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1.痛點(diǎn)問(wèn)題 新材料的設(shè)計(jì)與研發(fā)往往面臨挑戰(zhàn)：急需的新材料難以快速篩選設(shè)計(jì)，而設(shè)計(jì)出的新材料又難以找到高效且低成本的合成配方，擁有合成配方的新材料又會(huì)面臨規(guī)模化的長(zhǎng)周期探索。根據(jù)國(guó)家工業(yè)和信息化部對(duì)30余家大型骨干企業(yè)調(diào)查結(jié)果顯示，130種關(guān)鍵材料中，有32%國(guó)內(nèi)完全空白、54%雖能生產(chǎn)，但性能穩(wěn)定性較差、只有14%左右可以完全自給，亟需新思路來(lái)解決我國(guó)新材料研發(fā)難題。本項(xiàng)目著眼于新材料研發(fā)，希望通過(guò)創(chuàng)建目前業(yè)內(nèi)空白的智能化新材料研發(fā)范式，引領(lǐng)行業(yè)智能材料開(kāi)發(fā)自動(dòng)化服務(wù)與工藝的開(kāi)發(fā)。 在數(shù)字化、智能化浪潮中，國(guó)家和各行業(yè)的產(chǎn)業(yè)界都非常看重科研的智能化升級(jí)。通過(guò)持續(xù)的交流與調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)許多企業(yè)和研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前對(duì)智能研發(fā)存在大量潛在需求，而智能研究服務(wù)與工藝的同類競(jìng)品極少。因此，清華智研將作為一家高新科技企業(yè)，以AI賦能研發(fā)（AIEmpoweringResearch&Development）為使命，組建國(guó)際頂尖水平團(tuán)隊(duì)，向國(guó)內(nèi)引進(jìn)并自主開(kāi)發(fā)世界前沿的AIforScience技術(shù)，打造世界級(jí)的AI未來(lái)實(shí)驗(yàn)室（World-ClassAIFutureLab）。 2.解決方案 本技術(shù)為新材料研發(fā)數(shù)字化智能服務(wù)平臺(tái)，可在材料研發(fā)過(guò)程中對(duì)各個(gè)尺度以及不同研發(fā)階段下進(jìn)行智能化的加速及分析服務(wù)。以各種人工智能算法為核心，如主動(dòng)學(xué)習(xí)算法，圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，我們根據(jù)不同材料體系的尺度包括三大方面：1.針對(duì)分子及晶體等微觀尺度的功能材料研發(fā)，設(shè)計(jì)智能化的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。2.針對(duì)二維功能材料及其功能性器件、催化劑、膜材料等宏觀尺度，設(shè)計(jì)智能化的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。3.針對(duì)功能材料研發(fā)的表征儀器等平臺(tái)尺度，設(shè)計(jì)智能化的系統(tǒng)解決方案。這些智能化解決方案能極大地加速新材料尤其是碳中和相關(guān)材料的研發(fā)速度，從而大大地降低研發(fā)成本與時(shí)間，為企業(yè)獲得有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的科研壁壘。 自動(dòng)化和人工智能助力未來(lái)智能實(shí)驗(yàn)室的方方面面，從樣品制備（稱量固體、添加液體、超聲處理.等)，到合成（分配液體，控制溫度，混合，測(cè)量pH值，干燥等)、表征（氣相色譜，高效液相色譜，分光光度法等)，通過(guò)自動(dòng)化/機(jī)器人的輔助，可以有效提高可重復(fù)性，提高信噪比，加快實(shí)驗(yàn)速度。通過(guò)人工智能技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可操作的智能指導(dǎo)，快速瀏覽并利用復(fù)雜的數(shù)據(jù)，提升認(rèn)知能力。 智能化研發(fā)平臺(tái) 3.合作需求 擬成立公司推動(dòng)該項(xiàng)成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，希望對(duì)接 1）工程化、產(chǎn)品化所需的資源； 2）新能源、新材料領(lǐng)域合作企業(yè)。

山東精創(chuàng)磁電產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司成立于2017-06-08，法定代表人為謝真，注冊(cè)資本為5000萬(wàn)元人民幣，統(tǒng)一社會(huì)信用代碼為91371300MA3DTENB74，企業(yè)地址位于山東省臨沂高新區(qū)雙月湖路282號(hào)2號(hào)樓101，所屬行業(yè)為科技推廣和應(yīng)用服務(wù)業(yè)，經(jīng)營(yíng)范圍包含：新型功能軟磁復(fù)合材料的生產(chǎn)（未經(jīng)環(huán)保主管部門(mén)批準(zhǔn)前不得經(jīng)營(yíng)）、銷售、技術(shù)研發(fā)、技術(shù)咨詢。

本項(xiàng)目圍繞我國(guó)典型工業(yè)廢水處理/城鎮(zhèn)污水提標(biāo)處理關(guān)鍵技術(shù)難題，通過(guò)基礎(chǔ)研究-材料開(kāi)發(fā)-技術(shù)發(fā)明-工程應(yīng)用，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列經(jīng)濟(jì)、高效的新型廢水處理功能材料及其水處理集成技術(shù)，并應(yīng)用于典型工業(yè)廢水/城鎮(zhèn)污水處理工程。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的新型廢水處理功能材料及其水處理技術(shù)已成功應(yīng)用于多個(gè)城鎮(zhèn)污水提標(biāo)改造/典型工業(yè)廢水處理與回用等水處理工程，解決了相關(guān)行業(yè)廢水處理中的諸多難題，促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的節(jié)能減排，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，顯著提升了城鎮(zhèn)污水/工業(yè)廢水處理的技術(shù)水平，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

項(xiàng)目1：基于超分子化工和納米技術(shù)，將具有特定光學(xué)特性分子引入膨潤(rùn)土層狀主體結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)分子尺度的均一復(fù)合，得到具有發(fā)光效率高、亮度強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、色度純正的光學(xué)功能納米材料，并將其添加到高分子樹(shù)脂中獲得新型復(fù)合熒光油墨。該系列高性能材料的產(chǎn)業(yè)化在光致/電致發(fā)光。熒光傳感器等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。特別是可以作為新一代稀土替代型熒光防偽材料。防偽商標(biāo)，防偽標(biāo)簽的使用者，從事各類產(chǎn)品包裝及證件的公司和相關(guān)政府企業(yè)均可作為本項(xiàng)目產(chǎn)品的主要用戶。預(yù)計(jì) 2015年，本產(chǎn)品國(guó)內(nèi)年需求量將達(dá)1萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)年消費(fèi)額達(dá)6.5億元，投資回收期約4.2年。 項(xiàng)目2：基于插層組裝原理，將功能性聚合物在膨潤(rùn)土表面及層間進(jìn)行插層改性，以實(shí)現(xiàn)膨潤(rùn)土相關(guān)物理化學(xué)特性（如親水親油性。熱穩(wěn)定性、力學(xué)強(qiáng)度等）的精細(xì)調(diào)控。將該類無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料應(yīng)用于高附加值化工助劑領(lǐng)域，如高分子聚合物（如橡膠、塑料。滌綸等）的增韌材料、阻燃材料、熱穩(wěn)定材料、抗沖擊材料等，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料功能的一體化。

聚合物多孔材料在高技術(shù)領(lǐng)域有可觀的應(yīng)用前景，如作為有機(jī)合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過(guò)高內(nèi)相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，是極具工業(yè)價(jià)值的一種技術(shù)。但前人的工作都基于乳液經(jīng)典理論：Bancroft規(guī)則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴(yán)重限制了以高內(nèi)相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應(yīng)用，迫使其在使用前必須經(jīng)由復(fù)雜的表面功能化；且傳統(tǒng)方法在制備穩(wěn)定高內(nèi)相乳液時(shí)，乳化劑占有機(jī)相5-70 wt%，大大增加了高內(nèi)相乳液制備成本，并造成環(huán)境污染。本項(xiàng)目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過(guò)程乳化劑用量為技術(shù)特點(diǎn)，以僅占有機(jī)相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩(wěn)定劑，獲得穩(wěn)定的、水相體積分?jǐn)?shù)達(dá)96.3vol% 的油包水型高內(nèi)相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機(jī)合成的微反應(yīng)器和催化劑載體，避免了高毒性有機(jī)錫類催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學(xué)工業(yè)中直接應(yīng)用提供新的途徑。

1 成果簡(jiǎn)介新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了納米粉體技術(shù)的發(fā)展，如何合理分散和使用納米粉體材料已經(jīng)成為制約該技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。因此，各類納米粉體根據(jù)用途而進(jìn)行二次加工處理，制備用戶方便使用的“功能性微納米復(fù)合粉體材料” 也就逐漸形成了市場(chǎng)。 該技術(shù)的特點(diǎn)是：借助微米級(jí)母粒子與納米級(jí)子粒子的復(fù)合，完成對(duì)納米粉體的有序分散和實(shí)現(xiàn)納米顆粒對(duì)微米顆粒的包覆；或者是將不規(guī)則的顆粒整形處理，從而制備不同類型的功能性復(fù)合粉體，滿足新材料功能的需要。這一新成果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決了許多航空、航天、電子、生物、材料、醫(yī)藥、涂料、冶金等行業(yè)對(duì)新一代粉體材料的需求。2 應(yīng)用說(shuō)明 圖 1 生產(chǎn)功能性微納米復(fù)合粉體材料的技術(shù)路線 采用我們研制的 PCS-II 型粉體復(fù)合機(jī)，借助機(jī)械沖擊的方法對(duì)粉體顆粒進(jìn)行表面處理，有目的地改變其物理化學(xué)特征、表面結(jié)構(gòu)和顆粒的形貌特征。 產(chǎn)品的特點(diǎn)是：功能性：根據(jù)需要制備具有特定新性能的復(fù)合粉體材料，如導(dǎo)電導(dǎo)熱粉體、高流動(dòng)性粉末、球形化石墨粉體、氧化鋁彌散銅粉、碳化硅彌散鋁粉等；以殼代核：節(jié)約貴重原料，如包覆銀的聚合物（銅、鋁）粉體、包覆銅的鐵（鋁）粉體等；以微米顆粒為載體分散納米粉體，如包覆碳納米管的聚合物（銅）粉體、包覆納米二氧化硅的橡膠粉體、包覆納米氧化鋁的聚合物粉體等。3 效益分析不同產(chǎn)品的市場(chǎng)背景和成本都有不同，需根據(jù)具體情況系統(tǒng)分析。

成功獲得了兩種具有優(yōu)良性能的新型功能材料，分別為強(qiáng)響應(yīng)紅外非線性光學(xué)晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩(wěn)定性的鋰離子導(dǎo)體Li4Cu8Ge3S12。 波長(zhǎng)在3?20 ?m的中遠(yuǎn)紅外可調(diào)諧激光在軍事和民用方面，如激光制導(dǎo)、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達(dá)、以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等，都有非常重要的應(yīng)用。紅外非線性光學(xué)晶體材料可以通過(guò)光學(xué)參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)，變頻輸出中遠(yuǎn)紅外激光。目前實(shí)用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結(jié)構(gòu)晶體均為國(guó)外在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)，但它們都存在各自的問(wèn)題，例如AgGaS2的熱導(dǎo)率小，激光損傷閾值較低，難以實(shí)現(xiàn)高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴(yán)重的雙光子吸收，難以實(shí)現(xiàn)寬頻輸出。這些問(wèn)題都限制了材料的實(shí)際應(yīng)用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學(xué)晶體材料具有十分重要的意義。

底泥原位固化穩(wěn)定化制備不同功能材料的技術(shù)，在底泥性質(zhì)和污染物水平和賦存形態(tài)分析的基礎(chǔ)上，利用水泥的水化反應(yīng)形成水化產(chǎn)物物理封裝或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將有效態(tài)重金屬污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闅堅(jiān)鼞B(tài)；加入外加劑，使底泥中的硅、鈣、鋁等離子形成穩(wěn)定的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)底泥膠結(jié)。針對(duì)不同應(yīng)用目標(biāo)，通過(guò)調(diào)節(jié)配方配比研制出具有多種強(qiáng)度的安全和耐久的工程材料；

本發(fā)明公開(kāi)的皮革用膨脹型膠原基納米復(fù)合阻燃功能材料是由以下方法制備而成：(1)用季戊四醇雙磷酰氯、含氮氨基化合物和羥甲基膦鹽為原料制備膨脹型阻燃性化合物；(2)用膠原蛋白對(duì)有機(jī)蒙脫土進(jìn)行改性以獲得膠原基改性有機(jī)蒙脫土；(3)采用插層復(fù)合法將膨脹型阻燃性化合物和膠原基改性有機(jī)蒙脫土進(jìn)行插層復(fù)合。該材料既含有與皮革膠原纖維具有良好反應(yīng)活性和有一定鞣性的親水性羥甲基基團(tuán)，又含具有增強(qiáng)增韌作用，與皮革膠原纖維具有良好相容性的膠原基改性的有機(jī)蒙脫土，能同時(shí)賦予皮革良好的阻燃性能和復(fù)鞣填充性能，是一種添加量少，阻燃效率高，相容性好又耐久的皮革阻燃功能材料。

提出采用微波輻射的方法對(duì)廢膠粉進(jìn)行表面活化處理來(lái)改善廢膠粉改性瀝青路用性能，研究確定了微波輻射廢膠粉活化方法和最佳活化條件，提出了微波輻射廢膠粉的最佳活化工藝，提高了廢膠粉改性瀝青的技術(shù)性能。該成果與 SBS 改性瀝青性能相當(dāng)，但可節(jié)約一半成本，既節(jié)約能源，又能保護(hù)環(huán)境。