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中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-04-11
一种用碳纤维复合材料制造汽车车身的方法
本发明公开了一种用碳纤维复合材料制造汽车车身的方法。该方法的步骤如下：将用于制造汽车车身相符合的柔性内模充气呈汽车车身形状，再将预涂胶的碳纤维材料按照设计的角度和层数要求敷设于柔性内模外表面，即为该汽车车身；将敷设好的碳纤维材料的柔性内模放置于外模内固定和充气加压后，置于固化炉内固化；碳纤维复合材料固化后自然冷却，将柔性内模放气泄压，打开外模，将固化成型后的复合材料汽车车身取出。由于本发明采用碳纤维树脂复合材料的车身，与传统金属材料汽车车身相比，重量减轻60%以上，耐腐蚀性能得到提高，车身吸能更加好，运行能耗得到降低。
浙江大学
2021-04-11
一种电子封装用SIC∕A1复合材料的制备方法
SiC/Al 复合材料具有高导热、低膨胀、高模量、低密度等优异的综合性能，在电子封装领域具有广阔的应用前景。目前广泛采用工艺复杂、设备昂贵的压力浸渗制备 SiC/Al 复合材料。课题组在历经近十年的研发过程中，采用无压浸渗法在空气环境下，成功制备出了电子封装用 SiC/Al 复合材料。该制备技术工艺过程简单，设备要求不高，成本低廉，所制备的复合材料的热物理性能可在较宽范围内调节，具有较好的市场应用前景。于 2010 年获得国家发明专利授权。
西安科技大学
2021-04-11
一种微波快速合成-烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法
（专利号：ZL 201510388992.4） 简介：本发明公开了一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，属于热电材料制备方法技术领域。本发明的一种微波快速合成‑烧结制备ZrNiSn块体热电材料的方法，其步骤：原料配制和冷压成型，微波合成，ZrNiSn热电合金的破碎、球磨和二次冷压成型以及微波烧结。本发明通过将微波合成与微波烧结相结合，并控制合成与烧结过程中的各种工艺参数，使ZrNiSn热电材料的组织中原位析出纳米晶粒，从而显著降低ZrNiSn热电材料的热导率，获得热电性能优越、组织和性能分布均匀且具有单一相的ZrNiSn块体热电材料。
安徽工业大学
2021-04-11
一种核壳结构银包铁纳米粉体材料的制备方法
（专利号：ZL 201510634086.8） 简介：本发明公开了一种核壳结构银包铁纳米粉体材料的制备方法，属于双金属纳米核壳结构材料领域。该方法是将不同比例的金属铁粉和银粉压制成块体，作为等离子电弧炉的阳极材料，采用钨金属或石墨作为阴极材料，引用氩气和氢气作为工作气体，在一定的电流下，阳极和阴极之间起弧，持续一段时间后进行钝化，即得粒径为30～70nm的具有核壳结构的银包铁纳米粉体。本发明所提供的制备方法，工艺简单，流程短，易于控制，适合大规模工业生产且对环境无污染，绿色环保。
安徽工业大学
2021-04-11
一种核壳结构银包镍纳米粉体材料的制备方法
简介：本发明公开了一种核壳结构银包镍纳米粉体材料的制备方法，属于核壳结构纳米双金属材料领域。该方法是将不同比例的金属镍粉和银粉压制成块体，作为等离子电弧炉的阳极材料，采用钨金属作为阴极材料，采用氩气和氢气作为工作气体，在一定的电流下，阳极和阴极之间起弧，持续一段时间后进行钝化，即得粒径为45～70nm的具有核壳结构的银包镍纳米粉体。本发明所提供的制备方法，工艺简单，流程短，易于控制，适合大规模工业生产且对环境无污染，绿色环保。
安徽工业大学
2021-04-11
一种基于叶酸修饰的混合光子晶体复合材料及应用
本发明公开了一种基于叶酸修饰的混合光子晶体复合材料及应用，包括载体混合光子晶体以及负载在该载体上的叶酸；其中，所述混合光子晶体包括聚乙二醇双丙烯酸酯反蛋白石骨架及填充于该骨架孔隙中的甲基丙烯酸酯明胶和磁性纳米粒子；其应用于髓性白血病耐药细胞的检测。本发明的显著优点为该复合材料不仅具有纳米的有序结构、比表面积大，且机械强度高、稳定性强，同时还具有优越的生物兼容性和磁性响应性，易于操控；将其应用于耐药细胞的检测，能够特异、灵敏、简单、有效地抓捕到髓性白血病耐药细胞，并保持要细胞株具有良好的生物活性，抓捕后只需施加磁场即可有效地对其进行富集、分离。
东南大学
2021-04-11
一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置
本发明公开了一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置。它主要包括：辊基体、辊套、第一盖板、主轴和第二盖板，主轴上设有辊基体，辊基体外圆侧设有辊套，辊基体两侧分别设有两个盖板，并且通过辊套相连，两个盖板外周边设有与辊套相配合的凸环，辊基体外圆中心区域设有环形凸台，辊套内表面中心区域排布有螺旋形水槽，螺旋形水槽端面与辊基体的凸台外圆面贴合形成螺旋形冷却水流动通道，辊套内表面外侧与两个盖板以及辊基体外圆面共同围成左右两个对称的阶梯状环形等间距冷却水流动通道。本发明冷却辊的水道结构设置有助于实现辊套与非晶带材接触区域内的温度场分布均匀化，从而改善非晶宽带制品由于冷却不均匀而产生的一系列缺陷。
浙江大学
2021-04-11
一种无机-有机复合膨润土废水处理材料的制备方法
本发明公开了一种无机－有机复合膨润土废水 处理材料的制备方法。方法的步骤为：1)将粉碎、过100目筛 的膨润土投加到阳离子表面活性剂溶液中，然后水浴搅拌1～2 小时；2)将AlCl3溶液加入到上 述悬浮液中，用量为1～10mmol AlCl3/g膨润土，搅拌5～10分 钟；3)水浴搅拌下，将NaOH或 Na2CO3溶液滴加到上述悬浮液中，产物室温老化10小时以上； 4)经多次洗涤过滤后，烘干、研磨即可。本发明的优点是：首 先将表面活性剂交换到膨润土层间，然后在膨润土层间和表面 形成羟基铝，减少了羟基金属和表面活性剂在膨润土层间的竞 争作用，有利于磷酸根的交换吸附和提高改性膨润土混凝性 能，能够同时去除废水中的有机污染物和磷酸盐。
浙江大学
2021-04-11
一种流延成型制备金属软磁复合材料的方法
本发明公开了一种流延成型制备金属软磁复合材料的方法。其主要步骤为：1）将钝化剂和溶剂按照钝化剂质量分数为0.1%-5%混合起来得到钝化液，将钝化液和磁性金属粉末按照质量比为0.01-1混合，搅拌，烘干，得到钝化粉；2）将钝化粉和有机溶剂，分散剂，粘结剂，增塑剂混合，搅拌均匀，并经过筛网过滤，除泡，制备得均匀弥散的浆料；3）流延成型；4）干燥，固化处理。本发明的优点是利用流延法制备的金属软磁复合材料具有电阻率高，饱和磁通密度较传统铁氧体高的特点。利用较成熟的流延工艺使薄膜金属软磁复合材料的生产工艺简单化，成本降低，在薄膜电感等电子器件的制备中有广阔的应用前景。
浙江大学
2021-04-11