登上《科学》刊文！复旦科研团队成功实现新纳米颗粒超晶格，有望在能源等领域带来创新性应用【附纳米材料行业现状分析】

继上上周、上周陆续发表重磅成果，2月28日凌晨，又一来自复旦团队的突破性成果登上《科学》杂志(Science)。这项研究由复旦大学化学系的董安钢、李同涛团队，联合高分子科学系的李剑锋团队，以及新加坡南洋理工大学的倪冉团队共同完成，题为“Curvature-guided depletion stabilizes Kagome superlattices of nanocrystals”(基于曲率介导的排空力构建纳米颗粒笼目超晶格)。

该研究聚焦于超晶格的可编程化设计与构建难题，提出了一种全新的策略。研究团队利用凹形纳米颗粒作为构建基元，通过精细调变颗粒的局部曲率，来调控颗粒间的排空力，从而成功实现了笼目晶格(Kagome lattice)等一系列新型超晶格材料的可控构建。为纳米颗粒自组装领域提供了全新的研究范式, 有望在催化、能源、功能器件等领域带来创新性应用。

在研究过程中，复旦团队巧妙地设计并合成了哑铃形纳米晶。这些纳米晶具有头部与腰部曲率自互补的特点，使得它们能够以互锁式长程有序的方式进行组装。研究团队引入了排空力(depletion force)作为主要驱动力，这是一种由于小颗粒或溶剂分子在较大颗粒间被排空而产生的有效吸引力。通过精确调节哑铃形颗粒的凹度，研究团队实现了对颗粒键合方向的精准控制，从而构建出了具有特定晶体对称性的超晶格材料。

纳米颗粒作为零维纳米材料的一种，其粒度一般在100nm以下，是纳米材料的重要组成部分。它们在纳米材料行业中具有广泛的应用价值，可以作为高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料等。然而，在复旦大学的这项研究中，纳米颗粒被赋予了新的使命——构建新型超晶格材料。

这种超晶格材料属于介观晶体材料，不仅具有晶体对称性，还展现出独特的物理和化学性质。因此，它们在催化、能源、光电器件等领域具有巨大的应用潜力。例如，在催化领域，这种超晶格材料可能提供更高的催化效率和选择性;在能源领域，它们可能用于开发更高效、更环保的电池和储能设备;在光电器件领域，则可能带来性能更优的光电转换和传感技术。

纳米材料企业：广东省和江苏省分布最为集中

企查猫数据显示，截止2022年10月27日，我国纳米材料行业注册企业主要分布在广东、江苏地区。其中广东地区注册企业数量达6000家以上，在全国范围遥遥领先。纳米材料作为技术型企业，企业地理分布上呈现出由东部和东南沿海向内陆递减的特点，与省份经济发展程度密切相关。

产业集群：主要集中于苏州和北京

分析中国纳米材料产业区域格局，目前全国纳米产业主要集群分别在苏州和北京。其中苏州纳米产业规模占据全国50%以上，苏州工业园被公认为世界八大纳米产业集聚区，已形成了由纳米新材料、纳米生物技术、能源与清洁技术、微纳加工技术等四大纳米技术核心领域，并引领发展出上百个纳米细分技术领域，培育出了苏大维格、南大光电、晶方半导体、锦富新材等龙头公司。

北京以怀柔地区的北京纳米科技产业园为中心打造产业集群，致力于纳米科技在能源、电子、环境、生物医药四大领域的应用，并以下游应用带动上游纳米材料、纳米加工、纳米器件等产业链各环节，拥有北京首创、安泰科技、中科纳新公司、中科纳通公司、集盛星泰公司、首科喷薄等一批纳米材料龙头企业。就研发而言，中国纳米产业基本形成各具特色的两大纳米研发中心布局。

复旦大学团队的这项研究成果不仅为纳米颗粒自组装领域开辟了新的研究方向，还为催化、能源、功能器件等领域提供了全新的材料基础和思路。未来，随着研究的深入和技术的成熟，这些新型超晶格材料有望在多个领域发挥重要作用，推动科技进步和社会发展。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国纳米材料行业发展前景与投资预测分析报告》

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