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福大新型量子點復合材料研究成果
項目成果/簡介:福州大學至誠學院孫磊教授為第一作者、物信學院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領域國際權威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發表的題為“Al2O3過渡層優化對ZnO量子點與CuO納米線復合結構的場發射增強作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質結構，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時 ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發射性能，提出了詳細的電勢疊加效應和形成機制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現孤島狀分布且生長密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長提供了良好的成核表面，同時可以降低基體表面的電子勢壘高度。這種金屬氧化物異質結構在很多應用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質結密度提高，具有固有光捕獲效應等優點。研究成果為改善單一納米材料器件的場發射性能提供了有效途徑，也為制備新型結構的場發射器件奠定理論基礎。
福州大學
2021-04-10
新型電池材料綠色合成與高比能電池應用
高比能電池面向國家重大需求，僅鋰電池 2017 年市場規模已超過 1 億 kWh，并且隨著電動汽車、規模儲能市場的迅速發展，電池需求快速增加，市場規模很快將超過 3000 億元。 本項目為陳軍教授團隊十余年的研發成果，主要包含新型鋰電池、鈉電池、鋅電池等新能源電池，可用于電動汽車、可再生能源風光發電儲能等領域。 1. 開發了兩類新型鋰電池正極材料：取代型錳系尖晶石正極材料和摻雜型超高鎳含量三元層狀材料。這兩種材料原料便宜、制備工藝（連續共沉淀與梯度加熱）簡單，成本優勢明顯，并且性能優異，產品晶相純度高、形貌規整、振實密度大、長周期循環穩定性好。 2. 針對傳統無機電極材料的不足，研發有機電極材料，它們由高豐度的 C、H、O、N 等元素組成，具有易合成、低成本、綠色環保等突出優點，并且由于可實現多電子反應，容量大、能量密度高，此外有機電極材料柔韌性強，在柔性可折疊等新穎結構電池體系中應用前景巨大。 部分有機電極材料在實驗室中已實現公斤級制備，并組裝 Ah 級軟包全電池，經 18 所等權威機構檢測鑒定，能量密度超過 300Wh/kg，通過安全性測試。計劃 5 年內完成 1-2 種有機電極材料的中試，并實現部分電池產品的應用示范，具有清潔環保優勢。 可合作宏量制備及大容量電池裝配，推進中試和產業化，將產生顯著經濟效益、環境效益和社會效益。
南開大學
2021-02-01
福大新型量子點復合材料研究成果
福州大學至誠學院孫磊教授為第一作者、物信學院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領域國際權威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發表的題為“Al2O3過渡層優化對ZnO量子點與CuO納米線復合結構的場發射增強作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質結構，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時 ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發射性能，提出了詳細的電勢疊加效應和形成機制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現孤島狀分布且生長密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長提供了良好的成核表面，同時可以降低基體表面的電子勢壘高度。這種金屬氧化物異質結構在很多應用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質結密度提高，具有固有光捕獲效應等優點。研究成果為改善單一納米材料器件的場發射性能提供了有效途徑，也為制備新型結構的場發射器件奠定理論基礎。
福州大學
2021-02-01
新型量子吸藍光護眼材料研發及產業化
"本項目研發的新型量子吸藍光材料，用于防藍光眼鏡，防藍光護眼貼膜等產品。可用于防護液晶（LCD）和有機電致發光（OLED）手機，電腦顯示器等電子產品顯示器屏幕發出的高能藍光，實現健康護眼的目的。 該種新型量子吸藍光材料具有超強的光波過濾功能，比市面現有主流吸藍光材料效果高10－100倍，處于世界領先水平。在技術層面優于市場上現有產品。依托于先進的新型量子技術制備防藍光護眼鏡片和護眼貼膜，可高效吸收藍光，從根本上解決電子產品藍光傷害這一社會痛點問題。 本項目量子防藍光眼鏡和貼膜產品的生產有兩條技術路線，主要步驟如下： 1、無機吸藍光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型； 2、無機吸藍光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術制作鏡片或者可貼合膜片。"
南京大學
2021-04-10
新型經皮通路及生物傳感元件材料及產品
研發階段/n本成果為能長期埋植于體內的羥基磷灰石生物陶瓷新型經皮通路裝置，臨床上可廣泛應用于人體內外信息和物質的傳輸。通過材料體系選擇、配方和工藝制度確定及加工性能研究，研制出了較致密的加工性能優良的羥基磷灰石（HA）基陶瓷，可直接用于復雜形狀產品的制作； 通過仿生礦化法(蛋白調控)，用磷灰石對硅橡膠等材料進行表面改性，解決陶瓷層穩定性及與基體結合強度的關鍵問題 ，發展了一種制備優異性能通路材料的新技術。設計制作了導尿和內窺用經皮元件，進行了經皮元件的生物學性能研究，包括動物體內植入及臨床前期實驗研
武漢理工大學
2021-01-12
一種新型納米纖維素仿生結構材料
近日，中國科學技術大學俞書宏院士團隊成功研制出一種新型納米纖維素仿生結構材料（英文簡稱CNFP），相關論文發表在國際期刊《科學·進展》上。這種新材料輕、強、韌、尺寸穩定，綜合性能突出，將在輕量化抗沖擊防護和緩沖材料、空間材料、精密儀器結構件等領域具有廣闊應用前景。據介紹，這種天然納米纖維素高性能結構材料的密度非常低，僅為鋼的1/6、鋁合金的一半，其單位密度下強度、單位密度下韌性均超過傳統合金材料、陶瓷和工程塑料，有望替代現有的工程塑料。同時，該材料還具有極高尺度穩定性，熱膨脹系數極低，遠優于傳統合金材料和工程塑料，即使在受到劇烈熱沖擊條件下，力學性能與尺寸依然高度穩定。此外，該材料還具有極高的抗沖擊性能、高損傷容限以及能量吸收性能。
中國科學技術大學
2021-04-11
通過晶體結構設計合成新型功能材料
成功獲得了兩種具有優良性能的新型功能材料，分別為強響應紅外非線性光學晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩定性的鋰離子導體Li4Cu8Ge3S12。 波長在3?20 ?m的中遠紅外可調諧激光在軍事和民用方面，如激光制導、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達、以及環境監測等，都有非常重要的應用。紅外非線性光學晶體材料可以通過光學參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉換技術，變頻輸出中遠紅外激光。目前實用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結構晶體均為國外在20世紀70年代發現，但它們都存在各自的問題，例如AgGaS2的熱導率小，激光損傷閾值較低，難以實現高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴重的雙光子吸收，難以實現寬頻輸出。這些問題都限制了材料的實際應用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學晶體材料具有十分重要的意義。
北京大學
2021-04-11
新型氣敏材料及MEMS氣敏器件的研究
復旦大學微電子學院教授盧紅亮團隊首次結合硬模板法、原子層沉積技術和水熱工藝，在低功耗MEMS器件上原位合成了單層有序SnO2納米碗支化ZnO納米線的多級異質復合納米材料，并以此作為氣體傳感器，對濃度低至1 ppm的硫化氫實
復旦大學
2021-01-12
新型電池材料綠色合成與高比能電池應用
高比能電池面向國家重大需求，僅鋰電池 2017 年市場規模已超 過 1 億 kWh，并且隨著電動汽車、規模儲能市場的迅速發展，電池需 求快速增加，市場規模很快將超過 3000 億元。 本項目為陳軍教授團隊十余年的研發成果。 1. 開發了兩類新型鋰電池正極材料：取代型錳系尖晶石正極材 料和摻雜型超高鎳含量三元層狀材料。相對于 LiCoO2，這兩種材料 原料便宜、制備工藝（連續共沉淀與梯度加熱）簡單，成本優勢明顯， 并且性能優異，產品晶相純度高、形貌規整、振實密度大、長周期循 環穩定性好。 2. 針對傳統無機電極材料的不足，研發有機電極材料，它們由高 豐度的 C、H、O、N 等元素組成，具有易合成、低成本、綠色環保等 突出優點，并且由于可實現多電子反應，容量大、能量密度高，此外 有機電極材料柔韌性強，在柔性可折疊等新穎結構電池體系中應用前 景巨大。部分有機電極材料在實驗室中已實現公斤級制備，并組裝 Ah 級 軟包全電池，經18所等權威機構檢測鑒定，能量密度超過300Wh/kg， 通過安全性測試。計劃 5 年內完成 1-2 種有機電極材料的中試，并實 現部分電池產品的應用示范。 所需條件支持：希望能獲得 60-80 萬/年經費與 100-200m2實驗室 支持，用于購置大容量控溫控壓反應釜、連續式沉淀反應釜、箱式氣 氛爐、旋轉窯爐、電池封裝機等設備，進行材料制備的進一步工藝優 化、宏量放大制備以及大容量電池裝配試驗，推進中試和產業化。
南開大學
2021-04-13
新型Ag-MAX電接觸材料的制備與應用
研制出了多種具有自主知識產權的Ag-MAX電接觸材料，具有優異的力學性能、電學性能、熱學性能及耐電弧侵蝕性能，具體研究成果包括：（1）新型Ag-MAX電接觸材料開發：制備了高純Ti3AlC2，Ti3SiC2，Ti2SnC和Ti2AlC等MAX相粉末材料，研制了Ag-MAX電觸頭復合材料，在400V、100A條件下（GB14048.4-2010）承受6000次電弧侵蝕后，質量損失約為5[[[[[%]]]]]（與銅基座一體），樣品仍然保持完整性，綜合性能與商用Ag-CdO相當、優于Ag-C產品；（2）Ag-MAX電接觸材料制備技術研究：研究了無壓燒結和放電等離子燒結（SPS）制備Ag-MAX電觸頭復合材料，利用等通道轉角擠壓優化制備了Ag-MAX復合材料，通過MAX相表面包覆碳層的工藝調控Ag/MAX界面反應與結合，最終改善了材料致密度、微觀組織、力學性能及耐電弧侵蝕性能，最佳條件下制備的樣品在承受6000次電弧侵蝕后質量損失小于3[[[[[%]]]]]；（3）Ag與MAX相高溫潤濕性研究：研究了Ag與Ti3AlC2、Ti3SiC2等MAX相塊體材料的高溫潤濕行為，發現二者具有反應/非反應性兩種不同潤濕性，同時通過導電、導熱和耐電弧侵蝕等性能表征，結果表明非反應性潤濕體系具有更加優良的耐電弧侵蝕性能，對于Ag-MAX的體系開發與制備技術具有重要指導價值。主要創新點：1、研制了新型無Cd節約貴金屬Ag的Ag-MAX電接觸材料體系;2、優化制備了具有MAX相組織細化、定向排布特點的Ag-MAX電接觸材料；3、研究了Ag與MAX的高溫潤濕行為，發現非反應性潤濕的Ag-MAX體系綜合性能更優。應用領域：預期本項目開發制備的Ag-MAX電接觸材料，在航天航空、高速列車、電動汽車、智能電網、智能電器等行業的低壓電接觸器件（如電路開關、接觸器、繼電器等）中具有廣闊市場前景。
東南大學
2021-04-13