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磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機(jī)中后，使得商用制冷機(jī)的溫度可達(dá)2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機(jī)中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因?yàn)殂U的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機(jī)在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機(jī)的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點(diǎn)在于不需要重新建立一個(gè)制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機(jī)中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標(biāo)： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經(jīng)用于小型回?zé)崾降蜏貧怏w制冷機(jī)產(chǎn)品中。這種制冷機(jī)的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機(jī)中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測(cè)器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統(tǒng)蓄冷材料以后，可以使醫(yī)用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺(tái)醫(yī)用核磁共振成象儀就可以節(jié)約16萬(wàn)人民幣。

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(shí)提出的。它的特點(diǎn)是材料的磁熵發(fā)生變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)大的吸熱與放熱效應(yīng)，可以應(yīng)用于制冷技術(shù)中。利用磁性材料在經(jīng)歷磁相變時(shí)發(fā)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?zé)崾降蜏貧怏w制冷機(jī)中。 這種制冷機(jī)的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術(shù)領(lǐng)域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機(jī)中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測(cè)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(jī)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(jī)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(jī)的制冷效率，在過(guò)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(shí)用價(jià)值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機(jī)中后，使制冷機(jī)的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點(diǎn)是不需要重新建立一個(gè)制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機(jī)中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機(jī)效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來(lái)的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現(xiàn)，推動(dòng)了低溫制冷機(jī)的發(fā)展。現(xiàn)在，不用灌液氦，用制冷機(jī)帶動(dòng)的醫(yī)用核磁共振成象儀和超導(dǎo)磁體已經(jīng)商品化。在這些新設(shè)備中，都必須使用磁蓄冷材料。

成果與項(xiàng)目的背景及主要用途：術(shù)后粘連是有手術(shù)史以來(lái)國(guó)內(nèi)外亟待解決的 重要醫(yī)學(xué)難題之一。在外科領(lǐng)域開(kāi)展的手術(shù)中，絕大多數(shù)都涉及到防止組織之間 粘連的問(wèn)題。術(shù)后粘連可以引起嚴(yán)重的并發(fā)癥，如腹部、盆腔等均可引起粘連性 腸梗阻，甲狀腺手術(shù)后引起喉返神經(jīng)損傷以及因盆腔組織粘連而導(dǎo)致的女性不育 癥。90%的患者在術(shù)后均有不同程度的粘連產(chǎn)生，60%的患者需要采取一定的防 粘連措施。 目前防止術(shù)后粘連國(guó)際上采用較多的是“短期屏障"法，即術(shù)后在容易發(fā)生 粘連的部位植入隔離材料。隨著 70 年代后美國(guó)醫(yī)用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到醫(yī)療市場(chǎng)的認(rèn)可?，F(xiàn)有的美國(guó) FDA 批準(zhǔn)的術(shù)后防粘連產(chǎn)品有 三種。本課題組設(shè)計(jì)和研制了一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的可拋型防粘連膜材料 AntiTriplex。 它是一種生物相容性良好、安全、無(wú)毒、無(wú)刺激、可降解吸收的薄膜材料，其獨(dú) 特的表面結(jié)構(gòu)特性可以將手術(shù)創(chuàng)面和周圍組織有效隔離開(kāi)，有效地保護(hù)好手術(shù)創(chuàng) 面。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介：該術(shù)后防粘連膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子組裝而成的三元膜。該三元膜綜合了三種材料的優(yōu)點(diǎn)，使膜材料的力學(xué)性 能、水穩(wěn)定性、降解速率、臨床可操作性、防粘連效果等得到全面提升。主要工 藝流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反應(yīng)器 --→成膜 → 后處理 → 干燥 → 成品膜 → 包裝 → 滅菌 ↑ 改性多糖大分子 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況：該新型術(shù)后防粘連膜獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)代表了當(dāng) 今該領(lǐng)域國(guó)際先進(jìn)水應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)：不管是傳統(tǒng)的腹腔、心血管、椎板外科手術(shù)，還 是新興的微創(chuàng)手術(shù)，均會(huì)存在不同程度的粘連現(xiàn)象?，F(xiàn)階段歐美已經(jīng)形成了一個(gè) 龐大的防粘連材料市場(chǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)每年用于治療腹腔、盆腔粘連的費(fèi)用高 達(dá)約 12 億美元。美國(guó)在 2000 年有 750 萬(wàn)例出現(xiàn)術(shù)后粘連，預(yù)計(jì)到 2006 年將增 加到 2000 萬(wàn)。雖然美國(guó) FDA 已批準(zhǔn)了 3 個(gè)防粘連材料，但均有缺陷。中國(guó)人口 眾多，醫(yī)療水平不及美國(guó)，如以 1500 萬(wàn)人保守?cái)?shù)字計(jì)，每人需要防粘連材料一 份（至少），每份約 200 元，市場(chǎng)容量將是 30 億，利稅近 10 億，是國(guó)家鼓勵(lì)優(yōu) 先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設(shè)備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）：原材料 均為國(guó)產(chǎn)，價(jià)格低廉。所需設(shè)備為常用設(shè)備，投資不大。常規(guī)醫(yī)藥行業(yè)的廠房基 本上能滿足要求，主要生產(chǎn)車間 150 平方米。投資規(guī)模依生產(chǎn)規(guī)模而定。 合作方式及條件：面談平, 目前已申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利 2 項(xiàng)。 

本項(xiàng)目研發(fā)的新型量子吸藍(lán)光材料，用于防藍(lán)光眼鏡，防藍(lán)光護(hù)眼貼膜等產(chǎn)品。可用于防護(hù)液晶（LCD）和有機(jī)電致發(fā)光（OLED）手機(jī)，電腦顯示器等電子產(chǎn)品顯示器屏幕發(fā)出的高能藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)健康護(hù)眼的目的。該種新型量子吸藍(lán)光材料具有超強(qiáng)的光波過(guò)濾功能，比市面現(xiàn)有主流吸藍(lán)光材料效果高10－100倍，處于世界領(lǐng)先水平。在技術(shù)層面優(yōu)于市場(chǎng)上現(xiàn)有產(chǎn)品。依托于先進(jìn)的新型量子技術(shù)制備防藍(lán)光護(hù)眼鏡片和護(hù)眼貼膜，可高效吸收藍(lán)光，從根本上解決電子產(chǎn)品藍(lán)光傷害這一社會(huì)痛點(diǎn)問(wèn)題。本項(xiàng)目量子防藍(lán)光眼鏡和貼膜產(chǎn)品的生產(chǎn)有兩條技術(shù)路線，主要步驟如下：1、無(wú)機(jī)吸藍(lán)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(wú)機(jī)吸藍(lán)光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術(shù)制作鏡片或者可貼合膜片。

負(fù)極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲(chǔ)作用。負(fù)極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環(huán)性能。目前商用化的負(fù)極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無(wú)法滿足鋰離子電池能量密度的持續(xù)發(fā)展。硅材料由于其高儲(chǔ)鋰容量、適中的對(duì)鋰電位等性能優(yōu)勢(shì)和資源豐富、成本低等商業(yè)優(yōu)勢(shì)，受到鋰電行業(yè)追捧。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)，硅負(fù)極已部分應(yīng)用到高能量電池負(fù)極中。目前鋰電行業(yè)中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負(fù)極與碳復(fù)合后，再與石墨混合使用，貢獻(xiàn)較低，且循環(huán)性能差，未能全

首先設(shè)計(jì)合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電的 Fe 主體網(wǎng)絡(luò)，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學(xué)性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計(jì)算的容量可達(dá) 10700 mA h/g 。高導(dǎo)電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結(jié)構(gòu)首先激活了部分 B 的儲(chǔ)鋰潛能，并且在循環(huán)反應(yīng)過(guò)程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實(shí)現(xiàn)了更高效的儲(chǔ)能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過(guò)低，材料整體容量不符合實(shí)際需求。研究者隨后通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應(yīng)的逆反應(yīng)發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠(yuǎn)小于可逆負(fù)極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

實(shí)現(xiàn)了鋰離子二次電池高電壓、高比容量、快速充放電和長(zhǎng)壽命的效果。產(chǎn)品擁有成本低、優(yōu)良的一致性、優(yōu)異的安全性、可快速充放電、高電壓(4.1 V)、高容量等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車電池、儲(chǔ)能用動(dòng)力電池等，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

軟瓷是一種新型建筑節(jié)能裝飾材料，具有輕、薄、柔、阻燃、抗老化等特點(diǎn)，能夠彎曲自如，任意造型，逼真表現(xiàn)木、皮、石、磚、布、金屬等裝飾材料的紋理和色澤，且生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保，特別適用于建筑內(nèi)、外墻飾面工程，舊城改造，外墻保溫體系的飾面層以及弧形墻、拱形柱等異形建筑的飾面工程。技術(shù)特點(diǎn)： （1）利用無(wú)機(jī)粉表面改性技術(shù)，表面接枝有機(jī)反應(yīng)基團(tuán)，提高了與有機(jī)物的相容性 （2

上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授于奕課題組與美國(guó)普渡大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)合作，在新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)研究中取得重要進(jìn)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(zhì)結(jié)。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《自然》。半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)精準(zhǔn)制備是半導(dǎo)體器件的起點(diǎn)，是現(xiàn)代電子學(xué)和光電子學(xué)的重要基石。鹵化物鈣鈦礦材料作為一類近年來(lái)引起廣泛關(guān)注的新興半導(dǎo)體，在太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、激光等領(lǐng)域展示出巨大的應(yīng)用前景。在構(gòu)建鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的道路上，有兩個(gè)科學(xué)難題一直未得到解決。一方面，該材料易發(fā)生離子擴(kuò)散，難以獲得高質(zhì)量的原子級(jí)平整的異質(zhì)界面；另一方面，鹵化物鈣鈦礦對(duì)空氣、水分、電子束輻照等因素十分敏感，其微觀結(jié)構(gòu)解析特別是原子結(jié)構(gòu)成像困難重重。缺乏原子結(jié)構(gòu)信息的指導(dǎo)，材料的精準(zhǔn)構(gòu)筑與性能設(shè)計(jì)難以開(kāi)展。于奕課題組與合作團(tuán)隊(duì)在這兩個(gè)前沿難題的解決上取得了突破。研究人員在材料制備過(guò)程中引入剛性有機(jī)配體來(lái)抑制離子擴(kuò)散，成功制備了二維有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化鹵化物鈣鈦礦橫向異質(zhì)結(jié)；發(fā)展了低劑量像差校正電子顯微技術(shù)，首次揭示了二維橫向異質(zhì)結(jié)的界面原子結(jié)構(gòu)，直接證實(shí)獲得了原子級(jí)平整界面。同時(shí)，于奕團(tuán)隊(duì)找到了一種優(yōu)化的低劑量成像方法，首次實(shí)現(xiàn)了輻照敏感的二維橫向異質(zhì)結(jié)原子結(jié)構(gòu)解析。這一突破提供了界面原子結(jié)構(gòu)、缺陷構(gòu)型以及晶格應(yīng)變等準(zhǔn)確信息，為這類新型半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了直觀的指導(dǎo)。在這些研究發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步合作，展示了新型異質(zhì)結(jié)原型器件中的整流效應(yīng)，驗(yàn)證了這類新型半導(dǎo)體走向應(yīng)用的前景。相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2219-7

價(jià)格低廉、無(wú)毒、環(huán)境友好的金屬錫（Sn）與鉍（Bi）在能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)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(zhì)的研究成果較少被報(bào)道。