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采用等離子噴涂方法在機(jī)械零部件表面進(jìn)行涂層加工，使機(jī)械零部件具有良好的耐磨、防腐、熱障、散熱等性能，廣泛應(yīng)用于軋輥、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件、生物醫(yī)療、電子器件等領(lǐng)域。所研制的WC-Co、Ni-Al2O3、Cr2O3、Al2O3-TiO2、ZrO2等涂層已成功在多家企業(yè)獲得應(yīng)用，大大提高了工件的使用壽命并大幅度降低成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯

首次構(gòu)建出無機(jī)離子寡聚體并可以通過“無機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 首次構(gòu)建出無機(jī)離子寡聚體并可以通過“無機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。這些成果突破了無機(jī)塊體材料依賴高溫?zé)Y(jié)定形的傳統(tǒng)途徑，可以在常溫條件下實(shí)現(xiàn)構(gòu)建，為功能材料的制備提供革命性的科學(xué)新基礎(chǔ)，特別適合在生物體內(nèi)開展仿生合成。目前已經(jīng)顛覆性地實(shí)現(xiàn)以下突破： 1）結(jié)合生物礦化實(shí)現(xiàn)人體牙釉質(zhì)的再生（Sci Adv 2019），再生層與天然牙釉結(jié)構(gòu)完全一致，擁有相同的生物力學(xué)特性。該工作打破了傳統(tǒng)口腔醫(yī)學(xué)中牙釉質(zhì)不能再生的認(rèn)知，引領(lǐng)新一代口腔材料從“填充型”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;再生型”。目前已進(jìn)入轉(zhuǎn)化研究階段，樣品能夠高效地修復(fù)牙齒表面的微小缺損。 2）結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)聚合發(fā)展出有機(jī)-無機(jī)共聚新技術(shù)，可以制備出有機(jī)-無機(jī)共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。與傳統(tǒng)的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料不同，共聚型新材料能夠在分子尺度上實(shí)現(xiàn)有機(jī)和無機(jī)相之間的相互融合，從而構(gòu)建出結(jié)構(gòu)完全均一、具有優(yōu)異力學(xué)性能的輕質(zhì)高強(qiáng)材料。特別是在傳統(tǒng)高分子材料中引入無機(jī)離子鍵可以顯著增強(qiáng)材料原有的力學(xué)性能，例如通過無機(jī)離子寡聚體可以大幅度改善傳統(tǒng)塑料材料。 “無機(jī)離子聚合”可以構(gòu)建出柔性無機(jī)離子材料，開發(fā)出礦物基塑料替代新材料，被稱為“石頭變塑料” （Adv Mater 2022）。礦物基塑料材料與傳統(tǒng)塑料相比在保持制備可塑性和結(jié)構(gòu)韌性的同時(shí)，具有高強(qiáng)、高硬和高熱穩(wěn)定性等新特征，而其礦物的本質(zhì)特征還可以使材料能夠融入到自然的礦物循環(huán)中，為解決塑料污染問題提供新策略，是一種環(huán)保型的新材料。

首次提出石墨烯纖維的概念，提出液晶濕法紡絲策略實(shí)現(xiàn)了石墨烯纖維的連續(xù)制備及高性能化，開辟了從石墨制取碳纖維的全新路徑 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、技術(shù)分析 本成果具有創(chuàng)新性、先進(jìn)性。從高校的原創(chuàng)科學(xué)到原創(chuàng)技術(shù)，再到工程化推進(jìn)，且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的技術(shù)成果。 成果第一完成人帶領(lǐng)科研與產(chǎn)業(yè)兩支隊(duì)伍，面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，在單層氧化石墨烯及其宏觀組裝材料的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展方面開展科學(xué)研究、技術(shù)轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化攻堅(jiān)，獲得的成果如下： 發(fā)現(xiàn)了氧化石墨烯纖維在溶劑作用下精確可逆融合與分裂現(xiàn)象，揭示了二維大分子的獨(dú)特界面效應(yīng)，打破纖維越粗越弱的Griffith定律，為未來粗且強(qiáng)的高性能纖維制備提供了新的理論依據(jù)，成果發(fā)表在Science雜志上；(2)發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的層狀和手性液晶新相態(tài)，為石墨烯宏觀有序組裝材料提供了理論基石；(3)首次提出石墨烯纖維的概念，提出液晶濕法紡絲策略實(shí)現(xiàn)了石墨烯纖維的連續(xù)制備及高性能化，開辟了從石墨制取碳纖維的全新路徑；(4)建立了較系統(tǒng)的液固相轉(zhuǎn)變組裝方法學(xué)，制備出“世界最輕固體”石墨烯超輕氣凝膠，突破固體表觀密度極限；解決了宏觀材料高導(dǎo)熱和高柔性不能兼顧的難題，獲得了高導(dǎo)熱超柔性石墨烯導(dǎo)熱膜。 發(fā)明的新型石墨烯纖維，得到了Nature在線新聞（2011, 78）、Nature 石墨烯增刊（2012, 483, S33）等雜志期刊的高度評(píng)價(jià)：“石墨烯物理性能優(yōu)異，但要駕馭這些性能，必須找到能將優(yōu)異性能納米級(jí)粒子轉(zhuǎn)化為宏觀材料的方法。來自中國杭州浙江大學(xué)的許震和高超正好實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)”等。石墨烯纖維打結(jié)圖與美國奮進(jìn)號(hào)、俄羅斯聯(lián)盟號(hào)飛船等一起入選了Nature 2011年度最具影響力圖像，入選理由為:“這一400微米石墨烯結(jié)由中國浙江大學(xué)許震和高超制備，顯示了納米尺度精巧的結(jié)構(gòu)控制。許和高將氧化石墨烯液晶紡制成米級(jí)柔性纖維并轉(zhuǎn)化成石墨烯紗線”。成果第一完成人“因石墨烯纖維的基礎(chǔ)研究工作”，獲得首屆錢寶鈞纖維材料青年學(xué)者獎(jiǎng)。 獲得的多維度多功能石墨烯宏觀組裝材料，得到了Nature（Nature 2013, 494, 404）、（Nature 2013, 497, 448）及Advanced Science News等的亮點(diǎn)評(píng)價(jià)或撰文評(píng)價(jià)：“浙江大學(xué)高超團(tuán)隊(duì)用非模板法獲得了導(dǎo)電、彈性并且密度低于空氣的固體泡沫材料”，“浙江大學(xué)高超教授及同事報(bào)道了具有超高導(dǎo)熱且超柔性特性的石墨烯材料。這樣的設(shè)計(jì)理念和實(shí)驗(yàn)策略能夠拓展至其他二維納米材料中，使得很多大面積多功能的二維材料能夠應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)世界的柔性器件中，從航空航天到智能手機(jī)，不一而足”等。超輕石墨烯氣凝膠獲得了 “世界最輕固體”吉尼斯世界紀(jì)錄，入選了“2013中國十大科技進(jìn)展新聞”。 在Science、Nat. Electron.、Sci. Adv.、Adv. Mater.等國際知名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文240余篇，連續(xù)四年入選科睿唯安全球“高被引科學(xué)家”。授權(quán)中國發(fā)明專利百余件、國際專利8件。承擔(dān)國家自然基金委重大、重點(diǎn)、杰青項(xiàng)目及軍科委、科工局等項(xiàng)目10多項(xiàng)，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)近億元。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 能源消耗和氣候變化是人類面臨的兩大問題。傳統(tǒng)熱管理系統(tǒng)所帶來的高能耗挑戰(zhàn)，以及由此導(dǎo)致的溫室氣體的過度排放，不斷加劇全球變暖和極端天氣，對(duì)世界經(jīng)濟(jì)造成重大影響。同時(shí)，人們?cè)谏a(chǎn)和作業(yè)時(shí)不可避免地需要暴露在高溫暴曬的室外環(huán)境，因此，實(shí)現(xiàn)零能耗的戶外防護(hù)成為人們迫切的需求，具有重要的科研價(jià)值和戰(zhàn)略意義。作為一種面向人體個(gè)性化需求、實(shí)現(xiàn)人體局部環(huán)境加熱或冷卻的技術(shù)，“個(gè)人熱管理”可以避免將多余的電力浪費(fèi)在加熱或冷卻整個(gè)建筑物上，具有更高的能源效率，逐漸成為綠色環(huán)保、高科技、個(gè)性化的方案。通過衣物進(jìn)行熱管理是維持人體個(gè)性化熱舒適需求的有效方法，有望高效率、低能耗地避免熱應(yīng)激對(duì)人體造成的傷害。

本項(xiàng)目以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 高質(zhì)量的碳纖維以其高強(qiáng)度、低重量及耐熱性等卓越性能可作為自行車、汽車、風(fēng)車以及運(yùn)動(dòng)器械等諸多領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)材料。以生物質(zhì)廢棄物作為原材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高成本碳纖維生產(chǎn)方法有利于將農(nóng)業(yè)與工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合于生物經(jīng)濟(jì)中，制造可再生產(chǎn)品符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。木質(zhì)素是世界上最豐富的生物聚合物之一，但其分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且具有異質(zhì)性，且作為造紙及紙漿工業(yè)的廢棄物無法得到合理利用。

項(xiàng)目研究內(nèi)容： 本項(xiàng)目采用生物柴油聯(lián)產(chǎn)品粗甘油作為主要液化劑常 壓液化毛竹屑， 抑制液化產(chǎn)物的二次縮合， 降低了竹基多元醇的制造成本。 利用竹基多元醇開發(fā)成功聚酯型無甲醛木材膠粘劑一種， 膠合強(qiáng)度符合國 標(biāo) GB/T14732-2006 技術(shù)要求，達(dá)到 I 類膠合板要求。利用竹基多元醇開 發(fā)生物可降解硬質(zhì)聚氨酯泡沫一種，采用催化定向微波裂解技術(shù)處理竹 屑，從裂解產(chǎn)物中提煉生物柴油抗氧化添加劑一種，采用自主創(chuàng)新技術(shù)研

在努力打造世界頂尖的光學(xué)成像與多維度分析儀器平臺(tái)，指導(dǎo)和推動(dòng)新型功能材料的開發(fā)，從而為納米光學(xué)、光電子技術(shù)、超分辨亞細(xì)胞成像、單分子檢測(cè)、量子通訊和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的下一次突破提供“利器”。 當(dāng)今的納米材料合成已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高度可控，但即使是同一批次合成的發(fā)光納米粒子，單個(gè)顆粒的光學(xué)性質(zhì)往往是不均勻的，這是由于尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)缺陷、表面基團(tuán)和電荷等方面的細(xì)微影響。這一構(gòu)效關(guān)系是與材料科學(xué)、

本發(fā)明公開了一種低熱導(dǎo)率的多層相變材料，兩種單層薄膜相 變材料交替堆疊形成周期性的多層膜結(jié)構(gòu)，兩種薄膜材料至少有一種 組成元素不同或由相同的元素組成但原子百分比不同。其作為相變存 儲(chǔ)器的記錄材料能有效降低對(duì)某一儲(chǔ)存單元進(jìn)行讀寫操作時(shí)引起的鄰 近儲(chǔ)存單元溫升，減小鄰近單元之間的熱串?dāng)_，提高存儲(chǔ)器的穩(wěn)定性 并降低器件功耗，且該材料不需引入其他非相變材料，與現(xiàn)有制備技 術(shù)完全兼容。

人體中的絕大多數(shù)細(xì)胞生活在三維的環(huán)境中，細(xì)胞必須通過細(xì)胞-細(xì)胞以及細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互作用，獲得各種生化和機(jī)械信號(hào)，才能維持其正常的生理活動(dòng)。 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 體外細(xì)胞模型是生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域必不可少的工具。眾所周知，人體中的絕大多數(shù)細(xì)胞生活在三維的環(huán)境中，細(xì)胞必須通過細(xì)胞-細(xì)胞以及細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互作用，獲得各種生化和機(jī)械信號(hào)，才能維持其正常的生理活動(dòng)。大量研究表明，細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)以及細(xì)胞與細(xì)胞之間的相互作用對(duì)于調(diào)控細(xì)胞的遷移、增殖和分化有重要的作用。一般使用的二維單層培養(yǎng)的細(xì)胞缺乏這樣的信號(hào)傳遞，不能很好地模擬體內(nèi)細(xì)胞的微環(huán)境。相反，在三維細(xì)胞培養(yǎng)體系中細(xì)胞與外部環(huán)境之間的相互作用大部分得到重建。因此，三維細(xì)胞體系可更好地模擬真實(shí)組織中細(xì)胞的行為。課題組多年致力于三維細(xì)胞培養(yǎng)的研究，開發(fā)了多種三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可為從事生物醫(yī)學(xué)研究的單位和課題組提供用于三維細(xì)胞培養(yǎng)材料和工具，或進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)服務(wù)。

電子、汽車、化工、冶金等工業(yè)企業(yè)每年要排放大量的氟磷砷廢水。眾所周知，過量的氟將引起“氟骨癥”；磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要原因之一；而砷是強(qiáng)致癌物質(zhì)，被列為第一類重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的環(huán)境污染物。此外，我國許多地區(qū)作為飲用水的地下水中其氟磷砷也嚴(yán)重超標(biāo)，如果直接飲用將嚴(yán)重危害人們的身體健康。 本技術(shù)以制革廠的邊角料制取膠原纖維，將具有強(qiáng)配位結(jié)合能力的無毒金屬離子固載在膠原纖維上制備新型吸附材料，該吸附材料將對(duì)氟磷砷等無機(jī)陰離子等具有較強(qiáng)的吸附能力(見下表)。該吸附材料不僅可用于氟磷砷等無機(jī)陰離子的吸附，而且可用于水體中染料、有機(jī)物及微生物的吸附。此外，由于該吸附材料為纖維狀，吸附是在材料的表面進(jìn)行，因此該類吸附材料的吸附和解吸速度快。該吸附材料可生物降解，對(duì)環(huán)境無污染。 該技術(shù)已獲得兩項(xiàng)國家發(fā)明專利(A、膠原纖維固載金屬離子吸附材料及其制備方法和用途，專利號(hào)：ZL2004100401450；B、膠原纖維固載金屬離子吸附材料對(duì)蛋白質(zhì)的吸附分離，專利號(hào)：ZL200610021271.0)。