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本項目開發了一種具有規整垂直孔道多孔膜的制備方法，主要是以嵌段共聚物為原料，利用溶劑蒸汽退火形成垂直的微相結構，再選擇性溶脹將分散相轉化為孔道。溶劑蒸汽退火是將聚合物膜暴露于溶劑蒸汽中，溶劑分子進入膜內部，促進分子鏈運動，形成規整排列的分相，具有室溫下可操作、簡單方便的特點。選擇性溶脹致孔是一種物理方法，該過程不存在化學反應，無質量損失，可以根據溶脹條件有效調控孔徑。孔徑可在10-50nm范圍內連續調節，膜厚可在20nm-50微米之間調節。

項目成果/簡介:壓電駐極體是具有強壓電效應的柔性駐極體材料，因其表現出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結構。壓電駐極體膜是具有強壓電效應的新型柔性壓電功能膜，與傳統壓電材料的壓電效應起源有本質區別。 與壓電陶瓷和傳統的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40μm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點。經過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準靜態壓電系數d33高達1000pC/N，這一數值遠遠高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優點，在國防、醫療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動能量采集器、生物運動能量采集、海浪發電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網絡）、智能結構、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領域有廣闊的應用前景。應用范圍:柔性薄膜傳感器、結構健康監測、人體健康監測、無損檢測、觸覺傳感器、電子肌膚、聲吶、空氣耦合超聲波換能器、微能量采集器等多個領域。項目階段:小規模生產效益分析:目前芬蘭的Emfit公司是唯一能夠大批量生產聚丙烯（PP）壓電駐極體功能膜的生產商，采用的技術主要由兩部分構成：微孔結構薄膜制備和電極化處理。在微孔 薄膜制備階段，首先將聚丙烯樹脂與無機礦物顆粒（例如CaCO3和TiO2）熔融共混，然后擠出成聚丙烯-礦物顆粒復合薄板，最后雙向拉伸形成微孔結構的薄膜。在電極化處理階段采用電暈極化方式。而我們擬采用的技術是：以低廉價格的商品聚丙烯包裝材料為原材料，采用具有自主知識產權的多次壓縮氣體膨化工藝調控薄膜微結構和機電性能，獲得高活性聚丙烯壓電駐極體膜。利用該技術生產出功能薄膜的活性遠高于芬蘭商品膜，最高可達50倍。

壓電駐極體是具有強壓電效應的柔性駐極體材料，因其表現出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結構。壓電駐極體膜是具有強壓電效應的新型柔性壓電功能膜，與傳統壓電材料的壓電效應起源有本質區別。 與壓電陶瓷和傳統的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點。經過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準靜態壓電系數d33高達1000pC/N，這一數值遠遠高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優點，在國防、醫療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動能量采集器、生物運動能量采集、海浪發電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網絡）、智能結構、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領域有廣闊的應用前景。

聚合物多層光學膜代表著光學膜技術的最高水平，在光電 子相關產業有廣泛的應用，國內產品市場完全被美國 3M、日本東麗等跨國公司所壟斷。項目擬通過設計一維、二維光子晶體結構，利用光子晶體結構的禁帶實現不同能量的光子進行選擇性透過，來實現復雜的光譜選擇（例如紅、藍光雙帶通濾波器）和偏振態調控。產品的實現和產業化，可填補國產高端光學膜產品市場空白。 

制備對可見光透過良好，而對紫外線和紅外線有優良的阻隔作用，并且價格低廉，易于加工的建筑用或車用太陽膜是非常有應用價值和實際意義的?，F今市場上的太陽膜，一般是采用沉積或濺射的方法在聚合物薄膜或直接在玻璃上沉積制備的一層或多層金屬或金屬氧化物，主要利用金屬膜或金屬氧化物膜對紅外線進行吸收和反射。但由于這種方法所需設備復雜昂貴，而且填充的金屬及金屬氧化物的成本也不低廉，所以制備低成本且性能優良的太陽膜成為一種需求。本項目采用價廉易得的炭黑作為填充物，與聚合物復合制備太陽膜。炭黑作為一種典型的吸光物質，對紫外線和紅外線有很強的吸收特性，但炭黑易團聚，在聚合物基體中不易分散，造成薄膜不同區域可見光和紫外線及紅外線的透過率差異很大，另外炭黑粒子的分布不均，也會造成成膜性能差，薄膜韌性不能達到應用要求。本項目首先通過對炭黑進行改性，改善其在聚合物基體中的分散，并使改性炭黑粒子的尺寸遠小于可見光的波長，粒子和基體的折射率盡量匹配，從而減小粒子填充的體積份數。炭黑經過改性后，其填充的聚合物復合薄膜將具有較好的透明性，同時又能在一定程度保持對紫外線和紅外線的強吸收特性,使這種復合薄膜作為太陽膜使用成為一種可能。本項目詳細研究了改性炭黑在基體中的分散狀況，并對復合薄膜的光學特性進行了重點研究, 解決可見光透過率與紅外線阻隔這一對矛盾，從而制備符合太陽膜性能要求的新型復合薄膜。另外，制備復合薄膜的方法簡單，操作時無需復雜昂貴的設備，因此應用前景廣闊。

       成熟度：技術突破         多孔有機聚合物是一類新興的功能性高分子材料，相比傳統高分子交聯樹脂，其具有類似無機分子篩的微孔，具有更高的官能團密度，已被廣泛用于儲存、分離或催化等領域。然而當前許多性能優良的多孔有機聚合物成本過高，嚴重制約著其實際應用。我們合成的價格低廉且性能優秀的多孔有機聚合物，其性能與當前典型多孔有機聚合物相當，而價格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實驗室測試，這些成果將為多孔有機聚合物的真正應用打開通道。         意向開展成果轉化的前提條件：中試放大及產業化工藝開發資金支持

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協同作用大幅度提高了聚合物的n型電導率。通過進一步提高聚合物的塞貝克系數，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個數量級。引入氟原子的聚合物的n型電導率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過對聚合物在摻雜狀態下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場效應晶體管器件結果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態下的電子遷移率。這兩者的協同作用使得該聚合物的電導率相比沒有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導電原子力顯微鏡實驗證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態轉變為“均勻摻雜”狀態，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數。

本發明提供了一種具有雙峰孔結構的多孔聚合物材料，該多孔聚合材料中具有開孔結構的大泡孔和閉孔結構的小泡孔。其制備方法如下：(1)以兩種熱塑性聚合物為原料，在室溫預混，然后進行熔融共混并成型；(2)將步驟(1)所得共混物坯體置于反應釜中，通入超臨界流體進行處理，處理過程中控制反應釜中的壓力和溫度使其中的流體保持在超臨界狀態，當超臨界流體在共混物坯體中達到飽和后，將反應釜的溫度降低20～80℃，然后通過快速降壓法將反應釜中的壓力降至常壓使共混物坯體發泡，冷卻定型；(3)將步驟(2)所得具有閉孔結構小泡孔的聚合物材料浸泡于刻蝕液中進行刻蝕，當所述聚合物材料中的兩種聚合物之一完全溶解后，將其取出，即得。

目前我國對水質監測的項目包括酸堿度、溫度、濁度、色度、溶解氧、磷及磷酸鹽、氨、氮、硝酸鹽、硫化物、有毒害金屬離子、有機物、農藥、油脂及各類有毒害化合物約40多個項目，其中約有90%以上的項目都可通過傳感器來實現監測。實現電化學傳感器對水質進行科學管理的關鍵在于傳感器的響應速度、靈敏度、穩定性及選擇性。本產品具有以下優點：導電聚合物具有高的穩定性、氧化還原的可逆性和顯著的化學記憶性而成為化學與生物傳感器制造的新型材料，它克服了小分子媒介體在反應中易于流失，操作復雜，

光致變色聚合物具有光學各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個溫度范圍內兼有液體和晶體二者特性，也稱為流動的晶格。具有變色聚合物的多數物質呈現螺旋狀分子結構的有機化合物構成，多數為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見光范圍內，當螺距為可見光區某一波長時，就顯示對應的色彩，如紅、綠、藍色，三基色是顯示各種顏色的基礎，三基色按照不同的比例合成產生千萬種顏色的變化。自發現100多年了，在幾度至幾十度，能達到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區間窄而不穩定，東北大學制備的變色聚合物寬達250℃以上，最高達300℃以上，居國際領先，寬溫變色物質為應用提供技術基礎。變色聚合物具有下列獨特性能： 1.修復功能，表明材料可以在高低溫之間反復使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時，看到綠色，即反射綠光，而透過光為紅光，即選擇透過；Bragg反射：斜觀察綠板為藍色或藍紫色，取決于觀察角度。這種獨特性能是其它物質不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創性。 本項目經過十幾年的理論與技術創新研究，發明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實驗研究表明，它具有獨特的光學、電學和熱學性能，除可用作不可復制的防偽材料（它是集一級、二級和三級防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學（如光學開關、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲材料）等領域獲得奇特的應用。 從表中可見彩色聚合物無論在研究與生產都具有原創性與先進性   獲7項專利，核心技術獲得國家技術發明二等獎。