中国科学院上海硅酸盐研究所

集微网消息（文/小北）据中科院上海硅酸盐所官方消息，近期，中国科学院上海硅酸盐研究所碳化硅晶体项目部在开展碳化硅晶锭制备和晶圆片加工的同时，与相关应用单位紧密合作，持续开展碳化硅基光导开关原理研究和器件制备实验，研制成功多款器件并完成了应用验证。据介绍，进一步降低器件导通电阻是碳化硅基光导开关实现规模应用的技术关键，器件导通电阻与基底材料的结晶质量、电极的结构设计、材料选取及其制作工艺等诸多要素密切相关。为检测器件接近真实应用条件的导通电阻，该项目团队2019年开发了精确测量碳化硅单晶基光导开关纳秒量级瞬态光电导的新方法，在此基础上，实现了不改变器件结构、仅改变光源参数连续调控碳化硅单晶基光导开关导通电阻。相关研究结果已发表在IEEE Electron Device Letters刊物上。值得注意的是，这是该刊物首次刊登关于碳化硅单晶基光导开关的研究论文。此外，以上研究还得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国科学院等有关项目的支持。（校对/小北）

为深化院地合作，促进科技成果转化，积极探索“一所一园”、“一园一策”，推动院地合作千亿级科技园建设，1月5日，区科委赴中国科学院上海硅酸盐研究所（以下简称“上海硅酸盐所”），专题调研科技成果转化及产业化工作。区科委主任谢东升、副主任金世珍，及相关科室参加了调研。上海硅酸盐所所长宋力昕、科技产业处处长韩金铎、副处长吴永庆等接待了区科委一行并座谈交流。会上，谢东升首先感谢上海硅酸盐所长期以来对嘉定科技事业发展的大力支持和帮助。他表示，上海硅酸盐所作为嘉定国家级科研院所的重要力量，科研成果丰富，技术水平先进，成果转化特色明显，多年来为国家战略需求和地方科技事业发展做出了重大贡献。他希望，上海硅酸盐所能够围绕嘉定特色产业，推动产学研协同创新，促进科技成果就地转化和产业化。同时，他表示，区科委将一如既往为驻区科研院所做好各项服务工作，支持院所发展，进一步深化院地合作，在科技成果转化、项目落地等方面，共同探索合作路径，助力打造创新联合体，推进院所为国家和地方“发光发热”，实现所地共赢发展。会上，上海硅酸盐所就近年来所地合作、成果转化，以及下一步发展设想，与区科委作了交流。会前，区科委还参观了上海硅酸盐所成果展示中心。· END ·【来源：嘉定科技】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

本期，让我们走进上海知识产权创新奖（运用）获奖单位：中国科学院上海硅酸盐研究所，看看该单位知识产权工作有哪些亮点七、中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院上海硅酸盐研究所1959年独立建所，现已发展成为集材料前沿探索、高技术创新、应用发展研究为一体的无机非金属材料科研机构。现在职职工760人，其中专业技术人员682人，中国科学院院士2名，中国工程院院士3名。累计取得科技成果近1200项，获得国家、中国科学院、上海市等省部级以上各类科技奖项423项，历年来申报专利3602项，授权专利1941项，发布标准200余项。硅酸盐研究所于1997年获得中国专利发明创造金奖，并多次获得中国专利优秀奖。2013年和2016年，成为上海市专利工作试点单位和上海市专利工作示范单位。2018年，获得中国产学研合作创新奖。2019年，成为上海市首家通过《科研组织知识产权管理规范》贯标的科研组织。硅酸盐研究所在知识产权保护与运用方面成果显著。1）搭建特色知识产权管理体系，强化产业布局。建立了在新能源、智能传感器、健康医疗、节能环保、高端装备五个无机非材料领域的知识产权库。2）深化体制机制改革，以人才为根本，激励创新。先后制修订了《促进科技成果转化暂行办法》、《对外投资管理暂行办法》等多项科技成果转移转化政策，形成了高科技产品销售、技术转让和许可等7种形式的产学研合作模式，极大提高了科技成果转化的成功率和科研人员从事产业化研究的积极性与获得感。3）创新合作模式和机制，多维度营造成果转化生态。牵头筹建上海人工晶体研发与转化功能型平台、工信部影像诊疗医疗器械材料生产性平台(筹)。近三年，研究所实现技术转移转化上百项，落实转移转化经费超7亿元。闪烁晶体每年数以吨计晶体出口，累计销售额近30亿元，每年上交研究所利润上千万元。在疫情期间，研究所快速有效地组织开展了PET-CT用闪烁晶体、超声医疗设备和口罩超声焊接设备用关键大功率压电陶瓷元件及抗病毒用催化材料等的研制和生产，为湖北、上海、广东防疫提供了关键材料的保障。【来源：上海市知识产权局】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

氧化还原稳态对细胞正常存活至关重要。相较于正常细胞，肿瘤细胞内活性氧水平明显升高，其氧化还原稳态更易被打破，从而造成活性氧在细胞内的累积，进而引发细胞凋亡。因此，打破细胞氧化还原稳态的肿瘤治疗方式具有良好的有效性和特异性，具有广阔的发展前景。蛋白基纳米材料因其较好的生物相容性、富含官能团便于载药修饰等优点被广泛应用于肿瘤诊疗研究，具有临床潜力。近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员陈航榕团队（多孔与纳米功能材料课题组）在制备新型蛋白基纳米复合材料用于打破细胞氧化还原稳态，实现高效肿瘤治疗研究方面取得新进展。该团队利用生物相容性良好的白蛋白作为纳米载体，通过对功能组分的调控，实现了谷胱甘肽（GSH）消耗辅助增强的化疗/化学动力学联合治疗，在小鼠皮下瘤模型中实现了对肿瘤生长的有效抑制。相关研究成果以Breaking the redox homeostasis: An Albumin-based Multifunctional Nanoagent for GSH depletion-assisted Chemo-/chemodynamic Combination Therapy为题，发表在Advanced Functional Materials上。GSH是细胞内主要的抗氧化剂，对于清除胞内ROS，维持细胞的氧化还原稳态具有重要作用。无机功能组分通过仿生矿化的方式原位生长到白蛋白分子中，随后通过酰胺键连接顺铂前药分子得到粒径为20~30nm，且分散性、稳定性较好的蛋白基载药纳米颗粒CMBP。其中的锰氧化物组分可氧化GSH，使其含量下降，减少GSH-Pt加合物的产生，有助于提高顺铂药物的化疗效果；顺铂药物可通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶（NOX）促进H2O2的产生，高表达的H2O2结合弱酸性肿瘤微环境，促进了铜基组分的类芬顿反应，增强了肿瘤区域化学动力学疗效。GSH含量的下降以及.OH的生成有效下调了谷胱甘肽过氧化物酶（GPX-4）表达，进一步加剧了肿瘤细胞内氧化还原失衡，从而实现化疗和化学动力学的协同增效治疗效果。体内外研究结果表明，所合成的蛋白基复合纳米颗粒具有良好的生物相容性和生物安全性，未产生明显毒性或引发机体的免疫排斥反应等。该研究为制备新型蛋白基纳米材料和有效打破肿瘤细胞氧化还原平衡，实现精准高效的肿瘤治疗提供了有益的参考。上海硅酸盐所2016级直博生梁凯程和复旦大学附属中山医院博士生孙海涛为论文的共同第一作者，陈航榕为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金、上海市基础研究重点项目等的支持。CMBP纳米颗粒打破肿瘤细胞内氧化还原平衡的作用机制示意图CMBP纳米颗粒的（a）TEM照片（插图为CMBP分散在水中的数码照片）；（b）HRTEM照片；（c）（c1）CMBP的STEM图；（c2-c5）分别为Cu、Mn、O、Pt的元素面扫结果（标尺为10 nm）；（d）不同条件下4T1细胞GPX-4酶的表达结果【来源：上海硅酸盐研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

集微网消息，据中国科学报报道，中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强团队研制成功一种新型透明半导体柔性透明储能器件，综合性能优于目前报道的所有透明储能器件。据介绍，在柔性透明储能器件中，透光率和能量密度相互影响，提升单一性能往往导致另一性能的大幅下降，同时还需提高储能器件的容量，这些都带来了极大的挑战。为此，研究人员通过合理的晶体掺杂设计，成功制备了一系列间隙硼掺杂的介孔宽禁带半导体氧化物(氧化锡、氧化锌及氧化铟)。在这一类新型的透明半导体氧化物中，间隙硼原子不仅能够大幅度提升掺杂材料的载流子浓度，为羟基的嵌入提供丰富的结合位点，还在间隙掺杂位上引发与OH-的赝电容电化学反应，从而将赝电容惰性的氧化锡、氧化锌和氧化铟，转化为高电化学活性的超级电容器电极材料。通过控制间隙硼掺杂的浓度，这一类介孔透明半导体氧化物的体积比容量可以达到每立方米1172毫法拉，实现与其他非透明金属氧化物的赝电容性能相近。目前，相关研究成果已发表于《自然—通讯》。（校对/若冰）

压电材料具有非中心对称性的结构，在外加机械力的作用下可诱导表面电荷的不对称分布。表面富集的非平衡电荷能够引发电化学反应，在温和条件下可实现水和氧气分子的活化以及活性氧物种的产生，从而可实现能源小分子（O2、H2O、CH4等）转化，被认为是实现绿色化学合成的重要潜在反应途径。近期，中国科学院上海硅酸盐研究所能源和环境催化材料课题组通过合理的催化反应体系设计，制备出一系列具有压电催化效应的半导体材料，开展了压电催化析氢、压电催化生成双氧水、压电催化转化甲烷等方面的研究工作，揭示了能源小分子在催化剂表面的活化机制和转化反应机理。该研究对推动利用自然界和人造震动能将含能小分子转化为绿色能源具有重要意义。在外加超声作用下，超薄的MoS2内部能产生压电场。随着超声能量的增强，材料内部产生的内建电场作用增强，载流子分离效率提高，因此，当超声能量增加时，MoS2产氢效率大幅提升。对MoS2进行电极性及表面极化修饰，不仅增加了材料表面的活性位点，使内建电场分离的电子与H+在同一位点累积，进一步促进了产氢效率的提升，还能构建空穴捕获位点，促进了载流子的分离，实现了约1250μmol·g-1·h-1的高产氢效率。这种压电效应与催化作用耦合的思想，为半导体催化以及纳米能量转换器件提供了新的解决思路，有望拓宽压电材料在催化领域的应用。相关研究成果发表于Journal of Materials Chemistry A 6 (2018) 1190911915。利用压电力显微技术表征了BiOCl、C3N4等材料的压电响应，并通过相关金属离子氧化还原反应证实了这些材料的压电催化活性位点。在空气气氛下，超声BiOCl或C3N4的纯水悬浮液可以分别得到28μmol/h和34μmol/h的H2O2产率，高于相应的光催化过程所得H2O2产率，表明这些材料在压电场下对氧气分子具有更强的催化效应，压电催化反应的效率具有进一步应用发展的潜力。相关研究成果分别发表于ChemSusChem 11 (2018) 527531和Journal of Materials Chemistry A 6 (2018) 83668373。利用羟基磷酸钙HAp的压电催化效应，通过甲烷氧化与甲醇偶联的串联过程实现了甲烷向低碳醇的转化。通过探针分子的吸附以及Au3+还原反应，验证了超声振荡下HAp的作用机制为压电催化而非超声催化。在超声振荡下，HAp的表面感应电荷能够分别作为表面阴极/阳极引发电化学反应，实现甲烷、氧气和水分子的活化，其中，氧气和水分子活化后产生的羟基自由基可进攻甲烷的C-H键使其转化为低碳醇。HAp上甲烷的压电催化转化能够获得甲醇、乙醇、异丙醇产物，产率分别为84.4、43.2、9.6μmolg-1h-1，且没有一氧化碳或二氧化碳的生成。该研究通过碳碳偶联延长了甲烷转化的反应路径，缓解了甲醇发生过度氧化的情况，同时提出了一个基于压电催化的C1化合物升级思路。相关研究成果发表于Nano Energy, 79(2021) 105449105459。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。（a）甲烷在HAp上的压电催化转化示意图；（b）超声振荡功率对转化效率的影响；（c）HAp电滞回线与场致位移曲线【来源：上海硅酸盐研究所】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

1月6日，中科院上海硅酸盐研究所常江研究员应邀到广东省科学院健康医学研究所进行学术交流。健康医学所所长顾珩，副所长陈军、赵晖及科研部全体人员参加了交流会，会议由仿生组织工程团队负责人高博韬博士主持。 常江作了题为“多功能生物活性组织再生材料研究”的学术报告，主要以生物活性离子成分与细胞的相互作用为方向，重点介绍了生物玻璃在促进骨修复应用中的动态矿化过程，以及受其过程启发研制的一系列硅酸盐生物材料，展示了这些材料在促进骨组织和皮肤修复再生应用中所取得的重要成果，并总结了目前无机生物材料在医疗器械领域中的研究热点及发展趋势。常江还分享了基金申报的心得体会，重点介绍了申报书写作过程中常见问题以及解决方案。报告内容丰富、精彩，参会人员与常江研究员进行了热烈的讨论和交流。 会后，常江参观了研究所示范产品展厅及实验室，对研究所多年来在医疗器械开发方面的成果及近几年的快速发展表示了肯定。双方就硅酸盐生物材料在细胞扩增方面的应用达成了初步的合作意向。 本次学术交流会拓宽了健康医学所科研人员对硅酸盐医用无机生物材料的认识，为科研人员的基金申报工作提供了新的思路，也进一步鼓励了青年博士撰写国家自然科学基金的热情。 （省科学院健康医学所 周宗宝/供稿） 【来源：广东省科学院】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

2014年初，中科院上海硅酸盐研究所（以下简称硅酸盐所）作为我国核心的无机涂层、特种材料研究机构，其负责研制的多种关键新型材料被成功应用于嫦娥三号航天任务。特种涂层保护着航天器结构适应外太空的极端环境，保障精密仪器的正常运行。在此次探月工程中，硅酸盐所研制的新型压电陶瓷成功驱动玉兔号上的超声电机，精准控制了红外光谱仪对月球环境的分析任务。嫦娥三号上由高致密特种陶瓷材料研制成的月基光学望远镜反射镜，热膨胀系数低，为望远镜的成像质量提供了保证。除此外，制成玉兔“红眼睛“红外成像光谱仪的二氧化碲声光晶体、着陆器7500N发动机的“裙子”——高温多层隔热材料、低温多层隔热组件、高摩擦抗冷焊涂层等成果为嫦娥三号任务成功做出重要贡献。目前，硅酸盐所持续承担神舟十一号载人飞船、新一代长征五号运载火箭的涂层、特种部件的研制任务。是我国航天事业成功的幕后功臣。盐酸盐所的最早历史可追溯至国立中央研究院工程研究所，是中国近代最早开展无机材料研究的科研机构。建国后更名为中国科学院冶金陶瓷研究所，成为我国无机材料研究的先驱单位。时任所长的周仁院士负责研究所的重组、扩建和发展。1959年1月12日，国务院科技委批准成立中国科学院硅酸盐化学与工学研究所。早期的硅酸盐所于1960年3月10日正式成立。几经变迁，定名为硅酸盐所已是二十五之后，1984年底正式更名为中国科学院上海硅酸盐研究所。郭景坤院士任所长，严东生院士任名誉所长。郭景坤院士是我国先进陶瓷领域的学科领军人物。60年代奠定了高铝氧高频绝缘瓷与金属的真空气密封接技术的理论基础，几种金属化封接办法荣获国家科技发明奖；70年代深入无机材料增韧补强方面的研究，成功研制出用碳纤维补强石英组成的陶瓷复合材料并成功运用于航空航天领域。大大提高了我国在多种纤维/无机物复合体系的应用；80年代开始新型陶瓷复合材料的研究工作，成功研制出无水陶瓷发动机与部件；90年代后开展了陶瓷的烧结动力学和晶须补强、二相粒子弥散强化与相变增韧的相关研究工作；千禧年后专注于纳米结构陶瓷、多相复合陶瓷、透明陶瓷的新方向。图1. 严东生院士（1918.2.10~2016.9.18）今日科苑·大家严东生院士是国际无机物材料学术领导者。在60年代，时任硅酸盐所副所长的严东生先生指导了两个课题组对稀土氧化物与其它高温氧化物体系的基础研究，进行了十几个系统的相平衡与结晶化学规律；发明了金属陶瓷隔热和抗热冲击梯度涂层，打破国外对航天核心技术的封锁，为我国“两弹一星”工程提供了技术保障。70年代成功研制耐烧蚀型防热材料，被成功应用于我国第一代洲际导弹。70年代在“相关系”基础上开创性地进行了材料的组分设计和晶界工程研究，是世界上公认的研究复杂氮陶瓷系统“相平衡“的三个中心之一。80年代时正在欧洲核子研究中心进行高能物理实验研究的丁肇中教授找到严东生先生，委托硅酸盐所能在五年内完成1.2万根BGO（新型锗酸）晶体的生产，以应用在大型正负电子对撞机中的L3探测器中用作电磁量能器。严东生教授及其团队不仅提前一年完成晶体交付，并成为美国国家科学基金会对BGO产品评比中，唯一获得满分的产品。至此硅酸盐所在全球无机闪烁晶体领域的国际地位得以奠定。90年代时欧洲核心中心准备建造大型强子对撞机，再次找到了硅酸盐所来研制探测器所需的PWO（新型钨酸铅）晶体。2012年欧洲核子研究中心发现“上帝粒子”，其CMS探测器上的PWO晶体便是严东生先生及其硅酸盐所团队研制的。2014年硅酸盐所研发的汽车尾气净化装置通过中试，装备介孔纳米材料尾气净化装置的轿车成功行驶8万公里后依然达到95%的净化功能。那年严东生先生已96岁高龄，他欣慰说道：“汽车尾气是PM2.5的主要来源之一，所以我觉得，介孔材料装置会有广阔的应用前景。”多年以前曾有人提问严东生为何回国发展，老先生这样回答道：“当时是国难当头，我们读书是为了救国。抗日战争打了那么长时间，当我们听说新中国将要成立，心里就有一个念头：要尽快回国参与建设，让中华民族走上复兴的道路。”

随着电子产品向可穿戴、移动化、超轻薄、透明、微型化发展，轻便、柔性甚至全透明的储能器件在未来便携式设备中具有广阔的应用前景。然而，在柔性透明储能器件中，透光率和能量密度相互影响，提升单一性能往往导致另一性能的大幅下降，同时还需提高储能器件的容量，这些都带来了极大的挑战。最近，中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究员团队（先进材料与新能源应用课题组）通过合理的晶体掺杂设计，成功制备了一系列间隙硼掺杂的介孔半导体氧化物SnO2-xBy,ZnO1-xBy以及In2O3-xBy。在这一类新型的透明半导体氧化物中，间隙硼原子不仅能够大幅度提升掺杂材料的载流子浓度，为OH-的嵌入提供丰富的结合位点，还在间隙掺杂位上引发与OH-的赝电容电化学反应，从而将赝电容惰性的SnO2、ZnO和In2O3转化为高电化学活性的超级电容器电极材料。通过控制间隙硼掺杂的浓度，这一类介孔透明半导体氧化物的体积比容量可以达到1172 mF cm-3, 实现与其它非透明金属氧化物的赝电容性能相近。间隙硼掺杂介孔半导体氧化物的形貌（a, MTB），掺杂浓度调控（b）以及透明电极性能（c,d）。MTB: 介孔SnO2-xBy；MZB: 介孔ZnO1-xBy；MIB: 介孔In2O3-xBy这种新型透明半导体材料与聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）导电聚合物均匀共混后，通过气溶胶喷涂技术涂敷在透明聚对苯二甲酸（PET）基底上制作电极。基于这种电极构建的透明柔性超级电容器，在15000次循环后容量保持率接近100%，其面积能量密度和器件透光率可达1.36 × 10-3mWh cm-2和 85%，综合性能优于目前报道的所有透明储能器件。该研究为设计合成具有优异电化学活性的透明半导体氧化物提供了全新的研究思路。研究结果以“Interstitial boron-doped mesoporous semiconctor oxides for ultratransparent energy storage” 为题发表于Nature Communication杂志。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。来源：上海硅酸盐所文章链接: https://www.nature.com/articles/s41467-020-20352-4