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國際上第一個鈮酸鋰有源光量子芯片 一、項目分類 重大科學前沿創新、關鍵核心技術突破 二、成果簡介 南京大學物理學院祝世寧院士的科研團隊，研制出國際上第一個鈮酸鋰有源光量子芯片。該芯片集成了微型化光學超晶格糾纏光源、波導量子干涉器、波分復用器及電光調制器等不同功能器件,實現了糾纏光子的高效產生、高速電光調制并完成相應的信息處理功能。該芯片由光纖耦合輸入輸出,能在室溫穩定工作，工作電壓低于3.55V，調控速率可達40GHz。芯片的多項核心指標如糾纏光子產率、調諧速率、調諧帶寬等創下當時國際最高水平，為光量子集成光學和信息處理開辟了一條和硅基芯片不同的技術路線。 成果以編輯推薦形式發表在物理學頂級期刊《物理評論快訊》(Phys. Rev. Lett. ,2014)上，被國際Physics、IEEE Spectrum等科技媒體重點評述。成果也成功入選中國光學十大進展(2014)，以此為主要成果之一的“光學超晶格中糾纏光子的產生、調控和應用”獲2020年高等學校自然科學獎一等獎。以此成果為基礎，團隊成功獲批和完成基金委重大科研儀器研制項目，研制出多種高性能量子光源。

目前動力電池主要是鈷酸鋰鋰離子電池，但鈷酸鋰材料價格昂貴、有毒，污染環境，且世界儲量較少。錳酸鋰具有大電流充放電、價格便宜（是其的十六分之一）、世界儲量大且環保、無毒，是最有可能替代鈷酸鋰的下一代鋰離子電池材料。

（專利號：ZL 201410491153.0） 簡介：本發明公開了一種高鐵酸鉀固體的制備方法，屬于水處理技術領域。該制備方法包括以下步驟：(1)以次氯酸鈣和碳酸鉀反應制備堿性飽和的次氯酸鉀溶液；(2)冰水浴環境中，向堿性飽和次氯酸鉀溶液中加入九水硝酸鐵固體，生成高鐵酸鉀溶液；(3)向高鐵酸鉀溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液，冰水浴中靜置，抽濾，得高鐵酸鉀固體粗產品；(4)用氫氧化鉀溶液溶解高鐵酸鉀粗產品，抽濾，冰水浴中重結晶，抽濾，得重結晶后高

油脂是天然可再生的資源，用其作原料所開發與生產的化工產品具有低毒性、易生物降解、人體親和性和環境適應性好等特點。生物柴油（脂肪酸甲酯）研究始于20世紀50年代末60年代初，20世紀80年代飛速發展。早期研究目的替代化石柴油作燃料，目前已形成廣泛的應用。脂肪酸甲酯既是生物柴油的基礎組分，又在化工領域有廣泛的用途。 本技術采用動植物油脂、廢棄餐飲油、酸化油脂或棕櫚油等為原料，通過與甲醇酯交換工藝生產脂肪酸甲酯產品，可進一步通過環氧化生產環氧化脂肪酸甲酯。產品閃點180℃以上，酸值0.6～0.8，轉化率95%以上。

聚甘油脂肪酸酯具有較寬的 HLB 值（親水親油平衡值），乳化能力強，用量少，能在高酸度條件下使用，并能與多種乳化劑進行良好的復配，具有良好的乳化、分散、潤濕、穩定、起泡等多重性能，是一種性能優良的表面活性劑。聚甘油脂肪酸酯系列產品的應用領域廣泛，在石油工業、化學合成工業、紡織印染工業、涂料制造、日用化學、塑料加工、農藥、橡膠制品、食品、醫藥等產業領域都有著良好的應用前景，特別在食品領域，目前已廣泛用于冰淇淋、乳制品、人造奶油、飲料、糖果、面包、蛋糕等食品中。本項目以獨有的生產技術，可以生產聚甘油脂肪酸酯系列產品。包括：三聚甘油月桂酸酯，三聚甘油肉豆蔻酸酯，三聚甘油棕櫚酸酯，三聚甘油硬脂酸酯及三聚甘油油酸酯；四聚甘油月桂酸酯，四聚甘油肉豆蔻酸酯，四聚甘油棕櫚酸酯，四聚甘油硬脂酸酯及四聚甘油油酸酯；六聚甘油月桂酸酯，六聚甘油肉豆蔻酸酯，六聚甘油棕櫚酸酯，六聚甘油硬脂酸酯及六聚甘油油酸酯等。

1、主要功能及應用領域 透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。 2、特色與先進性技術指標 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網狀模板，利用模板制作金屬網格；通過轉移石墨烯在金屬網格上制作一種石墨烯/金屬網格復合電極。其復合電極表現出優異的光電特性。通過結合單層石墨烯的高透光性和金屬網格的導電性，有效地彌補了化學氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結構的缺陷和金屬網格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點，從而提高透明復合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網孔的顯微圖。 3.技術指標 復合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復合電極的透過率 將復合電極制作在PET基底上，使其可以表現出優異的機械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達到150o時，其電導率也只下降3.4%，反復彎折100次，電導率幾乎沒有什么變化。 4、產業化的關鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機發光二極管等。目前商業上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學穩定性差，不適合應用于柔性透明電極。 傳統上制備金屬網采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網格不僅成本較大、工藝復雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設備要求也較高。 本實驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉移在金屬網格上。實驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質量的透明電極。

透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。

粉末涂料是一種新型的100%固體粉末狀涂料，無溶劑、可回收、環保無毒、性能優異；石墨烯超薄超輕、比表面積超大，力學、熱學和電學性能優異，是制備特種功能涂料的理想材料，我司依托廈門大學石墨烯工程與產業研究院雄厚的技術實力進行石墨烯粉末涂料的研發與產業化，相關技術難題已取得長足突破，產業化前景明朗。石墨烯不僅可以改善涂層的物理機械性能，也可用于制備防腐、導電、散熱、電磁屏蔽等特種功能涂料，目前公司已規劃多條石墨烯粉末涂料生產線，預計投產后可實現5000噸的年產能，相關產品已通過國家權威機構的檢測認證，在五金、建筑、管道、3C、電器、能源、汽車及其零部件等領域均有廣闊的應用前景，市場反饋良好。

1 成果簡介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨特的狄拉克電子結構、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應用優勢。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應用。本成果從石墨烯的可控生長及多維多尺度宏觀結構組裝出發，探索調控石墨烯電子結構的有效方法，推動其在納米器件中的集成與應用。 主要內容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結構的原位生長與組裝；石墨烯的結構（拓撲）與化學改性：采用缺陷、應變和化學修飾等手段對石墨烯的能帶結構進行調控；研究石墨烯在外加電場、磁場、光激發等條件下，電子結構的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結、異質/雜化結構等。2 應用說明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應用于太陽能電池和超級電容器等能源器件，顯示出優異的能量轉換與存儲性能及良好的工作穩定性。某些特色多維多尺度結構可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構建復合結構，在吸附、水處理、傳感、光催化等領域具有廣闊的應用前景。  圖 1 石墨烯編織結構                              圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復合結構 該項目的相關研究工作已申請國家發明專利 5 項，具有自主知識產權。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內尚未形成穩定的工業化需求， 但從需求市場的潛力來看，石墨烯在應用上將逐漸擴大。隨著技術研究及產業發展，石墨烯獨特的力學與電學性能，將使其在國內外應用市場，特別是電子、新材料、航天軍工等領域，發揮重要的甚至是革命性的作用，產生規模經濟效益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。