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中國科大研制一種可替代塑料的仿生可持續結構材料
項目成果/簡介:塑料制品給現代生活帶來極大便利的同時，也正造成嚴重的環境問題。大多數塑料來自于石油產品，由于其極端的穩定性，廢棄后在環境中長時間也難以降解，最終造成持續性的環境污染問題。研發一系列可持續的高性能結構材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現有的生物基可持續結構材料都受到機械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產規模上制約了這類材料的應用。因此，引入先進的仿生結構設計來制造新型的可持續高性能結構材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應用范圍，加速可持續材料替代不可降解塑料的進程。近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用于高性能生物基結構材料的研制，發展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實現了具有仿生結構的高性能可持續材料的規模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團隊成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復合制備了具有仿生結構的高性能可持續結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結構設計，這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構，使其可以基于普通的天然物質構筑高性能的材料，并兼具高強度和高韌性的優良特性。研究人員通過多尺度的仿生結構設計和表面化學調控，成功構筑了這種兼具高強韌特點的天然生物基可持續結構材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結構中的磚塊，一方面為結構材料提供了遠高于工程塑料的強度，另一方面，還通過裂紋偏轉等仿生結構原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴展性能，為該材料作為一種新興的可持續材料替代現有的不可降解塑料打下了堅實的基礎。
中國科學技術大學
2021-04-11
太陽電池用增透陷波微納結構
我國在太陽能電池領域內的整體技術水平與美國、德國、日本等發達國家相比還有相當大的差距。我國太陽能光伏技術的研究和開發工作絕大部分還處在跟蹤或追趕發達國家的狀態。真正屬于我國光伏企業所自有的太陽能電池關鍵技術還不多。不少企業在國際光伏行業產品競爭中存在著由于生產技術水平低下而被淘汰的風險。 近幾年來，我國第二代太陽能電池的理論和實驗研究已經取得了長足性的進展，并處在一個由科研成果到產業化轉變的關鍵階段。但與此同時，我們也看到盡管薄膜電池在很大程度上解決了太陽能電池的成本問題，但是其效率卻還相當低。本技術就是針對太陽電池的這一需求而發展的。 提高轉換效率，最有效的辦法是表面減反。表面減反包含兩層意思，一是增透結構，即讓光波從外界第一次遇到材料表面時光波從表面的反射盡可能少，二是陷波結構，即讓光波在材料內部傳輸時光程盡可能大，從而被材料吸收的盡可能多。國際上近年對表面減反進行了諸多的探索，如L. L. Ma進行了變折射率多孔硅多層的減反表面研究，在3000-28000cm-1波段范圍內實現了硅表面5%以下的反射。瑞士Paul Scherrer研究所的R.H. Morf設計了用于太陽能電池陷波的階梯層疊的一維正弦衍射光柵結構。以上小組的研究都表明，合理設計和制備光伏材料表面的微納周期結構，是一種非常有效地增加太陽能電池的太陽光能量利用率，大幅度提高太陽能電池的轉換效率的技術方法。但以上的研究，都沒有從同時考慮太陽光光波的自然光特性及寬角譜入射這兩個特點入手在矢量衍射理論領域進行增透及陷波的設計。 本技術具體性能指標是： 1．硅表面自然光寬波段（300-2100nm）寬角譜（±30o）減反（R<2%） 2．陷波效率>1000%。
上海理工大學
2021-04-11
通用塑料增韌增強及多功能改性母料
研發階段/n內容簡介：本項目以廢舊聚乙烯、聚丙烯等通用塑料為基材，添加高填充量的表面改性的級配和復配無機硅酸鹽粉末（微米級或納米級的球形或片狀的）、有機增韌高分子材料、熱光穩定劑、表面光亮劑、高度分散劑、流變調節劑及內外潤滑劑等助劑，借助高剪切混合分散擠出機組，制備成多功能改性母料（粒料），廣泛應用于聚乙烯、聚丙烯等通用塑料的管材、薄膜、包裝片材和注塑制品，可實現增韌、增強、填充、增亮、分散、吸濕干燥等功能和大幅度降低原料成本、顯著提高經濟效益的目的，僅填充級可添加到60－80％。本技術達到國內領先
湖北工業大學
2021-01-12
聚丙烯晶型調控及增韌改性母料
小試階段/n本項目以普通聚丙烯、聚乙烯和增容增韌改性劑為主要原料，采用同向雙螺桿高速混煉設備，借助原位部分化學接枝技術，將乙烯和丙烯分子鏈相互纏結增容，避免了乙烯和丙烯分子各自結晶產生相分離，制備的聚丙烯晶型調節及增韌改性母料不僅能調控聚丙烯在成型加工過程中球晶尺寸及分布，而且能顯著改善聚丙烯的熔體強度、低溫脆性及應力開裂性。該母料在共聚聚丙烯（給水管材級Ф32 S4/S5）基礎上，添加量為6-8phr時，液壓實驗（20℃，16環應力，60min）無破裂，無滲漏；低溫沖擊實驗（－10℃，8.8kg，
湖北工業大學
2021-01-12
水稻綠色生產效益畝增“雙百“應用技術
水稻是我國主要的糧食作物，由于種植成本逐年升高，糧價不穩定，近年出現了糧價下跌的情況，直接影響農戶的種糧積極性。目前水稻產量提升潛力下降，農民使用氮肥過多，導致土壤變差或惡化，加上水稻中后期植株易早衰，光合作用減弱，單產提升空間小。人們普遍對水稻米質趨好的趨勢，給優質大米提出了新的要求和標準，種植水稻由“高產“向“優質高產“轉變，這種市場需求也迫切要求開發提質、增產的水稻專用型肥料。
浙大團隊研發了水稻綠色生產效益畝增“雙百“應用技術。該項目利用新型天然生物質如植物源提取物小分子有機酸、氨基酸、腐植酸、海藻酸等為主要原料，通過在水稻灌漿期促進水稻氮碳代謝，加快水稻碳水化合物運轉，從而降低瘛谷率，提高水稻結實率和于粒重，最終達到增產。
浙江大學
2023-05-11
一種智能式自動增排雨水井蓋
本技術是提供一種智能式自動增排雨水井蓋，在路面雨水使排水井蓋口呈淹沒進流時，該裝置通過利用杠桿平衡、滑輪平衡、水力學管嘴出流等原理自動增排路面積水，無需看管，維護方便
揚州大學
2021-04-14
一種電弧增材和銑削加工裝置
本發明公開了一種電弧增材和銑削加工裝置，屬于電弧增材技術領域。其包括電弧增材單元和銑削加工單元，所述銑削加工單元包 括銑削加工頭，所述銑削加工單元和所述電弧增材單元相連接，電弧 增材單元包括焊槍、支撐板、滑塊、固定槽、固定板、步進電機以及 絲杠，焊槍一端與滑塊固定，焊槍另一端穿過支撐板的通孔，支撐板 與步進電機相固定，固定板也與步進電機相固定，固定槽與固定板相 固定，步進電機的輸出軸連接有絲杠，絲杠穿過滑塊上開設的螺紋通 孔。本發明裝置能一次性進行增材制造和切削加工，使工件的加工精 確滿足使用要求。
華中科技大學
2021-04-14
增材制造納米陶瓷牙材料、工藝和裝備系統
從底層材料設計出發制備性能優異的可打印氧化鋯漿料，研制快速高質量立體光固化打印系統，優化脫脂燒結工藝流程，實現機械性能優異、生物相容性極佳、美觀性良好的氧化鋯陶瓷快速、低成本打印制造。
一、項目分類
顯著效益成果轉化
二、成果簡介
制備較低粘度、高固含量的氧化鋯漿料和優化的脫脂、燒結過程成為光固化成型技術的關鍵步驟。為解決以上問題，推動增材制造氧化鋯在口腔臨床中的應用，申報人團隊從底層材料設計出發制備性能優異的可打印氧化鋯漿料，研制快速高質量立體光固化打印系統，優化脫脂燒結工藝流程，實現機械性能優異、生物相容性極佳、美觀性良好的氧化鋯陶瓷快速、低成本打印制造。
中山大學
2022-08-15
nox 基因對單增李斯特菌毒力調控
致病菌入侵宿主細胞是一個由多基因控制、受環境和宿主影響的系統過程，nox 基因是病原細菌中廣泛存在，但國際上對該基因在細菌入侵過程的功能尚不清晰，通過構建單增李斯特菌敲除、過表達菌株的構建，我們發現 nox 基因的缺失促進了單增李斯特菌的入侵！這一結果在細胞和動物實驗中均得到了驗證，雖然其具體機理尚不清晰，但此發現對于后期研究 nox 基因在單增李斯特菌毒力基因及其調控網絡方面，將獲得重要突破。
上海理工大學
2021-01-12
一種層狀增韌 ODS 鋼及其制備方法
本發明公開了一種層狀增韌 ODS 鋼及其制備方法，屬于鋼結構 材料領域。層狀增韌 ODS 鋼包括相互交替層疊的基體層和增韌層，基 體層包括母粉、Ti、Y2O3 以及 CrN，增韌層包括金屬鉭片。一種制備 該層狀增韌 ODS 鋼的方法包括：S1 將母粉、Ti、Y2O3 以及 CrN 混合 后在惰性氣體保護下進行機械合金化；S2 將步驟 S1 獲得基體粉末和 金屬鉭片交替層疊獲得待燒結體；S3 在惰性氣體保護下對待燒結體進 行放電等離子燒結，燒結溫度為 900℃～1100℃，燒結壓力為 90Mpa～ 100Mpa。本發明方法制備的層狀增韌 ODS 鋼與國內外典型的 ODS 鋼 相比，其強度和斷裂延伸率可分別提高 125％、16.8％。
華中科技大學
2021-04-13