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項(xiàng)目簡(jiǎn)介 本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、 以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單 模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利 9 項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利 4 項(xiàng) （ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。 性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá) 1500μm 2 以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為 20~30cm 的

塑料激光焊接技術(shù)是通過(guò)激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無(wú)菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過(guò)原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過(guò)程中樹脂降解少，熱損壞和熱變形小，無(wú)飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長(zhǎng)，相對(duì)其它波長(zhǎng)對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長(zhǎng)卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

塑料激光焊接技術(shù)是通過(guò)激光產(chǎn)生高溫溶解，對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品，例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品，以及無(wú)菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快，適用于精密器件焊接；能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu)，防水防塵；焊接牢固，能夠制造出超過(guò)原材料強(qiáng)度的焊接縫；焊接過(guò)程中樹脂降解少，熱損壞和熱變形小，無(wú)飛邊，焊縫嚴(yán)密，沒有殘?jiān)Ｄ壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd：YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物， 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少，而對(duì)10μm或紫外線（UV）的吸收太強(qiáng)， 1.645μm是更合適的激光波段。此外， 1.645μm屬于人眼安全波長(zhǎng)，相對(duì)其它波長(zhǎng)對(duì)人眼更安全（視網(wǎng)膜安全）。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接，塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的，在1μm左右也有很高的透射率，但是在1.6μm附近的波長(zhǎng)卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），聚碳酸酯（PC），環(huán)烯烴共聚物（COC）和丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰，可以形成更好的焊接。

本成果提出大模場(chǎng)光纖的系列解決方案，基于新型環(huán)形纖芯、非對(duì)稱型微結(jié)構(gòu)包層、以及模式正交耦合及分離技術(shù)獲得新型大模場(chǎng)光纖，光纖同時(shí)具有大模場(chǎng)、低損耗、單模傳輸特性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量光束輸出。已申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)，其中已授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)（ZL201010589053.3、ZL201010590795.8、ZL201110356877.0、ZL201210391185.4）。性能指標(biāo) （1）模場(chǎng)面積可達(dá)1500μm2以上。 （2）光纖可在彎曲半徑為20~30cm的條件下

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。課題組已經(jīng)實(shí) 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。

在國(guó)際上首創(chuàng)出血型超快速檢測(cè)試紙，利用染料顯色反應(yīng)進(jìn)行血型表型檢測(cè)，僅需一滴血液即可在30 秒內(nèi)完成AB0正定型和Rh血型檢測(cè)，速度較現(xiàn)有主流技術(shù)提升40倍以上。同時(shí) 在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)AB0正反定型同步直接檢測(cè)(2分鐘完成)，無(wú)需離心過(guò)程。其檢測(cè)卡為便攜式設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，肉眼即可通過(guò)顏色變化判斷血型；無(wú)需大型 儀器設(shè)備，可滿足室內(nèi)、外使用。此外，也可配合自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試紙卡的 自動(dòng)加樣、檢測(cè)、出報(bào)告，滿足臨床大樣本檢測(cè)需求。現(xiàn)已構(gòu)建出AB0血型卡、 ABD血型卡、ABO&Rh血型卡、其他稀有血型卡等以適應(yīng)不同需求；同時(shí)可做成4 人份或8人份等，滿足臨床多人份檢測(cè)需要;經(jīng)6000余例樣本測(cè)試，準(zhǔn)確率100%。 

一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，取得了目前已知除美國(guó)Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級(jí)制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過(guò)該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對(duì)油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗?duì)于如何防水、防油一直以來(lái)都是熱衷討論的話題，畢竟沒有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場(chǎng)報(bào)銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國(guó)南北交界地區(qū)冬季長(zhǎng)出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對(duì)風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無(wú)水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽(yáng)能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過(guò)、水不過(guò)的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過(guò)篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國(guó)防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對(duì)武器裝備無(wú)疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過(guò)的雨具，無(wú)水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對(duì)戶外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對(duì)高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對(duì)戶外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過(guò)程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對(duì)燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對(duì)于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過(guò)特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對(duì)于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對(duì)通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說(shuō)是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問(wèn)題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無(wú)法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對(duì)其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長(zhǎng)壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無(wú)三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國(guó)Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬(wàn)/噸、表層涂層人民幣140萬(wàn)/噸。八、 合作方式共同開發(fā)市場(chǎng)。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號(hào)E-mail：[email protected]：022-60200443