新工藝

粉末冶金模板法制備三維石墨烯泡沫材料

在國家自然科學基金重點項目等資金資助下，天津大學趙乃勤教授團隊與美國Rice大學J. Tour教授團隊合作，通過全新的粉末冶金模板法成功獲得了三維石墨烯泡沫材料。該種材料不僅具有良好的性能，同時還具有良好的自支撐能力和結構穩(wěn)定性。

具有自支撐、結構穩(wěn)定性高、比表面積大等優(yōu)點的三維石墨烯材料是一個重要的發(fā)展方向。制備三維石墨烯的傳統(tǒng)方法包括化學氣相沉積原位生長法、固體碳源生長法、水熱自組裝法等，所制備的三維石墨烯材料或多或少會出現(xiàn)結構穩(wěn)定性差、難以自支撐、晶化程度低等缺點。

研究人員將金屬粉末與蔗糖均勻分散到去離子水中，使蔗糖均勻包覆在金屬粉末顆粒表面，然后用傳統(tǒng)粉末冶金冷壓法壓制成型，復合塊體在氬氣/氫氣混合氣氛保護下高溫煅燒，即可一步獲得原位生長的三維石墨烯泡沫材料。該方法中，蔗糖為固體碳源，石墨烯在燒結的金屬顆粒骨架的表面/界面處原位生長，最終獲得的材料由顆粒狀碳殼與二維石墨烯構成。該材料具有較高的比表面積（1080m2/g）、導電性（13.8S/cm）和晶化程度，和良好的結構穩(wěn)定性。該三維石墨烯泡沫在水流作用下不發(fā)生破裂，并可承受超過150倍自身重量的載荷，卸載后可以實現(xiàn)回彈。通過改變金屬粉末成分、添加劑成分，設計不同結構的模具，可以用于制備不同種類和形狀的三維碳納米材料。該方法也為開發(fā)制備新型碳納米材料、三維結構增強體復合材料提供了新方法和新思路。

基于低頻振蕩的微點陣陣列/圖案化制備系統(tǒng)制備生物芯片

生物芯片是生物分子相互作用研究的主要高通量手段，生物芯片技術具有高通量、樣品消耗量少、靈敏度較高、自動化等優(yōu)勢。生物芯片儀器系統(tǒng)通常包括芯片制作單元和檢測單元兩個獨立部分。目前商品用生物芯片制作系統(tǒng)大多采用基于機械手的合成后點樣法，因制備工藝復雜，價格非常昂貴，使用成本較高。

長春應用化學研究所王振新研究小組在國家自然科學基金委科學儀器研制項目的支持下，研制開發(fā)出一種基于低頻振蕩的微點陣陣列/圖案化制備儀器系統(tǒng)，并于3月10日通過了國家自然科學基金委的驗收。

該儀器基于非接觸式壓電振蕩技術，采用點樣針與壓電驅動分離的點樣方式實現(xiàn)點樣；使用的毛細管點樣針便于更換、清洗，制作成本較低；通過振蕩頻率和振幅等參數來調控點樣體積，實現(xiàn)了單個樣品點直徑在幾十微米至幾百微米尺度內、點樣量在幾百皮升至幾十納升之間的微陣列點陣制作；不僅適用于液體點樣，還可以推廣到粉體及固液混合物的微量分配應用中；不僅可以應用于間斷性的非連續(xù)微點陣陣列制備，還可以推廣到連續(xù)的微圖化制備中。