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新型半導體異質結材料
上海科技大學物質科學與技術學院教授于奕課題組與美國普渡大學研究團隊合作，在新型半導體異質結研究中取得重要進展，首次成功制備并表征了二維鹵化物鈣鈦礦橫向外延異質結。相關研究成果日前在線發表于《自然》。半導體異質結精準制備是半導體器件的起點，是現代電子學和光電子學的重要基石。鹵化物鈣鈦礦材料作為一類近年來引起廣泛關注的新興半導體，在太陽能電池、發光二極管、激光等領域展示出巨大的應用前景。在構建鹵化物鈣鈦礦半導體異質結的道路上，有兩個科學難題一直未得到解決。一方面，該材料易發生離子擴散，難以獲得高質量的原子級平整的異質界面；另一方面，鹵化物鈣鈦礦對空氣、水分、電子束輻照等因素十分敏感，其微觀結構解析特別是原子結構成像困難重重。缺乏原子結構信息的指導，材料的精準構筑與性能設計難以開展。于奕課題組與合作團隊在這兩個前沿難題的解決上取得了突破。研究人員在材料制備過程中引入剛性有機配體來抑制離子擴散，成功制備了二維有機—無機雜化鹵化物鈣鈦礦橫向異質結；發展了低劑量像差校正電子顯微技術，首次揭示了二維橫向異質結的界面原子結構，直接證實獲得了原子級平整界面。同時，于奕團隊找到了一種優化的低劑量成像方法，首次實現了輻照敏感的二維橫向異質結原子結構解析。這一突破提供了界面原子結構、缺陷構型以及晶格應變等準確信息，為這類新型半導體異質結的微觀結構設計提供了直觀的指導。在這些研究發現的基礎上，研究團隊進一步合作，展示了新型異質結原型器件中的整流效應，驗證了這類新型半導體走向應用的前景。相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2219-7
上?？萍即髮W
2021-04-11
聚合物復合PTC材料
聚合物復合PTC材料是近年來在國際上發展很快的高科技產品，該種材料其電阻隨溫度作非線性變化，具有正溫度系數（即所謂PTC特性），當溫度上升到某一值時，電阻急劇增加。利用這一特性做出的自控溫加熱材料，能根據環境溫度自動調節輸出功率，具有保溫和控溫的功能。美國將此項技術列為不轉讓類技術。 與陶瓷PTC材料相比，聚物合復合PTC材料具有成本低，易于加工
西安交通大學
2021-01-12
多穩態磁性MOF材料研究
提出引入活性客體來調控金屬有機框架（MOF）體系自旋轉換性能的策略，并成功地通過特定活性客體的可逆化學變化得到驗證；通過引入雙吡啶三氮唑陰離子配體設計組裝出自旋轉換溫度創紀錄的自旋交叉材料?該研究團隊最近通過精心設計，將氨基官能團引入到霍夫曼型MOF材料中，合成了首例具有HS0.0LS1.0?HS0.25LS0.75?HS0.5LS0.5?HS0.75LS0.25?HS1.0LS0.0五種自旋狀態的四步自旋轉變MOF材料，并通過磁性、差示掃描量熱法和單晶衍射法進行了表征確認。對于HS0.25LS0.75自旋態，我們從結構上捕捉到首例具有LS-LS-LS-HS三維有序交替排列特征的磁結構。更加令人驚奇的是，通過對主客體間超分子作用的調控可以實現四步、兩步和一步自旋交叉性質之間的可逆轉變，為設計具有多步自旋轉變的多穩態磁性材料提供了新的思路。
中山大學
2021-04-13
人才需求：新材料研發
新材料研發
山東環邦電子科技有限公司
2021-09-06
新型納米金屬合金材料
價格低廉、無毒、環境友好的金屬錫（Sn）與鉍（Bi）在能源轉化和存儲等領域有著廣泛應用。然而，由于Sn與Bi的晶格失配大(>22%)、易相分離和氧化、以及二者之間相容性低于2 at%，使得純相Sn1-xBix合金材料的制備及其物化性質的研究成果較少被報道。
南方科技大學
2021-04-14
功能材料納微化技術
納微結構賦予材料新的功能和功效。利用CO2 輔助霧化制備和組裝納微顆粒結構材料，通過二相或多相流的噴頭結構元件膨脹和霧化，根據混合和相分離的變化，組裝納微顆粒結構和形態。根據液滴在射飛過程中由于環境的變化而潰散、霧化、溶劑蒸發射飛過程中環境以及混合方式的調節，可形成各種納微尺度和不同結構組裝的顆粒材料。例如，根據多相流結構元件可快速形成高過飽和度快速成析和射流分散這樣的特點，可設計給藥系統，形成芯囊型或相互包嵌的超微細給藥系統。又如用本方法制備的含能材料納微顆粒，具有獨到之處。
華東理工大學
2021-04-13
鋰空氣電池及相關材料
該項目涉及一種含新型催化劑的鋰空氣電池正極及其制備方法。鋰空氣電池正極材料的質量組成：催化劑為 5-30％，碳材料為 40-80％，粘結劑為 5-30％。催化劑為金屬納米顆粒(20-60nm)高分散在微米級的碳片上的復合材料；所述金屬納米顆粒為鈷、鎳、銅、鋅、錳、鉻、鉬、釩或釔。碳材料包括乙炔黑、超導炭黑、碳纖維、石墨烯、超導炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一種或兩種。粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇和丁苯樹脂一種或兩種以上。本發明的優點是：該催化劑可促進氧的還原，降低充電過電位，在鋰空氣電池中表現出優異的電催化性能；而且該催化劑工藝簡單，采用環保無毒的試劑，在鋰空氣電池領域有廣泛的應用前景。專利號：201310524508.7
南開大學
2021-04-13
汽車車身復合材料
汽車車身復合材料主要以經編結構復合材料為主，將剛性紗線成圈技術、針織結構增強設計和異型結構織造技術三者相結合，生產質量輕、強度高的相關產品，滿足汽車車身材料的使用要求。汽車車身的材料主要是多軸向經編復合材料和異型結構經編復合材料。
關鍵技術
① 多軸向經編復合材料的定義
軸向織物是由帶有緯紗襯入系統的織機生產的一類獨特的織物。在織物的縱向和橫向以及斜向都可以襯入紗線，并且這些紗線能夠按照要求平行伸直地襯在需要的方向上。因此這類織物亦稱為取向結構。多軸向經編復合材料指在經編結構基礎上形成的軸向織物。
② 多軸向經編織物特點
需求量大、生產效率高、生產成本低（卡爾邁耶的 Malimo Multiaxial 型多軸向經編機最高機速可達 1400r/min，相應產量可達 240m/h）原料適應性好，力學性能優異
③ 多軸向經編復合材料結構特點
較好力學性能：由于經編多軸向織物纖維平行且伸直排列，所以纖維強度與剛度在復合材料中可以充分發揮。機織物的經緯紗線呈波浪形，其力學性能貢獻只有 50%左右。如在平紋布中碳纖維拉伸強度僅為 1100N/mm2，而同樣材料在雙軸向經編織物中拉伸強度為 2200N/mm2。
降低應力集中，提高材料性能：在普通機織復合材料中，當材料受拉伸載荷時，其應力轉移有一個過程，由于樹脂模量低，纖維處于不斷伸長過程中，應力載荷也逐步加到纖維上，纖維在伸長過程中破壞，樹脂與紗線受到剪切應力，在纖維還未斷裂時，反復的剪應力作用也使復合材料界面被破壞，導致復合材料強度損失。
知識產權及項目獲獎情況
論文 5 篇，專利 1 篇，SCI6 篇
項目成熟度
小批量生產階段
投資期望及應用情況
多軸向經編復合材料在汽車領域應用，經編復合材料可用于制造車輛殼體、發動機引擎蓋、保險杠等
江南大學
2021-04-13
輕質柔性防護材料的研制
剪切增稠材料（剪切增稠液/STF、剪切增稠膠/STG）在平衡狀態下，表現為分散膠體形式，而在高速剪切力作用時，其粘度急劇增加，表現出固體行為。利用這種特性，將其浸滲高性能纖維或與彈性體泡沫基體材料復合，可制備得到具有不同防護功能的輕質柔性防護材料。該系列防護材料具有質輕、高強、高模、耐沖擊等性能；可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。
關鍵技術
（1）創新要點
材料在常態下保持松弛的狀態，柔軟而具有彈性，一旦遭到劇烈撞擊或擠壓的時候，分子間立刻相互鎖定，迅速收緊變硬從而消化外力，形成一層防護層，當外力消失后，材料會回復到它最初的松弛軟彈狀態。它可以在納米秒時內在不同的沖擊情況作出不同的反應。
（2）產品性能
知識產權及項目獲獎情況
（1）一種輕型柔質液態性防刺材料及其制備方法 ZL2011 1 0079852.0
（2）一種多元分散相阻燃型剪切增稠液體及其制備方法與應用 ZL201110093256.8
項目成熟度
成熟度 5 級
投資期望及應用情況
可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。
江南大學
2021-04-13
負泊松比針織結構材料開發
項目以開發具有負泊松比效應針織結構材料制備關鍵技術與性能研究為目標，通過對裝備技術和工藝技術系統研究，攻克負泊松比針織結構材料成形技術難點，拓寬負泊松比效應針織結構產品范圍，實現負泊松比效應針織結構材料的設計和生產，擴大負泊松比效應針織結構材料的應用范圍并實施產業化。
關鍵技術
(1) 以針織結構成形技術為核心，對其成形原理進行系統研究，為負泊松比針織結構裝備研制和產品開發奠定理論基礎；
(2)研究具有電子梳櫛橫移、電子針床移動、電子送經和牽拉功能的成形裝備集成控制系統，設計負泊松比針織結構成形裝備；
(3) 系統研究負泊松比針織結構成形產品性能與其應用領域，并以三維經編間隔結構增強曲面復合材料為研究對象，以開發形成具有不同性能的負泊松比針織結構材料。
知識產權及項目獲獎情況
發表 SCI 論文 2 篇，IE 論文 2 篇，核心期刊論文 1 篇。
項目成熟度
小批量生產階段
投資期望及應用情況
(1)負泊松比效應使得材料的剪切模量、抗壓痕性、斷裂韌性、同向曲率、能量吸收能力、滲透性等性能呈現出很多優越性，是制備軍用頭盔等復雜曲面結構防彈裝甲的理想增強材料；
(2)輕質高強的負泊松比經編間隔結構曲面復合材料在抗彈道侵徹方面具有其他紡織結構復合材料不可替代的特殊優勢；
(3)在日常服用方面，由于其形變的靈活性，在緊身衣、女士文胸、手套等方面都具備產業化的潛力；.
江南大學
2021-04-13