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新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發(fā)生變化時會出現(xiàn)大的吸熱與放熱效應，可以應用于制冷技術中。利用磁性材料在經(jīng)歷磁相變時發(fā)生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發(fā)電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現(xiàn)，推動了低溫制冷機的發(fā)展。現(xiàn)在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫(yī)用核磁共振成象儀和超導磁體已經(jīng)商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。

成果與項目的背景及主要用途：術后粘連是有手術史以來國內(nèi)外亟待解決的 重要醫(yī)學難題之一。在外科領域開展的手術中，絕大多數(shù)都涉及到防止組織之間 粘連的問題。術后粘連可以引起嚴重的并發(fā)癥，如腹部、盆腔等均可引起粘連性 腸梗阻，甲狀腺手術后引起喉返神經(jīng)損傷以及因盆腔組織粘連而導致的女性不育 癥。90%的患者在術后均有不同程度的粘連產(chǎn)生，60%的患者需要采取一定的防 粘連措施。 目前防止術后粘連國際上采用較多的是“短期屏障"法，即術后在容易發(fā)生 粘連的部位植入隔離材料。隨著 70 年代后美國醫(yī)用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到醫(yī)療市場的認可。現(xiàn)有的美國 FDA 批準的術后防粘連產(chǎn)品有 三種。本課題組設計和研制了一種結構獨特的可拋型防粘連膜材料 AntiTriplex。 它是一種生物相容性良好、安全、無毒、無刺激、可降解吸收的薄膜材料，其獨 特的表面結構特性可以將手術創(chuàng)面和周圍組織有效隔離開，有效地保護好手術創(chuàng) 面。 技術原理與工藝流程簡介：該術后防粘連膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子組裝而成的三元膜。該三元膜綜合了三種材料的優(yōu)點，使膜材料的力學性 能、水穩(wěn)定性、降解速率、臨床可操作性、防粘連效果等得到全面提升。主要工 藝流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反應器 --→成膜 → 后處理 → 干燥 → 成品膜 → 包裝 → 滅菌 ↑ 改性多糖大分子 技術水平及專利與獲獎情況：該新型術后防粘連膜獨特的結構設計代表了當 今該領域國際先進水應用前景分析及效益預測：不管是傳統(tǒng)的腹腔、心血管、椎板外科手術，還 是新興的微創(chuàng)手術，均會存在不同程度的粘連現(xiàn)象。現(xiàn)階段歐美已經(jīng)形成了一個 龐大的防粘連材料市場，據(jù)統(tǒng)計，在美國每年用于治療腹腔、盆腔粘連的費用高 達約 12 億美元。美國在 2000 年有 750 萬例出現(xiàn)術后粘連，預計到 2006 年將增 加到 2000 萬。雖然美國 FDA 已批準了 3 個防粘連材料，但均有缺陷。中國人口 眾多，醫(yī)療水平不及美國，如以 1500 萬人保守數(shù)字計，每人需要防粘連材料一 份（至少），每份約 200 元，市場容量將是 30 億，利稅近 10 億，是國家鼓勵優(yōu) 先發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)。 應用領域：醫(yī)療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術轉(zhuǎn)化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規(guī)模）：原材料 均為國產(chǎn)，價格低廉。所需設備為常用設備，投資不大。常規(guī)醫(yī)藥行業(yè)的廠房基 本上能滿足要求，主要生產(chǎn)車間 150 平方米。投資規(guī)模依生產(chǎn)規(guī)模而定。 合作方式及條件：面談平, 目前已申報國家發(fā)明專利 2 項。 

本項目研發(fā)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(chǎn)品。可用于防護液晶（LCD）和有機電致發(fā)光（OLED）手機，電腦顯示器等電子產(chǎn)品顯示器屏幕發(fā)出的高能藍光，實現(xiàn)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(xiàn)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(yōu)于市場上現(xiàn)有產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)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。

負極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環(huán)性能。目前商用化的負極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續(xù)發(fā)展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優(yōu)勢和資源豐富、成本低等商業(yè)優(yōu)勢，受到鋰電行業(yè)追捧。經(jīng)過長期的開發(fā)，硅負極已部分應用到高能量電池負極中。目前鋰電行業(yè)中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負極與碳復合后，再與石墨混合使用，貢獻較低，且循環(huán)性能差，未能全

由材料科學與工程學院姚曉教授主持承擔的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復合材料”，在油田固井用水泥基多功能復合材料的制備技術、生產(chǎn)工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產(chǎn)權。產(chǎn)品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環(huán)的抗裂性能，整體技術處于國際領先水平。研究成果打破了國內(nèi)油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產(chǎn)品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產(chǎn)品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質(zhì)勘探井、調(diào)整井、水平井、小間隙側鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調(diào)整井和國家發(fā)改委“十五”重點建設項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質(zhì)量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益2000多萬元，間接經(jīng)濟效益5億多元，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結構和高導電的 Fe 主體網(wǎng)絡，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應的逆反應發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

實現(xiàn)了鋰離子二次電池高電壓、高比容量、快速充放電和長壽命的效果。產(chǎn)品擁有成本低、優(yōu)良的一致性、優(yōu)異的安全性、可快速充放電、高電壓(4.1 V)、高容量等特點，主要應用于電動汽車電池、儲能用動力電池等，具有廣闊的市場前景。

軟瓷是一種新型建筑節(jié)能裝飾材料，具有輕、薄、柔、阻燃、抗老化等特點，能夠彎曲自如，任意造型，逼真表現(xiàn)木、皮、石、磚、布、金屬等裝飾材料的紋理和色澤，且生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保，特別適用于建筑內(nèi)、外墻飾面工程，舊城改造，外墻保溫體系的飾面層以及弧形墻、拱形柱等異形建筑的飾面工程。技術特點： （1）利用無機粉表面改性技術，表面接枝有機反應基團，提高了與有機物的相容性 （2

上海科技大學物質(zhì)科學與技術學院教授于奕課題組與美國普渡大學研究團隊合作，在新型半導體異質(zhì)結研究中取得重要進展，首次成功制備并表征了二維鹵化物鈣鈦礦橫向外延異質(zhì)結。相關研究成果日前在線發(fā)表于《自然》。半導體異質(zhì)結精準制備是半導體器件的起點，是現(xiàn)代電子學和光電子學的重要基石。鹵化物鈣鈦礦材料作為一類近年來引起廣泛關注的新興半導體，在太陽能電池、發(fā)光二極管、激光等領域展示出巨大的應用前景。在構建鹵化物鈣鈦礦半導體異質(zhì)結的道路上，有兩個科學難題一直未得到解決。一方面，該材料易發(fā)生離子擴散，難以獲得高質(zhì)量的原子級平整的異質(zhì)界面；另一方面，鹵化物鈣鈦礦對空氣、水分、電子束輻照等因素十分敏感，其微觀結構解析特別是原子結構成像困難重重。缺乏原子結構信息的指導，材料的精準構筑與性能設計難以開展。于奕課題組與合作團隊在這兩個前沿難題的解決上取得了突破。研究人員在材料制備過程中引入剛性有機配體來抑制離子擴散，成功制備了二維有機—無機雜化鹵化物鈣鈦礦橫向異質(zhì)結；發(fā)展了低劑量像差校正電子顯微技術，首次揭示了二維橫向異質(zhì)結的界面原子結構，直接證實獲得了原子級平整界面。同時，于奕團隊找到了一種優(yōu)化的低劑量成像方法，首次實現(xiàn)了輻照敏感的二維橫向異質(zhì)結原子結構解析。這一突破提供了界面原子結構、缺陷構型以及晶格應變等準確信息，為這類新型半導體異質(zhì)結的微觀結構設計提供了直觀的指導。在這些研究發(fā)現(xiàn)的基礎上，研究團隊進一步合作，展示了新型異質(zhì)結原型器件中的整流效應，驗證了這類新型半導體走向應用的前景。相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2219-7

價格低廉、無毒、環(huán)境友好的金屬錫（Sn）與鉍（Bi）在能源轉(zhuǎn)化和存儲等領域有著廣泛應用。然而，由于Sn與Bi的晶格失配大(>22%)、易相分離和氧化、以及二者之間相容性低于2 at%，使得純相Sn1-xBix合金材料的制備及其物化性質(zhì)的研究成果較少被報道。