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近年來(lái)，磁振子電子學(xué)在信息計(jì)算和信息傳輸領(lǐng)域表現(xiàn)出了極具價(jià)值的應(yīng)用潛力。磁振子電子學(xué)利用以磁振子為載體的電子自旋進(jìn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息處理，有望實(shí)現(xiàn)無(wú)熱量產(chǎn)生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統(tǒng)意義上通過(guò)操縱電荷來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的處理的微電子學(xué)具有無(wú)可比擬的巨大優(yōu)勢(shì)。磁振子電子學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展很大程度上依賴(lài)于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發(fā)現(xiàn)，而獲得長(zhǎng)距離的磁振子輸運(yùn)始終是磁振子電子學(xué)研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預(yù)言有很多的新穎物理效應(yīng)，例如自旋能斯特效應(yīng)，拓?fù)浯耪褡樱约巴鉅柎耪褡拥取?在最新的研究文章中，量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開(kāi)工作并取得了重要進(jìn)展，觀測(cè)到了二維反鐵磁體系中磁振子的長(zhǎng)距離輸運(yùn)。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機(jī)械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測(cè)量磁振子輸運(yùn)的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過(guò)熱方法來(lái)注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測(cè)在二維MnPS3中擴(kuò)散傳輸?shù)拇耪褡印Ｔ诙S反鐵磁MnPS3中，實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到了幾微米的磁振子擴(kuò)散長(zhǎng)度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測(cè)端距離的增加，探測(cè)到的非局域信號(hào)表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴(kuò)散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對(duì)磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長(zhǎng)度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強(qiáng)的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 該文章中的結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值：二維材料中的磁振子輸運(yùn)實(shí)現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動(dòng)磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運(yùn)研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運(yùn)測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號(hào)R_NL^*隨電極間距的依賴(lài)關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長(zhǎng)度隨MnPS3厚度的依賴(lài)關(guān)系。 該工作于2019年2月7日在線發(fā)表于物理學(xué)術(shù)期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設(shè)計(jì)和指導(dǎo)完成，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心2015級(jí)博士生邢文宇為文章第一作者，物理學(xué)院2015級(jí)本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學(xué)讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學(xué)中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)的支持。

作為一種新的太陽(yáng)能電池電池技術(shù)，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點(diǎn)；在應(yīng)用方面，可與當(dāng)前基于硅等的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在使用過(guò)程中以及使用后處理方面不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機(jī)材料都是可降解的有機(jī)染料類(lèi)化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽(yáng)能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機(jī)太陽(yáng)能的效率目前和其它最好的太陽(yáng)能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得超過(guò) 1515%的效率，是有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢(shì)，有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池壽命的要求不如無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，10 年左右的壽命可以完全滿(mǎn)足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達(dá)到 5-7 年沒(méi)有問(wèn)題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目圍繞有機(jī)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料開(kāi)展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計(jì)理念，發(fā)展了系列具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當(dāng)性能。

本發(fā)明公開(kāi)一種用于制備金屬軟磁復(fù)合材料的絕緣粘結(jié)劑及其使用方法。本發(fā)明絕緣粘結(jié)劑是一種納米改性有機(jī)硅樹(shù)脂絕緣粘結(jié)劑，成分由有機(jī)硅樹(shù)脂和無(wú)機(jī)納米分散液組成。該絕緣粘結(jié)劑大幅度提高了有機(jī)硅樹(shù)脂的耐熱溫度，提高了磁粉芯的力學(xué)強(qiáng)度，成分選擇合理使用效果好，對(duì)鐵基、鎳基和其他成分的金屬軟磁磁粉都有很好的絕緣粘結(jié)效果。采用本發(fā)明提供的絕緣粘結(jié)劑所制備的磁粉芯具有綜合的優(yōu)良磁性能和力學(xué)性能。

傳統(tǒng)的Al2O3-TiN復(fù)合材料制備設(shè)備及工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下，成本高，不利于復(fù)合材料的推廣應(yīng)用。本發(fā)明將兩種粒徑不同的Al2O3粗細(xì)顆粒作為骨料，α-Al2O3、TiO2、Al粉作為細(xì)粉按比例混合模壓，采用流動(dòng)氮?dú)鈿夥障鲁涸环磻?yīng)燒結(jié)。在合理的升溫速率、合理的燒結(jié)溫度以及保溫時(shí)間下制備Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金屬作結(jié)合劑取代傳統(tǒng)燒結(jié)結(jié)合，可以降低制品的燒結(jié)溫度，燒結(jié)后制品中的金屬與原料中的物質(zhì)原位反應(yīng)形成難熔化合物。

本技術(shù)成果涉及納米材料及其在聚合物中應(yīng)用 的關(guān)鍵技術(shù)研究，屬于新材料高新技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì) 納米粒子難以在聚合物中均勻分散的難題，將材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熔融共混工藝相結(jié)合，創(chuàng)新性地提出運(yùn) 用加工手段誘導(dǎo)納米粒子在塑料成型加工時(shí)分散的 技術(shù)。采用納米粒子接枝改性、雙重界面調(diào)控、預(yù) 牽伸等，通過(guò)改變加工條件和加工手段達(dá)到強(qiáng)制分 隔納米粒子團(tuán)聚體、實(shí)現(xiàn)納米分散結(jié)構(gòu)的目的。制備具有顯著增強(qiáng)增韌效果的納米無(wú)機(jī)粒子填充聚合物復(fù) 合材料，實(shí)現(xiàn)通用塑料工程化。本成果的技術(shù)特點(diǎn)：1.技術(shù)創(chuàng)新程度高，本技術(shù)在保持傳統(tǒng)的塑料加工方 法的基礎(chǔ)上，通過(guò)合理控制加工條件和加工手段，另辟蹊徑解決納米分散難題，其成果在納米復(fù)合材料領(lǐng) 域?qū)賴(lài)?guó)際首創(chuàng)；2.科學(xué)思想新穎；3.材料性能優(yōu)異；4.工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)實(shí)用。

本項(xiàng)目從仿生模擬蛋白質(zhì)促進(jìn)牙本質(zhì)及牙釉質(zhì)再礦化的角度出發(fā)，合成表征一系列具有不同代數(shù)及改性基團(tuán)的PAMAM型樹(shù)枝狀高分子，考察其對(duì)牙本質(zhì)及牙釉質(zhì)再礦化過(guò)程中晶核形成、礦物質(zhì)沉降和富集的促進(jìn)作用及其作用機(jī)理，包括相關(guān)的細(xì)胞、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究。主要研究成果如下：1. 成功合成了磷酸和羧酸改性的聚酰胺-胺樹(shù)枝狀高分子（PAMAM-PO3H2和PAMAM-COOH）。通過(guò)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，這兩種改性的PAMAM都能誘導(dǎo)牙本質(zhì)和牙釉質(zhì)礦化，修復(fù)受損牙體硬組織。2.成功合成了阿倫磷酸（ALN）改性的羧酸化聚酰胺-胺樹(shù)枝狀高分子ALN-PAMAM-COOH，并通過(guò)體外模擬實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ALN-PAMAM-COOH具有1. 原位誘導(dǎo)牙釉質(zhì)再礦化的功能，并對(duì)HA有強(qiáng)特異吸附和誘導(dǎo)再礦化的功能，且誘導(dǎo)礦化四周后的牙釉質(zhì)表面硬度可恢復(fù)至95.5%，涂層附著力強(qiáng)。 在進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)，羧酸改性的四代聚酰胺-胺樹(shù)枝狀大分子能同時(shí)實(shí)現(xiàn)藥物緩釋和誘導(dǎo)受損牙本質(zhì)礦化的功能，利用樹(shù)枝狀高分子本身可載藥的特點(diǎn)將三氯生載入PAMAM-COOH，制備的復(fù)合體系可以吸附在牙本質(zhì)表面。可實(shí)現(xiàn)三氯生的緩慢釋放并能同時(shí)誘導(dǎo)牙本質(zhì)礦化，因此該材料同時(shí)具有負(fù)載活性物質(zhì)（如抗菌藥物）和修復(fù)受損牙齒的功能。 主要技術(shù)指標(biāo)：1. 本項(xiàng)目制備的磷酸或羧酸改性的樹(shù)枝狀高分子具有原位誘導(dǎo)牙本質(zhì)及牙釉質(zhì)礦化（硬度修復(fù)95%以上）的功能，且能夠用于三氯生等牙齒常用藥物的緩釋?zhuān)虼思瓤勺鳛檠例X修復(fù)添加劑也可作為牙齒護(hù)理添加劑，并同時(shí)可用于負(fù)載其它活性物質(zhì)。 本項(xiàng)目用來(lái)修復(fù)受損牙本質(zhì)和牙釉質(zhì)的樹(shù)枝狀高分子具有良好的生物相容性，且在口腔環(huán)境中沒(méi)有生物毒性，因此可用作制備牙齒護(hù)理和修護(hù)產(chǎn)品的添加劑。 應(yīng)用范圍： 牙科護(hù)理產(chǎn)品、牙科用醫(yī)療器械。項(xiàng)目目前已進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段，成果權(quán)屬為我校獨(dú)自擁有。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高磁導(dǎo)率低損耗的金屬軟磁復(fù)合材料及其制備方法。該軟磁復(fù)合材料的組成以原子比表示滿(mǎn)足下式：Fe100-x-y-zSixPyMz，其中M選自Cr、V、Al、Mn中的一種或多種，下標(biāo)x、y、z表示相應(yīng)合金元素的原子百分比，滿(mǎn)足以下條件：2≤x≤15，0≤y≤5，0＜z≤5。所制得的金屬軟磁復(fù)合材料具有高磁導(dǎo)率、低損耗，且工藝簡(jiǎn)單，利于成型，并具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明公開(kāi)了一種酸性烤藍(lán)工藝制備高飽和磁通密度軟磁復(fù)合材料的方法。采用酸性烤藍(lán)工藝在軟磁合金粉末表面包覆由尺寸均勻的納米Fe3O4形成的包覆層，經(jīng)粘結(jié)、壓制成型、熱處理工藝，制備新型的軟磁復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：采用酸性烤藍(lán)工藝制備Fe3O4方法簡(jiǎn)單，并且容易控制Fe3O4層的厚度, 由于該反應(yīng)是原位反應(yīng)，因此制備的絕緣層致密，與磁粉的結(jié)合度高。與傳統(tǒng)的軟磁復(fù)合材料相比，由于絕緣層為亞鐵磁性的Fe3O4，有效減少了磁稀釋現(xiàn)象，從而可以得到具有高飽和磁通密度、高磁導(dǎo)率的軟磁復(fù)合材料。

本發(fā)明公開(kāi)了一種堿性烤藍(lán)工藝制備高飽和磁通密度軟磁復(fù)合材料的方法。采用堿性烤藍(lán)工藝使磁粉表面氧化生成一層均勻的Fe3O4的絕緣層，然后經(jīng)粘結(jié)、壓制成型、熱處理工藝，制備新型軟磁復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：采用堿性烤藍(lán)工藝制備的Fe3O4是在軟磁粉末的表面原位生長(zhǎng)，因此絕緣包覆層與磁粉之間結(jié)合度高，并且包覆均勻致密；由于Fe3O4具有較高的電阻率，因此具有較好的絕緣效果；另一方面，用亞鐵磁性的Fe3O4作為絕緣包覆劑，克服了傳統(tǒng)非磁性物質(zhì)作為包覆劑的磁稀釋現(xiàn)象，可以獲得更高的磁導(dǎo)率及磁通密度；堿性烤藍(lán)工藝操作簡(jiǎn)單，成本較低，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

我國(guó)已經(jīng)成為電池生產(chǎn)大國(guó)，國(guó)內(nèi)電池行業(yè)對(duì)軟包裝材料的需求量十分巨大。該材料主要用于鋰電池生產(chǎn)企業(yè)，包括手機(jī)電池、鈕扣電池、筆記本電腦電池、DVD電池、照相機(jī)電池，以及將來(lái)的電動(dòng)車(chē)電池等，涉及的行業(yè)非常廣泛，預(yù)計(jì)到2015年總市場(chǎng)需求量將超過(guò)8000噸。但是，目前為止國(guó)內(nèi)沒(méi)有任何企業(yè)能夠生產(chǎn)出完全滿(mǎn)足要求的軟包裝材料，因此，軟包裝材料的研究和開(kāi)發(fā)成為電池行業(yè)提高國(guó)產(chǎn)化率、降低成本和提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要。華東理工大學(xué)于2003年聯(lián)合江蘇中金瑪泰醫(yī)藥包裝有限公司進(jìn)行該類(lèi)軟包裝材料的前期研究，主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)聚合物鋰電池軟包裝材料體系的成分、組織和功能進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出適合于聚合物鋰電池生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求的復(fù)合軟包裝成型材料，用于電池芯的內(nèi)包裝。經(jīng)過(guò)多年的艱苦努力，目前已經(jīng)掌握了該材料制備中的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是已經(jīng)很好地解決了復(fù)合膜耐電解液腐蝕的問(wèn)題，并大幅提高了復(fù)合膜內(nèi)膜的剝離強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)室小試樣品已送至惠州TCL金能、東莞新能源、國(guó)光電池、合肥榮仕達(dá)、上海南都等幾家電池廠試用，結(jié)果表明部分關(guān)鍵指標(biāo)基本上能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，小試樣品的性能明顯優(yōu)于韓國(guó)產(chǎn)品，與日本產(chǎn)品相當(dāng)，而在初始剝離強(qiáng)度和耐高溫性能方面則超過(guò)日本產(chǎn)品。本項(xiàng)目具有自己的核心技術(shù)，相關(guān)的技術(shù)申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利，一項(xiàng)獲得公開(kāi)，一項(xiàng)獲得授權(quán)。