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单分散光电功能纳米材料合成与分离单分散纳米粒子及其组装体具有独特的光、电、磁、催化等物理、化学特性，在非线性光学、磁存储、催化、传感等领域具有极为广阔的应用前景。

技术原理、技术要点

本项目针对金属、半导体、氧化物和碳材料等单分散纳米颗粒开展纳米结构精准调控合成方法，并实现其有序组装。针对部分单分散无机纳米颗粒合成条件苛刻或制备方法受限的问题，建立了基于密度梯度离心的“纳米分离”新方法，使得纳米颗粒纯化效率和分离精度大大提高。重点解决了纳米颗粒团聚、在密度梯度液中稳定化和密度梯度与胶体密度匹配三类关键技术难题。

主要研究内容与科学发现如下

（1）发展并完善了密度梯度离心方法。将原先用于生物领域大分子分离的密度梯度离心分离方法迁移到纳米颗粒体系中，并证实可作为一种高效的分离胶体纳米材料的方法，可根据化学性质，结构，尺寸和形貌等差异实现分离。并突破水相分离体系的限制，提出了挥发性有机物混配和“有机溶剂+高聚物”的组合策略，建立了分别适用于水相和有机相的通用的无机纳米颗粒分离新方法。并建立了典型胶体颗粒体系的分离模型。

（2）发展了精准合成与有效分离结合的方法。结合“密度梯度离心分离法”作为单分散颗粒合成优化的辅助和拓展，发展了操作简便、普适性强的单分散纳米颗粒制备方法。通过该方法获得了一系列难以合成的单分散纳米颗粒（如超短碳纳米管、单分散石墨烯等），发现了结构均一性导致的功能特异性，证实了有限长度碳纳米管能带展宽效应等理论预测，并以纳米分离为指引，发展了CdS等纳米结构定向可控合成方法。

（3）通过构建“管中实验室”，实现了纳米颗粒合成机理、原位反应与组装过程的监测与分析。实现了纳米颗粒的可控分离、高效纯化与超浓缩。促进了纳米结构液相合成方法学与组装方法学的进步；在此基础上，以分离辅助合成、组装，在合成中实现有序纳米阵列结构的构筑，为未来纳米材料的器件化应用提供了新的制备工艺。

该项目获得8项国家发明专利，1项国际PCT发明专利。发表SCI论文50余篇。主要技术已在柔性透明电极，凹土提纯等领域应用，产品打入日本、美国等国家。对于矿山、微电子等领域具有重要的实际意义和巨大的经济效益潜力。