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東南大學科研團隊發現二茂鐵基鈣鈦礦壓電材料
在“東南大學十大科學與技術問題”啟動培育基金的資助下，江蘇省“分子鐵電科學與應用”重點實驗室研究團隊在分子壓電領域取得重要進展，發現了首例二茂鐵基鈣鈦礦壓電材料。 有機無機雜化鈣鈦礦（通式為ABX3）由于其在太陽能電池、光電探測器、電致發光、壓電等高新科技領域中可觀的發展潛力而備受專注。在雜化鈣鈦礦領域，因其優異的結構多樣性和化學可調性，涌現出了各種結構新穎和性能卓越的壓電和鐵電材料。然而，迄今為止報道的雜化鈣鈦礦壓電體中，A位的成分幾乎都是純有機胺離子。自1951年以來，二茂鐵的問世掀起了有機金屬化學的革命。基于二茂鐵的有機金屬化合物由于其性能的多樣性和功能的豐富性在納米醫學，生物傳感，催化和氧化還原等領域具有廣闊的應用前景。經過多年發展，二茂鐵基有機金屬化合物在鐵磁和鐵彈等領域也取得了重大突破。然而，基于二茂鐵基陽離子的鈣鈦礦壓電材料此前仍是一片空白。 在“鐵電化學”理論（針對鐵電體的分子設計原理）的啟發和指導下，我們發現以二茂鐵基組分作為陽離子來代替有機胺是可行的，并構筑了一類新型的二茂鐵基鈣鈦礦壓電材料：[（二茂鐵基甲基）三甲基銨]PbI3 ((FMTMA)PbI3), (FMTMA)PbBr2I和 (FMTMA)PbCl2I。得益于二茂鐵基陽離子的穩定性，通過陰離子骨架中的鹵素調控使材料的性能得到顯著提升，獲得了與LiNbO3相當的出色壓電性能并兼具突出的半導體特性。基于該材料所制備的壓電能量收集裝置展現了其優異的機電能量轉換性能。這項工作為鈣鈦礦壓電材料的研究開辟了新的篇章，將激發對二茂鐵基鈣鈦礦材料的進一步研究。
東南大學
2021-02-01
大理石礦綜合利用及礦物復合材料研發與產業化
該發明涉及一種尾礦全資源利用方法，屬于礦產資源綜合利用與礦物復合新材料技術領域。該發明能夠利用尾礦廢石制備多種資源化利用產品，所制備的產品強度較高，具有良好的綜合性能，應用范圍廣泛。該項發明綠色環保，可實現規模化批量制備。
中國地質大學（北京）
2021-02-01
環氧樹脂納米復合材料用多功能碳納米管的制備方法
本發明所涉及的環氧樹脂納米復合材料用多功能碳納米管，適用于所有高性能復合 材料領域。由于本發明所涉及的碳納米管具有增強、分散、界面粘結、固化等多種功能， 由其制得的碳納米管／環氧樹脂復合材料具有碳納米管本身的高強度、高模量、良好的 韌性、低密度、導電等優點，可廣泛應用于各種先進材料領域，市場前景十分可觀。該 多功能碳納米管是固態材料，儲存和運輸十分方便；并且本身具有了良好的分散性和界 面粘結性能，操作工藝簡單，相對降低了生產成本。因而，本發明為高性能納米復合材 料的工業化生產提供了新的途徑
同濟大學
2021-04-11
新型脫硫石膏-粉煤灰復合水泥土及注漿材料關鍵技術
新型脫硫石膏復合水泥土及注漿材料分別應用于深基坑工程中的止水帷幕，坡道加固及地基加固中的最優配合比。水泥摻量 14%、粉煤灰摻量 3%、脫硫石膏摻量 2%、水灰比 0.4，即用脫硫石膏和粉煤灰取代 26.3%的水泥摻量，可以較好的改善土體的力學性能，更能夠很大程度地提高土體的抗滲性，達到止水效果，大量應用于水泥土攪拌樁、雙液注漿型止水帷幕的施工當中。水泥摻量 8%、粉煤灰摻量 3%、脫硫石膏摻量 3%、水灰比 0.4，即用脫硫石膏和粉煤灰取代 42.8%的水泥摻量，造價低廉，可以提高土體的強度，適當提高土體的抗滲性能，可以大量應用在臨時性土體加固工程中，比如坡道加工及基坑坑底土體加固當中，改善土體力學性能，保證施工安全和施工進度，以節約成本。已經申請專利：一種利用脫硫石膏的新型土體固化劑 201410021878.3。
安徽理工大學
2021-04-11
人工關節軟骨材料——半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體
北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。
北京科技大學
2021-04-11
新型連鑄用耐火材料——浸入式水口、長水口和整體塞棒
北京科技大學榮源連鑄耐火材料研究發展中心采用最新科技自主研制開發的新型連鑄用耐火材料——鋼包至中間包的長水口，中間包內的整體塞棒和從中間包到結晶器的浸入式水口。 本項目產品以市場為導向，特別開發了國內首創的使用無碳內壁浸入式水口和長壽命水口，將增加鋼鐵工業所需優質、節能、長壽和綠色型耐火材料生產量，滿足潔凈鋼和高效連鑄對連鑄耐火材料要求。配套建設了最先進的生產線，產品技術性能領先，質量優異，在低成本的生產條件下產品價格低于進口同類產品，將在國內市場競爭中處于優勢地位，同時可取代部分進口同類產品。本項目獲得遼寧省科技進步一等獎。 新型連鑄用耐火材料與連續鑄鋼工藝技術溶為一體，用于連續鑄鋼中鋼水保護澆鑄和控制鋼水流量，其特點是要求材料高性能，屬于耐火材料高技術領域。無碳內壁防堵塞浸入式水口用于潔凈鋼連鑄中。
北京科技大學
2021-04-11
一種含稀土的氧化物紅色發光材料及其制備方法
該項目（專利號：200410009747.x）涉及一種含稀土的氧化物在紫外線激發下發射紅色熒光的熒光粉及其制備方法。該發光材料是一種化學穩定性好、發光亮度高、單色性好、成本相對降低的紅色發光材料。 該項目含稀土的氧化物的紅色發光材料的化學組成為（Y1－x－y－z Gd x Al y Eu z）2O3，其中0＜x ≤0.7 , x為基質組分Gd的含量；0＜y＜0.26, y為基質組分Al的含量； 0.02≤z ≤0.12, z為激活劑Eu的含量。含稀土的氧化物的紅色發光材料是由Y2O3、Gd2O3、Al2O3和Eu2O3經1280℃高溫灼燒，形成具有立方結構的（Y Gd Al Eu）2O3固熔體，因而具有化學穩定性好、發光亮度高、單色性好的特點，并且由于非稀土元素Al對稀土元素Y、Gd的部分取代，導致稀土元素用量減少，降低產品成本。 應用范圍：主要在燈用熒光粉等三基色紅粉中應用。
北京科技大學
2021-04-11
汽車件快速成型復合材料用高溫韌性環氧樹脂體系的研制
碳纖維復合材料要真正應用于汽車領域，必須適應高產量汽車生產的成本和生產速度，因此對復合材料的規模化、自動化、快速成型技術提出了更高的要求。高效率批量化生產要求新型的快速固化成型環氧樹脂復合材料。其中主要涉及到的是預浸料的模壓成型工藝：利用固化時間在2~5min的環氧樹脂預浸料模壓成型工藝生產。首先使用2～3分鐘即可硬化的環氧樹脂和碳纖維制造預浸料，然后再放入模具加熱，在3～10MPa的高壓下沖壓成型。成型周期僅為約10分鐘，在熱硬化性CFRP中生產效率上佳。 北京化工大學先進材料研究院中心將化學流變學理論應用于碳纖維預浸料專用樹脂體系的設計指導通過流變學調控樹脂體系的初始粘度，實現樹脂對纖維的充分浸潤。通過化學反應降低預浸料的樹脂流動度，提高預浸料的工藝性能。已申請專利6項。在工藝設備創新方面，采用雙行星雙動力的攪拌方式，低速運轉的行星攪拌錨使物料上下翻動混合，高速運轉的行星分散盤使物料產生強烈的碰撞和剪切。課題組充分利用北京化工大學的高分子學科優勢，基于國產碳纖維的產能擴張，結合不同級別國產碳纖維(T300、T700、T800) 的表面特性，自主設計了不同耐溫等級的環氧樹脂體系，開發了系列化(80、90、100、120、180度)的預浸料專用樹脂體系，以開拓國產碳纖維的下游加工應用。 在快速固化耐高溫韌性環氧樹脂體系的研制方面，環氧樹脂分子設計需要滿足幾個條件，1、含有噁唑烷酮環的環氧樹脂固化后不僅具有較好的耐熱性，其玻璃化轉變溫度和熱分解溫度亦高于純環氧樹脂和其他的傳統環氧熱固性材料。2.具備出色的電氣絕緣性能，物理機械性能。3.噁唑烷酮結構極性基團的存在使得環氧樹脂與碳纖維的粘結強度增加。4.聚氨酯柔性鏈的存在，使得樹脂的柔韌性提高。固化體系設計包括：固化劑的液化改性；儲存穩定性；吸水性；分散性。MHT150-PN預浸料樹脂是中高溫固化快速成型的阻燃環氧樹脂體系，具有高耐熱、環保阻燃和高韌性等特點，主要用于汽車件等快速固化預浸料領域，具有優異的操作性及貼合性。
北京化工大學
2021-02-01
粉煤灰等固廢耦合制備莫來石耐火材料新技術
北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的利用粉煤灰等工業固廢制備莫來石耐火材料新技術。此技術的核心發明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫燒結過程中莫來石化的機理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網狀結構的發展等顯微結構變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復相耐火材料新技術。目前，該技術已進行工業示范。
北京大學
2021-02-01
共價有機框架材料可見光催化還原CO2的最新成果
CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應引起的環境問題，而且還可以解決日益嚴峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅動力的光催化還原CO2生成有機物是較為理想的途徑之一，也是極具挑戰性的前沿方向。含氮共價有機框架材料（COF）擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力，具有高穩定性、高CO2吸附量、易于設計調控和修飾等優點，是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應合成了一系列具有相同結構不同官能團的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2]，并研究不同官能團對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結果表明，官能團的引入會影響TpBD的可見光吸收能力，改變其能帶結構；與吸電子基團相比，該COF材料中的給電子基團更有利于光催化還原CO2的進行，其活性順序為-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結合各種表征技術，發現給電子基官能團可以增強該類材料的共軛效應，提高可見光吸收，加快光生電荷分離與遷移，進而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實際應用，還可以豐富光催化理論，對于CO2的固定轉化具有重要的理論指導意義和實際應用價值。
浙江師范大學
2021-04-30