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新型石墨烯海綿
近年來，隨著經濟的發展，石油開采、油品運輸等過程的泄漏造成了越來 越嚴重的環境污染，并已嚴重威脅到人類的生存。如何有效的祛除這些油類污 染物成為了全球性的研究課題。為此，我們以石墨烯為原材料，成功制備了一 種新型的石墨烯海綿。 石墨烯是一種由碳原子以特殊結構排列而成的單層片狀結構的新材料是世 上已知的最薄、最堅硬的納米材料，而且它的柔韌性也很強，對芳香性的分子 具有很強的吸附能力。利用石墨烯的這些特性，我們將石墨烯和聚合物復合到 一起，通過原位聚合的方法合成了石墨烯海綿（如下圖 1 所示）。石墨烯海綿 的合成過程簡單，條件溫和，海綿的形狀和大小可以通過改變容器的形狀和大 小來控制，成本低，可大規模批量生產。所制成的海綿具有親油疏水、大孔徑、 高彈性等特點，能夠特異性的吸附水體中的油類（如：汽油、柴油、原油等） 和有機污染物（如：四氯化碳、正己烷、環己烷等），并且利用其彈性可以將 吸附的油類污染物擠出，可進行循環利用。因此，這種新型石墨烯海綿在處理 油水混合物領域具有廣闊的應用前景，可以用于處理海洋溢油，含油廢水，生 活污水等。
青島農業大學
2021-04-11
新型重組融合蛋白
本發明涉及一類新型重組融合蛋白，其基本結構為{GLK}p-R-{GLK}q，其中R是有生物學功能的蛋白或多肽，GLK為重組明膠樣蛋白(gelatin-like protein，GLK)，具有(Gly-X-Y)n明膠結構特征的蛋白序列。與未融合有GLK片段的原始蛋白/多肽相比較，這類重組明膠樣融合蛋白具有更高的親水性，在體內具有更長的半衰期。本發明也包括編碼該融合蛋白的核苷酸序列，含核苷酸序列的表達載體，轉化有該類載體的宿主細胞以及制備本發明所涉及的融合蛋白的方法。此外，還包含含有該類融合蛋白的藥用組合物以及用于治療、預防或緩解疾病的方法。
浙江大學
2021-04-11
新型柔性高頻天線
當前半導體信息技術的飛速發展促使電子產品向高集成度、微型化、智能化、低功耗等方向發展, 最終的目標是將功能單元實現在單一芯片化。無線通訊作為物聯網技術的主要節 點，其關鍵技術性能取決于天線設計。目前無線通訊技術主要包括無線 RF433/315M、藍牙、 Zigbee、Z-ware、LoRa、4G/5G 等。目前 4G、5G 移動通訊以及物聯網技術的推廣與發展， 頻帶調制、信息互聯和高速數據傳輸對天線的設計要求愈來愈高。通訊天線的設計已經從低 頻向高頻，從單一頻段向雙頻、三頻、四頻等多頻方向發展。然而目前的天線設計主要基于 半導體制備及可重構技術，如開關切換天線的諧振點，及電壓調節改變天線的等效阻抗等， 來實現天線的多頻化。碳納米管和單層石墨烯的成功發現獲得開始吸引研究者的興趣。碳納米管和單層石墨烯 簡單的結構、優異的性能和極高的電子遷移率，被認為是后硅 CMOS 時代最有競爭力的電 子材料之一。由于碳納米管和石墨烯高電子遷移率、優異的力學性能及天然柔性等優點，隨 著微電子學、材料學和半導體制造工藝技術與凝聚態物理學等多個學科的不斷發展，通過新 型結構和材料體系設計，柔性高頻碳納米管和石墨烯天線已成為可能，并進一步縮小系統占 用空間，提高器件集成度和高性能的重要發展趨勢。課題組在國家自然科學基金等項目資助下，結合合作團隊的研究優勢，以碳納米管和石 墨烯的優化與制備為基礎，優化器件結構與尺寸設計，結合 HFSS 電磁仿真模擬，研發出可 應用于無線通訊的新型柔性高頻天線。課題組在過去幾年中分別在高質量碳納米管和石墨烯 的高頻應用、性能測試、高性能射頻天線調控機理研究等方面積累的豐富材料和物理經驗， 對研究多頻帶可調諧石墨烯天線奠定了前期基礎。由于目前國內外尚無同類產品，隨著柔性可穿戴產品的不斷上市，柔性高頻天線的需求也會越來越迫切，因此本成果具有較大的推廣空間。
清華大學
2021-04-11
新型水處理藥劑
針對目前金屬鹽混凝和吸附處理中存在的一些問題，包括絮體生長速率慢、絮體尺寸小、沉降時間長、殘留金屬濃度高、吸附容量低等問題，南京大學環境學院張淑娟教授課題組深入分析了鈦系混凝和吸附材料的特性以及混凝和吸附機制，采用簡單的溶膠凝膠法，獲得了具有自主知識產權的新型鈦凝膠混凝劑和吸附劑。
鈦混凝劑具有如下特點：
1）絮體生長速率是鐵/鋁鹽的10-30倍，絮體尺寸和沉降速率是鐵/鋁鹽的3-10倍；
2）適用pH范圍寬，混凝性能受溫度和濁度的影響??；
3）水解物表面位點濃度高，對As(III)、Sb(III)等重金屬去除效果好；
4）儲液酸性弱，混凝后pH變化小，尤其適用于低堿度水的處理；
5）混凝出水中殘留金屬濃度低，適用于膜前預處理；
6）混凝污泥經處理后可以資源化利用。
鈦吸附劑具有如下特點：
對As(III)和As(V)的吸附容量高達257和306 mg/g；
吸附As(III)時無需預氧化處理，綠色、經濟、方便；
對Pb、Cd、Cu、Hg等重金屬離子也均有很好的吸附去除效果。
南京大學
2021-05-10
新型人造肌肉材料
液晶彈性體是一種典型的雙向形狀記憶材料，具有形變大、形變可逆等技術優點，在仿生器件、軟機器人等領域有很好的應用前景。然而，經過長達四十年的發展，液晶彈性體研究仍停留在實驗室層面，未實現工業化應用；限制其應用的關鍵科學問題是：液晶彈性體在形變過程中產生的應力太小，無法滿足實際應用場景的力學性能需求。例如，人的骨骼肌收縮應變大于40[[%]]，應力大于0.35 MPa，彈性模量大于10 MPa；對傳統的液晶彈性體材料而言，收縮應變不是問題，應力也勉強可以達到，但是彈性模量一般在0.1~1 MPa，低了整整一到兩個數量級。東大科研團隊另辟蹊徑，采用將聚氨酯液晶彈性體和聚丙烯酸酯液晶熱固體的小分子前體組分混合、再同步交聯的技術途徑，制備了一種聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿網絡結構液晶彈性體材料，其收縮應變、應力、彈性模量分別達到了46[[%]]、2.53 MPa、10.4 MPa，首次全面滿足了液晶彈性體基人造肌肉的力學性能要求。如下圖所示，該新型人造肌肉材料具有超強的力學性能，其發生伸縮形變時的抗拉強度和彈性模量都遠遠超出了前人的研究成果；在熱刺激條件下，該材料可以拉起自身重量3萬倍的物體。
東南大學
2021-04-11
新型防滅火材料
在公安部消防局、火災科學國家重點實驗室等支持下，新型防滅火材料的制備技術取得了突破，申請發明專利 4 項、實用新型專利 2 項，其中 3 項已經授權。
西安科技大學
2021-04-11
新型人工關節
本成果面向國家/地方植入醫療器械的重大戰略需求，緊跟國際研究前沿， 圍繞生物材料生物功能性及植入體藥械結合的研發主線，基于細胞外微環境原理, 探究生物材料界面微環境特征如何調控骨/骨關節修復的核心科學問題，系統地 研究生物材料界面微環境特征與細施相互作用規律及分子機制，提供生物材料表 面功能化關鍵技術，最終為骨/骨關節修復提供新材料。植入體與宿主的生物反應首先發生在材料界面，誘發細胞粘附到組織形成的 生物級聯反應。如何構建生物功能性界面并賦予植入體主動刺激細胞/組織功能 的性能，提高其使用壽命，是醫療器械研發關鍵科學問題之一。本項目創建生物 功能性界面與骨髓基質干細施雙向“交流"調控的理論假說。利用雙酸腐蝕及陽 極氧化等技術制備系列鈦基多尺度微米、微/納米、納米結構，揭示微/納米結構〉 納米結構〉微米結構的生物學響應規律。率先將層層組裝技術（LBL）技術引入到鈦 基生物材料界面工程，獲專利授權。進而，利用LBL技術構建生物因子插層多層 結構，調控骨髓間充質干細胞的分化，并促進植入體的骨整合性。首次在鈦材表 面構建“三明治”界面結構，調控成骨細施/破骨細施動態生長平衡，開發出具 有骨質疏松治療功效的鈦基新型植入器械。
重慶大學
2021-04-11
新型多孔材料——MOFs
近年來，一類新型多孔材料--- 配位聚合物【也稱金屬有機骨架（MOFs）】的研究得到迅猛發展， 已成為化學和材料科學領域的研究熱點，正從基礎研究過渡到實際應用。這類材料具有晶態網絡結構， 容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結構多樣可調，性能獨特，在吸附、分離、催化等領域具有極 大應用前景。我們發展了這類材料的設計合成方法，對其性能進行了有效調控，獲得了多例具有良好穩 定性和特殊孔性質的新 MOFs，這些材料在氣體分離、氫氣和甲烷儲存、成膜及膜分離、綠色催化等方面表現出良好的性質，具有極大應用開發價值。應用開發價值應用開發價值應用開發價值
北京工業大學
2021-04-13
新型FinFET?器件工藝
已有樣品/n全金屬化源漏FOI FinFET 相比類似工藝的常規FinFET 漏電降低1 個數量級，驅動電流增大2 倍，驅動性能在低電源電壓下達到國際先進水平。由于替代了傳統的源漏SiGe 外延技術，與極小pitch 的大規模FinFET 器件的兼容性更好，有助于降低制造成本，提高良品率，具有很高的技術價值。
中國科學院大學
2021-01-12
新型光能御寒服裝
新型光能御寒服裝，是一種利用光能發熱的衣服，它由光電轉換柔性板、光電池、轉換控制器、鋰電池組、保護控制器、以及網狀發熱纖維構成。當光電轉換單元受到光照時（可以是弱光，包括太陽光、燈光）即產生人體安全電流，電流流經網狀發熱纖維產生熱量，從而自身發熱的智能衣服。這種服裝依靠廣泛存在的弱光自己發熱，供給人體熱量，采用主動發熱技術。相對于依靠自己熱量保暖的傳統服裝，是傳統御寒服裝的一次革命。? 其中，光電轉換采用增強型太陽能柔性板，吸收自然界各種存在的弱光，轉換為電流。高效鋰電池組存儲光能轉化后的電能量。控制器負責加熱過程中溫度控制，對人體的保護，加熱過程中的人體溫度檢測與控制。發熱纖維采用特殊纖維材料，給人體供熱，具有安全，加熱速度快等特點。 相比于傳統類防寒服裝，新型御寒服裝具有明顯的特點： 1、保暖性強 中國內地大部分地區冬季每天的日照不少于8小時。其它光源時刻存在，光能服裝吸收太陽能及其他光源非常方便，不僅可以保證人們在戶外對溫度的需求，而且可以把剩余能量儲存留到夜晚釋放。 2、外形美觀時尚 光能服裝采用超輕便的材質，即碳纖維為主要防寒材料，輕薄柔軟。 3、適用范圍廣 光能衣服不僅可以滿足日常保暖需要，還可以滿足其它需求，如登山愛好者、戶外施工人員等。 4、安全環保 光能服裝采用對人體有益的碳纖維材質，利用光能轉換為熱量，安全環保，無污染，可持續使用，節約能源。 應用范圍： 御寒服裝作為人們冬季必不可少的生活用品，受到很多國內大型服裝廠家的重視。御寒服裝在整個服裝市場占有重要的市場比例，每年的產值約1800億左右。目前我國的御寒服裝市場趨向多元化，主要形成了傳統棉服、羽絨服、皮衣等多種防寒服裝系列并存的狀態。但目前市場上的防寒服裝存在諸多問題，市場趨于飽和狀態。 隨著近幾年科技發展突飛猛進，特別是新能源和電子技術的發展，為人們的防寒要求提供了新的途徑。為此，我們提出了一種新型光能御寒服裝來替代傳統服裝，并提出了一種基于弱光能自發熱的新型御寒服裝產品，在國內外服裝市場首次推出，在國際上處于領先水平。
北京交通大學
2021-04-13