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本成果針對(duì)目前聚乳酸（PLA）存在的易燃和脆性等問題，采用合成反應(yīng)型阻燃擴(kuò)鏈劑的方法制備具有永久阻燃性能的聚乳酸。通過引入少量的反應(yīng)型無鹵阻燃劑及復(fù)合納米技術(shù)，得到阻燃效果優(yōu)異的阻燃聚乳酸。本成果開發(fā)的阻燃聚乳酸，相比于市面上普通的添加型阻燃劑，表現(xiàn)出對(duì)基體力學(xué)性能的影響小，阻燃效率高等特點(diǎn)。并通過復(fù)合增韌技術(shù)，使阻燃型聚乳酸具有良好的韌性。阻燃性能指標(biāo)可達(dá)到LOI大于30，UL-94 V-0級(jí)。本成果采用的新技術(shù)使得聚乳酸附加值高，性能優(yōu)異，可適于電子電器類產(chǎn)品等領(lǐng)域。因此，這種來源于生物質(zhì)具有可完全降解的阻燃型聚乳酸是新一代生物基環(huán)境友好型功能塑料。 主要技術(shù)、指標(biāo)： LOI > 30, UL-94 V-0;  HRR < 250 kW/m2 拉伸強(qiáng)度>50MPa；斷裂伸長率> 100%； 建設(shè)投產(chǎn)條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設(shè)施狀況等）： 10000噸/年規(guī)模投資1800萬，廠房面積2000平方米。

天津大學(xué)突破傳統(tǒng)理論的束縛，首次提出了將航空航天領(lǐng)域應(yīng)用的3D復(fù)合材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)骨科領(lǐng)域的理論構(gòu)想，并就復(fù)合材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)理論問題進(jìn)行了研究。研制了三維編織碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料骨折外固定架，并在臨床應(yīng)用中取得了良好的效果。 三維編織纖維/樹脂復(fù)合材料不僅提供了足夠的強(qiáng)度和剛度（強(qiáng)度600-1300MPa，模量10-90 GPa），不產(chǎn)生應(yīng)力遮擋，與傳統(tǒng)不銹鋼骨折外固定架相比，還具有質(zhì)量輕、在X光片上無遮擋等突出優(yōu)點(diǎn)。 三維編織碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料骨折外固定架及臨床應(yīng)用 不銹鋼與 3D復(fù)合材料固定物X光片的比較

新型微納電子材料的不斷涌現(xiàn)，尤其是最近幾年二維材料（石墨烯、二硫化鉬、拓?fù)浣^緣體等）的出現(xiàn)，對(duì)生長設(shè)備提出了更高的要求。在科研生產(chǎn)領(lǐng)域，以分子束外延系統(tǒng)為代表的高端生長設(shè)備，長期被歐美進(jìn)口設(shè)備所壟斷。目前，國內(nèi)的真空設(shè)備廠家的技術(shù)加工的硬件水平已經(jīng)達(dá)標(biāo)，所欠缺的就是一個(gè)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。徐永兵課題組的青年千人何亮教授在超高真空薄膜生長領(lǐng)域，具有超過十五年的研究工作經(jīng)驗(yàn)。熟悉物理

包裝材料是消費(fèi)者在接觸商品時(shí)看到、觸摸到的實(shí)體物質(zhì)，與消費(fèi)者直接接觸。包裝材料在商品的銷售中發(fā)揮著承載信息的作用，同時(shí)傳遞情感。新一代消費(fèi)者在很多商品相對(duì)同質(zhì)化的背景下，將產(chǎn)品的外觀和包裝作為選購商品的一個(gè)重要考慮因素。因此很多高科技公司在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)非常重視包裝材料的設(shè)計(jì)。比如主流的手機(jī)生產(chǎn)廠家，包括蘋果、華為、三星、小米等，投入大量的人力物力設(shè)計(jì)和生產(chǎn)新的手機(jī)外殼。由于采用納米制造技術(shù)，具有全息效果和可變色的手機(jī)外殼的成本甚至高于手機(jī)中一些核心部件的成本。但是良好的市場(chǎng)反應(yīng)證明消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品外觀的需求不弱于對(duì)產(chǎn)品性能和功能的需求。 新一代的微納包裝材料指材料的特征尺寸在微米甚至納米級(jí)別，與入射光相互作用時(shí)，表現(xiàn)出特殊外觀的一類包裝材料。由于這種材料包含微納尺度的重復(fù)性結(jié)構(gòu)，需要復(fù)雜的工藝實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。這樣的特點(diǎn)對(duì)微納包裝材料的設(shè)計(jì)提出了非常高的要求。從消費(fèi)者研究的角度出發(fā)，要求這些材料具有心理學(xué)范疇的屬性，包括柔軟感、高級(jí)感、金屬感等;從制造技術(shù)的角度出發(fā)，需要通過控制工藝參數(shù)來調(diào)整微米或納米尺度的材料結(jié)構(gòu)。本研究工作需要解決的核心技術(shù)問題是如何按照消費(fèi)者心理需求，來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)工藝的控制，得到理想的微納包裝材料。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法通常需要經(jīng)過多次迭代，反復(fù)地進(jìn)行試生產(chǎn)和消費(fèi)者調(diào)查實(shí)驗(yàn)。由于試生產(chǎn)成本高且需要大量時(shí)間，導(dǎo)致新材料的研究工作緩慢而昂貴。 仿真設(shè)計(jì)方法綜合運(yùn)用計(jì)算材料學(xué)、計(jì)算光學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、情感計(jì)算等方面的研究成果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新微納包裝材料的仿真設(shè)計(jì)，在不需要進(jìn)行試生產(chǎn)的情況下，通過計(jì)算機(jī)模擬具有微納尺度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高分子材料的光學(xué)散射特性，生成具有高真實(shí)感的產(chǎn)品外觀圖像，直接用于消費(fèi)者調(diào)查工作，具有非常好的應(yīng)用前景。

1. 痛點(diǎn)問題 高分子材料在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著越來越多的高性能、高功能性高分子新材料不斷涌現(xiàn)，以及在雙碳背景下高分子材料的降解回收受到越來越多的關(guān)注，都使得壽命可控的高性能材料成為重大需求，同時(shí)對(duì)材料的老化評(píng)價(jià)和準(zhǔn)確的壽命預(yù)測(cè)手段有強(qiáng)烈需求。 目前的老化評(píng)價(jià)方法主要有兩種：室外自然老化和實(shí)驗(yàn)室加速老化，定期取樣測(cè)試材料的性能變化。室外自然老化評(píng)價(jià)結(jié)果反映實(shí)際使用情況，但周期長達(dá)幾個(gè)月到幾年，且受氣候條件的影響不可重復(fù)。實(shí)驗(yàn)室加速老化的周期有所縮短，但通常也需幾千小時(shí)以上，且由于加速老化設(shè)備不能完全模擬實(shí)際使用條件，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果常常與實(shí)際使用情況不符。 綜上，自然老化的評(píng)價(jià)周期過長，而加速老化評(píng)價(jià)不僅評(píng)價(jià)周期仍然較長，而且結(jié)果又常常存疑，嚴(yán)重阻礙了新材料投入應(yīng)用的進(jìn)程。 2. 解決方案 針對(duì)以上痛點(diǎn)問題，本項(xiàng)成果提出了全新思路，即通過對(duì)高分子材料老化早期產(chǎn)生的痕量氣相降解產(chǎn)物的高靈敏度檢測(cè)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)老化的快速評(píng)價(jià)。并基于此開發(fā)了高分子材料老化快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在光照、溫度、濕度、氧氣等模擬氣候條件下老化的快速評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： 將評(píng)價(jià)周期從幾個(gè)月~幾年縮短為幾個(gè)小時(shí)，極大地提高了材料評(píng)價(jià)的效率，對(duì)新材料的研發(fā)和應(yīng)用將起到極大的促進(jìn)作用。 可以實(shí)現(xiàn)多種老化環(huán)境因素（光/熱/氧/濕）的單獨(dú)應(yīng)用或耦合應(yīng)用，可以適應(yīng)不同老化條件的評(píng)價(jià)需求。 樣品用量少，mg~g級(jí)，對(duì)用量極小的功能性新材料（如電子器件中的功能膜等）的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)具有突出的優(yōu)點(diǎn)。 合作需求 目前本項(xiàng)目的技術(shù)成熟，希望與企業(yè)合作，開展如下工作： 1）進(jìn)行產(chǎn)品的集成和外觀設(shè)計(jì)、針對(duì)不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行系列產(chǎn)品開發(fā)，不斷開拓市場(chǎng)。 2）承接實(shí)驗(yàn)室后續(xù)的開發(fā)成果，進(jìn)行產(chǎn)品的升級(jí)開發(fā)。 3）第三方檢測(cè)：建立第三方檢測(cè)平臺(tái)，對(duì)全社會(huì)提供老化評(píng)價(jià)服務(wù)。 希望合作企業(yè)具有儀器設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)能力。所需資金約800-1000萬元，產(chǎn)品開發(fā)實(shí)驗(yàn)室約150-200m2。

利用大量的建筑垃圾和加氣混凝土廢料做為原材料，研制了鄉(xiāng)村建筑用經(jīng)濟(jì)型砌筑材料，并取得了材料產(chǎn)品性能研究及測(cè)試、生產(chǎn)設(shè)備的研制、試點(diǎn)生產(chǎn)線建設(shè)、施工技術(shù)規(guī)程制定、試點(diǎn)工程的建設(shè)等技術(shù)成果。應(yīng)用本技術(shù)是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村環(huán)保、利廢、建筑節(jié)能、節(jié)土、美觀、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)和物質(zhì)保證。

載 β-FeOOH 材料的特點(diǎn)是， 吸附容量大， 材料本身環(huán)境友好， 材料的再生方便。 應(yīng)用于水體污染物吸附，可同時(shí)吸附水中的氮、磷，具有低成本、操作方便、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。 將載 β-FeOOH 材料應(yīng)用于富營養(yǎng)化水體， 可以有效降低水體 TN 濃度、 TP 濃度，減緩水體富營養(yǎng)化狀況，水體藻類濃度同時(shí)下降，水體水體富營養(yǎng)化水平降低，水體環(huán)境質(zhì)量水平提高。對(duì)水體的 TN 濃度吸附去除效果可達(dá) 50%以上；對(duì) TP 吸附去除效果可達(dá) 80%以上。

該成果通過一種特殊的方法制備了載高價(jià)銀材料，通過在富營養(yǎng)化水體中應(yīng)用，對(duì)藻類不僅有滅殺作用，同時(shí)抑制藻類增殖效果顯著，且作用時(shí)間長，能夠把水體藻類濃度控制抑制在一個(gè)很低的水平，無銀離子析出，是一種高效清潔、持久的抑藻材料，可廣泛應(yīng)用于藻類生長旺盛的景觀水體中。

以功能微納米材料性能的調(diào)控為核心，以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)并制備新型的功能微納米材料。開發(fā)出量子點(diǎn)熒光微球制備新方法，建立了單波長熒光編碼理論，實(shí)現(xiàn)了乙肝病毒、腫瘤標(biāo)志物等的高通量多元檢測(cè)；發(fā)現(xiàn)并制備出新型半金屬及其化合物納米材料，成功將其應(yīng)用于癌癥的成像和治療；設(shè)計(jì)制備摻雜量子點(diǎn)及其納米復(fù)合材料應(yīng)用于白光LED，解決了熒光粉之間的重吸收和散射。

揭示了熱變形納米晶Nd-Fe-B磁體的晶體取向-長大機(jī)制；闡明了晶界組織調(diào)控對(duì)磁硬化的作用機(jī)理；相關(guān)研究對(duì)節(jié)約Dy、Tb等稀貴重稀土的使用具有重要意義。熱變形Nd-Fe-B磁體的最大磁能積高達(dá)411kj/m3（N50）；利用晶界擴(kuò)散技術(shù)可獲得高矯頑力（2.0T）和最大磁能積（322kJ/m3，N40）兼?zhèn)涞臒嶙冃渭{米晶Nd-Fe-B磁體；發(fā)展了一種同時(shí)改善變形磁體矯頑力和剩磁的新工藝。