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納微結(jié)構(gòu)賦予材料新的功能和功效。利用CO2 輔助霧化制備和組裝納微顆粒結(jié)構(gòu)材料，通過二相或多相流的噴頭結(jié)構(gòu)元件膨脹和霧化，根據(jù)混合和相分離的變化，組裝納微顆粒結(jié)構(gòu)和形態(tài)。根據(jù)液滴在射飛過程中由于環(huán)境的變化而潰散、霧化、溶劑蒸發(fā)射飛過程中環(huán)境以及混合方式的調(diào)節(jié)，可形成各種納微尺度和不同結(jié)構(gòu)組裝的顆粒材料。例如，根據(jù)多相流結(jié)構(gòu)元件可快速形成高過飽和度快速成析和射流分散這樣的特點(diǎn)，可設(shè)計給藥系統(tǒng)，形成芯囊型或相互包嵌的超微細(xì)給藥系統(tǒng)。又如用本方法制備的含能材料納微顆粒，具有獨(dú)到之處。

利用多層級自組裝原理研究生物診療材料，實現(xiàn)多元組份的分子-納米-微米多層級高效復(fù)合，揭示了多層級微納診療材料結(jié)構(gòu)-性能間關(guān)系。                                                                 實現(xiàn)了多糖納米診療載體的高效制備，效率為傳統(tǒng)膠束化方法的千倍以上；多糖納米診療載體成功應(yīng)用于腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移動物模型的特異性靶向診療；利用具有多級復(fù)合結(jié)構(gòu)的多功能自組裝微囊實現(xiàn)了腫瘤的特異性識別與診斷；

根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006━2020年）》，其中明確指出攻克醫(yī)用材料和釋藥系統(tǒng)創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)，加快建立并完善國家醫(yī)藥創(chuàng)制技術(shù)平臺，推進(jìn)重大新藥和醫(yī)療器械的自主創(chuàng)新。中科院理化所研發(fā)了納米和微米級兩類HA微球，完成了中試生產(chǎn)線建設(shè)，并將HA微球和國際先進(jìn)口腔根管填充材料MTA相結(jié)合，制備了用于根管充填的最終產(chǎn)品。

新型微納電子材料的不斷涌現(xiàn)，尤其是最近幾年二維材料（石墨烯、二硫化鉬、拓?fù)浣^緣體等）的出現(xiàn)，對生長設(shè)備提出了更高的要求。在科研生產(chǎn)領(lǐng)域，以分子束外延系統(tǒng)為代表的高端生長設(shè)備，長期被歐美進(jìn)口設(shè)備所壟斷。目前，國內(nèi)的真空設(shè)備廠家的技術(shù)加工的硬件水平已經(jīng)達(dá)標(biāo)，所欠缺的就是一個整體系統(tǒng)設(shè)計。徐永兵課題組的青年千人何亮教授在超高真空薄膜生長領(lǐng)域，具有超過十五年的研究工作經(jīng)驗。熟悉物理

包裝材料是消費(fèi)者在接觸商品時看到、觸摸到的實體物質(zhì)，與消費(fèi)者直接接觸。包裝材料在商品的銷售中發(fā)揮著承載信息的作用，同時傳遞情感。新一代消費(fèi)者在很多商品相對同質(zhì)化的背景下，將產(chǎn)品的外觀和包裝作為選購商品的一個重要考慮因素。因此很多高科技公司在設(shè)計產(chǎn)品時非常重視包裝材料的設(shè)計。比如主流的手機(jī)生產(chǎn)廠家，包括蘋果、華為、三星、小米等，投入大量的人力物力設(shè)計和生產(chǎn)新的手機(jī)外殼。由于采用納米制造技術(shù)，具有全息效果和可變色的手機(jī)外殼的成本甚至高于手機(jī)中一些核心部件的成本。但是良好的市場反應(yīng)證明消費(fèi)者對產(chǎn)品外觀的需求不弱于對產(chǎn)品性能和功能的需求。 新一代的微納包裝材料指材料的特征尺寸在微米甚至納米級別，與入射光相互作用時，表現(xiàn)出特殊外觀的一類包裝材料。由于這種材料包含微納尺度的重復(fù)性結(jié)構(gòu)，需要復(fù)雜的工藝實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這樣的特點(diǎn)對微納包裝材料的設(shè)計提出了非常高的要求。從消費(fèi)者研究的角度出發(fā)，要求這些材料具有心理學(xué)范疇的屬性，包括柔軟感、高級感、金屬感等;從制造技術(shù)的角度出發(fā)，需要通過控制工藝參數(shù)來調(diào)整微米或納米尺度的材料結(jié)構(gòu)。本研究工作需要解決的核心技術(shù)問題是如何按照消費(fèi)者心理需求，來實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝的控制，得到理想的微納包裝材料。傳統(tǒng)的設(shè)計方法通常需要經(jīng)過多次迭代，反復(fù)地進(jìn)行試生產(chǎn)和消費(fèi)者調(diào)查實驗。由于試生產(chǎn)成本高且需要大量時間，導(dǎo)致新材料的研究工作緩慢而昂貴。 仿真設(shè)計方法綜合運(yùn)用計算材料學(xué)、計算光學(xué)、計算機(jī)圖形學(xué)、情感計算等方面的研究成果，可以實現(xiàn)對創(chuàng)新微納包裝材料的仿真設(shè)計，在不需要進(jìn)行試生產(chǎn)的情況下，通過計算機(jī)模擬具有微納尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高分子材料的光學(xué)散射特性，生成具有高真實感的產(chǎn)品外觀圖像，直接用于消費(fèi)者調(diào)查工作，具有非常好的應(yīng)用前景。

以功能微納米材料性能的調(diào)控為核心，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，設(shè)計并制備新型的功能微納米材料。開發(fā)出量子點(diǎn)熒光微球制備新方法，建立了單波長熒光編碼理論，實現(xiàn)了乙肝病毒、腫瘤標(biāo)志物等的高通量多元檢測；發(fā)現(xiàn)并制備出新型半金屬及其化合物納米材料，成功將其應(yīng)用于癌癥的成像和治療；設(shè)計制備摻雜量子點(diǎn)及其納米復(fù)合材料應(yīng)用于白光LED，解決了熒光粉之間的重吸收和散射。

"近年來，鋰離子電池在智能電網(wǎng)、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，現(xiàn)有商用正極材料體系（包括層狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經(jīng)接近各自的理論極限值，無法滿足日益增長的能量密度需求。富鋰錳基正極材料不僅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其較低的鈷和鎳含量能夠有效降低電池的成本。 本項目主要通過構(gòu)筑缺陷來增強(qiáng)富鋰錳基正極材料的電化學(xué)性能，實現(xiàn)高的首圈庫倫效率、倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，提升富鋰錳基正極材料整體性能，為其商業(yè)化應(yīng)用打下基礎(chǔ)。 "

近年來，鋰離子電池在智能電網(wǎng)、航空航天和軍事儲能等高能耗新能源領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展，現(xiàn)有商用正極材料體系（包括層狀結(jié)構(gòu)的鎳鈷錳酸鋰、尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰）的實際比容量已經(jīng)接近各自的理論極限值，無法滿足日益增長的能量密度需求。富鋰錳基正極材料不僅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其較低的鈷和鎳含量能夠有效降低電池的成本。本項目主要通過構(gòu)筑缺陷來增強(qiáng)富鋰錳基正極材料的電化學(xué)性能，實現(xiàn)高的首圈庫倫效率、倍率性

微納材料表面納米包覆是提升其功能特性的關(guān)鍵，是微納制造研究領(lǐng)域的國際前沿，亦是航空航天、能源環(huán)保、發(fā)光顯示等領(lǐng)域的共用技術(shù)。納米包覆面臨著精度不可控、不均勻、不致密等“頑疾”。團(tuán)隊提出多場耦合克服微納材料內(nèi)聚力的離心流化策略，保障了微納材料充分分散包覆后的固有物化特性；揭示離心壓差補(bǔ)償?shù)膭討B(tài)包覆機(jī)理，實現(xiàn)了可控致密的均勻包覆層制備；提出行星流化的微納材料分散策略，國際首創(chuàng)行星流化原子層沉積裝備，批量一致性達(dá)99%以上。申報技術(shù)受到包括美國斯坦福大學(xué)、阿貢國家實驗室等機(jī)構(gòu)，美國、德國、加