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本發(fā)明公開了一種自支撐類石墨多孔非晶碳薄膜的制備方法，包括下述步驟：S1：對金屬鎳片襯底進行超聲清洗，并烘干后放置于管式爐中；S2：向所述管式爐中通入惰性氣體；S3：對所述管式爐進行升溫處理使其達到600℃-720℃，向所述管式爐中通入氫氣，并對所述金屬鎳片襯底進行熱處理；S4：向所述管式爐中通入碳氫化合物，使得經(jīng)過熱處理后的金屬鎳片襯底催化碳氫化合物裂解后生長非晶碳薄膜；S5：對所述管式爐進行降溫處理，并將生長有非晶碳薄膜的鎳片浸泡在腐蝕液中腐蝕掉襯底鎳片后獲得自支撐類石墨多孔非晶碳薄膜。采用本發(fā)明制備方法對環(huán)境溫度要求不高，制備得到的非晶碳薄膜具有多孔結構和自支撐結構，可以很方便轉移至任何襯底。

具有微納多孔結構的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫(yī)療器械等國民經(jīng)濟戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發(fā)的拉伸法實現(xiàn)了PTFE微孔產(chǎn)品的大規(guī)模商品化生產(chǎn)，產(chǎn)值高達百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產(chǎn)品均勻性、產(chǎn)品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統(tǒng)拉伸法，創(chuàng)造性地提出了基于剪切誘導原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個多世紀的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據(jù)生產(chǎn)需求靈活調整產(chǎn)品宏觀性狀與微觀結構，僅通過簡單的工藝參數(shù)調整，即可實現(xiàn)具有不同微觀結構的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產(chǎn)。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設備簡單、能耗顯著降低、無環(huán)境污染，具有良好的產(chǎn)業(yè)化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進的復合工藝實現(xiàn)具有高導電、高導熱等功能化PTFE材料，有效填補市場空白。圍繞本成果，已發(fā)表多篇國際論文、申請四項國家發(fā)明專利、兩項海外專利，在油水/固液分離、先進織物等領域具有良好應用前景，相關產(chǎn)品已成功驗證并得到多方行業(yè)內(nèi)專家認可。

本團隊先后承擔了北京市自然科學基金項目二項、國家自然基金項目二項以及國際合作項目一項。針對氫燃料汽車的氫儲存問題，目前研發(fā)出了新型鎂基復合儲氫材料，其儲氫量（達 6.0wt.%以上）已經(jīng)超過美國能源部所要求的儲氫量指標（5.5wt.%），具備了實際應用價值。在全固態(tài)鋰離子電池材料研究領域，本團隊還與加拿大西安大略大學孫學良院士合作，開展新型全固態(tài)鋰離子電池材料研究。目前通過界面改性顯著提高了全固態(tài)鋰離子電池的高倍率放電性能及壽命，相關成果發(fā)表在《ACS AppliedMaterials & Interfaces》等期刊上。一種高容量儲氫材料；一種高容量長壽命全固態(tài)鋰離子電池材料的改性技術。

新材料、高分子材料專業(yè)

一種高效保溫隔熱材料 SiO2 納米多孔氣凝膠，美國已將類似的材料用于航天飛機。 這種性能優(yōu)異的新型保溫隔熱隔聲材料，其纖細的多孔網(wǎng)絡結構使之具有極低的固態(tài)熱 傳導以及氣態(tài)熱傳導。在常溫常壓下熱導率可低達 0.02W/（m?K），是當前熱導率最低的 固態(tài)材料。它不僅根據(jù)熱導率推算，一塊不到一寸厚的 SiO2納米多孔氣凝膠，相等于二 十至三十塊普通玻璃或 15cm 厚度的混凝土墻體的隔熱功能。鑒于目前建筑材料的隔熱 性能差,僅上海的建筑能耗占總能耗的 25.4%，因此有關專家呼吁應大力推廣各類保溫隔 熱輕質材料，SiO2納米多孔氣凝膠以其優(yōu)異的保溫隔聲性能有望成為一種環(huán)保型高效保 溫隔聲輕質建材。另外 SiO2納米多孔氣凝膠還具有透光性，可以有效地透過可見光，同 時可以高效地阻隔紅外輻射，因此，用于建筑物可以很好地兼顧采光和節(jié)能。

發(fā)光材料一般可以分為兩類：熒光材料和磷光材料。熒光材料的特點是在外在光線或射線照射下會發(fā)光，當外在光線或射線消失后就不會發(fā)光。而磷光材料的特點是在外在光線或射線消失后仍能長時間地發(fā)光。也就是說，熒光材料和磷光材料的主要區(qū)別在于它們的余輝時間不同。所以，熒光材料又可以稱作為增光材料，而磷光材料又可以稱作為夜光材料。熒光材料常用于顯示屏、燈管、公路交通反光牌等。磷光材料則多用于夜光鐘表、暗處指示等。 很久以前，人們就能制造各種各樣的夜光材料，不過絕大部分都因為性能太差得不到廣泛的應用。近百年來，工業(yè)上生產(chǎn)和使用的夜光材料主要是“硫化鋅：銅”。“硫化鋅：銅”的最大缺點是余輝時間較短，只有3小時左右。為了利用“硫化鋅：銅”作夜光材料，人們就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射線來刺激“硫化鋅：銅”持續(xù)發(fā)光。由于放射性元素對人體健康的危害，“硫化鋅：銅”夜光材料的應用受到很大限制。現(xiàn)在基本上不再允許生產(chǎn)夜光手表就是這個原因。除了國防軍用如坑道等場合外，很難看到“硫化鋅：銅”的蹤跡。 近年來，夜光材料的研究出現(xiàn)重大突破，發(fā)現(xiàn)了一種新型的稀土夜光材料。這種稀土夜光材料的發(fā)光強度高，余輝時間長，比“硫化鋅：銅”的指標要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分穩(wěn)定，其性能長時間受光發(fā)光后不會發(fā)生變化。而“硫化鋅：銅”則不夠穩(wěn)定，在有濕氣時容易變黑，性能降低。新型稀土夜光透明性較好，其粉末顯淡黃色。比重為每立方厘米為3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以對人體健康毫無害處。

相變儲能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一類利用在某一特定溫度下發(fā)生物理相態(tài)變化以實現(xiàn)能量的存儲和釋放的儲能材料，一般有固- 液、液-氣和固- 固相變?nèi)N形式。目前固- 液相變儲能材料的研究和應用最為廣泛，其工作原理為：當環(huán)境溫度高于相變溫度時，材料由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)并吸收熱量；而當環(huán)境溫度低于相變點時，材料由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)釋放熱量，從而維持環(huán)境溫度在適宜水平。在相變過程中材料吸收或釋放的熱量，是材料單一相態(tài)溫度變化時吸收或釋放熱量的幾十倍甚至幾百倍。

項目簡介相變儲能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一類利用在某一特定溫度下發(fā)生物理相態(tài)變化以實現(xiàn)能量的存儲和釋放的儲能材料，一般有固- 液、液-氣和固- 固相變?nèi)N形式。目前固- 液相變儲能材料的研究和應用最為廣泛，其工作原理為：當環(huán)境溫度高于相變溫度時，材料由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)并吸收熱量；而當環(huán)境溫度低于相變點時，材料由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)釋放熱量，從而維持環(huán)境溫度在適宜水平。在相變過程中材料吸收或釋放的熱量，是材料單一相態(tài)溫度變化時吸收或釋放熱量的幾十倍甚至幾百倍。相變儲能材料儲能原理應用范圍 相變儲能材料響應溫度變化所吸收和釋放的是熱能，在能源高效利用和節(jié)能保溫領域有著重要的應用價值。如在建筑節(jié)能、太陽能利用、電力調峰、可再生能源消納、工業(yè)余熱回收、紡織品、冷鏈運輸、醫(yī)療健康等方面擁有廣闊的市場前景。項目階段目前主要的有機相變儲能材料產(chǎn)品來源于石油工業(yè)的副產(chǎn)物，具有毒性，同時因其不會被生物降解，所以會持續(xù)產(chǎn)生污染。研發(fā)團隊以國家“973”計劃—“節(jié)能領域納米材料機敏特性關鍵科學問題研究”課題的研究成果為基礎，制備出基于天然可再生油脂的相變儲能材料，具有綠色無毒、可降解、儲能密度高等優(yōu)點。通過對相變儲能材料進行功能化處理，使其進一步具備了高光熱轉換效率及良好的儲熱特性，可高效利用太陽能及環(huán)境余熱。知識產(chǎn)權已申請相關專利。調配出的不同溫度的相變材料合作方式1. 可根據(jù)實際情況研制具有不同相變溫度的相變儲能材料，滿足各類需求。2. 完成建筑用相變儲能材料產(chǎn)品的中試生產(chǎn)，實現(xiàn)了相變儲能產(chǎn)品的規(guī)模化制備，如相變儲能地板產(chǎn)品、相變儲能板材產(chǎn)品、相變儲能粉體（60-80 目）與顆粒產(chǎn)品（5-8mm）等。其中，地板和板材產(chǎn)品可用于室內(nèi)裝修，粉體和顆粒產(chǎn)品可作為其他建材，如涂料、砂漿、水泥、混凝土等的添加物。3. 將制備的相變儲能板材應用于實際建筑中，取得了很好的控溫節(jié)能效果：在北京冬季時，白天室內(nèi)最多可少升溫6-7℃，且溫度峰值延后近2 小時；夜晚溫度降低時間最多可延遲近6 小時（以降至18℃為限），有效減小了室內(nèi)溫度波動，并減少約18% 的采暖電能能耗。4. 研制了一套相變蓄熱供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將谷電期間的電能轉化為熱能并存儲于相變儲能材料內(nèi)，在非谷電期間則利用所存儲的熱能實現(xiàn)用戶供暖。該系統(tǒng)有助于電力系統(tǒng)的蓄熱調峰，也可有效降低終端用戶的采暖成本，同時還具有體積小、效率高、節(jié)能環(huán)保、無噪音、使用壽命長等優(yōu)點。該系統(tǒng)實際的供暖試驗結果表明，峰電期間僅利用存儲的熱量進行供暖，可使用戶室內(nèi)平均溫度達到20℃，與市政集中供暖相比，采暖費用可降低約20%。

集成電路產(chǎn)業(yè)需要大量高端薄膜生長設備，上個世紀80年代，MBE作為一種尖端技術，國外就對中國進行了技術封鎖，禁運中國。甚至在今天，MBE仍然屬于美國對中國出口的管制類產(chǎn)品，每一臺都要經(jīng)過復雜的審批過程。