纳米粉体、胶体等因其极小的尺寸而呈现显著不同于体相材料的特殊性质，在光、电、磁和催化材料等领域具有广阔的应用前景，备受工业界关注。纳米颗粒的性质强烈依赖于其尺寸、形貌和微结构，如何在规模化生产过程中严格控制颗粒的尺寸、结构和形状，开发纳米尺寸形状可控的低成本制备技术一直是科学和企业界普遍关注的热点问题。然而，我国在软纳米材料的制备技术和纳米材料的应用方面离国际先进水平还相距甚远。虽然目前我们也能制备出各种属性的纳米颗粒，但对于如何在规模化生产过程中严格控制纳米颗粒的尺寸、结构和形状这一关键技术仍没有根本解决。因此，科学界和产业界一直致力于研究和开发纳米尺寸形状可控的低成本制备技术，期待能大规模和稳定生产单分散纳米颗粒或胶体。本研究方向从精确控制成核/生长过程出发，主要研究 :

• 不同尺寸和形貌纳米粉体和胶体的可控制备；
• 纳米颗粒的表面化学改性；
• 纳米颗粒的可控规模化制备技术；

TOP

2. 新型电流变材料与器件

电流变液是由具有微米/纳米尺度的介电颗粒分散在绝缘液体中形成的一种新型智能胶体材料，在电场作用下具有类似的液-固转变的性能。电流变液剪切强度连续可调、快速响应和可逆转变的奇特性质，可以用来实现机电一体化(mechantronics)智能控制，是独一无二软硬程度可调节的智能材料，在传动、减震、触觉显示、健身、光子晶体等领域具有广泛和重要的应用前景。早期电流变液的剪切强度一般只能达到几kPa，不能达到工程应用的要求(>30kPa)，所以一直没有获得工程应用。近年来，我国科学家研制出一种新型巨电流变液材料，其剪切强度可达到250kPa以上。这使ER技术的研究和应用发展到了一个新的阶段，相关研究已经引起国内外科研工作者的广泛兴趣。

我们与中科院物理所陆坤权研究员合作，通过影响电流变液性能的主要因素研究，解决材料制备和稳定性等问题，深入理解电流变液中的微粒相互作用机理、有序排列机理及场致液固相变机理，设计、合成和制备出符合实用要求、具有优良性能的电流变液、并进一步开发减震、阻尼和光学器件。

3. 光学材料与器件

主要进行氧化铝/空气类光子晶体合成、多孔氧化铝基光栅图形结构制备和光学性能利用，基于流体光折射的智能传感器和柔性电子显示器件研究。

4. 三维纳米制造

5. 环境有机污染物检测

TOP

1. 压电材料与器件

以锆钛酸铅（PZT）为主的传统压电陶 瓷，在生产和使用容易对环境造成污染，给人类健康带来危害。本研究方向主要以钙钛矿结构的Bi0.5Na0.5TiO3，LiNbO3和 Na0.5K0.5NbO3体系为研究对象，通过分析微结构与性能的关系，掌握制备关键技术，改善压电材料的综合性能，使之符合市场应用的需求；设计研制 耐高温的无铅压电传感器，并应用于工业生产中，如用于高温窝街流量计方面等。

2. 热电材料与器件

基于半导体材料的塞贝克效应与帕尔贴效应可实现热能和电能的直接相互转换，包括热电发电和热电制冷两种应用形式。针对热电发电应用，在ZnSb、 Clathrate化合物以及氧化物等热电材料的制备与性能研究方面开展了一定的工作。针对热电制冷应用，主要以碲化铋基合金为研究对象，对材料的化学组 分优化设计、新型制备工艺技术开发等均进行了深入细致的研究，所研制的碲化铋基烧结材料在室温附近的ZT值可达1.2；与合作企业共同开发了高强度高可靠 性热电制冷组件，并由此创造了较为显著的经济效益。

3. 压敏陶瓷

ZnO压敏陶瓷具有优异的电压－电流非线 性特性，在电力系统、电子线路、家用电器等各种装置中都有广泛的应用，尤其在高性能浪涌吸收、过压保护、超导性能和无间隙避雷器方面的应用最为突出。随电 网的发展，避雷器向高稳定性、高吸收能量、小型化方向发展。提高电阻片耐老化能力以及通流能力是压敏电阻的发展重要方向。本课题组采用改进工艺和组分优 化，使电阻片的老化系数小于0.85，提高了电阻片的稳定性；梯度电压达到360V/mm，满足小型化发展的要求。

4. 电子浆料

电子浆料是制造厚膜元件的基础材料， 作为一种新型材料，远远优异于传统电路器材（如电阻丝、电热管等），且具有环保、高效和节能等特点，其成本也与传统材料接近。 目前主要进行厚膜加热元器件及银浆材料开发。