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新型稀土磁性蓄冷材料
新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發生變化時會出現大的吸熱與放熱效應，可以應用于制冷技術中。利用磁性材料在經歷磁相變時發生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發現的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現，推動了低溫制冷機的發展。現在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫用核磁共振成象儀和超導磁體已經商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。
北京科技大學
2021-04-11
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。
南開大學
2021-02-01
和軟化技術及配套材料
成果描述：系統研究從源頭消除或削減制革過程氨氮污染物的科學方法和技術原理，構建了無銨鹽脫灰和軟化技術，并研究開發了3種配套化工材料，為從源頭消除/削減氨氮排放提供了科學依據和技術支撐。 研究開發的高效無氨脫灰材料具有優良的pH緩沖性、良好的脫鈣能力和較好的滲透性，用于制革脫灰，脫灰裸皮品質良好，氨氮排放量降低95%，總氮排放量降低90%。 研究開發的無氨軟化助劑與現有的軟化用蛋白酶制劑一起應用于皮革軟化工藝中，能大幅降低軟化廢液中的氨氮濃度，有效脫除脫灰裸皮中的鈣，促進蛋白酶制劑對皮蛋白質的水解。 在該方向已獲得國家授權發明專利2項，開發的材料已在我國皮化龍頭企業成功中試。市場前景分析：應用領域：制革工業；該成果可轉讓給皮化企業或直接在制革企業推廣應用。 市場需求：加工生產牛、羊、豬原料皮的制革企業都需要脫灰、軟化產品，而隨著企業環保意識的增強及各級政府環保執法力度的提高，高效、安全的無氨脫灰和軟化產品的需求量正日益增加，無氨脫灰和軟化產品必將逐漸取代常規的銨鹽產品。與同類成果相比的優勢分析：研究開發的高效無氨脫灰材料具有優良的pH緩沖性、良好的脫鈣能力和較好的滲透性，用于制革脫灰，脫灰裸皮品質良好，氨氮排放量降低95%，總氮排放量降低90%。 研究開發的無氨軟化助劑在軟化中的脫鈣效果優于硫酸銨。無氨軟化廢液的總蛋白質濃度明顯高于銨鹽軟化，而羥脯氨酸濃度并未顯著升高，表現出良好的使用安全性。 國內領先。
四川大學
2021-04-10
光變色聚合物材料
光致變色聚合物具有光學各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個溫度范圍內兼有液體和晶體二者特性，也稱為流動的晶格。具有變色聚合物的多數物質呈現螺旋狀分子結構的有機化合物構成，多數為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見光范圍內，當螺距為可見光區某一波長時，就顯示對應的色彩，如紅、綠、藍色，三基色是顯示各種顏色的基礎，三基色按照不同的比例合成產生千萬種顏色的變化。自發現100多年了，在幾度至幾十度，能達到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區間窄而不穩定，東北大學制備的變色聚合物寬達250℃以上，最高達300℃以上，居國際領先，寬溫變色物質為應用提供技術基礎。變色聚合物具有下列獨特性能： 1.修復功能，表明材料可以在高低溫之間反復使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時，看到綠色，即反射綠光，而透過光為紅光，即選擇透過；Bragg反射：斜觀察綠板為藍色或藍紫色，取決于觀察角度。這種獨特性能是其它物質不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創性。 本項目經過十幾年的理論與技術創新研究，發明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實驗研究表明，它具有獨特的光學、電學和熱學性能，除可用作不可復制的防偽材料（它是集一級、二級和三級防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學（如光學開關、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲材料）等領域獲得奇特的應用。 從表中可見彩色聚合物無論在研究與生產都具有原創性與先進性 獲7項專利，核心技術獲得國家技術發明二等獎。
東北大學
2021-04-11
抗菌不銹鋼功能材料
成果描述：近年來，不論是食品行業和醫療衛生、還是一般家庭都對衛生防菌意識日益提高，國內外市場對抗菌制品的需求不斷增加。目前1Cr18Ni9Ti(奧氏體不銹鋼)、3Cr13(馬氏體不銹鋼)使用量大，具有代表性。本成果對上述兩種不銹鋼材料分別加入微量的銀或微量的銅，通過特殊的抗菌處理，使材料在機械性能不變的前提下具有很好的抗菌功能，并研究出該材料的加工工藝方法，為工廠試生產及在廚房、家電、衛生潔具、醫療行業中得到應用奠定了基礎。市場前景分析：家電（洗衣機內桶、冰箱內膽）、廚房用具（刀具、鍋勺等）、衛生潔具、醫院設備及手術器件等所用材料，對抗菌性能有一定要求的使用環境。目前國內用于家電、裝飾、廚房、衛生潔具用不銹鋼約400萬噸。若有1％的抗菌功能的不銹鋼材料取代普通不銹鋼，其特鋼生產廠家新增產值為14～16個億。該材料的使用廠家第二次效益會遠遠高于這個數字。與同類成果相比的優勢分析：1、對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膜菌，滅菌率達98％以上（按日本厚生省相關技術標準測定）。 2、抗菌不銹鋼與同類非抗菌不銹鋼相比生產成本增加不大于20％。 國內領先。
四川大學
2021-04-11
鋰空電池及關鍵材料
研究團隊設計和合成出一種具有開放式結構的劍麻狀Co9S8材料，并首次將其作為鋰空氣電池正極。其開放狀結構不僅為反應產物提供了豐富儲存空間，有效避免不溶Li2O2對空氣電極的堵塞。而且，特殊的開放式結構有利于氧氣的俘獲與釋放，為高效快速電極反應提供保障；其次，Co9S8具有優異的催化活性，有效改善了氧氣反應動力學，大幅度提高了電極反應速度；最后，Co9S8且具有良好的氧氣親和性，可以誘導氧氣在Co9S8納米棒表面反應生成過氧化鋰，形成優異的Li2O2/電極接觸界面，從而有利于充電過程中充分發揮Co9S8的催化效率，促進Li2O2的完全分解。所以，該Co9S8空氣電極綜合解決了上述三個方面的問題，相應的鋰空電池表現出優異的電化學性能。在50 mA g-1的電流密度下，可以獲得高達~6875 mAh g-1的放電容量，在控制放電容量為1000 mAh g-1的條件下，可以將充放電過電位降低至0.57 V，優于目前已報道的氧化物基催化劑。
廈門大學
2021-04-11
鋰硫電池及關鍵材料
“雙高”硫電極復合材料。要實現可超越現有鋰離子電池的高比能鋰硫電池的商業化應用，不僅需要提高復合正極材料的硫含量（high sulfur content, HSC），還需要有高的硫復合電極的硫載量（high sulfur loading, HSL），形成所謂“雙高”電極。研究團隊采用模板法構筑了一種新型的準二維多孔蜂窩狀Co@N-C材料作為鋰硫電池的載硫基體。蜂窩狀的結構具有最高的密度、最大的可利用空間以及所需要的材料最少等優勢，將這樣一種特殊的結構作為鋰硫電池的骨架材料，不僅讓具有高比表面積的單片蜂窩狀實現高含量的硫復合，還可以通過多層蜂窩片的有序堆積實現高的載硫量，同時保持了Co-N的“雙催化”、多功能的作用，取得了優異的電化學性能（ACS Nano, 2017,11(11), 11417-11424）。非碳類Co4N基體材料。研究團隊首次制備了非碳類介孔Co4N微球作為硫復合電極基體材料，實現了高達95%的載硫量,并取得了優異的電化學性能；同時，該Co4N基體材料對充放電過程中間多硫化物具有更強的親和性、更快的吸附速度、更高的吸附量，是一種理想的硫復合電極基體材料（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
廈門大學
2021-04-11
新型量子吸藍光護眼材料
本項目研發的新型量子吸藍光材料，用于防藍光眼鏡，防藍光護眼貼膜等產品。可用于防護液晶（LCD）和有機電致發光（OLED）手機，電腦顯示器等電子產品顯示器屏幕發出的高能藍光，實現健康護眼的目的。該種新型量子吸藍光材料具有超強的光波過濾功能，比市面現有主流吸藍光材料效果高10－100倍，處于世界領先水平。在技術層面優于市場上現有產品。依托于先進的新型量子技術制備防藍光護眼鏡片和護眼貼膜，可高效吸收藍光，從根本上解決電子產品藍光傷害這一社會痛點問題。本項目量子防藍光眼鏡和貼膜產品的生產有兩條技術路線，主要步驟如下：1、無機吸藍光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型；2、無機吸藍光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術制作鏡片或者可貼合膜片。
南京大學
2021-04-10
石墨烯-橡膠復合材料
石墨烯橡膠復合材料的制備是一個挑戰性的國際難題，采用常規方法難以制備。四川大學在國際上首次提出膠乳混合和原位還原的方法制備石墨烯橡膠納米復合材料。解決了石墨烯的剝離和均勻分散難題，材料的機械強度、導電、阻隔等綜合性能大幅度提高。提出了材料增強、阻隔、耐疲勞機理。研究工作被國際權威專家評價“他們的發現闡明了石墨烯用于天然橡膠增強的巨大潛力”。
四川大學
2021-04-11
黃土發泡輕質材料制備技術
用混凝土進行發泡制備輕質材料已經得到較廣泛的應用，但是混凝土發泡材料比重仍然較大，應用受到限制；且混凝土發泡所用的主料水泥是用高溫煅燒生產的，不僅耗能，也排放溫室氣體。黃土為無機類氧化物，資源豐富，價廉易得，不需要高溫進行煅燒即可直接使用，本項目利用粉碎到一定細度的黃土進行發泡，制造塊狀泡孔材料，可用于保溫、隔熱、隔音、工程填土和建筑隔斷等，既節能又環保。技術路線為：將黃土制成水漿料，用水溶性包覆劑在顆粒表面進行包覆處理后，在適量的水溶性聚合物、發泡劑、助劑作用下進行攪拌發泡，得到發泡漿料；將發泡漿料倒入不同的模具，待其自然干燥后，得到不同形狀的黃土發泡輕質材料；或將發泡漿料直接澆注到應用場所，得到黃土發泡澆注塊。本項目的技術關鍵在于有效地選擇適當的發泡劑、添加劑，并控制好發泡時間段。該發泡材料制備工藝簡單、成本低廉，有較好的經濟效益。
華東理工大學
2021-04-11