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自美國 2011 年實(shí)施材料基因組計(jì)劃（Materials Genome Initiative，MGI），現(xiàn)已成為全球材料創(chuàng)新研發(fā)的強(qiáng)大助推劑，將高通量實(shí)驗(yàn)、材料數(shù)據(jù)和高通量計(jì)算三要素有機(jī)結(jié)合，加速材料創(chuàng)新性研發(fā)并降低成本。MGI 將成分-工藝-組織-性能的關(guān)聯(lián)集成化、跨尺度分析，將材料的研發(fā)由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式提升到科學(xué)設(shè)計(jì)。高通量材料計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是材料基因工程的重要組成部分，通過材料的高通量熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)計(jì)算、高通量相場模擬、數(shù)據(jù)挖掘和性能預(yù)測，實(shí)現(xiàn)材料合金成分、制備工藝、微觀組織結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)性能的調(diào)控及優(yōu)化，為新材料的開發(fā)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全制備周期的數(shù)字化、智能化管理，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、降低產(chǎn)品研發(fā)周期和成本、提升企業(yè)的核心競爭力。

選用多種修飾劑對無機(jī)納米抗靜電材料ATO進(jìn)行修飾、分散處理，系統(tǒng)地研究了無機(jī)納米抗靜電材料ATO懸浮液的穩(wěn)定性、分散性和流變性，探索了多種紡絲工藝，表征了納米ATO在纖維中的擴(kuò)散、分布情況和纖維的結(jié)構(gòu)與性能，解決了納米ATO改性聚丙烯腈纖維的關(guān)鍵技術(shù)。并在腈綸紡絲過程中采用ATO懸浮液為添加劑，使得ATO納米微粒能夠通過擴(kuò)散、遷移進(jìn)入纖維表面，從而賦予PAN纖維良好的抗靜電性能。 該課題開發(fā)的在紡絲過程中添加抗靜電劑的工藝路線，避免了腈綸傳統(tǒng)紡絲中的聚合物中加入添加劑所造成的納米微粒凝聚、堵塞噴絲頭的缺陷，具有設(shè)備投資少、效率高、操作簡單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。該研究成果已在1000噸/年腈綸中試裝置上得到應(yīng)用，生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)異的抗靜電纖維。該抗靜電腈綸在保持腈綸原有的力學(xué)性的基礎(chǔ)上，纖維的體積比電阻率下降到108μcm水平，上染率達(dá)到90%。該課題所開發(fā)的紡絲添加改性劑的生產(chǎn)抗靜電腈綸工藝技術(shù)，已申請二項(xiàng)發(fā)明專利。

目前常用的泡沫材料有聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯三大類，但發(fā)泡聚苯乙烯制品難回收，對周圍環(huán)境造成“白色污染”，聚氨酯泡沫在發(fā)泡過程中存在對人體有害的異氰酸酯殘留物且發(fā)泡材料無法回收利用。發(fā)泡聚丙烯以其優(yōu)良的耐熱性、較高的韌性和抗沖擊強(qiáng)度以及可回收利用等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們青睞。但由于聚丙烯熔體強(qiáng)度低，發(fā)泡過程難以控制，因此很難制備泡孔均勻、形態(tài)可控的發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品。目前只有少數(shù)國家掌握聚丙烯發(fā)泡技術(shù)，我國還未實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化。 本項(xiàng)目首次把脈動(dòng)剪切力場引入到聚丙烯擠出發(fā)泡過程中，建立了聚丙烯擠出發(fā)泡成型新方法，制備出了泡孔均勻細(xì)膩、高閉孔率的發(fā)泡聚丙烯。項(xiàng)目技術(shù)路線如下：首先利用普通聚丙烯通過交聯(lián)接枝制備出適合發(fā)泡的高熔體強(qiáng)度聚丙烯，其次在脈動(dòng)剪切力場作用下高熔體強(qiáng)度聚丙烯擠出發(fā)泡制備發(fā)泡聚丙烯。本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)是在普通聚丙烯發(fā)泡成型工藝基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的附加脈動(dòng)剪切力場，使發(fā)泡過程更易控制，所制備出的發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品泡孔更加均勻細(xì)密。發(fā)泡聚丙烯可用于包裝、汽車、建筑保溫、體育防護(hù)器材等行業(yè)。

內(nèi)襯層采用高密度聚乙烯吹塑成型、增強(qiáng)層采用干纖維纏繞成型、外防護(hù)層采用聚氨酯涂敷固化成型。 采用干纖維纏繞工藝可進(jìn)行高速纏繞作業(yè)，生產(chǎn)效率大幅提高；無需樹脂作為基體且不需要固化，降低了生產(chǎn)成本；采用凱夫拉纖維替代玻璃纖維，提高了產(chǎn)品強(qiáng)度及韌性。 產(chǎn)品具有質(zhì)量輕、抗腐蝕、壽命長、耐沖擊等特點(diǎn)，是傳統(tǒng)鋼質(zhì)LPG氣瓶的全新替代品。

納米碳材料在人類的生產(chǎn)生活中正顯示出越來越多的重要作用，具有廣闊的市場空間。碳納米材料生產(chǎn)由于成本高及部分技術(shù)上的瓶頸制約了大規(guī)模生產(chǎn)，市場拓展減緩。四川大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十余年的研究和開發(fā)，采取研發(fā)創(chuàng)新的高新技術(shù)，可高效低成本地生產(chǎn)高附加值碳納米材料（納米碳管，納米碳纖維）。 新技術(shù)的指標(biāo)主要有催化劑性能指標(biāo)和碳納米管純度指標(biāo)。碳納米管 CVD 制備過程中催化劑的性能將直接影響所生產(chǎn)的碳納米管的性能。碳納米管的技術(shù)指標(biāo)主要有反應(yīng)溫度、制備 CNTs 單位質(zhì)量產(chǎn)量、及原料固碳率等。本技術(shù)中催化劑反應(yīng)溫度低于800 ℃, 催化劑的產(chǎn)碳能力可達(dá)CNTs 60 - 120 kg/kg cat, 原料單程固碳率為 15%-50%；納米碳材料純度高，在85%-98%。碳納米管的純度高，制備的碳納米管純度超過85%；有的達(dá)到 98%。此技術(shù)路線可行，實(shí)驗(yàn)室小試階段已完成。 碳納米管、碳纖維是近十年飛速發(fā)展的新型納米材料，具有很大的商業(yè)價(jià)值和用途，附加值高。碳納米管可以作為模具制備出最細(xì)的納米尺度的導(dǎo)線，或者全新的一維材料，在未來的分子電子學(xué)器件或納米電子學(xué)器件中得到應(yīng)用。制備的微型導(dǎo)線可以置于硅芯片上，用來生產(chǎn)更加復(fù)雜的電路。利用碳納米管的性質(zhì)可以制作出很多性能優(yōu)異的復(fù)合材料。例如用碳納米管材料增強(qiáng)的塑料力學(xué)性能優(yōu)良、導(dǎo)電性好、耐腐蝕、屏蔽無線電波。使用水泥做基體的碳納米管復(fù)合材料耐沖擊性好、防靜電、耐磨損、穩(wěn)定性高，不易對環(huán)境造成影響。碳納米管增強(qiáng)陶瓷復(fù)合材料強(qiáng)度高，抗沖擊性能好。碳納米管和金屬形成金屬基復(fù)合材料；這樣的材料強(qiáng)度高、模量高、耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、抵抗熱變性能強(qiáng)。

成果內(nèi)容： 本成果取得3項(xiàng)發(fā)明專利。除濕材料技術(shù)于2019年2月在海南省萬寧市進(jìn)行了性能測試。試驗(yàn)結(jié)果表明：在陽光充足的情況下，除濕和再生的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到98%左右，能夠滿足除濕材料再生的要求。 成果優(yōu)勢：該技術(shù)可用于潮濕環(huán)境下電力電氣設(shè)施、工業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、儀器儀表、日常生活等的除濕，有太陽條件下可實(shí)現(xiàn)太陽能再生和循環(huán)利用等。具有很大的應(yīng)用前景。 成果成熟度：小試階段 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)入股、合作推廣、技術(shù)轉(zhuǎn)讓 成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況 專利號(hào) 專利名稱 專利狀態(tài) ZL201711397996.4 一種連續(xù)化學(xué)反應(yīng)法蓄熱放熱系統(tǒng) 授權(quán) ZL201310274286.8 一種膨脹石墨復(fù)合蓄熱材料及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) ZL201310274316.5 膨脹石墨復(fù)合蓄熱材料及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) 圖1 除濕材料的DTA-TG 熱分析圖 圖2除濕材料的吸潮量隨時(shí)間變化曲線 圖3 不同再生溫度下除濕材料的再生量隨時(shí)間變化曲線

成果簡介：當(dāng)代化工、制藥等領(lǐng)域正在面臨深刻變革，新材料的出現(xiàn)，助推了這一趨勢。山東大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)長期致力于各種新型納米材料的研制，獲得了多個(gè)品類的新型納米材料。 ① 新型碳納米材料 以塊體富碳材料和小分子有機(jī)化合物為原料，利用混酸回流、無溶劑熱解等方法，制備了發(fā)光納米碳；以多胺為原料，制備了超高分子量聚合物和碳納米顆粒；以有機(jī)羧酸為原料，制備了生物相容性納米碳。產(chǎn)品可用于發(fā)光二極管、熒光油墨、油田、食品等多個(gè)領(lǐng)域。 ② 結(jié)構(gòu)精確的膠體銀 以硝酸銀和巰基煙酸為原料，堿性條件下制備了具有原子級(jí)精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的銀簇，主體框架為六個(gè)銀原子形成的八面體，外圍被六個(gè)巰基煙酸配體保護(hù)起來。該納米材料可溶于水，形成膠體銀，具有抗菌等功效。 ③ 強(qiáng)吸附多孔材料 共價(jià)有機(jī)多孔材料具有比表面積大、穩(wěn)定性高、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。把對二氧化碳具有親和作用的富氮基功能團(tuán)引入共價(jià)有機(jī)框架材料，制備了一系列富氮基共價(jià)有機(jī)多孔材料，可選擇性吸附二氧化碳。該方法可替代傳統(tǒng)二氧化碳處理方法，即有機(jī)胺水溶液吸收法，能夠降低能耗，減少環(huán)境污染。 ④ 納米纖維素 利用酸解法，制備了納米纖維素水分散液，品質(zhì)高，性能穩(wěn)定。 成果相關(guān)圖片：

鎂鋰合金及其復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)良的減震性能和電磁屏蔽性能，在航空、航天、武器、單兵裝備、3C產(chǎn)品等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 本項(xiàng)目研制了鎂鋰基合金及其復(fù)合材料的設(shè)計(jì)技術(shù)、熔煉技術(shù)、成型工藝和表面處理技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)了具有超輕（密度約為1.5g/cm3）、高強(qiáng)（抗拉強(qiáng)度200-300MPa）、高模量（70-100GPa）、高穩(wěn)定性的稀土金屬間化合物增強(qiáng)Mg-Li基復(fù)合材料，建立了鎂鋰合金及其復(fù)合材料全鏈條中試制備平臺(tái)，部分產(chǎn)品樣品已經(jīng)在航空航天、單兵裝備等領(lǐng)域獲得試用。 現(xiàn)已建成材料試制平臺(tái)包括超細(xì)粉體制備中試線→100kg級(jí)鎂鋰合金真空熔煉系統(tǒng)→638T擠壓中試線→微弧氧化+電泳中試線→機(jī)械加工→產(chǎn)品檢測等一套輕合金及其復(fù)合材料產(chǎn)品試制所需的專用裝備，在鎂鋰基復(fù)合材料制備方面形成了專門的制造技術(shù)、檢測技術(shù)和工藝規(guī)范，可以滿足小批量鎂鋰合金及其復(fù)合材料制備方面的需求。 鎂鋰合金及其復(fù)合材料是世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，在航空航天、國防軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著當(dāng)今世界對結(jié)構(gòu)材料輕量化、減重節(jié)能、環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高，鎂鋰合金在需要輕量化結(jié)構(gòu)材料的交通、電子、醫(yī)療產(chǎn)品等領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

PLEDs光電功能材料具有良好的溶解性、成膜性和熱穩(wěn)定性，高量子效率的熒光特性，良好的半導(dǎo)體性能，即能傳導(dǎo)電子或空穴，或兩者兼具。本項(xiàng)目系列產(chǎn)品可用于顯示器件、太陽能電池、生物傳感、壓力傳感、印刷電路等領(lǐng)域。

NFC射頻磁性基板材料是一種高磁導(dǎo)率低損耗的超薄磁性基板材料,該材料是移動(dòng)終端集成NFC系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐，但材料制備技術(shù)長期掌握在國外公司。國家工程中心經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)研制成功低成本磁性基板材料,打破國外技術(shù)壟斷。