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項目簡介相變儲能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一類利用在某一特定溫度下發生物理相態變化以實現能量的存儲和釋放的儲能材料，一般有固- 液、液-氣和固- 固相變三種形式。目前固- 液相變儲能材料的研究和應用最為廣泛，其工作原理為：當環境溫度高于相變溫度時，材料由固態轉變為液態并吸收熱量；而當環境溫度低于相變點時，材料由液態轉變為固態釋放熱量，從而維持環境溫度在適宜水平。在相變過程中材料吸收或釋放的熱量，是材料單一相態溫度變化時吸收或釋放熱量的幾十倍甚至幾百倍。相變儲能材料儲能原理應用范圍 相變儲能材料響應溫度變化所吸收和釋放的是熱能，在能源高效利用和節能保溫領域有著重要的應用價值。如在建筑節能、太陽能利用、電力調峰、可再生能源消納、工業余熱回收、紡織品、冷鏈運輸、醫療健康等方面擁有廣闊的市場前景。項目階段目前主要的有機相變儲能材料產品來源于石油工業的副產物，具有毒性，同時因其不會被生物降解，所以會持續產生污染。研發團隊以國家“973”計劃—“節能領域納米材料機敏特性關鍵科學問題研究”課題的研究成果為基礎，制備出基于天然可再生油脂的相變儲能材料，具有綠色無毒、可降解、儲能密度高等優點。通過對相變儲能材料進行功能化處理，使其進一步具備了高光熱轉換效率及良好的儲熱特性，可高效利用太陽能及環境余熱。知識產權已申請相關專利。調配出的不同溫度的相變材料合作方式1. 可根據實際情況研制具有不同相變溫度的相變儲能材料，滿足各類需求。2. 完成建筑用相變儲能材料產品的中試生產，實現了相變儲能產品的規?；苽洌缦嘧儍δ艿匕瀹a品、相變儲能板材產品、相變儲能粉體（60-80 目）與顆粒產品（5-8mm）等。其中，地板和板材產品可用于室內裝修，粉體和顆粒產品可作為其他建材，如涂料、砂漿、水泥、混凝土等的添加物。3. 將制備的相變儲能板材應用于實際建筑中，取得了很好的控溫節能效果：在北京冬季時，白天室內最多可少升溫6-7℃，且溫度峰值延后近2 小時；夜晚溫度降低時間最多可延遲近6 小時（以降至18℃為限），有效減小了室內溫度波動，并減少約18% 的采暖電能能耗。4. 研制了一套相變蓄熱供暖系統，該系統可將谷電期間的電能轉化為熱能并存儲于相變儲能材料內，在非谷電期間則利用所存儲的熱能實現用戶供暖。該系統有助于電力系統的蓄熱調峰，也可有效降低終端用戶的采暖成本，同時還具有體積小、效率高、節能環保、無噪音、使用壽命長等優點。該系統實際的供暖試驗結果表明，峰電期間僅利用存儲的熱量進行供暖，可使用戶室內平均溫度達到20℃，與市政集中供暖相比，采暖費用可降低約20%。

集成電路產業需要大量高端薄膜生長設備，上個世紀80年代，MBE作為一種尖端技術，國外就對中國進行了技術封鎖，禁運中國。甚至在今天，MBE仍然屬于美國對中國出口的管制類產品，每一臺都要經過復雜的審批過程。

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。

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。

阻尼材料是一類主要應用于控制振動、降低噪音的材料。在日本，阻尼減振材料的使用始于二十世紀五十年代初，此前此方面的研究開發已盛行于歐洲，主要用于設備如：防止航空飛機的振動、潛水艇螺旋槳聲音的泄露等。近年來，隨著我國經濟水平的發展，人們對生活環境舒適性的要求越來越高，用于減振降噪的阻尼材料的研究開發也越來越受到社會各界的關注，應用市場正逐漸被打開。技術成果轉讓4項：株式會社本田技術研究所：氫鍵利用的汽車用高阻尼材料的研究。住友橡膠工業株式會社：能控制特定范圍的阻尼特性的高分子/小分子組成的有機雜化系的研究。東海橡膠工業株式會社：高性能制振材料的研發。江陰海達橡塑制品有限公司：城市軌道交通用阻尼材料的開發。在軌道交通上的應用開發：1）四方時速160公里軟臥車輛的減振降噪：研制了阻尼涂料、瀝青型和丁基橡膠型高性能阻尼材料，分別安裝了3節軟臥車，已完成裝車和振動、噪聲的實測。2）鐵道的阻尼橡膠墊：保持現有產品各項指標的同時，大幅提高阻尼性能，已完成樣品試制、性能測試工作。3）城市軌道交通用阻尼材料：研制了約束型、非約束型、磁性阻尼材料。項目在株洲時代新材料科技股份有限公司進行了客車阻尼材料的生產，江西耐普實業集團進行了耐磨阻尼材料的開發，江蘇東旭科技有限公司進行了再生膠阻尼產品的開發，以上單位生產運轉平穩，工藝指標先進，運作情況良好。

Al2O3/Cu復合材料是在銅基體中引入了細小彌散分布的增強相Al2O3粒子的一種銅基復合材料。由于化學穩定性和熱穩定性好的Al2O3顆粒的存在，使該復合材料在保持銅基體優越的導電、導熱性能的同時具有高的室溫和高溫強度和硬度。

具有自主知識產權的雙官能團光致變色化合物，具有良好的光致變色性能，可用于光致變色材料、電存儲材料和金屬離子檢測等。

團隊開發了高硬度、高耐磨性、高熱穩定性的各類硬質涂層材料，其中包括CrAlN、TiAlN 等單層涂層、納米多層涂層和納米復合涂層。研究開發的 CrAlN 涂層的硬度和彈性模量分別達到 36.8GPa 和 459.5GPa，抗氧化溫度達 900°C，同 時具有優異的耐磨性能，性能達到國外知名涂層公司同類產品水平。開發的納米 多層涂層和納米復合涂層，如 CrAlN/ZrO2 等納米多層涂層和 TiSiAlN、TiSiCN 等納米復合涂層，利用納米結構產生的超硬效應，獲得了接近 50GPa

一種全新的光熱轉換全介質材料（all-dielectric materials）即碲（Te）納米顆粒，它不僅可以實現全太陽光譜吸收而且具有極高的光熱轉換效率。他們采用自己發展的液相激光熔蝕（laser ablation in liquids, LAL）技術制備出多晶碲納米顆粒，粒徑分布范圍10到300納米，并且發現由碲納米顆粒自組裝形成的吸收層具有強烈的寬譜吸收屬性，在整個太陽光譜范圍內的吸收率超過85%（紫外區接近100%）。在太陽光照射下，該吸收層的溫度從29°C上升到85°C只需要100秒的時間。此外，通過將所制備碲納米顆粒均勻分散到水中，在太陽光照射下水的蒸發速率提升了3倍，這種表現超越了所有已經報道的用于太陽能光熱轉換水蒸發的納米光子學材料，包括等離激元（plasmonic）和全介質材料。