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近十年來，材料科學與工程學院在微波功能材料、有機-無機功能復合材料、高分子材料和金屬腐蝕與防護等研究領域，承擔了國防重大基礎研究（973）項目、重點預研基金和預研項目、民口配套項目等46項，獲總經費5000多萬元。主要涉及如武器裝備專用特種涂料、特種膠粘劑及其制品、特種電子陶瓷材料及器件、特種玻璃及制品、專用電子化工材料及其制品、專用高分子樹脂材料及其制品等國防新材料研發，并取得了國防科工委武器裝備科研生產許可證。研究成果在航空航天、兵器、艦船等國防領域和電子等民用領域得到應用廣泛。通過參與國防**項目研究，學院先后與我省14所、55所、772廠、貴州省4326廠、湖北省航宇救生裝備有限公司等數十家單位建立了良好的科研、產品協作關系，在培育了高水平的學術團隊、提高了學術水平的基礎上，與企業建立了產學研研究基地，使研究成果在國防建設和軍品民用等方面得到了推廣應用，為提高江蘇科技強省地位做出了積極的貢獻。

主要涉及如武器裝備專用特種涂料、特種膠粘劑及其制品、特種電子陶瓷材料及器件、特種玻璃及制品、專用電子化工材料及其制品、專用高分子樹脂材料及其制品等國防新材料研發，并取得了國防科工局武器裝備科研生產許可證。研究成果在航空航天、兵器、艦船等國防領域和電子等民用領域得到應用廣泛。

 衡量熱電材料能量轉化效率的最重要的指標是其品質因子ZT(=S2σT/κ)， 而降低材料的熱導率κ是一種確實有效的提高功率因子的手段。雖然材料所經歷的退火過程可以通過影響材料的微觀結構從而決定材料的熱導率，但是這些唯象的分析并未得到熱動力學的理論支撐因而僅僅浮于表象。         在這篇論文中，作者首先觀測到一個非常有意思的現象：隨著PbTe中CdTe成分的增加，其晶格熱導率在快冷和慢冷的退火條件下表現出截然相反的趨勢。為此，經過細致的透射電鏡觀測發現，在不同的退火條件下，其CdTe相析出物隨著CdTe成分的增加呈現出迥異的微觀形貌。為探究其原理，作者先是利用熱動力學理論計算模擬析出相的成核和生長過程，得出CdTe作為第二相從母體PbTe中析出的分布函數，然后考察析出相的尺寸和數密度對聲子散射的不同作用，最終結合Callaway模型做出了和實驗數值符合非常好的模擬結果，從而為實驗觀測的晶格熱導率提供了熱動力學依據。該研究對熱電材料中利用優化退火條件實現晶格熱導率的調控提供了很好的理論指導和啟發。

由材料科學與工程學院姚曉教授主持承擔的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復合材料”，在油田固井用水泥基多功能復合材料的制備技術、生產工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創新成果，所開發的油井水泥晶體膨脹劑（發明專利申請號：200510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發明專利申請號：200510094588.2），擁有自主知識產權。產品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環的抗裂性能，整體技術處于國際領先水平。研究成果打破了國內油田固井材料的傳統觀念和產品格局，成為油田固井材料的更新換代產品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質勘探井、調整井、水平井、小間隙側鉆井、欠平衡井和開發井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調整井和國家發改委“十五”重點建設項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創造直接經濟效益2000多萬元，間接經濟效益5億多元，其經濟效益和社會效益顯著。

發現當渦旋線的端點處在具有費米弧的表面時，渦旋線的兩端可實現馬約拉納零模。而且，三位研究人員發現對這兩類拓撲半金屬，伴隨渦旋產生的塞曼劈裂效應可非常顯著地增大保護馬約拉納零模穩定性的拓撲能隙，而對拓撲絕緣體，塞曼劈裂效應對拓撲能隙的作用則始終是負面的壓制。此項工作極大地拓展了實現和研究馬約拉納零模的材料。

提出引入活性客體來調控金屬有機框架（MOF）體系自旋轉換性能的策略，并成功地通過特定活性客體的可逆化學變化得到驗證；通過引入雙吡啶三氮唑陰離子配體設計組裝出自旋轉換溫度創紀錄的自旋交叉材料?該研究團隊最近通過精心設計，將氨基官能團引入到霍夫曼型MOF材料中，合成了首例具有HS0.0LS1.0?HS0.25LS0.75?HS0.5LS0.5?HS0.75LS0.25?HS1.0LS0.0五種自旋狀態的四步自旋轉變MOF材料，并通過磁性、差示掃描量熱法和單晶衍射法進行了表征確認。對于HS0.25LS0.75自旋態，我們從結構上捕捉到首例具有LS-LS-LS-HS三維有序交替排列特征的磁結構。更加令人驚奇的是，通過對主客體間超分子作用的調控可以實現四步、兩步和一步自旋交叉性質之間的可逆轉變，為設計具有多步自旋轉變的多穩態磁性材料提供了新的思路。

土遺址是指人類活動遺留下的由土和以土為主的遺跡和遺物。我國土遺址很多，遍布全國各地，由于自然環境惡劣，許多土遺址的狀況較差急待保護。 國內外對于土遺址的保護，可采取的措施包括改善環境、防止地下水的影響、防止生物的破壞，以及本體的化學加固等手段。其中土體的化學加固是解決土遺跡本身強度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 對于土體的化學加固，國內外經常使用的材料有：有機硅材料、無機的硅酸鉀材料（PS材料），非水分散體材料等。 其中有機硅材料在西亞和南美的一些土遺址的保護中得到應用，但是由于毒性和固化容易受環境影響，在國內沒有得到應用。 硅酸鉀材料（PS） 是敦煌研究院開發的加固材料，在西部地區的土遺址加固中效果良好，可增加土體的抗雨水沖蝕和風沙磨蝕能力。使用的案例有吐魯番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，寧夏的西夏王陵等遺址。 對于中國東部的土遺址加固和保護，需要開發新有效的保護材料，滿足目前大量遺址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大學考古文博學院不可移動文物保護課題組，以此為研究任務，開發了有機硅改性的丙烯酸樹脂非水分散體材料，成功的用于東部地區的土遺址保護工程，取得了良好的保護效果。這種材料處理的土樣在重量增加很少的情況下就有較好的加固效果。加固后顏色變化不大，孔隙率變化小；透氣性降低小，土樣的抗壓強度提高。經過處理的土樣在耐水能力上表現優異，1%以上濃度加固劑的土樣可在水中長期浸泡，非常穩定。應用案例 近年來，課題組負責的項目多以遺址類的本體保護為主，自2003年的湖南里耶遺址保護開始，分別應用到了很多的考古遺址保護。主要有晉侯墓地車馬坑本體保護工程（2013）、哈民忙哈遺址本體保護（2013）、臨淄戰國車馬坑遺址本體保護（2014）、內丘邢窯遺址本體保護工程（2018）等，均采用非水分散體材料對遺址進行加固。 晉侯墓地1992年發現，K1車馬坑清理后發現殉車總數48輛，這是目前國內已發掘的商周時期車馬坑殉葬車子最多者。晉侯墓地車馬坑遺址狀況基本完好，但是仍有很多的病害，最嚴重的病害是開裂和附屬文物的錯位和無依托。因此，北京大學考古文博學院和敦煌研究院合作進行了車馬坑遺址本體保護方案的編寫，并與河北文物保護中心實施了晉侯墓地車馬坑本體保護工程。哈民忙哈遺址，迄今為止在內蒙古乃至東北地區發現面積最大的一處大型史前聚落遺址，具有重要的考古和歷史價值。北京大學考古文博學院編寫了哈民忙哈遺址本體保護方案，并與河北文物保護中心實施了哈民忙哈遺址本體保護工程。本次保護的對象包括13個房基遺址，合計面積500平方米。遺址保護土體和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，環己酮作溶劑對土體進行整體加固，加固深度10厘米，提高強度和耐水能力；對于人骨的保護，采用SD528溶液混合土作為人骨的修補材料，人骨及周圍土體均采用從低到高濃度的PVB溶液進行加固。合作方式 非水分散體加固材料經過多年的研究和應用，證明是合適有效的土遺址加固材料，可以進行技術咨詢與技術服務，并可以參與遺址本體保護項目。

考慮到血液循環中的表達PD-1的T細胞（PD-1+T細胞）可以靶向結合aPD-1抗體，然后通過趨化因子的作用主動向炎癥或者腫瘤部位聚集，他們設計了一種新的納米藥物遞送策略（如上圖），不僅可以利用納米載體遞送aPD-1抗體用于免疫檢查點的阻斷，而且還可以利用T細胞來遞送NF-κB信號通路抑制劑用于抗腫瘤T淋巴細胞的募集。由于納米載體pH的敏感性，腫瘤浸潤的PD-1+ T細胞結合的納米藥物在酸性的腫瘤微環境中釋放，留下aPD-1封閉抗腫瘤T細胞上的PD-1/PD-L1免疫檢查點，新產生的負載NF-κB信號通路抑制劑的納米藥物被腫瘤細胞和腫瘤相關巨噬細胞攝取，從而抑制腫瘤細胞和腫瘤相關巨噬細胞的NF-κB信號通路，進一步增加抗腫瘤T淋巴細胞的募集，這些募集來的T細胞又可以再次作為納米藥物輸送的工具輸送納米藥物，這種良性的藥物遞送循環可以顯著提升腫瘤內藥物的聚集，改善腫瘤中T細胞的浸潤，協同提升腫瘤免疫治療的效果，為一些不響應免疫檢查點治療的腫瘤提供了一個新的方向。

聚合物熱電材料因其低毒性、質輕、柔性和可大面積加工等優勢在可穿戴自供電器件方面具備很好的應用前景。 一個高性能的熱電器件同時需要 p 型與 n 型兩種材料。聚合物在摻雜之后的電導率 對 聚合物材料的熱電性能起到了關鍵 的 決定 作用。 目前 ， P 型聚合物的電導率已經超過 1000 S cm -1 ，相比之下，僅有幾例 n 型聚合物的電導率超過 1 S cm -1 。

開發了多種結構的納米復合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。