文章指出，该成果“为石墨烯这种优良材料增添了一种惊人的性能”，“石墨烯海绵可以替代太阳能帆板，用以制造光动力推进系统的航天器”。
基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜
DOI: 10.12086/oee.2021.200319基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜王俊瑶，樊俊鹏，舒 好，刘 畅，程用志*武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北 武汉 430081摘要：本文提出了一种基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜。
该超表面单元结构由两层对称的圆形镂空石墨烯和中间介质层组成，其中镂空圆形中间由长方形石墨烯片连接。
该结构可实现偏振转换，入射到超表面的圆偏振波将以其正交的形式出射，如左旋圆到右旋圆偏振转换。
利用几何相位原理，通过旋转长方形条的方向，透射波会携带额外的附加相位并能满足2π范围内覆盖。
合适地排列石墨烯超表面的单元结构，以实现太赫兹聚焦透镜。
仿真结果表明：通过改变石墨烯的费米能级，可以对超表面圆偏振转换幅度进行调节，进而超透镜的聚焦效率也可以动态调节。
因此，这种基于石墨烯超表面的效率可调聚焦透镜不用改变单元结构的尺寸，只需通过改变费米能级便可实现，可以广泛地应用到能量收集、成像等太赫兹应用领域。
关键词：超表面；聚焦透镜；石墨烯；太赫兹中图分类号：TH74；TQ127.11 文献标志码：A王俊瑶，樊俊鹏，舒好，等. 基于石墨烯超表面的效率可调太赫兹聚焦透镜[J]. 光电工程，2021，48(4): 200319Wang J Y , Fan J P , Shu H, et al. Efficiency-tunable terahertz focusing lens based on graphene metasurface[J]. Opto-Electron Eng , 2021, 48(4): 200319Efficiency-tunable terahertz focusing lens based on graphene metasurfaceWang Junyao, Fan Junpeng, Shu Hao, Liu Chang, Cheng Yongzhi *School of Information Science and Engineering, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081, China Abstract: This paper proposes an efficiency-tunable terahertz focusing lens based on the graphene metasurface. The unit cell is composed of two symmetrical circular graphene hollows and an intermediate dielectric layer, wherein the hollow circular middle is connected by a rectangular graphene sheet. This structure can realize polarization conversion, for example, when an incidence with left-hand circular polarization emitted on the metasurface the po-larization of the transmitted light is right-hand circular polarization. According to the principle of geometric phase, by rotating the direction of the rectangular bar, the transmitted wave will carry an additional phase and can cover the range of 2π. An THz focusing lens can be realized by properly arranging the unit structure of the graphene metasurface. The simulation results show that the conversion amplitude of circular polarized light can be adjusted by changing the Fermi level of graphene, and the focusing efficiency of the metalens can also be dynamically adjusted.LCPRCP(cross-polarization)xy zV g——————————————————收稿日期：2020-08-27； 收到修改稿日期：2020-10-26基金项目：湖北省教育厅科技研究计划重点项目(D2*******)；武汉科技大学研究生创新基金项目(JCX201959)；大学生创新基金项目资助课题(20ZA083)作者简介：王俊瑶(2000-)，女，主要从事电子科学与技术专业。
科技论坛题目
1. 高分子是21世纪年轻又有魅力的一个学科，人类对高分子的认识经历了一个相当漫长的过程，但自古以来，人类生活就与高分子密切相关。
在人类发展漫长的岁月里，人们一直都在不自觉地使用着高分子，无论是用来充饥而赖以生存的淀粉和蛋白质，还是用来御寒的棉、麻、丝、毛，或是用于制造房屋和运载工具的木、竹等，以及随着人类文明的发展而出现的纸、天然与人造橡胶、塑料，都是常见的高分子材料。
那么最早由科学家在年首次提出高分子的概念。
（C）A．Florey 1920 B. Florey 1934C. Hermann Staudinger 1920D. Hermann Staudinger 19342. 第一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质是（胰岛素），由中国（国家）发现。
3．（风险题）最早合成的塑料是酚醛树脂，1907年，美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛缩合4. 为什么中国很重视无缝钢管的研制？答案：因为无缝钢管的铸造对石油，特别是军工行业的枪管和炮管有很重要的影响5. 据报道中国最新研制的大客机C919上复合材料使用率远没有外国同类型新型飞机的复合材料使用率高，这是为什么呢？答案：首先，国产复合材料的性能还不能完全达到飞机上某些关键部位的应用，必须依靠进口。
其次，中国飞机设计起步晚，为了保证其安全性，还不能大量采用复合材料。
6. 我们常见的不锈钢制成的材料其不锈原理是什么？答案：8分之N原理7. 常见的钢材力学性能与组织结构的关系：答案：组织结构越细小，其力学性能越好。
8. 下面化妆品中的成分哪个对人体无害？A果酸B曲酸C香料D：水杨酸A：果酸主要是用酸来使你的皮肤变薄，有美白和去角质的效果，虽然效果很明显，但不久后会发现皮肤变得又薄又敏感，认真看甚至看到皮肤下的毛细血管。
而且果酸感光性很强，早上用皮肤特别容易变黑。
B：曲酸：其效用是在观察日本清酒酿造工人的手变白时发现的。
它能有效抑制酪氨酸酵素，可溶于水，使用浓度介乎1%~3%之间，无毒，用后刺激性极小，在亚洲食品工业中被用作抗氧化剂。
南开大学科技成果——低成本非真空铜铟硒(CIGS)薄膜太阳电池制造技术
南开大学科技成果——低成本非真空铜铟硒（CIGS）薄膜太
阳电池制造技术
项目简介
CIGS薄膜太阳电池具有效率高，无衰退、抗幅射、寿命长等特点，采用非真空技术可以进一步降低这种电池的成本，预计可达到0.3$/W。
产品结构
衬底/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al；其中光吸收层CIGS薄膜为p型半导体，其表面贫Cu呈n型与缓冲层CdS和i-ZnO共同成为n 层，构成浅埋式p-n结。
太阳光照射在电池上产生电子与空穴，被p-n 结的自建电场分离，从而输出电能。
工艺流程
普通钠钙玻璃清洗→Mo的溅射沉积→非真空法分步电沉积Cu-In-Ga金属预置层→快速加热硒硫化处理（RTP）→化学水浴法沉积CdS或ZnS→本征ZnO溅射沉积→ZnO:Al透明导电膜的溅射沉积→Ni/Al电极沉积。
小面积电池指标
效率12.01%（FF=0.63，Voc=532mV，Jsc=35.8mA/cm2，面积0.34cm2）。
合作方式
技术咨询、企业产业化技术支持。
科学家利用石墨烯“光测”癌细胞-论文
２ ０ １ ４ 年１ ７ 期
科技 一向导
◇ 科技动态◇
北京国际都市农业科技节 技术展示为期 ５ 个月
５ 月３ １日． 北京 国际都市农业科技园迎来开园第一天。技术展示 活动为期 ５ 个月． 将 持续到 １ １ 月份 ， 通过展示科技 园内国际现代农 业 尖端科技 成果 ． 引 导和支持科研 机构与企业联合 研发 ， 促进技 术交流 和成果转化 ． 建设农业科技服务体系 ， 提升农 业科 技观光体验 ， 为现代 农业产业技术体系建设提供支持和服务。 通州 区人 民政府副 区长 于世 疆表示 ． “ 十二五” 以来 ． 通州 区制订 了打造 现代化 国际新城 的战略部署 。 带动了全区观光休 闲都市农业 的 发展。 三年来 ． 都市农业规模发展稳健 ， 实现了社会效益和经济效益双 赢。 本届都 市农业科技节 ， 以农业科技交流 、 展示 、 推广为中心 ， 从市场 化和国际化角度展示 现代都市农业 的创新发展 ， 促进农业技术 交流和 而非出售给他们 。 这项耗资 ４ Ｏ 亿英镑（ 约合 ６ Ｏ 亿 农业成果转化 希望通过本次活动 ， 大家在收获体验的同时 ， 共同为农 为 申请者提供船票 ． 美元１ 的项 目打算 用出售该任务 的广播权来 弥补一部分 费用 ， 与之相 业科技创新贡献力量 ． 推 动现代都市农业 的发展 美 国宇航局的“ 好奇” 号火星车耗资约合 ２ ７ 亿美元 。 （ 孝文） 中 国光华科技基金会 副秘书长查德荣表示 ： “ 此 次科技 节活动 ， 希 比． 望更多的农业企业参 与到农 业科技 推广、 农业机 械化 和农业 信息化技 术研发 中来 ． 中国光华科技基金会会一 如既往 为大家提供最优秀的公 科学家利用石墨烯“ 光测” 癌细胞 益平台 ． 将农业科技展示出去 ． 推广出去． 为提 升农业 国际竞争力添砖 据新华社 电． 我 国科学家利用全内反射下石墨烯对介质折射 率异 加 瓦 。” 常敏感 的光学现象 ． 实现 了超灵敏单细胞实时流动传感 。这一成果 可 本次活动 以“ 拓国际视野 ． 论道都市农业 － 共 享科 技成果” 主题 ． 同 以使 癌细胞 在形成之初 即被 精确“ 光测 ” 出来 ， 精度 可达数千分之一 ， 期举办 “ 农业机械化研讨会” 和“ 农业信息化研讨 会” ． 分别从 以农业物 或将 为癌症预 防提供一条新途径 。 联 网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系角度 ． 提 石 墨烯是一种呈蜂巢状排列 的单层碳原子结构 ． 是 目前 已知的最 出加大农业科技创新平台基地建设和技术集成推广力度 ． 推动发展 国 薄 、 最坚硬 的纳米材料 。 在全 内反射这种特殊的结构下 ， 对于介质折射 家农业科技 园区协 同创新战略联盟 ． 从而推进以设施农业和农产 品精 率异常灵敏是 石墨烯材料 的重要特性之一 深加工 为重点 的新兴产业技术研发 。 （ 史诗 ） 南开大学物理学 院 田建 国、 刘 智波领导 的研究 组发现 ． 折射 率 的 灵敏度与石 墨烯的层 数有极 大关 系 ． 并且层数有一个 最优 值 。通过与 南开大学化学学院陈永胜课题组不 断控制石墨烯 的层 数 ． 最终制 出厚 我 国将重 点治理挥 发性 有机化合物排放 度为 ８个纳米的石墨烯材料 ．其折射率 的灵敏度和分辨率达到最高 。 记者从近 日举 行的第八届 中国国际水性木 器涂料发展研讨 会上 这也是 目前 国际上现有报道的最高水平 。 了解 到 ， 未来 我 国将 从法 规 、 标准、 税 费等多 方面 ， 重 点治理 挥发 性 记者在实验室看到 ． 实验人员将 制备出的 ８ 纳米厚石墨烯均匀铺 有机化合物 （ Ｖ Ｏ Ｃ） 的排放 。 于一块三棱镜 的一面 ． 紧贴石墨烯上方建有 一条细胞 通道 。 实验时 ， 一 挥发性 有机化合 物 ， 英 文简称 Ｖ Ｏ Ｃ ． 其包括 的物质超 过 １ ０ ０ 种。 束光从棱镜 一面射入 ． 穿透 石墨烯照射在 细胞通道上 ． 反射光从棱 镜 Ｖ Ｏ Ｃ排放后 ． 进入 大气形 成半挥 发性 有机物 ． 并 在 阳光作 用下最 终 另一面射 出。由于癌细胞的形态 、 大小 、 性质不同于正常细胞 ， 导致 它 形成 Ｐ Ｍ２ ． ５ 。据统 计 ， 当前 Ｐ Ｍ２ ． ５产 生的主要来源 中 ． 汽车尾气 排放 对反射光偏振态的影响也与正常细胞大不相同 实验人员通过光电转 占３ ０ ％， 日常 发电 、 工业生 产等 占 ４ ９ ％， Ｖ ＯＣ独 占 ２ １ ％。 化． 即可得到一份波形 图。 如果细胞通道 中存在癌细胞 ． 则波形图上将 研讨会上 ．国家环保部污 防司大气处 的朱焰炉 博士表示 ． 当前 会呈现 出明显 的波峰 我 国大气污染治理 的形 势依然十分严 峻 作为形成 Ｐ Ｍ２ ． ５的重要来 现场实验结果表 明．即使数千个正常细胞 中有一个发生 了病变 ． 源． 我 国 ＶＯ Ｃ的 每年排放 量 已经达到 ２ ０ ０ ０到 ３ ０ ０ ０万 吨 ． 加强 控制 这种 “ 光测 ” 方法都可 以将其准确识别出来 势在必 行。 “ 这种方法 的优点就是可 以对流动细胞样本进行快速检 测 如果 据朱焰 炉介绍 ， 从今 年年底 到 ２ ０ １ ５ 年 上半年 ． 环保 部等部 门将 未来 投入应用 ． 将大大 提前癌细胞被 发现的时 间 ． 为人们预 防癌 症和 刘智波说 。 （ 张建新 袁 帅） 从五 个方面重 点整治 Ｖ Ｏ Ｃ ， 包括 完善 Ｖ Ｏ Ｃ污染 防治法规 ． 出台重点 早期 干预治疗提供助益 。” 行业 Ｖ Ｏ Ｃ排 放标准 ． 完善 Ｖ ＯＣ监测 方法 体系 ． 研 究制定 Ｖ Ｏ Ｃ收费 管理办 法以及综合整治 重点行业 首个 白蚁基因组破译促社会 陛昆虫进化研究 随着更 加严格 的新政策 出台 ． 一些高 排放 的行 业将 面临升 级转 白蚁的蚁 王具有 长久 的生殖能力 ．与蚁后拥有 同等 的特 殊地位 ． 型 的巨大压力。其 中就包括涂装 、 石油化工 、 合成材料等环 保部确定 其他社会性 昆虫却没有王 。 因此 ． 白蚁是研究社会性进化重要 的昆虫 的十大重点行业 。 近 日， 《 自然 ・ 通讯 》 在线发表 的文章 中， 中、 美、 德等 国科学 家宣布完成 对此 ， 会议主办方 、 中国涂料 工业协会会长孙 莲英认 为 ． 解决大气 了首个 白蚁ｆ 内华 达古 白蚁１ 基 因组测 序和分析 ． 在 揭示 白蚁 复杂社会 污染必须从调 整产 业结构 、 转 变发展方式上 下工夫 ． 行业 自身应有清 性的分 子基础 方面获新发现 醒的认识。她表示 ， 作为 ＶＯ Ｃ排放 的“ 大户 ” ． 涂料 行业近年来 已结合 白蚁与蚂蚁 和蜜蜂一样是社 会性昆虫 科学 家发现在 白蚁社会 产业实际 ， 积极采取行 动 ， 比如大力推广低 Ｖ Ｏ Ｃ 排 放的水性涂料替代 中 ， 仅有 少数的个体 （ 称作蚁后和蚁王 ） 拥有生殖能 力 其它个体 （ 工蚁 传统溶剂型涂料等等 。 目前 。 涂料水性化逐渐成为行业 共识 ． 水性 产品 和兵蚁） 则从事觅食 、 保育或防御 等非生殖类 的工作 在产量 、 科研 、 工艺等方面都取得了长足的发展 （ 何 晓亮 ） “ 发现之一是在白蚁基因组中发 现四个 与精子形成相关的基 因家 这些基 因在可育 的雄性生殖蚁 中是上调表达的 ” Ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｘ宣布 ２ ０ ２ ０ 年在火星建立人类居留地 族发生了显著扩增。 据 国外媒体报道 ， 对那些梦想着有一天能有机会飞往遥远行 星的 国家基因库李彩指 出 ． “ 在 白蚁 群体 中蚁后 和蚁王会在相 当长 的时间 人们来说 ， 他们还有 ６ 年时间为火星之旅存 款 亿万富豪埃隆一 马斯 克 里多次发生交配 ． 然而在膜翅 目社会性 昆虫中 ． 生殖行 为通常是 由蚁 已经宣 布， 他的太空探索技术公司（ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ Ｘ ） 正 在一步步“ 逼近 ” ２ ０ ２ ０年 后掌控且一般只有单次交配 ． 研究成果 为从 分子层面上解释这些差异 在火星上建立一个聚居地的 目标 ，并希望以每人 ５ Ｏ 万美元 的价格 出 提供了思路 ” 售旅游船票 。该公司于今年 ４月曾经成功进行 了火箭试 验 科学家还发 现 了一些 在膜 翅 目社会性 昆虫 中参 与等级分化 和生 马斯克 以前曾说过 ， 他创建太空探索技 术公司的唯一原 因就是 开 殖分工相关的基因家族在 白蚁中也表现出了相似的特性 “ 解读 白蚁 发可 以把人类送上月球的火箭技术。 他希望帮助建 立一个 可以容 纳多 基因组是揭示社会 性昆虫分子进 化的关键 我们 发现一些 像卵黄蛋白 达８ 万人的火星居留地 ， 但他承认 ， 他会从 小做大 ． 最初可能是 只能容 原 、 保幼激素之类 的调控 因子 ． 它们在 白蚁 的不 同等级 中的表达有 显 纳 １ ０人 ， 并以此为起点 ， 不断壮大这个 居留地。 马斯克说 ： “ 在火星 ， 你 著的差异 同样的基因表达差异也存在于其他社会 性昆虫的等级调控 可 以先从一个 自给 自足的文 明开始 ． 并一 点点把它壮大 ． 变成一个 很 中 ” 国家基因库张国捷博士说 ． “ 随着越来 越多的社会性 昆虫基 因组 大的聚居地。我认为 ， 我们正 向这个方 向不断迈进 。” 马斯 克在伦 敦英 被破译 ． 比较基 因组学分析将 是进一步研 究的重要手段 之一 ． 为 深人 国皇家航空学会对听众们这么说。４月这家公司进 行了一 项十分 成功 理解社会性系统的发育调控和进化过程提供更 多线索 ” （ 传 书）
我超大型煤气化技术获重大突破
Development Frontier发展前沿•科海拾贝W ild我超大型煤气化技术获重大突破日前，世界首套双流化床粉煤气化（KSY)技术工业试验 装置（100吨/天），在非常稳定和全自控无人工干预状态下，于 陕西兴平通过陕西省化工学会专家委员会72小时现场考核标 定。
这标志着我国超大型煤气化技术获得重大突破。
标定结果显示，装置负荷、煤气产率、有效气（CO+H2)、煤气热值.冷煤气效率和碳转化率均达到或优于设计指标。
“KSY技术是一种采用干法进料、干法排灰、两段反应器高效 耦合的双流化床粉煤气化技术。
”延长石油集团首席煤化工专 家、碳氢中心主任李大鹏指出，该技术具有单套装置处理量 大、煤种适应性广、项目投资少、低耗环保等特点。
这一技术是延长石油集团碳氢研究中心技术研发团队继 粉煤热解气化一体化技术开发成功后与有关方合作并主导完成 的又一项重大科技成果。
标定专家组通过现场查看、DCS后台 历史数据调阅、实地测量与数据验证、问询与答疑、数据计算 及讨论论证后，一致认为，这项技术中有高度工程创新理念的 第一、二气化反应器的耦合，实现了在两个不同温度场、流化场 以及固体颗粒在高倍率双循环流化条件下碳的高效转化和合 成气的高效产出，为正在开发中的超大型5000吨/天KSY工业 化装置工艺设计包提供了可靠的基础数据。
装置中提升管反 应器、TCD反应器.高效多级旋分、连续减压排灰装置、流化床 废锅、PCD除尘器等专利、专有设备运行良好，在工艺技术上实 现了设计理念，构成了一个完整的气化创新体系，其先进性和 可靠性在运行中得到充分的验证。
西北大学化工学院教授、能源化工研究所所长、陕西省 化学所所长马晓迅表示，超大型煤气化技术的开发是国家在 “十三五”能源发展规划中提出的重大产业技术任务，双流 化床粉煤气化技术的开发成功为完成这一任务提供了奠定 了基础。
（本刊讯）精对苯二甲酸A S T M标准发布近日，由中国石化主导制定的ASTM D8062-19《低 p-T0L (对甲基苯甲酸）含量的精对苯二甲酸产品标准》，在 美国试验与材料协会（ASTM)国际标准组织官方网站正式 发布，实现了中国石化ASTM标准制定的零突破。
[高分子材料] 南开大学卜显和：多孔配位聚合物的发展历程及研究进展
![[高分子材料] 南开大学卜显和：多孔配位聚合物的发展历程及研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/7b1096adf12d2af90342e694.png)
南开大学卜显和：多孔配位聚合物的发展历程及研究进展2020-01-04以下文章来源于中国科学杂志社，作者中国科学：化学多孔配位聚合物(PCP)(包括金属有机框架)是一类由金属节点和配体通过配位键连接形成的晶态多孔材料。
作为一类新兴的无机-有机杂化材料, PCP具有丰富且可调节的结构和功能, 因此其在气体吸附分离、催化、传感等诸多领域展现出巨大的应用潜力, 是多学科交叉的研究热点。
南开大学化学学院卜显和教授课题组近期在《中国科学：化学》发表评述，依据PCP的结构及性质特点,总结了第一至第四代多孔配位聚合物PCP研究的发展历程, 介绍了该领域的主要研究内容和典型研究进展, 进而基于该领域未来面临的挑战和发展趋势分析了材料的实用化前景。
近年来, 多孔配位聚合物(porous coordination polymer, PCP) (包括金属有机框架(metal-organic framework, MOF))的研究方兴未艾。
PCP是由金属节点(金属离子或金属簇)和有机连接体通过配位键自组装形成的具有无限网络结构的材料。
其作为配位超分子化学的一个重要组成部分, 与无机化学、有机化学、晶体工程、拓扑学、材料化学及固态化学等领域相互交叉、渗透, 现已成为化学和材料领域的研究热点之一。
相较于传统的无机多孔材料(如沸石分子筛、微孔二氧化硅), PCP具有结构和组成多样、结构可设计、孔道可调节和易于功能化的优点。
因此, 这类材料在吸附分离、催化、检测、磁性以及光电等领域展现出巨大的应用价值和潜力。
按照PCP的发展历程和属性对其进行的分类根据剑桥晶体数据中心的统计, 1972~2016年, 约有7万例可被定义为MOF的新结构被合成, 对应的可定义为PCP的化合物的数量更加庞大。
基于PCP数量的急剧增长, 相关研究论文的发表数量也在逐年递增。
与此同时, 涉及PCP材料的研究领域不断扩大。
目前PCP的研究热点主要集中在以下5个方面。
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动 ，也就是说对驱 动光 源的并无特殊要 求，因此可 以广泛应 用。这是迄今为止 科学 界第一次用光推动一 个宏 观物体并实
据 了解 ， 合 金 室 温 显 微 硬 度 达 到 Ｈｖ ４ ０ ０ ，其 硬 质 相 氧化铝的颗粒尺寸为 ５ ０ ０ ｎ ｍ 左 右 ，与钼 基 体 界 面 结 合 良
高通热王骁 龙 ８ １ ０ 如果 使用这种导热材料 ，那么温度也不会 南 开大 学化 学学 院陈 永胜 教授等 专家 研制 出 的这 种石 墨烯 成为制约其性 能发挥的 因素 当然 ，实验 室研 究到投入商业应 材 料 ，可 以在 包括 太 阳光在 内的各种 光源 照射 下有 效驱 动 用还有很 长的路要走 ，所 以，不要指望 下一代安卓智 能手机 飞行 。陈永 胜教 授和 物理学 院 田建 国教授 领导 的科研 团队
Ｔ Ｚ Ｍ 合金 和稀 土钼 合 金 。
本项 目研究 的新一代 高温耐磨钼合 金可打破国外封锁 ，
有 效降低高性能钼合 金产品的进 口依赖 性 ，满足航空航天 、
冶 金 、 化 工 、 电子 等 行 业 发 展 的 需 要 ，相 关 产 品 已在 多 家 企
Ｊ Ｉ Ｉ ： ｔ ： 成功制备石墨烯橡胶纳米复合材料
或者 ｉ Ｐ ｈ ｏ ｎ ｅ就采用这种导热材料 。
经过 ３年 的研究 ，获 得 了一种特 殊 的石 墨烯 材料 ，这种 材 料可 在包 括太 阳光在 内的各种 光源 照射 下驱 动飞 行 ，其获
得 的驱 动力是 传统光压 的 １ ０ ０ ０倍 以上 ， “ 光 动”飞行 或将
河 南科技大学研 制成功 自生纳米 Ａ ｌ ２ ０ ３ 成为可 能。 南开大学功能 高分 子材料教育部重点 实验 室研 究人员将 陶瓷颗粒增强高温抗磨钼合金
的新型钼 合金近 日研制成功并通过了省级科技鉴定 。
性质是 由于石墨烯本身 的电子性质 以及这一材料特殊 的宏
钼是重要 的战略金属 ，钼及其合金可用 作航空航天工业 的关键部件 ，如 发动 机的火焰 喷嘴和燃 烧室 、航天器 的鼻锥
和喷嘴等 ，服役条件 苛刻 ，但 目前应用 的合 金高温耐磨性 能
物石墨烯复合材料难 以规模化制备等技 术难题 ，提 出了超声
南开大学研 制 出可在光源照射下飞行的 烯和石墨烯 隔离 网络的橡胶纳米复合材料 ，开发 了石墨烯用
剥离、胶乳混合及原 位还原新方法 ，制备 了含均匀分散石 墨
石墨烯材料
在 以往 的研究 中 ，科学 家试 图利用 “ 光压 ”获得动 力 。
■ Ｉ 中 国 粉 体 工 业２ ０ １ ５ Ｎ ｏ ． ４
一
个重为 ４毫 克的形似 “ 海绵” 的圆饼状三 维石墨烯材料放
由河南科技大学牵头攻关 ，室温强度超过 １ ２ ０ ０ ＭＰ ａ ，高
置到真 空管 中。在不 同光源 的 “ 推动”下 ， “ 海绵”瞬 间发 生 了水平或竖直方 向的位移 ，最大移动距离可达 ４ ０ 厘 米。这
一
温 （ １ ３ ０ ０ ℃ ）强度 超过 ２ ５ ０ ＭＰ ａ 、高 温耐磨 性优于 纯钼 ５倍
四川大学 成功制备了含均匀分散石 墨烯和石墨烯 隔离网
络 的橡胶纳米复合材料 。 四川 大学 依托国家级高分 子材料 与工程 国际联合研 究 中 心平 台 ，与意大利研究机构在石 墨烯复合材料研究方 面建立 国际合作项 目，针对石墨烯在 聚合物基体 中难 以分散 、聚合
业 转化 生产 ，创 造产值 超 １ ０亿 元。项 目先后 申请发 明专利 ２ ０余项 ，拥有完 全 源自主知识产权 ，达到 国际先进水平。
现宏观 的驱动 。陈永胜教授说 ，通过定量 测量 ，这种石墨烯
材料在光 照条件 下产生的力是传统光压 的千倍 以上 。通过计 好 ；１ ３ ０ ０℃ 的 高 温 硬 度 大 于 Ｈｖ ３ ３ ０ ，高 温 拉 伸 强度 大 于 算 ，５ ０ ０千克的负 载，如果利用 基于这种 石墨烯材料 制备 的 ２ ５ ０ ＭＰ ａ ，延 伸 率 大 于 ２ ０ ％；Ａ１ Ｏ， 的 加 入 强 化 了 钼 基 体 ，能 驱动 帆板 ，理 论上 获得 的驱 动力 至少 能使其 达到 ０ ． ０ ９米 ／ 有效地 提高钼合金抗 划伤和抗犁削 能力 ，耐磨性 大幅提高 ， 秒的加速度。 １ ０ ｖ ｏ １ ％ Ａ１ Ｏ ／ Ｍｏ合 金 的高 温抗 磨性 约为 纯 钼 的 ５ 倍 。所 开 发的新型钼合金 的高温硬度 、强度 、耐磨性 均优于传统 的
于橡胶复合材料 的应用潜力 。
该技术制备 的石 墨烯橡胶复合 材料力学性能优异 ，且具
“ 光 压 ”是射 在 物体 上 的光所 产生 的压 强 。然而 ，来 自光 有高 的电导 率和气体 阻隔性 ，可广泛应用于高 品质 轮胎、特
压 的驱 动力微乎 其微 ， 远不能 满足航空和航 天的负 载要 求 。 殊密封圈 、高性能减震器 和橡塑复合材料等 。
观形 貌结 构综合形成 的。宏观上这一 材料 可 以看作是 由无 数
个相 互 电子独立的石墨烯 片构成 通过化学交联构成 ，因此总
体来说 ，无数个石墨烯发射 电子 产生的微小动力 的和就 可观 并不理想 。在 国家 自然科学基金和 国家发改委重大科技专 项 测到光驱动性能 ，这完全不同于传统 的化学火箭 。 的支持下 ，河南 科技大学联合行业 骨干企业经过 ８ 年攻 关， 研究 人员介绍 ，实验所 用光源都较弱 ，如普通激 光、氙 先后突破第二相尺寸控制 、复合粉 体的液 一液法掺杂 合成、 灯等 ，室外实验发现太 阳光 同样 可 以驱动这种石 墨烯 材料移 等静压成 型与压力加工等 多项 关键技术 ，成功研 发出了 自生 纳米 Ａ１ ， Ｏ 陶瓷颗粒增 强高 温抗磨钼合金 。