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成果的背景及主要用途： 作為國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展的 11 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域之首的能源領(lǐng)域，發(fā)展高效 潔凈超(超)臨界燃煤發(fā)電機(jī)組是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，而蒸汽溫度和壓力的 提高使得高溫管道等設(shè)備的服役環(huán)境更加惡劣，特別在最薄弱的焊接接頭部位， 頻繁的早期失效事故引起的機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)往往造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致 嚴(yán)重的人員傷亡。因此，對設(shè)備進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的評估與預(yù)測，避免突發(fā)性的早期 失效，是保證機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 該項(xiàng)目在國家自然科學(xué)基金委、天津市科委及電力行業(yè)的大力支持下，針對 超(超)臨界機(jī)組關(guān)鍵高溫設(shè)備，探明了耐熱鋼焊接細(xì)晶區(qū) IV 型開裂、焊縫內(nèi)部 埋藏裂紋、插套焊接頭振動(dòng)疲勞開裂等典型早期失效的產(chǎn)生機(jī)理，并提出了耐熱 鋼焊接工藝、現(xiàn)場局部熱處理規(guī)范、插套焊焊接工藝與焊趾熔修用焊接材料等相 應(yīng)的延壽技術(shù)；開發(fā)了在役高溫設(shè)備實(shí)時(shí)老化性能的微創(chuàng)測試技術(shù)與設(shè)備，建立 了基于蠕變損傷累積的剩余壽命評估技術(shù)；揭示了殘余應(yīng)力和拘束水平對蠕變裂 紋擴(kuò)展行為的影響機(jī)制，建立了定量考慮這兩者影響的高溫缺陷壽命預(yù)測模型， 豐富了高溫壽命評估方法。與國內(nèi)外同類技術(shù)相比，該項(xiàng)目提出的壽命預(yù)測模型 的精度大大提高，延壽技術(shù)更科學(xué)、全面、有效。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 經(jīng)專家鑒定，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。該項(xiàng)目共申請國家發(fā)明專利 11 項(xiàng)（已 授權(quán) 4 項(xiàng)）、獲軟件著作權(quán) 3 項(xiàng)；發(fā)表論文 31 篇，其中 SCI 論文 12 篇，EI 論 文 9 篇，并多次在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議上做大會(huì)報(bào)告。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 該項(xiàng)目推動(dòng)了我國超(超)臨界機(jī)組高溫部件壽命評估與延壽技術(shù)的發(fā)展，解 決了超(超)臨界機(jī)組目前面臨的早期失效難題，不僅可保證機(jī)組的安裝質(zhì)量，而 83天津大學(xué)科技成果選編 且減少了不必要的返修，減少機(jī)組因非計(jì)劃停運(yùn)和檢修周期超期帶來的巨大發(fā)電 損失，對機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。 應(yīng)用領(lǐng)域：新技術(shù) 技術(shù)轉(zhuǎn)化條件： 近三年來，該項(xiàng)目開發(fā)的壽命評估軟件與延壽技術(shù)在全國 10 個(gè)省市的 16 個(gè)電廠得到應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益達(dá) 2.3 億元，取得了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 合作方式及條件：根據(jù)具體情況面議

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來國內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無排放、無污染。課題組已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過簡單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡便的油水分離。該技術(shù)已申請四項(xiàng)相關(guān)國家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場應(yīng)用。

在國際上首創(chuàng)出血型超快速檢測試紙，利用染料顯色反應(yīng)進(jìn)行血型表型檢測，僅需一滴血液即可在30 秒內(nèi)完成AB0正定型和Rh血型檢測，速度較現(xiàn)有主流技術(shù)提升40倍以上。同時(shí) 在國際上首次實(shí)現(xiàn)AB0正反定型同步直接檢測(2分鐘完成)，無需離心過程。其檢測卡為便攜式設(shè)計(jì)，操作簡單，肉眼即可通過顏色變化判斷血型；無需大型 儀器設(shè)備，可滿足室內(nèi)、外使用。此外，也可配合自動(dòng)檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試紙卡的 自動(dòng)加樣、檢測、出報(bào)告，滿足臨床大樣本檢測需求。現(xiàn)已構(gòu)建出AB0血型卡、 ABD血型卡、ABO&Rh血型卡、其他稀有血型卡等以適應(yīng)不同需求；同時(shí)可做成4 人份或8人份等，滿足臨床多人份檢測需要;經(jīng)6000余例樣本測試，準(zhǔn)確率100%。 

一、 項(xiàng)目簡介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來國內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無排放、無污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級產(chǎn)品，取得了目前已知除美國Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過簡單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡便的油水分離。該技術(shù)已申請四項(xiàng)相關(guān)國家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請四項(xiàng)國家發(fā)明專利。四、 市場前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗τ谌绾畏浪⒎烙鸵恢币詠矶际菬嶂杂懻摰脑掝}，畢竟沒有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場報(bào)銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國南北交界地區(qū)冬季長出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過、水不過的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對武器裝備無疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過的雨具，無水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對戶外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對戶外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬/噸、表層涂層人民幣140萬/噸。八、 合作方式共同開發(fā)市場。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號E-mail：xuzhang@hebut.edu.cnTel：022-60200443

利用氨基功能化配體與鈣鹽組裝得到一種新穎的二維層狀Ca-MOF。其通過{Ca3O18}簇與配體連接而成的金屬-有機(jī)層上懸掛配位的DMF分子，并進(jìn)一步通過DMF間的范德華弱作用力層層堆疊，形成“范德華MOF”多層結(jié)構(gòu)。基于DMF的動(dòng)態(tài)配位活性，該獨(dú)特的金屬-有機(jī)多層MOF能實(shí)現(xiàn)層內(nèi)穩(wěn)態(tài)和層間動(dòng)態(tài)的有效平衡，并存在具有半導(dǎo)體發(fā)光特性的層間激子（exciton）發(fā)光和層內(nèi)激基締合物（excimer）發(fā)光的雙通道發(fā)射。?發(fā)展了二維MOF設(shè)計(jì)和利用的新概念，將“自下而上”的金屬-有機(jī)配位組裝與“自上而下”的后合成形貌加工調(diào)控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了超薄二維MOF的簡便、綠色、宏量制備的新方法，并為光學(xué)存儲器等應(yīng)用建立了元器件模型。

實(shí)現(xiàn)了一系列光功能導(dǎo)向金屬-有機(jī)配位超分子材料的合理化模型設(shè)計(jì)與可控合成，探索了新型傳能與發(fā)光、光調(diào)制、光轉(zhuǎn)換的機(jī)理與機(jī)制，建立了獨(dú)特的光學(xué)應(yīng)用器件模型。如利用配位鍵動(dòng)態(tài)活性的后合成剝離策略，可逆轉(zhuǎn)換配位材料空間維度，獲得了具有層間/層內(nèi)熒光調(diào)控開關(guān)特性的超薄2D配位發(fā)光材料 利用ESIPT多能級配體激發(fā)態(tài)過程，構(gòu)筑了超快速專一性水分子光響應(yīng)配合物薄膜器件，以及用于F離子、溫度、溶劑等的熒光探針材料 利用異質(zhì)同晶配位特性和區(qū)域控制各向異性外延技術(shù)，獲得具有異質(zhì)結(jié)超晶格的多稀土MOF單晶，實(shí)現(xiàn)多層次間隔色域可調(diào)發(fā)光，建立了光譜—空間編碼結(jié)合的單晶光學(xué)微器件、雙通道高等級編碼配合物材料、單金屬單相/多金屬單相配合物白光與混光材料

光學(xué)超構(gòu)材料（Metamaterials）的快速發(fā)展為人類提供了在亞波長尺度下調(diào)控光的傳播的豐富手段。很多新奇的光物理現(xiàn)象，例如負(fù)折射、超分辨透鏡和隱身斗篷等都可以通過設(shè)計(jì)功能基元的有效介電常數(shù)來實(shí)現(xiàn)。在光波段，三維納米加工的困難和金屬結(jié)構(gòu)的光損耗不利于超構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用。自二維超構(gòu)表面（Metasurface）概念提出以來，超構(gòu)表面在降低三維超構(gòu)材料加工難度、提高光學(xué)效率方面，特別是控制光的功能基元的幾何位相等方面取得了眾多突破性進(jìn)展。近來，超構(gòu)表面在高效率全息成像、超薄光學(xué)波片、高數(shù)值孔徑的平面透鏡等領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出極高的應(yīng)用潛力。超構(gòu)表面的研究進(jìn)展極大豐富了利用超構(gòu)功能基元實(shí)現(xiàn)對電磁場 (可見光、近紅外光，太赫茲、微波等波段) 進(jìn)行調(diào)控的手段，為設(shè)計(jì)新型光學(xué)元件提供了新技術(shù)。 當(dāng)前，超構(gòu)表面的研究主要集中在線性光學(xué)的范疇。但毫無疑問，非線性光學(xué)響應(yīng)例如倍頻、三倍頻、光致折射率變化等過程，將為光學(xué)超構(gòu)表面的功能基元賦予新的可調(diào)控自由度。此綜述文章從非線性光學(xué)超構(gòu)表面的材料選擇、對稱性，非線性手性光學(xué)超構(gòu)表面，非線性光學(xué)相位調(diào)控，非線性光光束調(diào)控，光開關(guān)與調(diào)制五個(gè)方面詳細(xì)介紹了非線性光學(xué)超構(gòu)表面的最新進(jìn)展。文章最后對非線性光學(xué)超構(gòu)表面在太赫茲非線性光學(xué)、量子信息處理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用的前景作了展望。

已有樣品/n為降低 LED 全彩顯示屏點(diǎn)距，本成果采用 RGB 全彩顯示單元陣列（n×n）作為 高清 LED 顯示屏的最小封裝體，突破了超小點(diǎn)距（P0.7mm）RGB 全彩顯示單元陣列 制備工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，包括：超小尺寸（8mil 以下）紅綠藍(lán)倒裝芯片制備技術(shù)、 倒裝芯片共晶焊工藝技術(shù)、PCB 導(dǎo)電通孔基板的盲孔工藝技術(shù)、全彩顯示陣列底板 的金屬互連工藝技術(shù)、全彩顯示陣列底板行列布線的電絕緣工藝以及芯片間的光隔 離技術(shù)。 隨著LED技術(shù)的進(jìn)步，LED顯示技術(shù)已經(jīng)成為室外顯示的主導(dǎo)技術(shù)，隨之超小點(diǎn)

已有樣品/n飛秒電子衍射的主要特點(diǎn)是可以在非常短的時(shí)間尺度上（ps或fs量級） 顯示反應(yīng)熱、 光、 電， 以及化學(xué)反應(yīng)等對物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的影響， 是研究微晶、 表面、 以及薄膜的晶體結(jié)構(gòu)的先進(jìn)手段。

開發(fā)了一種柔性超疏水氣凝膠材料。柔性超疏水氣凝膠材料采用物理溶膠-凝膠工藝將有機(jī)纖維和有機(jī)氣凝膠復(fù)合，由于不采用傳統(tǒng)的水解/聚合溶膠-凝膠工藝，該方法操作更簡捷、對設(shè)備和工藝要求更低。所得到的柔性超疏水氣凝膠材料具有良好的柔性和疏水性能，而且不“掉粉掉渣”，具有良好的耐水洗性能。該柔性超疏水氣凝膠材料在室溫下的熱導(dǎo)率為0.03~0.05W/(m·K)。