刘前：纳米科研结硕果
已见繁花结硕果 更立壮志谱新篇——记中科院炭材料重点实验室刘
创新人物Innovation Character他是将我国碳纤维制备技术推进到国际水平的践行者。
为攻克碳纤维技术壁垒摆脱海外掣肘，他潜心钻研，终于，功夫不负有心人。
他是推动国产高性能纤维在国防和工业领域全面应用的铺路人。
针对国家重大战略需求，他带领团队开展了国产新型碳纤维的关键技术研发攻关，突破了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维工程制备技术瓶颈，为新型碳纤维从实验室走向工业化奠定了技术基础。
他以材料报国为己任，自主研发，解决了我国第三代高性能碳纤维及其复合材料在模量和压缩强度方面不足的实际问题，建立了具有自主产权的碳纤维新型制备技术，形成具有自主体系、自主规格的第三代高强高模高韧碳纤维样品，为中国从“纤维大国”走向“纤维强国”贡献了力量。
他，就是中科院炭材料重点实验室副主任刘耀东。
材料报国，志在超越少年时的刘耀东对材料科学就特别着迷，对于研究微观原子和分子世界的物理、化学学科尤为喜爱。
1995年，他考入清华大学化学工程系，相继完成了本科、硕士阶段的学习，他的材料探索之旅,也从那时候徐徐开启。
2002年及之后的4年时间里，他来到中科院上海应用物理研究所工作。
2006年8月，他以优异的成绩考取美国佐治亚理工学院的聚合物、纺织和纤维工程系，取得博士学位，并随之在美进行了4年的博士后和研究科学家工作。
8年多的海外经历，进一步丰富了刘耀东的研究视野，使他建立了关于先进材料与绿色化工方面完备的学科前沿知识，储备了实验室技术工程化放大的宝贵经验，为今后的研究之路打下了坚实的基础。
2015年，刘耀东入选中科院“百人计划”，成为中科院山西煤炭化学研究所的一名研究人员，他把自己所思所想所学融会贯通到这个新的团队中，致力于新材料的研发。
长期从事高分子材料、高性能纤维制备、纳米复合功能材料、碳材料等方面前沿研究的刘耀东，心中始终有一个“材料报国梦”，如今，他的愿望迎来了发展的良机。
一路耕耘，一路芬芳。
回国后的短短4年多时间里，刘耀东主持了中科院“百人计划”、山西省重大专项、山西省“百人计划”、山西省自然基金，参与国家自然科学基金、中科院STS重点部署、院所合作、企业合作等项目。
纳米芯片筑梦医疗--记北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾
中国高新科技 2019年第53期 ·15·
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先锋人物
Avant character
取效率。在此之后，他的课题组又 继续开发更加便捷、安全的细胞微 流控操纵技术。与其说柳暗花明的 惊喜来自常凌乾的大胆尝试，不如 说源于他坚实的知识基础的厚积薄 发。常凌乾一直认为科研经历是一 份宝贵的财富，无论失败与否，过 程总会带给科研人员新的感悟与思 考。作为科研人员要做的就是：永 远做好准备，去思考，去科研。
先锋人物
Avant character
纳米芯片筑梦医疗
——记北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾 ■ 文／徐 飞
纳米技术已经成为21世纪的关 键技术之一，推动着各个研究领域 的迅猛发展。近年来，纳米科技对 生物医学的影响越来越深。例如， 在生物医学研究中纳米机器人可充 当“微型医生”，解决了传统技术 难以解决的问题。纳米技术在癌挥着重要作 用。北京航空航天大学常凌乾教授 课题组长期致力于微纳米生物芯片 的研究，在诸多跨学科前沿问题开 展了卓有成效的研究和探索工作， 在加工制备微纳米芯片、细胞微操 纵技术、微纳电孔技术及其在细胞 基因检测、转染、治疗等领域都取 得了一定的突破。
依托于北京市生物医学工程 高精尖中心，常凌乾建立了单细胞 分析纳米技术研究所，致力于研究 和开发用于单细胞基因分析和治疗 的微纳米芯片器件，以及重大疾病 的单细胞模型构建、基因分析和治 疗，真正做到利用科技造福人类。 目前所有基因诊疗都是基于细胞转 染技术，常凌乾所研究的纳米电孔 技术虽已成型，但仍需扩展思路， 发展更多的微纳米芯片用于单细胞 研究。在研究新型微纳米电孔结构 和物理模型的同时，更要建立低成 本、可批量生产的电孔芯片的制备
粉体光催化全水分解技术研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 4 期粉体光催化全水分解技术研究进展吴晨赫1，刘彧旻1，杨昕旻1，崔记伟1，姜韶堃2，叶金花1，刘乐全1（1 天津大学材料科学与工程学院，天津300072；2 邯郸净化设备研究所，河北 邯郸 056000）摘要：光催化全水分解制氢可以直接将太阳能转变为绿色氢能，该技术具有过程简单、成本低等优势，受到广泛关注的同时展现出了良好的应用前景。
半导体光催化剂的性能是光催化全水分解技术发展的核心因素，目前该领域主要围绕光催化反应的三个基本步骤对其性能进行提升：光吸收、载流子分离与迁移以及表面反应。
本文从光催化基本原理出发，围绕以上三方面概述了应对相应挑战的有效策略与近年来的研究进展，在此基础上总结了设计、制备高效光催化全水分解材料的重要方法，分析了当前影响该水分解制氢技术工业化应用的难点，指出该领域的核心问题是开发高效的窄带隙光催化材料，同时未来需着重解决逆反应严重、催化剂稳定性不足以及大规模实施过程中的氢氧混合气体分离等技术问题。
关键词：太阳能；光催化；全水分解；制氢；催化剂；可再生能源中图分类号：TQ116.2 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）04-1810-13Particulate photocatalysts for light-driven overall water splittingWU Chenhe 1，LIU Yumin 1，YANG Xinmin 1，CUI Jiwei 1，JIANG Shaokun 2，YE Jinhua 1，LIU Lequan 1(1 School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2 Purification EquipmentResearch Institute of Handan, Handan 056000, Hebei, China)Abstract: Photocatalytic overall water splitting (POWS) is a simple and cost-effective approach to directly transforming solar energy into green hydrogen, which attracts great attention and demonstrates a bright prospect. The performance of photocatalyst is recognized as the key factor in the development of POWS. The strategies for improving the performance mainly focus on the three fundamental steps of photocatalysis, i.e., light absorption, carrier separation and migration and surface reaction. This paper reviews the recent achievements from the perspectives of valid strategies in coping with the challenges in these steps. Based on this, we summarize the important strategies of designing and preparing efficient photocatalysts for POWS and analyze the remaining obstacles to the industrial application of POWS. It is pointed out that the main challenge at present is to develop efficient narrow-gap photocatalysts. Meanwhile, the problems of serious backward reaction, the instability of the materials, and the technological problems like the separation of H 2-O 2 mixture during large-scale operations should also be addressed in the future.Keywords: solar energy; photocatalysis; overall water splitting; hydrogen production; catalyst; renewable energy综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0603收稿日期：2023-04-14；修改稿日期：2023-05-28。
纳米流体储能研究进展
纳米流体储能研究进展作者：贾亚峰尚玉明何向明李建军来源：《新材料产业》 2017年第6期文/ 贾亚峰1,2 尚玉明1,3 何向明1,3 李建军21. 清华大学核能与新能源技术研究院2. 燕山大学3. 江苏华东锂电技术研究院近年来，能源的不断消耗使能源短缺和环境问题呈现在人们面前，利用储能技术来提高能源利用率是一种有效的缓解方法。
其中制冷设备通过相变蓄冷技术采用“移峰填谷”来进行能量高效利用的方式成为了储能领域的热门话题。
纳米流体作为一种新型的储能蓄冷材料也备受人们的关注。
1995年，“纳米流体”的概念由美国学者C h o i等[1]提出，即在基液中添加特定纳米材料的方式形成的一种具有高导热系数、高换热系数的均匀稳定悬浮液。
制备性能稳定、优异的纳米流体是近年来国内外储能领域的研究热点。
拥有高导热系数和强换热性能的纳米流体作为一种新型的相变材料，在储能领域中占有一席之地,本文主要介绍纳米流体的分散稳定性和导热机理以及纳米流体在储能领域的优势等，并阐述纳米流体在储能蓄冷领域的应用进展。
一、储能技术及相变储能材料1. 储能技术储能技术是高效利用能量的途径之一。
储能技术常见方法：抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、超级电容器储能、超导磁储能、化学电源储能、相变储能。
相变储能可通过吸收、释放相变材料的相变过程中产生的热量来进行储能和释能。
常用在冰蓄冷空调技术、蓄热供暖技术等方面。
冰蓄冷可以在低负荷的夜间采用电动制冷机实行，使蓄冷介质结冰蓄能，然后在负荷高的白天融冰，释放出储存的冷量。
这种储能方式具有能量密度高，所需装置构造简单、设计灵活、使用方便且易于管理的优点。
纳米流体因高导热系数纳米颗粒的添加，在传统换热工质的基础上提高了其导热系数和换热性能[2-6]，使其成为国内外储能材料的研究热点。
2. 相变储能材料相变储能材料[7]主要分为无机相变材料和有机相变材料。
（1）无机相变储能材料无机相变材料主要包括无机水合盐[8]和金属相变材料。
2016年中国领先世界的代表性科技成果(连载二)
16. 盾构机：盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械， 具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量导向 纠偏等功能，它主要用来进行隧道作业。2013 年，横断面
责任编辑：孙桂芳
4、海南航空股份有限公司 Hainan Airlines，两字代码 HU。LOGO 为金翅膀、头顶日月宝珠、金角、鸟觜造型、如意祥云等元 素组成，主基地为海口美兰国际机场。（刘睿哲）
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3、中国南方航空股份有限公司 China Southern Airlines，两字代码 CZ。LOGO 是广州市花木棉花的形象，主基地为广州白云国际 机场。（刘睿哲）
Science Frontiers 科学前沿
14. 量子物理学：量子纠缠现象指的是两个相距遥远 的两个量子会呈现关联性，影响其中一个粒子时，另一个 也会发生反应，是量子通信领域的理论基础。2013 年，中 国科学技术大学潘建伟院士团队测出量子纠缠速度下限， 标志中国在量子通信这个未来战略性领域继续领跑全球， 目前，我国量子保密通讯技术，世界首创。
18. 云计算：云计算能够满足高效支持大数据处理、 安全领域的角色极其重要。2013 年，由紫光技术团队 研发的全球首台“云计算机”“紫云 1000”在中国问世， 这标志着中国在云计算核心技术领域取得了重大突破。
19. 单原子催化剂：单原子催化是多相催化领域的新 概念，其单一均匀的活性位有望架起多相催化与匀相催化 之间的桥梁。2013 年，中国科学院大连化学物理研究所张 涛研究团队，成功制成单原子铱催化剂，为世界首创。可 用于卫星推进剂，能够降低金属用量，提高催化效率，节 省催化剂成本。
纳米科技：让人类的梦想照进现实
纳米科技：让人类的梦想照进现实作者：谭冲王笑来源：《共产党员·下》2017年第09期纳米技术是继信息科技、生命或生物科技之后被广泛关注的学科领域。
科学界普遍认为，纳米技术是21世纪经济增长的主要引擎，它将给医学、制造业、材料和信息通信等诸多行业带来革命性的变革。
那么，到底什么是纳米呢？其实纳米是一个长度单位，表示10-9米，即十亿分之一米，百万分之一毫米。
打一个形象的比方来说，假如把一个纳米单位的物体放到乒乓球上，相当于把一个乒乓球放到地球上。
最早提出纳米尺度上科学和技术问题的是著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼。
1959年，他在一次著名的讲演中提出：如果人类能够在原子、分子的尺度上来加工材料、制备装置，那么将有许多激动人心的新发现。
那时候，化学将变成根据人们意愿逐个地准确放置原子的问题。
1974年，科学家谷口纪男最早使用纳米技术（nanotechnology）一词描述精细机械加工；到20世纪80年代出现了扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM），表征和操纵技术对纳米科技的发展起到了积极的促进作用；1990年第一届国际纳米科学技术会议的召开，标志着纳米科技的正式诞生。
纳米科技目前已广泛应用于信息、材料、能源、环境等各个产业领域的上游、高端环节，促进相关产业技术日益推陈出新以及传统产业的升级改造。
这些应用纳米科技的产业环节统称为纳米科技产业。
纵观纳米科技对世界各国产生的深远影响，在短短的近30年里，大量原创性的成果不断涌现，近10项重大突破性技术获得诺贝尔奖，材料、能源、微电子、生物技术等众多产业领域发生了深刻变革，产业规模迅速壮大。
中国科学院院长、国家纳米领域首席科学家白春礼院士认为，未来纳米科技会像今天计算机技术一样普及。
神奇的纳米科技为人类生活增姿添彩。
所谓纳米科技，是指在纳米尺度（1纳米到l00纳米之间）上研究物质（包括原子、分子的操纵）的特性（主要是量子特性）和相互作用，以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。
纳米氮化硼增强金属基复合材料的研究进展
纳米氮化硼增强金属基复合材料的研究进展
刘振强;王匀;李瑞涛;何培瑜;刘宏;刘为力
【期刊名称】《精密成形工程》
【年(卷),期】2022(14)9
【摘要】在金属中添加陶瓷增强相是调控和改善金属材料结构和性能的重要途径。
传统硬质陶瓷增强相难以满足金属材料日益严苛的应用需求。
以氮化硼纳米片(boron nitride nanosheet,BNNS)和氮化硼纳米管(boron nitridenanotube,BNNT)为代表的纳米氮化硼具有极大的比表面积和优异的力学
性能、热稳定性、化学稳定性等,是制备性能优异的金属基复合材料的理想增强相。
系统总结了纳米氮化硼的种类和特征,综述了纳米氮化硼增强金属基复合材料的制
备方法,归纳了纳米氮化硼增强Cu、Al、Ti复合材料的研究成果,总结了纳米氮化
硼/金属复合材料的力学和摩擦学性能,并揭示了复合材料性能改善的机理。
最后,展望了纳米氮化硼/金属复合材料的发展趋势。
【总页数】12页(P119-130)
【作者】刘振强;王匀;李瑞涛;何培瑜;刘宏;刘为力
【作者单位】江苏大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB331
【相关文献】
1.碳纳米管增强铝基复合材料的界面特性及增强机理研究进展
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3.粉末冶金法制备碳纳米管增强金属基复合材料研究进展
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210875185_超浸润油水分离膜及其研究进展
表面技术第52卷第2期超浸润油水分离膜及其研究进展景境1，刘战剑1，张曦光1，任丽娜1，汪怀远1,2（1.东北石油大学 化学化工学院，黑龙江 大庆 163318；2.天津大学 化工学院，天津 300350）摘要：受到自然界中动植物表面超疏水/超亲水特性的启发，仿生超浸润膜材料作为一种新兴的油水分离材料引起了科研人员的广泛关注。
首先通过对影响膜材料表面润湿性的基础模型进行分析，包括Young方程、Wenzel模型和Cassie模型，总结了制备超浸润膜材料需要调控的2个关键因素——表面张力和纳微多级结构。
其次，对比分析了不同类型超浸润膜的油水分离过程，概述了超浸润油水分离膜的技术优势，包括油水选择性好、分离效率高、操作简单、能耗低等。
揭示了常见超浸润膜对稳定油水乳液的分离机理，即基于膜孔径小于乳液尺寸的筛分效应；通过膜材料对油水截然相反的浸润性实现界面破乳和选择性分离。
在此基础上，重点综述了近年来常见超浸润油水分离膜的研究进展，其中包括超疏水/超亲油膜、超亲水/水下超疏油膜、Janus膜、智能响应膜，并对不同类型的超浸润膜材料在分离过程中存在的技术优势和问题进行了分析。
最后，提出了该领域研究存在的问题和面临的挑战，并对未来超浸润膜材料的发展方向和应用前景进行了展望。
关键词：超浸润性；膜材料；乳化油；油水分离中图分类号：TQ028.4 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)02-0172-11DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.02.015Research Progress of Superwetting Oil-water Separation Membrane JING Jing1, LIU Zhan-jian1, ZHANG Xi-guang1, REN Li-na1, WANG Huai-yuan1,2(1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Northeast Petroleum University, Heilongjiang Daqing 163318, China;2. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China)ABSTRACT: Inspired by the superhydrophobic and superhydrophilic properties of the animal or plant surfaces in nature, biomimetic superwetting membranes as a new kind of oil-water separation material has attracted widespread attention from scientific researchers due to its tremendous development potential and broad application prospects in the field of oil-water separation. The basic theoretical models affecting the surface wettability of membrane materials were discussed by收稿日期：2021–12–09；修订日期：2022–03–14Received：2021-12-09；Revised：2022-03-14基金项目：黑龙江省自然科学基金（LH2020E011）；中国博士后基金（2021M700756）；黑龙江省博士后基金（LBH–Z20124）；东北石油大学科研启动基金（2019KQ85）Fund：National Natural Science Foundation of Heilongjiang Province of China (LH2020E011); China Postdoctoral Science Foundation (2021M700756); Heilongjiang Postdoctoral Science Foundation (LBH-Z20124); Scientific Research Foundation of Northeast Petroleum University (2019KQ85)作者简介：景境（1998—），女，硕士生，主要研究方向为油水分离。
中国十大纳米人
中国十大纳米人第一位姓名：张立德生年：1938 星级：五星贡献：把纳米概念引入中国的第一人发展：江河日下星座：悲凄星单位：合肥固体物理所点评：张先生是真正意义上最早把纳米概念引入中国的本土科学家，曾受邀请以分会主席的资格参加了第一和第二届纳米材料国际会议。
上世纪90年代初期在纳米材料结构研究以及光、电性能方面的工作受到广泛关注，并得到纳米材料鼻祖Gleiter教授的赞扬。
他和牟教授合著的《纳米材料学》和《纳米材料和纳米结构》是中国仅有的两本综合性的纳米教材，指引了众多青年学生和科技工作者走向纳米领域。
他近年来致力于纳米材料的产业化，对推动纳米材料和纳米技术在中国的发展居功至伟。
是当之无愧的中国纳米专家第一人。
可悲的是作为纳米第一人，却至今仍然不是院士，这不能不说是对中国现行院士制度的巨大讽刺。
不足之处在于他始终没能够组织起一个强有力的团队，近年来的工作深度不够，没有杰出的弟子。
由于年龄的缘故，将逐步退出舞台。
第二位姓名：钱逸泰生年：1941星级：五星贡献：溶剂热合成的发明者之一发展：夏日黄昏星座：幸运星单位：科技大学点评：钱先生是溶剂热合成的发明者之一，是溶剂相合成纳米材料的国际级专家。
上世纪90年代后期在合成金刚石和立方氮化镓方面的工作受到广泛关注，乘此东风成为中国第一位纳米院士，可谓幸运星。
把他排在第二位也是当之无愧的。
不足之处在于他人情味不够，手下弟子精英辈出，慑于其严厉的手腕，先后离去。
近年来的工作深度不够，还是靠活动能力和吃老本维持。
由于其院士的身份，还将活跃十年左右，但是很难左右中国纳米政策的大局。
第三位姓名：卢柯生年：1965星级：五星贡献：非晶晶化法制备纳米材料的始创者发展：前途无量星座：天王星单位：沈阳金属所点评：卢先生是当今国际上公认的三种纳米材料制备技术之一的非晶晶化法的创造者，从出道以来一直工作在纳米研究的国际前沿，而且研究方向自始至终很专一，因而很有深度。
近年来在Science和PRL上发表的工作引起国际反响。
过氧化尿素的制备——开拓尿素生产产业链
（ ）由于微波辐射 具有受热均匀 、 １ 升温快 、 反应时间短 、 产率高等优点 ， 可应用于合成过氧化尿素的制备 。 故
（ ）由于原料 尿素 产品中含有一些痕量金属离子（ ｅ ，ｕ ，ｂ ， ２ ） 在受 光线 照射或受热 时， ２ Ｆ “ ｃ “ Ｐ “ Ｍｎ 等 ， 会使过氧化 尿素 分解 ， 降低 了产品 的稳定性 。为此通 过筛选 ， 采用磷酸二氢钠（ ａ ：Ｏ ） Ｎ Ｈ Ｐ 作为稳定 剂 ， 添加 到尿素合成物料 中 ， 使其与金属 离 子络合 ， 以提高产品的储存 稳定性 。
情况下 ， 还应 积极拓展尿素市场 。过氧化尿素已得 到实验成 果 ， 该积极通 过扩大试 验 ， 应 以期 在流程 和设 备上取得成 果。希
望尿素企业 ， 特别是尿素生产厂以厂 内成本价 的尿 素为 原料 ， 实践过氧 化尿素 的扩大试验 和中间试验 ， 生产低 成本的过氧 化
尿素产品 ， 以开拓 和延伸尿素生产少化肥生 产量 的减排 ， 国化肥产 量 中耗 煤和制 造纳米 碳 的耗能 ， ０ ① 全 使化 肥生产 排放 量减少 为 ０９ ．６亿 ｔ Ｏ 当量 ）② 减少加工尿素的减排 ， （ Ｃ ； 按全国尿素产量折 ０ ２ 亿 ｔ Ｏ ； ．％ ③减少农业施用 中的减排 ， 节肥 ４ ％施用 Ｃ 按 ０ 纳米增效肥 比常规肥 料减排折 ３ ３ ％ 亿 ｔ Ｏ 。３ 合计 全国施用 纳米增效肥可减排 ４ ４ ．３ ： 项 Ｃ ．９亿 ｔ Ｏ 。以我国２ ０ ： Ｃ ０５年温室气体
（ 冯元琦 供稿 ）
（ ）综合 比较得 出合成过氧化尿素的优化工艺 条件 ： ３ 微波功率 ２０ ｗ， 氧水和尿 素物质 的量 比为 １４ １ 辐射 时间为 ０ 双 ．： ， １０ｓ磷酸 二氢钠 的质量分数为 ０ ３ ， ２ ， ．％ 产品收率 达到 ５ ．４ ， ６８ ％ 其中过氧化尿素的活性物质量分数为 １ ．３ ６９ ％。 我国尿素主要用于农业 ， 少量用于工业等 。目前我国尿 素的产能 和产量均呈过 剩状态 ， 因此尿素生产在确保农业 需求 的
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刘前：纳米科研结硕果
作者：黄健
来源：《科学中国人》2014年第02期
在“纳米”这个词语上确实笼罩着一层瑰丽的光圈，从纳米科技的基础和应用研究到纳米产业的未来发展，乃至纳米技术与人们生活的密切联系等各种问题，都令科学家们神迷醉往。
国家纳米科学中心科技管理部主任、研究员刘前就是该领域众多追梦者中的一员。
自开始纳米科技攀登之旅起，刘教授已在这一领域留下了一长串闪光的足迹：作为首席科学家和课题负责人，他已完成科研项目十余个，在专业科学杂志上发表论文100多篇，撰写英文专著一部和英文章节多篇，译著一部，获得国家一级标准物质5个，美国授权专利一项，中国授权发明专利10项。
刘教授曾在日本著名大学和研究机构留学工作多年，曾因其优秀的科学素养和杰出的科研成绩获得了日本罗大利米山奖励金、日本电气通信普及财团海外短期研究资助奖励等。
2005年归国后任国家纳米科学中心研究员、博士生导师，在纳米事业上开始了新的征程。
刘教授现任中文国际杂志《现代物理》主编和一些中英文杂志的编委，并被聘为澳大利亚科学研究委员会（ARC）国家基金项目的海外评审专家、科技部、基金委和中组部青年千人评审专家等。
刘前教授的主要研究领域为新型微纳加工方法、新概念的薄膜纳米器件、功能化薄膜纳米材料、纳米标准物质以及纳米光存储等。
经过多年的不懈努力，获得了一系列具有创见性的成果，逐渐形成了自己的学术和研究特色。
微纳加工技术是材料功能化和器件构建的主要手段，分为“自上而下”和“自下而上”两种。
目前常用的“自上而下”手段有电子束、离子束等。
众所周知，激光作为另一种“自上而下”的加工手段具有生产效率高、加工精度高和经济实用的特点，一直受到人们的广泛青睐。
实际上，激光早在上世纪70年代就已被应用于精密加工，然而由于激光系统的衍射极限限制，获得的激光系统的加工分辨率通常在微米量级，制约了其在纳米尺度上的加工能力。
如何用激光获得纳米分辨的加工能力一直以来都是一个挑战性的课题。
刘前教授的团队和上海光机所合作，在国家863计划的支持下，经多年探索研制成功了世界上首套全新概念的纳米激光直写系统，达到了二十分之一入射激光波长的加工能力，远远超越了激光衍射极限的物理限制，为提高激光加工分辨率提供了一条不同于传统方法的技术道路。
更重要的是将受体材料从传统的有机光刻胶推广到有机、无机、金属或导体、半导体、绝缘体等材料体系，极大地简化了激光光刻工序，降低了成本，提高了工效，有效拓宽了激光光刻的应用领域。
他所领导的团队围绕着纳米光刻机系统的开发与应用，做出了一系列的优秀工作，论文已发表在Adv. Mater.， JACS， Nanoscale， ACSnano， Opt. Lett.，Opt Exp等国际顶尖和著名的科学杂志上，并获得了十余项美、日、欧和中国专利。
他们发展的基于褶皱的表面
微纳结构加工新方法、一步法纳米隧道制备新方法、可设计纳米带阵列制备新方法等为纳米制造能力的提升和技术手段的多样化起到了良好的推动作用，并引起国外同行的关注。
目前，刘教授领导的团队已与美、日、英、欧盟国家、澳大利亚等国家建立了稳定的合作关系。
在应用技术开发中，该团队还特别重视自主知识产权的保护，短短几年已申请20余项专利保护，如他们开发的金属-氧化物灰度掩膜制备专利技术，不仅打破了国际上的专利垄断，而且具有更低的制作成本和更高的生产效率，已被多家公司跟踪探讨更深层次的技术开发；再如他们发明的超薄金属膜制备专利技术可有效的解决纳米薄膜制备中的颗粒粗大的问题，在科研和生产中得到了应用。
材料无疑是纳米科技的基础，刘教授领导的研究团队一直以来致力于功能化纳米薄膜材料的研究。
他们在铋系化合物薄膜超结构制备上取得的突出进展就是一个很好的例子。
铋系化合物的特殊电子结构使得它们在热电、传感、光电子等领域有很好的应用前景。
有序铋系纳米材料由于能大幅提高其材料性能，因而受到人们的广泛重视。
在国家自然科学基金、科技部和欧盟项目的支持下，刘教授带领的研究团队采用超平BiOx薄膜作为前驱体制作分级纳米结构，制备出了由两组互相垂直方向生长的Bi2S3纳米棒组成Bi2S3网格，具有自相似的超结构——嵌套二维正交网格（N2DONW）。
该结构具有很大的比表面积，因此在催化剂载体、电化学储氢、忆阻器件以及晶体外延引导的纳米加工等领域有潜在的应用前景，成果被选作封面文章发表在《美国化学会志》上。
如果把形核和生长进行分离，并人为地引导晶核的排列，可以制作出具有可控周期的网格结构和嵌套网格结构。
这是常规的纳米加工技术无法制作的，因此它可以看成一种非光刻的纳米加工方法。
为了提供给铋系化合物的二维正交网格（2DONW）制备的一般策略，研究团队又对铋系结构的通用制备途径展开了进一步研究。
研究发现在铋系化合物中，很多重要的半导体材料和β-Bi2O3有类似的晶体结构和非常接近的晶格参数。
实验证明，能满足上述晶体学方面要求的多种铋系化合物（β-Bi2O3，BiOCl，BiOBr，Bi2O2CO3，Bi2S3等）均能生成
2DONW，并在一定条件下最终转化为Bi2S3 N2DONW。
该研究还预测了更多的铋系化合物，如γ-Bi2O3，δ-Bi2O3等也可形成具有特殊性能的四方超结构，研究成果发表在ACS Nano
上。
为了推进该薄膜材料的实用化，该团队又发展了一种大面积（晶元尺度）制备该结构薄膜的新方法，成果已发表在Small上。
他们还发展了BiOCl的分层结构并研究了其光学特性，其结果被发表在Nanotechnology上并被英国物理学会（IOP）评为2009年度该学会旗下杂志华人作者十佳论文。
多年的薄膜制备研究为刘教授的团队承担国家重大研究计划项目“纳米台阶标准物质”奠定了坚实基础。
该团队通过与中国计量研究院合作，历经5年，研制成功了达到国际先进水平的纳米台阶系列标准物质（5个），于2011年5月获得国家质检总局颁发的国家一级（最高等级）标准物质证书和中华人民共和国制造计量器具许可证。
这是我国首次颁布的物理量纳米标准，填补了国家空白，打破了国际垄断和对我国的进口封锁，使我国成为继美国、德国后的可以生产纳米台阶标准的国家。
该标准物质采用了计量型原子力显微镜进行绝对法定值，定值结
果直接溯源至激光波长国家基准，定值数据准确可靠，不确定度达到国际先进水平，填补了国家空白，为我国探针型设备，如扫描探针显微镜（SPM）、原子力显微镜（AFM）、台阶仪、轮廓仪等，提供了从纳米到微米尺度的校准用标准物质，并能为这些设备所在实验室的检测结果比对及溯源提供依据，对满足国内半导体、微电子行业应用需求，及推动我国微纳米科学技术的发展具有重要意义。
目前已应用于中科院微电子所、中科院半导体所、南开大学、苏州大学、西安交通大学等单位，获得广泛好评，创造了良好的社会经济效益。
还有许多、许多……刘教授仍在纳米科技的道路上不停地向前迈着坚实的步伐，我们期待着他取得更多更好的创新和突破。