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本技術(shù)以人體所需、地殼中豐富的元素組分為原料，采用簡(jiǎn)便的合成技術(shù)制備出新型納米環(huán)境修復(fù)材料，可用于有機(jī)污染物、重金屬及微生物等復(fù)合污染的水土治理，尤其適用于農(nóng)田修復(fù)。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 以人體所需、地殼中豐富的元素組分為原料，采用簡(jiǎn)便的合成技術(shù)制備出新型納米環(huán)境修復(fù)材料，可用于有機(jī)污染物、重金屬及微生物等復(fù)合污染的水土治理，尤其適用于農(nóng)田修復(fù)。該材料與技術(shù)歷經(jīng)十年研發(fā)，已具備工業(yè)生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用條件，先后在福建和廣東等地完成中試生產(chǎn)和農(nóng)田治理應(yīng)用試驗(yàn)。鎘污染農(nóng)田經(jīng)1次治理后，水稻粒中鎘含量降低35%左右，且產(chǎn)量增產(chǎn)達(dá)25%以上。 材料在污染治理中具有下列特色和優(yōu)勢(shì)： 1、材料來源豐富、成本低，易制備； 2、環(huán)境友好，不含有毒有害的過渡金屬組分； 3、可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物、重金屬和致病微生物等多元復(fù)合污染物同步修復(fù)； 4、操作簡(jiǎn)單，無需外部能量激發(fā)和特定設(shè)備； 5、還可以兼作作肥料增強(qiáng)土壤肥力，達(dá)到農(nóng)作物的增產(chǎn)之效。

在巡檢條件下，實(shí)現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。采用復(fù)合電磁技術(shù)檢測(cè)材料表面和內(nèi)部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術(shù)測(cè)量缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應(yīng)用相控陣超聲技術(shù)檢測(cè)鋼軌內(nèi)部缺陷，并實(shí)現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設(shè)施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測(cè)。 高速鐵路損傷檢測(cè)：實(shí)現(xiàn)80-350km/h的高巡檢速度下對(duì)軌道不同階段損傷的檢測(cè)，提高軌道安全性； 智能制造質(zhì)量檢測(cè)：實(shí)現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質(zhì)量無損檢測(cè)，提高智能制造的加工水平； 結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設(shè)施關(guān)鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設(shè)施壽命。 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的速度提升至350km/h，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)350km/h速度等級(jí)巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的空白。首次在國(guó)內(nèi)研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動(dòng)態(tài)磁化過程機(jī)理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測(cè)核心關(guān)鍵技術(shù)，研究各種材料的傷損缺陷對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，克服使用環(huán)境、高速運(yùn)動(dòng)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應(yīng)用條件下，對(duì)服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進(jìn)行快速巡檢，構(gòu)建高速鋼軌裂紋巡檢設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的快速獲取、損傷程度判別，并進(jìn)行故障預(yù)警和壽命評(píng)估。研究基于復(fù)合電磁效應(yīng)、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實(shí)時(shí)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)病害特征識(shí)別與缺陷重構(gòu)。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測(cè)探頭的振動(dòng)、提離效應(yīng)、材料屬性以及使用環(huán)境對(duì)鋼軌表面檢測(cè)結(jié)果的影響；基于多物理量數(shù)據(jù)的融合分析，精確識(shí)別鋼軌缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測(cè)。

在巡檢條件下，實(shí)現(xiàn)多物理量融合的鋼軌病害動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)。采用復(fù)合電磁技術(shù)檢測(cè)材料表面和內(nèi)部的宏觀傷損；采用巴克豪森技術(shù)測(cè)量缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、材料狀態(tài)改變、表面早期傷損；應(yīng)用相控陣超聲技術(shù)檢測(cè)鋼軌內(nèi)部缺陷，并實(shí)現(xiàn)焊縫的精確定位及智能化全尺寸高效檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)覆蓋諸如鋼軌（含焊縫）等重大設(shè)施及新型材料全尺寸、全壽命周期的健康狀態(tài)綜合檢測(cè)。高速鐵路損傷檢測(cè)：實(shí)現(xiàn)80-350km/h的高巡檢速度下對(duì)軌道不同階段損傷的檢測(cè)，提高軌道安全性；智能制造質(zhì)量檢測(cè)：實(shí)現(xiàn)新型加工、增材制造中加工質(zhì)量無損檢測(cè)，提高智能制造的加工水平；結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)鋼軌、橋隧、航空航天設(shè)施關(guān)鍵部位故障狀態(tài)監(jiān)控，提高重大設(shè)施壽命。技術(shù)優(yōu)勢(shì)巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的速度提升至350km/h，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)350km/h速度等級(jí)巡檢試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的空白。首次在國(guó)內(nèi)研究了350km/h高速及不飽和狀態(tài)下鐵磁性材料動(dòng)態(tài)磁化過程機(jī)理。采用電磁、渦流、圖像等無損檢測(cè)核心關(guān)鍵技術(shù)，研究各種材料的傷損缺陷對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，克服使用環(huán)境、高速運(yùn)動(dòng)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的影響，在高速及重載鐵路應(yīng)用條件下，對(duì)服役鋼軌表面、亞表面以及一定深度的裂紋缺陷損傷進(jìn)行快速巡檢，構(gòu)建高速鋼軌裂紋巡檢設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路鋼軌裂紋缺陷形貌參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息的快速獲取、損傷程度判別，并進(jìn)行故障預(yù)警和壽命評(píng)估。研究基于復(fù)合電磁效應(yīng)、超聲波、激光、圖像融合的鋼軌巡檢及實(shí)時(shí)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)病害特征識(shí)別與缺陷重構(gòu)。通過分析鐵磁性材料磁化過程，抑制巡檢中檢測(cè)探頭的振動(dòng)、提離效應(yīng)、材料屬性以及使用環(huán)境對(duì)鋼軌表面檢測(cè)結(jié)果的影響；基于多物理量數(shù)據(jù)的融合分析，精確識(shí)別鋼軌缺陷產(chǎn)生前的殘余應(yīng)力、早期傷損等多種病害。通過使用超聲技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊縫精確定位及全斷面相控陣高效檢測(cè)。應(yīng)用范圍:（1）獲得國(guó)家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)“在役鋼軌缺陷綜合檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用”、國(guó)家自然科學(xué)基金委員重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)“鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測(cè)技術(shù)攻關(guān)”鐵路總公司重大課題“高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制”等項(xiàng)目支持。（2）作為關(guān)鍵核心設(shè)備應(yīng)用于中國(guó)鐵路總公司新一代國(guó)產(chǎn)大型高速鋼軌探傷車GTC-80，累計(jì)巡檢里程已達(dá)1萬公里以上。發(fā)現(xiàn)各類型缺陷，如裂紋，剝離，磨損等400多例，通過了鐵路總公司的關(guān)鍵技術(shù)鑒定，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口重大裝備替代。（3）30km/h的雙軌電動(dòng)探傷機(jī)器人，集成環(huán)境感知、智能巡檢、大數(shù)據(jù)處理與無線傳輸?shù)裙δ埽瑢?shí)現(xiàn)無人監(jiān)控下的長(zhǎng)距離自主運(yùn)行，用于城市軌道巡檢，已應(yīng)用于南京地鐵、西安地鐵等。（4）智能制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于寶武集團(tuán)寶日冷軋鋼板廠（世界最大冷軋鋼板生產(chǎn)線）鋼板加工性能在線自動(dòng)檢測(cè)。（5）結(jié)構(gòu)智能健康監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于京滬高鐵CRTS-Ⅱ型軌道板健康監(jiān)控（上海鐵路局科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)）、金溫高鐵沿線光纖監(jiān)測(cè)（全國(guó)首例）、貴廣客專K75+431雙線特大橋沉降監(jiān)測(cè)、蕪湖地鐵1、2號(hào)線安全監(jiān)控系統(tǒng)；（6）挑戰(zhàn)杯全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)，創(chuàng)青春全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎(jiǎng)，第一屆中俄工業(yè)創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)。

山東巨能興業(yè)新型材料科技發(fā)展有限公司坐落于“運(yùn)河之都”的濟(jì)寧化工經(jīng)濟(jì)開發(fā)園區(qū)，是“北京巨能興業(yè)科技發(fā)展有限公司”的控股子公司。總公司始創(chuàng)于1998年，是以科研、生產(chǎn)、銷售于一體的科技發(fā)展型公司，主要產(chǎn)品有：CL建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化系統(tǒng)，高分子水性涂料、工業(yè)水性涂料、高分子膠粘劑，高分子基混凝土外加劑，高分子基復(fù)合保溫材料，其它A級(jí)防火保溫材料等，產(chǎn)品應(yīng)用覆蓋全國(guó)三十多個(gè)省市和地區(qū)。 公司團(tuán)隊(duì)規(guī)模560人，其中研發(fā)和技術(shù)人員105人。總投資5.5億，廠房面積10萬平方米，僅CL建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化產(chǎn)品年生產(chǎn)能力就超過500萬平方米。公司堅(jiān)持專業(yè)化的發(fā)展道路，在優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降耗節(jié)能方面兼容并蓄、銳意革新，奠定了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的專家地位。 公司的專利產(chǎn)品--------CL建筑保溫結(jié)構(gòu)一體化系統(tǒng)，是一項(xiàng)國(guó)家重大科研成果，是一種防火保溫、抗震、環(huán)保的全新建筑結(jié)構(gòu)體系。該體系的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了墻體改革、建筑節(jié)能和建筑墻體工廠化的要求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)乃至世界建筑領(lǐng)域的空白。該體系在結(jié)構(gòu)形式、施工方法、墻體材料、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備等方面取得了19項(xiàng)國(guó)家專利。建設(shè)部專家技術(shù)鑒定結(jié)論：“其綜合技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平”，并列入“國(guó)家康居示范工程選用部品”、“全國(guó)建設(shè)行業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目”、獲得科技部頒發(fā)的“金橋獎(jiǎng)”。 公司堅(jiān)持用企業(yè)文化提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，以適應(yīng)市場(chǎng)需求的現(xiàn)代化企業(yè)管理制度為發(fā)展保障，使企業(yè)在發(fā)展中樹立了一流的品牌形象和社會(huì)形象。

聚苯乙烯 (PS) 是用途廣泛的重要聚合物，透明性好，但性脆易裂、拉伸強(qiáng)度低、耐熱耐 氧性能差。通過氫化改性，鏈上苯基加氫得到的聚環(huán)己烷基乙烯(PCHE)耐熱、耐氧、拉伸強(qiáng) 度、抗吸水等性能大幅提高。所制備得到PCHE產(chǎn)品的各項(xiàng)性能均優(yōu)于PS、聚碳酸酯 (PC) 材 料，PCHE透光率高達(dá)91%，PCHE的應(yīng)力-光學(xué)系數(shù)也很低；PCHE耐沖擊，質(zhì)量輕 (比PC更 輕) 、強(qiáng)度高，易加工；PCHE耐腐蝕、耐溫耐濕；PCHE可以作為汽車、高鐵、光學(xué)儀器等用 高等透明樹脂，是目前應(yīng)用量大、價(jià)格高的PC材料的優(yōu)良替代材料。然而聚合物加氫體系具 有與小分子體系完全不同的特點(diǎn)，其分子尺寸大 (40-60 nm) 、聚合物溶液粘度遠(yuǎn)高于小分子溶 液，傳統(tǒng)粉末狀催化劑存在分離困難、加氫速度慢、加氫條件苛刻等缺點(diǎn)亟待解決。本項(xiàng)目采 用專用催化劑進(jìn)行PS加氫。不僅有利于催化劑與物系的分離，有利于高粘流體的流動(dòng)，強(qiáng)化 物質(zhì)傳遞。具有良好應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

滲入-固結(jié)型材料由華南理工大學(xué)特種工程材料團(tuán)隊(duì)研發(fā)，具有低粘度、高潤(rùn)濕、可反應(yīng)等特性，適用于混凝土設(shè)施的便捷筑、防、修。該材料具有優(yōu)異的滲入性能，能夠自滲入于混凝土的裂縫、 孔隙中并原位交聯(lián)固化，將受損失效的混凝土牢固粘結(jié)于一起， 形成等效于互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的三維空間固結(jié)體，實(shí)現(xiàn)混凝土的快速修復(fù)加固。該材料還能將細(xì)砂、軟泥、碎石等直接固結(jié)成巖（抗壓強(qiáng)度>100 MPa）。用于表面防護(hù)時(shí)，該材料不僅在混凝土表面形成涂層，更能深入結(jié)構(gòu)層內(nèi)形成“植根式”固結(jié)增強(qiáng)層, 使混凝土表面的防腐層厚度達(dá)到毫米級(jí)，將混凝土表面強(qiáng)度提高兩倍以上，具有優(yōu)異的耐腐蝕、抗?jié)B透性能。該材料已在四川龍羊峽水電站、錦屏水電站等水利工程的基礎(chǔ)加固、港珠澳大橋等橋梁工程的混凝土補(bǔ)強(qiáng)中應(yīng)用，有效解決了低滲性軟弱地質(zhì)及微細(xì)混 凝土裂縫難以加固補(bǔ)強(qiáng)的技術(shù)難題。該材料還在近十個(gè)城市的地鐵盾構(gòu)管片、“南水北調(diào)”輸水管道、高速公路及軍港碼頭的防護(hù)中使用超過10年以上，效果優(yōu)異。

一種新型拉擠復(fù)合材料型材，其采用多軸向拉擠成型技術(shù)制造，具有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，且與普通的拉擠型材相比具有更優(yōu)異的橫向受力性能和耐久性能，可用于綜合管廊支架結(jié)構(gòu)，替代金屬支架和模壓塑料支架，耐久性能和使用性能更好，具有良好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 一種新型復(fù)合材料夾芯板材，采用真空導(dǎo)入方式或拉擠成型方式一次整體成形，內(nèi)部為復(fù)合材料格構(gòu)增強(qiáng)的輕質(zhì)芯材，外側(cè)為復(fù)合材料面層，板材整體具有良好的整體受力性能和

發(fā)光材料一般可以分為兩類：熒光材料和磷光材料。熒光材料的特點(diǎn)是在外在光線或射線照射下會(huì)發(fā)光，當(dāng)外在光線或射線消失后就不會(huì)發(fā)光。而磷光材料的特點(diǎn)是在外在光線或射線消失后仍能長(zhǎng)時(shí)間地發(fā)光。也就是說，熒光材料和磷光材料的主要區(qū)別在于它們的余輝時(shí)間不同。所以，熒光材料又可以稱作為增光材料，而磷光材料又可以稱作為夜光材料。熒光材料常用于顯示屏、燈管、公路交通反光牌等。磷光材料則多用于夜光鐘表、暗處指示等。 很久以前，人們就能制造各種各樣的夜光材料，不過絕大部分都因?yàn)樾阅芴畹貌坏綇V泛的應(yīng)用。近百年來，工業(yè)上生產(chǎn)和使用的夜光材料主要是“硫化鋅：銅”。“硫化鋅：銅”的最大缺點(diǎn)是余輝時(shí)間較短，只有3小時(shí)左右。為了利用“硫化鋅：銅”作夜光材料，人們就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射線來刺激“硫化鋅：銅”持續(xù)發(fā)光。由于放射性元素對(duì)人體健康的危害，“硫化鋅：銅”夜光材料的應(yīng)用受到很大限制。現(xiàn)在基本上不再允許生產(chǎn)夜光手表就是這個(gè)原因。除了國(guó)防軍用如坑道等場(chǎng)合外，很難看到“硫化鋅：銅”的蹤跡。 近年來，夜光材料的研究出現(xiàn)重大突破，發(fā)現(xiàn)了一種新型的稀土夜光材料。這種稀土夜光材料的發(fā)光強(qiáng)度高，余輝時(shí)間長(zhǎng)，比“硫化鋅：銅”的指標(biāo)要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分穩(wěn)定，其性能長(zhǎng)時(shí)間受光發(fā)光后不會(huì)發(fā)生變化。而“硫化鋅：銅”則不夠穩(wěn)定，在有濕氣時(shí)容易變黑，性能降低。新型稀土夜光透明性較好，其粉末顯淡黃色。比重為每立方厘米為3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以對(duì)人體健康毫無害處。

液晶彈性體是一種典型的雙向形狀記憶材料，具有形變大、形變可逆等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在仿生器件、軟機(jī)器人等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。然而，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)四十年的發(fā)展，液晶彈性體研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室層面，未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用；限制其應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問題是：液晶彈性體在形變過程中產(chǎn)生的應(yīng)力太小，無法滿足實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的力學(xué)性能需求。例如，人的骨骼肌收縮應(yīng)變大于40[[%]]，應(yīng)力大于0.35 MPa，彈性模量大于10 MPa；對(duì)傳統(tǒng)的液晶彈性體材料而言，收縮應(yīng)變不是問題，應(yīng)力也勉強(qiáng)可以達(dá)到，但是彈性模量一般在0.1~1 MPa，低了整整一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。東大科研團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，采用將聚氨酯液晶彈性體和聚丙烯酸酯液晶熱固體的小分子前體組分混合、再同步交聯(lián)的技術(shù)途徑，制備了一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)液晶彈性體材料，其收縮應(yīng)變、應(yīng)力、彈性模量分別達(dá)到了46[[%]]、2.53 MPa、10.4 MPa，首次全面滿足了液晶彈性體基人造肌肉的力學(xué)性能要求。如下圖所示，該新型人造肌肉材料具有超強(qiáng)的力學(xué)性能，其發(fā)生伸縮形變時(shí)的抗拉強(qiáng)度和彈性模量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了前人的研究成果；在熱刺激條件下，該材料可以拉起自身重量3萬倍的物體。