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基于石墨烯多維多尺度結構的能源與傳感技術
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。
清華大學
2021-04-13
摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑
小試階段/n本成果屬于燃料電池催化劑技術領域。具體涉及一種摻雜型石墨烯負載PtRu合金納米電催化劑及其制備方法。直接甲醇燃料電池具有結構簡單、低溫啟動速度快、燃料廉價易得、清潔無污染、比能量高和能量轉換效率高等特點，有望成為未來便攜式電子產品以及電動汽車、飛機等化石能源替代品。Pt是已知的對甲醇電氧化催化活性較好、使用較廣泛的催化劑，然而其存在成本過高易CO中毒等問題。采用PtRu合金、以摻雜型石墨烯為載體作為直接甲醇燃料電池陽極催化劑，能有效提高催化劑的活性和利用率。本成果克服了現有技術缺陷，提供
武漢科技大學
2021-01-12
一種石墨烯片上可調電感及其制造方法
本發明公開了一種石墨烯片上可調電感及其制造方法，包括石墨烯線圈層、絕緣介質層、電極控制 層、以及襯底，石墨烯線圈層為片上電感的主體部分，設于襯底上方；絕緣介質層覆蓋在石墨烯線圈層 上；電極控制層位于絕緣介質層上并處于石墨烯線圈正上方；通過電極控制層在石墨烯線圈上施加可變 柵壓，石墨烯線圈層的電感值隨之發生改變；首先在催化膜上生長出層狀石墨烯；然后將層狀石墨烯轉 移至襯底上；將石墨烯膜圖形化成石墨烯電感線圈；在石墨烯電感線圈上淀積一層的絕緣介質層
武漢大學
2021-04-14
內包金屬富勒烯高效制備與快速分離技術
富勒烯碳籠內部可包入多種金屬原子或團簇，形成一種新的雜化分子，被稱為內包金屬富勒烯。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
富勒烯碳籠內部可包入多種金屬原子或團簇，形成一種新的雜化分子，被稱為內包金屬富勒烯。由于金屬的存在及對碳籠的影響，內包金屬富勒烯的結構復雜、性質奇特，在生物醫學及能源催化等領域具有巨大的應用前景。但其制備和分離流程復雜，產率低下且純化困難，成為當前限制其應用的關鍵瓶頸。目前，常用的分離方法是采用高效液相色譜法（HPLC）分離，由于HPLC分離的大部分工作集中在分離空心富勒烯和內包金屬富勒烯上，因而對內包金屬富勒烯的分離效率低下，且成本高、耗時長。如何快速高效地分離內包金屬富勒烯成為本領域急需解決的難題。
華中科技大學
2022-07-27
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法
本發明公開了一種石墨烯/Cu/Ni 復合電極及其制備方法。復合 電極包括 Cu/Ni 合金層和覆蓋在 Cu/Ni 合金層上的石墨烯薄膜；其中， Cu/Ni 合金層由 Ni 膜和覆蓋在 Ni 膜上 Cu 膜發生 Ni 原子與 Cu 原子的 相互擴散形成，Ni 膜與 Cu 膜的厚度比為 1:(3～10)。本發明避免了石 墨烯轉移過程和圖形化過程對石墨烯質量的破壞，減少了石墨烯缺陷 的數目，通過調整 Ni 膜與 Cu 膜的厚度，采用分段
華中科技大學
2021-04-14
用于防治小麥莖基腐病的病毒粒子及其防治小麥莖基腐病的方法
本發明提出用于防治假禾谷鐮刀菌的病毒粒子及其防治小麥莖基腐病的主要病原菌假禾谷鐮刀菌的方法，解決了現有技術中小麥莖基腐病的防治問題。本發明通過提取FpgMBV1病毒粒子，對室內接種假禾谷鐮孢菌WZ2?8A菌株（小麥莖基腐強致病株）的小麥幼苗進行生物防治處理，以確定FpgMBV1病毒粒子的生物防治潛力；通過將FpgMBV1病毒粒子與假禾谷鐮孢菌WZ2?8A菌株共培養，驗證FpgMBV1病毒粒子的體外侵染能力。結果表明，FpgMBV1病毒粒子可以使WZ2?8A菌株侵染的小麥莖基腐病的發病率從88.9%降到63.90%，病情指數從36.73降低到7.10，防治效果為80.67%具有生物防治潛力。
河南大學
2021-04-11
高性能水泥基系列快速修補材料
混凝土結構因其脆性大的弱點，在工程應用中往往不可避免產生開裂。混凝土結構 因開裂導致混凝土結構水密性下降、滲漏，影響工程的使用壽命，甚至無法正常使用。 這是建筑界普遍存在的問題。水工、道路、橋梁等工程中混凝土結構受損后，需要進行 快速修補。從混凝土結構產生開裂的原因與環境條件分析，開發新型高性能修補材料具 有重要意義。 本發明技術根據不同現代混凝土工程的修補需求，開發出系列高性能快速修補材料， 包括超快硬修補材料、快硬早強修補材料、高性能快速修補材料。 高性能水泥基系列快速修補材料的主要特點是早期強度高、無收縮、與基面粘接強 度高、長期穩定性好、耐久性優越等特點。還具有耐磨性好、抗沖擊性能優越、高抗凍 性等特殊功能。更重要的是通車時間可從 3 小時到 24 小時內調節。 高性能水泥基系列快速修補材料可廣泛適用于道路、機場跑道、鋼筋混凝土、輕集 料混凝土、橋梁、建筑、水工和路面等混凝土結構物（構筑物）等裂縫或缺陷的修補， 也適合于路面的大面積修補，尤其適合于北方嚴寒、鹽凍地區的工程應用。
同濟大學
2021-04-11
深度多級還原冶煉鈦基合金項目
項目涉及的產品是鈦基合金，具體包括鈦鐵合金、鈦鋁合金以及鈦鋁釩合金等，其廣泛用于冶金、國防、軍工、航空、航天以及生物醫學等領域。目前，現有的鈦及鈦合金等鈦材的利用流程仍全是高鈦渣/金紅石-高溫氯化-真空還原-精制-海綿鈦-破碎-真空熔煉-鈦材這一高能耗、高污染的高成本生產工藝。東北大學在國家973、國家自然科學基金以及企業重大科技攻關等項目的聯合資助下，針對現有金屬熱還原法直接制備鈦基合金存在的鈦氧化物還原不徹底等技術難題，發明了基于噴吹金屬蒸氣深度多級還原直接冶煉鈦基合金的新技術，并突破了其噴吹金屬蒸氣深度還原裝備的技術難題，建成了噸級規模的基于噴吹深度多級還原裝備。成功制備出氧含量低于0.6%的低氧高鈦鐵；氧含量低于0.1%，氮含量低于200ppm的鈦鋁合金及鈦鋁釩合金，目前已完成20kg規模的放大試驗，建成了噸級規模的基于噴吹深度多級還原核心裝備，進入產業化和推廣應用階段。核心成果已獲得國家發明專利６項，整體技術及裝備水平世界領先。 項目研究形成了從方法-產品-裝備的原始創新，突破直接熱還原法制備鈦基合金的技術難題，實現了鈦合金的短流程清潔制備，為國家安全建設和社會經濟建設提供了戰略物質保障社會經濟效益顯著。未來5年，我國特種鋼精煉用高鈦鐵合金用量可達30萬噸，若投資建立一條深度多級還原直接冶煉低氧高鈦鐵的生產線，可實現年產量5000噸的規模，其總產值可達2.5億元以上，年均創造效益約5000萬元。建設一條1000噸規模的鈦鋁基鈦合金生產，其總產值可達2億元以上，年均創造效益約5000~8000萬元。因此項目建設將極大地拉動地方經濟。
東北大學
2021-04-11
高性能瀝青基連續長絲炭纖維
依托“湖南大學碳材料研究所”，建成國內瀝青基碳纖維生產基地，逐步用碳纖維復合材料取代鋁合金、鋼筋等，促進建筑行業、汽車行業的“產業革命”，打造百億、千億的產業集群，把湖南長沙打造成全球第四家擁有整套高性能瀝青基碳纖維制備技術的生產基地，確立長沙中國“碳谷”地位。目前已研發出高性能瀝青基連續長絲炭纖維。 相關研究成果已應用于航天、航天、承載一體化、沖擊載荷下微結構、兵器材料等，為我國武器裝備發展和國防科技工業進步提供了基礎支撐。合作單位包括國防科工局、中科院近代物理所、中國兵器工業第二0一研究所、中國工程物理研究院、航天科工集團、航天科技集團、中國兵器集團等國防軍工單位。
湖南大學
2021-04-11