回顾过去,我们可以清晰的看到,人类的发展史就是一部人类发明和使用材料的历史。历史见证了人类从石器时代到陶器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、再到现在信息时代和高分子材料时代的演变。每一次材料的进步,都推动着人类文明的不断进步和人类社会的向前发展。材料高性能化是当今材料发展的一个重要主题,高性能材料已成为航天航空、汽车高铁、建筑路桥以及休闲体育用品等诸多领域发展的重要物质基础。


   进入21世纪以来,纳米材料因其独特的几何结构和极其优异的性能,吸引了全世界科学界和工业界的广泛关注。以碳纳米管和石墨烯等纳米碳材料为例,其力学性能远优于现有工程材料,导电性优于金属铜材料,导热性能优于金属和金刚石等。利用纳米材料来制备宏观工程材料,并在宏观尺度充分发挥纳米材料的本征特性,是实现纳米材料工程化应用的重要途径之一。然而,如何实现纳米材料的可控制备,如何实现纳米在其他材料中的高含量、均匀、可控分布,以及如何实现复杂结构的制备与加工仍有较大的挑战,纳米材料在高性能复合材料中尚未得到广泛应用。


   中科院苏州纳米所自建所以来,一直重视纳米碳材料及其复合材料基础研究与应用开发,纳米碳材料也被列为研究所三个重点发展方向之一。为进一步推动纳米复合材料科技进步,研究所整合各部门相关资源,成立了多学科交叉中心-先进纳米复合材料创新中心,以探索纳米复合材料新思想、新原理、新方法。经过几年的建设,中心现有研发人员30余人,学术背景涵盖物理、力学、化学、材料以及高分子等。中心主要研究方向涉及纳米复合材料模拟设计和多尺度表征,纳米材料可控制备与组装,纳米功能涂料,纳米改性树脂、金属以及陶瓷等材料,以及高性能纳米结构复合材料和功能复合材料等。


   经过多年的发展,中心在纳米碳复合材料多个领域均取得了可喜的进展。目前,中心已掌握了碳纳米管纤维/薄膜的干法和湿法连续纺丝技术,其性能和产能均已处于国际先进水平。基于碳纳米管纤维和薄膜材料,中心开发出了航空复合材料强韧化技术、电热防除冰技术、电磁防护技术、在线健康监测技术、复合材料非热压罐低成本制备技术、以及高效驱动技术。在石墨烯研究方面,中心实现了薄层低缺陷石墨烯的工程化制备,并开发出了石墨烯电磁屏蔽涂料以及石墨烯防腐涂料等功能涂料,以及石墨烯微球以及石墨烯气凝胶等组装体。


   在进行前沿纳米复合材料创新研究的同时,中心非常重视与企业界开展多种形式的产学研合作,支撑相企业和行业的高质量创新发展。一方面,中心具有完备的材料加工与测试分析设备,可以为企业、尤其是初创企业提供快速、高效、可靠的新材料研发所需的加工与测试分析服务。另一方面,中心通过企业项目委托或者建立联合实验室等方式,与企业合作解决企业在新材料研发过程中遇到的技术难题,为企业培训纳米复合材料相关专业人员。此外,中心与企业进行知识产权领域合作,实现中心成熟技术的转移转化。近年来,中心已与中国商飞、欧洲空客等企业开展了广泛、深入的合作研究,并与欧洲空客联合成立的“航空纳米材料联合实验室”,共同推进纳米材料在航空飞行器领域的应用。


   展望未来,先进纳米复合材料创新中心将继续以应用需求为牵引,在纳米复合材料领域不断探索创新,开发成本低、性能优异、且具备工程化制备能力的新型纳米复合材料,驱动纳米复合材料科技发展。同时,中心将进一步加强对外合作,提升合作企业创新研发能力,为企业高质量发展提供技术支持。中心全体人员将不忘初心、精诚合作,将中心打造成具有国际影响力的纳米复合材料创新平台、院地合作平台、军民融合平台和国际合作平台。