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該成果獲2018年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)類二等獎(jiǎng)，該成果系統(tǒng)地開展了摩擦的聲子耗散以及聲子在界而和多層膜結(jié)構(gòu)內(nèi)的輸運(yùn)規(guī)律的研究，在摩擦的聲子粍散機(jī)理研宄方面，發(fā)現(xiàn)摩擦粍能與聲子主導(dǎo)頻率的定量關(guān)系；在國(guó)際上最早給出超晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱系數(shù)最小值出現(xiàn)的條件：率先提出聲子沿石墨法向輸運(yùn)的自由程遠(yuǎn)大于經(jīng)典理論預(yù)測(cè)的10nm左右：實(shí)現(xiàn)了描述聲子輸運(yùn)的玻爾茲曼方程的數(shù)值解，在國(guó)際上率先發(fā)現(xiàn)多層膜之間的范德華力能夠提髙聲子在多層膜結(jié)構(gòu)面內(nèi)的平均自由程。該項(xiàng)0組的研究成果主要發(fā)表在Nano Letters、Physical Review B、Nature Nanotechnology等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上，其中8篇代表性論文獲Science、Nature Nanotechnology、Nature Materials、Advanced Materials等重要國(guó)際學(xué)術(shù)期刊論文SCI他引509篇次，單篇最髙SCI他引U5次，研宂成果在國(guó)際上產(chǎn)生了重要的學(xué)術(shù)影響。

本實(shí)用新型公開了一種懸式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置、污穢檢測(cè)裝置和導(dǎo)線風(fēng)偏 監(jiān)測(cè)裝置，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓷柱式絕緣子的應(yīng)力數(shù)據(jù)、污穢數(shù)據(jù)和導(dǎo)線風(fēng)偏數(shù)據(jù)；應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置、污穢檢 測(cè)裝置和導(dǎo)線風(fēng)偏監(jiān)測(cè)裝置的輸出均連接 A/D 轉(zhuǎn)換電路，A/D 轉(zhuǎn)換電路的輸出連接數(shù)字處理電路，數(shù)字 處理電路用來(lái)將 A/D 轉(zhuǎn)換電路輸出的數(shù)字信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)揭苿?dòng)終端；移動(dòng)終端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；太陽(yáng) 能電池用來(lái)供電；控制電路與應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置、污穢檢測(cè)裝置、導(dǎo)線風(fēng)偏監(jiān)測(cè)裝置、A/D 轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字 處理電路和移動(dòng)終端均相連。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路上瓷柱式絕緣子的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而及 時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除絕緣子的安全隱患。 

本實(shí)用新型公開了一種多功能瓷柱式絕緣子在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：泄漏電流采集裝置，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)瓷柱式絕緣子的泄露電流數(shù)據(jù)；Sensor-應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓷柱式絕緣子的應(yīng)力數(shù)據(jù)；污穢 檢測(cè)裝置，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓷柱式絕緣子的污穢數(shù)據(jù)；控制器通過(guò)信號(hào)線與泄漏電流采集裝置、Sensor-應(yīng) 力監(jiān)測(cè)裝置和污穢檢測(cè)裝置均相連；控制器用來(lái)收集數(shù)據(jù)，并將收集的數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送出去，信 號(hào)接收器通過(guò)接收天線接收數(shù)據(jù)，信號(hào)接收器和終端機(jī)信號(hào)連接；太陽(yáng)能電池用來(lái)供電。本實(shí)用新型設(shè) 計(jì)精簡(jiǎn)，成本低廉，可很大程度保證瓷柱式絕緣子的正常運(yùn)行，從而預(yù)防事故發(fā)生，確保輸電線路的安 全和穩(wěn)定運(yùn)行。 

本實(shí)用新型涉及多自由度壓電超聲電機(jī)技術(shù)，具體涉及基于準(zhǔn)田字形壓電振子驅(qū)動(dòng)的平面電機(jī)，包 括定子組件、動(dòng)子組件、支座組件和預(yù)緊組件，采用準(zhǔn)田字形定子組件，且通過(guò)預(yù)緊組件與支座組件連 接；動(dòng)子組件分別連接定子組件和支座組件。電機(jī)通過(guò)激發(fā)準(zhǔn)田字形定子組件的面外一階對(duì)稱彎曲振動(dòng)、 左右圍桿面內(nèi)一階彎曲振動(dòng)、前后圍桿面內(nèi)一階彎曲振動(dòng)三種模態(tài)的振動(dòng)或近共振復(fù)合出兩相橢圓運(yùn)動(dòng) 軌跡，據(jù)此推動(dòng)動(dòng)子組件交替地沿 x、y 向移動(dòng)。可實(shí)現(xiàn)微米甚至更高精度級(jí)平面運(yùn)動(dòng)；

本實(shí)用新型提供一種測(cè)量絕緣子結(jié)構(gòu)高度的裝置，包括基座(1)、吊框(2)，所述吊框(2)包括 橫梁(21)與立柱(22)，所述橫梁(21)與所述立柱(22)垂直，所述立柱(22)與所述基座(1)的 底面垂直，所述立柱(22)上有測(cè)量刻度，所述橫梁(21)上設(shè)置有懸掛件(3)，所述懸掛件(3)包 括連成一體的懸掛部(31)和連接部(32)，所述懸掛部(31)與所測(cè)量的絕緣子(4)的鋼腳的形狀相 同。所述基座(1)上可以設(shè)有水平儀(11)，底部還可以設(shè)有 3 個(gè)調(diào)平支腳(12)，本裝置

課題組采用基于密度泛函理論的晶格動(dòng)力學(xué)方法研究了碲化鎘(CdTe)材料的聲子譜（見圖1(a)），通過(guò)系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)在具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)的II-VI半導(dǎo)體碲化鎘中存在理想的第二類外爾聲子（見圖1(b)），并且發(fā)現(xiàn)這樣的準(zhǔn)粒子激發(fā)發(fā)生于聲學(xué)支和光學(xué)支的交匯處。課題組隨后根據(jù)二階力常數(shù)矩陣構(gòu)造類似于電子系統(tǒng)的Wannier緊束縛Hamiltonian，從而可以

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。課題組已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。

在國(guó)際上首創(chuàng)出血型超快速檢測(cè)試紙，利用染料顯色反應(yīng)進(jìn)行血型表型檢測(cè)，僅需一滴血液即可在30 秒內(nèi)完成AB0正定型和Rh血型檢測(cè)，速度較現(xiàn)有主流技術(shù)提升40倍以上。同時(shí) 在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)AB0正反定型同步直接檢測(cè)(2分鐘完成)，無(wú)需離心過(guò)程。其檢測(cè)卡為便攜式設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，肉眼即可通過(guò)顏色變化判斷血型；無(wú)需大型 儀器設(shè)備，可滿足室內(nèi)、外使用。此外，也可配合自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試紙卡的 自動(dòng)加樣、檢測(cè)、出報(bào)告，滿足臨床大樣本檢測(cè)需求。現(xiàn)已構(gòu)建出AB0血型卡、 ABD血型卡、ABO&Rh血型卡、其他稀有血型卡等以適應(yīng)不同需求；同時(shí)可做成4 人份或8人份等，滿足臨床多人份檢測(cè)需要;經(jīng)6000余例樣本測(cè)試，準(zhǔn)確率100%。 

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，取得了目前已知除美國(guó)Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級(jí)制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過(guò)該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對(duì)油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗?duì)于如何防水、防油一直以來(lái)都是熱衷討論的話題，畢竟沒(méi)有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場(chǎng)報(bào)銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國(guó)南北交界地區(qū)冬季長(zhǎng)出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對(duì)風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無(wú)水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽(yáng)能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過(guò)、水不過(guò)的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過(guò)篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國(guó)防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對(duì)武器裝備無(wú)疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過(guò)的雨具，無(wú)水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對(duì)戶外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對(duì)高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對(duì)戶外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過(guò)程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對(duì)燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對(duì)于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過(guò)特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對(duì)于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對(duì)通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說(shuō)是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問(wèn)題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無(wú)法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對(duì)其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長(zhǎng)壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無(wú)三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國(guó)Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬(wàn)/噸、表層涂層人民幣140萬(wàn)/噸。八、 合作方式共同開發(fā)市場(chǎng)。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號(hào)E-mail：xuzhang@hebut.edu.cnTel：022-60200443

利用氨基功能化配體與鈣鹽組裝得到一種新穎的二維層狀Ca-MOF。其通過(guò){Ca3O18}簇與配體連接而成的金屬-有機(jī)層上懸掛配位的DMF分子，并進(jìn)一步通過(guò)DMF間的范德華弱作用力層層堆疊，形成“范德華MOF”多層結(jié)構(gòu)。基于DMF的動(dòng)態(tài)配位活性，該獨(dú)特的金屬-有機(jī)多層MOF能實(shí)現(xiàn)層內(nèi)穩(wěn)態(tài)和層間動(dòng)態(tài)的有效平衡，并存在具有半導(dǎo)體發(fā)光特性的層間激子（exciton）發(fā)光和層內(nèi)激基締合物（excimer）發(fā)光的雙通道發(fā)射。?發(fā)展了二維MOF設(shè)計(jì)和利用的新概念，將“自下而上”的金屬-有機(jī)配位組裝與“自上而下”的后合成形貌加工調(diào)控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了超薄二維MOF的簡(jiǎn)便、綠色、宏量制備的新方法，并為光學(xué)存儲(chǔ)器等應(yīng)用建立了元器件模型。