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单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
项目成果/简介:1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。应用范围:南开大学在碳纳米材料的制备及应用研究方面取得了一批开创性成果，该项目技术的推广，将促进我国新材料、微电子、储能、资源保护等领域的技术进步和发展，为我国在这一新型纳米材料领域占据有利地位，提高国际竞争力，做出重要贡献。
南开大学
2021-04-11
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。
南开大学
2021-02-01
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991年发现的碳纳米管（CNT）以及2004年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图1），纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。 采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导
南开大学
2021-04-14
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和 复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21
世纪的战略性材料。
本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。
本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。
南开大学
2021-04-13
宽禁带半导体碳化硅电力电子器件技术
宽禁带半导体碳化硅(SiC)材料是第三代半导体的典型代表之一，具有宽带隙、高饱和电子漂移速度、高临界击穿电场、高热导率等突出优点，能满足下一代电力电子装备对功率器件更大功率、更小体积和更恶劣条件下工作的要求，正逐步应用于混合动力车辆、电动汽车、太阳能发电、列车牵引设备、高压直流输电设备以及舰艇、飞机等军事设备的功率电子系统领域。与传统硅功率器件相比，目前已实用化的SiC功率模块可降低功耗50%以上，从而减少甚至取消冷却系统，大幅度降低系统体积和重量，因此SiC功率器件也被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源”器件。 本团队在SiC功率器件击穿机理、SiC功率器件结终端技术、SiC新型器件结构、器件理论研究和器件研制等方面具有丰富经验，能够提供完整的大功率SiC电力电子器件的设计与研制方案。目前基于国内工艺平台制作出1600V/2A-2500V/1A的SiC DMOS晶体管（图1，有源区面积0.9mm2）；4000V/30A的SiC PiN二极管（图2）；击穿电压>5000V的SiC JBS二极管（图3）。 a b c 图1 1.6-2.5kV SiC DMOS器件：(a)晶圆照片(b)正向IV测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线 a b c 图2 4kV/30A SiC PiN器件：(a)晶圆照片(b)正向导通测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线 a b c 图3 5kV SiC JBS器件：(a)显微照片(b)正向导通测试曲线(c)反向击穿电压测试曲线
电子科技大学
2021-04-10
宽禁带半导体碳化硅电力电子器件技术
本团队在SiC功率器件击穿机理、SiC功率器件结终端技术、SiC新型器件结构、器件理论研究和器件研制等方面具有丰富经验，能够提供完整的大功率SiC电力电子器件的设计与研制方案。
电子科技大学
2021-04-10
一种基于电子信息技术的标签检测设备
成果描述：本实用新型公开了基于电子信息技术的标签检测设备,包括安装底板,安装底板的上方焊接有罩壳,罩壳的两端均设有物料通道,物料通道的开口处铰接有盖板,罩壳的顶部内壁安装有驱动装置,驱动装置上安装有取料机构,安装底板上方还安装有调节装置,调节装置的一侧安装有物料存放盘,调节装置包括与安装底板固定连接的矩形安装板,安装板的一侧侧边焊接有第一限位柱,安装板与第一限位柱相邻的一侧侧边焊接有第二限位柱,安装板远离第一限位柱的一侧下方安装有第一定位机构。本实用新型结构简单、操作调节简单、适用于各种型号的电子信息技术的标签的定位操作,为电子信息技术的标签自动化检测提供基础。市场前景分析：本实用新型结构简单、操作调节简单、适用于各种型号的电子信息技术的标签的定位操作,为电子信息技术的标签自动化检测提供基础。与同类成果相比的优势分析：国内领先
成都大学
2021-04-10
一种基于电子信息技术的自动冲模装置
成果描述：本实用新型公开了一种基于电子信息技术的自动冲模装置,包括机架和开关控制装置,所述机架的顶部中央位置焊接有下模座,且下模座的顶部匹配有上模座,所述上模座的两侧分别竖直设有导杆,且两个导杆的底端分别焊接在机架的顶部两侧,每个导杆上开设有矩型放置腔,且矩型放置腔的两侧内壁上均开设有矩型开口,所述矩型放置腔的内部竖直设有金属杆,且金属杆焊接上模座的一侧水平焊接有与矩型开口内壁滑动连接的连接杆,所述连接杆靠近上模座的一端焊接在上模座的中央位置。本实用新型经济实用,冲模装置通过对推杆电机的正反转进行智能控制,以此来带动上模座对下模座上的物料进行冲模操作,使得冲模装置的工作效率高。市场前景分析：本实用新型经济实用,冲模装置通过对推杆电机的正反转进行智能控制,以此来带动上模座对下模座上的物料进行冲模操作,使得冲模装置的工作效率高。与同类成果相比的优势分析：国内领先
成都大学
2021-04-10
磁流体热磁对流在电子器件散热中的应用
项目概况 针对小型化、集成化、高频率和高运算速度的电子器件，应用磁流体的热磁对流效应，把磁流体作为新一代高效传热冷却技术用于高密度高功率电子器件设备中。 主要特点 1. 选择合适的外加磁场和屏蔽技术。 2．温度区内磁场梯度条件和粒子浓度的准确控制 3．磁流体微型热管散热过程的磁场的准确定位。 技术指标 建立适合电子器件密集环境下适用磁流体散热技术及相应的磁场条件和屏蔽技术，提高了磁流体在磁场、热场和重力场协同作用下的流动传热效果。促进节能环保技术的发展，达到节能减排的绿色材料应用。市场前景 目前该项目已通过现场的工业化证明，散热效果好，能达到电子器件冷却要求，满足工业生产的需求，在生产过程中无污染，无三废排放。该项目可应用于高密度、高功率电子器件密集环境下的散热设备中，具有较好的经济效益和社会效益。
南京工程学院
2021-04-11
柔性彩色电子纸的卷对卷全印刷生产技术
本成果以混合自适应 人工智能优化程序设计出亚波长单晶硅超构表面结构，实现了相位的精确控制并减小了单晶硅结构在可见 光的吸收。进一步，使用该结构实现了浸镜油浸没下数值孔径为1.48的高透过率超构光学透镜，在可见光 532纳米波长实现211纳米线宽的聚焦光斑，可大大提高共聚焦显微镜分辨率。此成果在2018年12月美国光 学学会旗下光学与光子学新闻（Optics & Photonics News）入选为本年度国际光学重要进展，并对该成果作 了整版报道。已申请国内发明专利一项。 本成果适用于显微显纳成像、激光光刻、光镊等光学聚焦应用相关领域。进一步扩展，可用于光学摄 像及显示技术中的微光学器件。已作为光学探针初步应用于共聚焦成像系统，目前正研制新一代技术拓展 于手机摄像、显示微光学等。
中山大学
2021-04-10