本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 基于新材料、新架构的硅基高密度集成信息功能器件的自主发展是国家重大战略需求。本项目围绕新型低维半导体材料的大规模可控制备、物性调控及其电子、光电器件展开系统研究，主要技术创新点有： 一、二维半导体材料及其异质结构的大规模可控制备。本项目提出并发展了通用的硅基二维半导体材料范德华外延技术, 实现了多种层状和非层状半导体材料的二维薄膜可控生长，解决了传统外延方法中存在的晶格失配、热失配等多物理失配技术难题，开辟了非层状材料在二维电子器件领域的研究新方向。在晶圆级二维半导体材料的基础上构建出大规模的二维异质结构，得到了具有高可靠性和稳定性的集成器件。相关成果发表在Science Advances、Advanced Materials等国际知名刊物上，共计40余篇，授权专利16项；与中国电子科技集团公司第十三研究所等合作，成功实现了非层状GaN在大失配硅基衬底上的高质量外延，为第三代半导体的硅基集成提供了新的技术路线。 二、基于低维半导体材料的高灵敏光电器件。本项目通过发展高质量硫族半导体的外延生长新工艺，系统研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余种二维半导体材料的光电性质，极大地拓展了传统的半导体光电材料体系；首次提出一种桥接的异质结构筑方式，大大降低了范德华间隙引入的光生载流子注入势垒，获得了高性能二维异质结光电器件；发展了纳米线场效应晶体管器件表面修饰方法，调节晶体管特性为强增强型，利用这种设计，实现了“锁钥”式高选择性、高灵敏度气体检测器件。本项目实现了从深紫外区到中远红外区的宽波段高灵敏度检测，相关成果发表在Science Advances、ACS Nano等国际知名刊物上，共计30余篇，授权专利6项。 三、后摩尔时代新型低维电子信息器件。本项目基于低维半导体材料及其异质结构的物性调控，首次提出了二维半导体材料中的“增强陷阱效应”物理模型，实现了高性能的亚带隙红外探测器和非易失性光电存储器；利用双极性沟道中横向载流子分布的特定电场依赖性，在二维黑磷晶体管中实现了室温负微分电阻特性；通过构筑亚5 nm沟道二维铁电负电容晶体管，使得亚阈值摆幅突破玻尔兹曼物理极限，有效降低了器件能耗；创新性的提出多层二维范德华非对称异质结构，实现了器件高性能与多功能的集成，器件性能为当时最高指标；发展了新型存算一体架构电子器件技术，首次演示了兼具信息存储和处理能力的二维单极性忆阻器，有望突破当前算力瓶颈，提供集成电路发展的新途径。相关成果发表在Nature Electronics、Nature Communications等国际知名刊物上，共计60余篇，授权专利7项。

技术成熟度 1)通过中和剂评选技术优选得到的中和剂复配配方，与炼厂中现行的配方 比较后发现，新配方可以获得综合性能更为优越的中和剂。 2)依据离子平衡模型技术开发的软件，针对装置污水罐 pH 的计算与实际值 误差大部分在 3%以下，最大误差不超过 10%. 3)由预测模型中获得的铵盐结晶趋势预估情况，与实际生产中塔顶的实际 腐蚀情况基本吻合。

研究利用天然植物多酚化合物木犀草素与微量营养元素金属锰离子成功合成了一种具有类酶活性的材料（Lu-Mn纳米酶），该材料具有良好的生物相容性和生物安全性，在微酸性条件下（肿瘤微环境）可高效地将H2O2转化为具有肿瘤细胞清除能力的·OH，能够有效杀死肿瘤细胞，抑制肿瘤生长，为癌症治疗提供了一种新的策略。

油气管道安全关乎国家能源安全，一旦发生泄露或爆炸会给国家 带来严重的经济损失和环境污染，同时也严重威胁到人民的生命安全。 截止目前，据统计全国油气管线铺设总长 12 万公里以上，并存在大约 29000 个隐患甚至是重大隐患，严重威胁到国家能源大动脉的安全 运行。石油产业对于实时、高效、安全的监测需求不断扩大，同时对 于监测手段也要求更高，包括监测过程的安全性、期间对于腐蚀环境 的耐受性、寿命、监测范围等等。 针对油气管线特殊的应用场合，基于短栅区光纤光栅传感器设计 了一种油气管线腐蚀在线监测系统。该系统可通过监测管线表面应力 变化对油气管线腐蚀缺陷进行在线监测，保障管线安全运行。结合波 分复用、时分复用技术及光纤光栅解调系统开发了基于光纤光栅的管 线腐蚀在线监测系统，并将该系统应用于中海油渤南龙口天然气终端 处理厂

项目团队在印刷制造领域有多年的研究基础，形成“基础研究-关键技术-应用突破”的全链条研究方式，构建了印刷电子低成本制造技术及应用集成模式，发展了系列先进防伪功能油墨、高性能导电油墨和活性储能功能油墨，并实现了其在光学防伪、智能服装以及智能包装等领域的应用推广。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 项目团队在印刷制造领域有多年的研究基础，形成“基础研究-关键技术-应用突破”的全链条研究方式，构建了印刷电子低成本制造技术及应用集成模式，发展了系列先进防伪功能油墨、高性能导电油墨和活性储能功能油墨，并实现了其在光学防伪、智能服装以及智能包装等领域的应用推广，成果达到国际领先水平。发表SCI论文80余篇，出版专著4部，授权专利23项（发明专利20项）。本成果的关键技术与创新点主要体现在四个方面： （1）基于上/下转换多模式光学功能油墨化策略，发展了新型长效功能防伪油墨，将传统的单一颜色印刷光学防伪图案升级为全彩色防伪图像，在国际上率先实现了特定波长防伪和机密印刷图文信息隐藏与编码。实现了一系列包括近红外激发的多色可见上转换发光防伪功能油墨、紫外光激发多色下转换发光防伪油墨以及兼具上/下转换发光特性的防伪功能油墨的配制，能够满足多种印刷方式（丝网印刷、喷墨印刷以及R2R印刷），在多种包装基底材料上（PET、纸张、织物等）具有良好的印刷效果和防伪应用。 （2）创新的采用同时从电极结构内部和功能油墨外部优化的双重策略，利用大面积丝网印刷技术实现了柔性超级电容器的全印刷工艺制备，率先揭示了印刷工艺对器件性能影响的关键决定机制和内在工作机理。实现了多种高性能储能材料，如金属氧化物，导电聚合物，MOF类功能材料及其复合材料的制备与油墨化处理，所制备的印刷柔性超级电容器的比电容可达到16.8 mF cm-2（0.1 mA cm-2），同时具有长的循环稳定性（＞5000次），优异的能量密度和功率密度（0.5 mW cm-2）。本项目提出的印刷电子技术代表了超级电容器制造业的一种范式转变，它为柔性超级电容器提供了一系列简单、低成本、省时、多功能和环保的制造技术，在未来电子产品中具有巨大的应用潜力。 （3）发展了系列功能传感油墨，实现了高度灵敏和循环稳定的柔性传感器的全印刷制造，揭示了功能导电油墨组分与配比对传感性能的影响规律以及印刷柔性传感器的传感机理，系统评估了印刷柔性传感器的传感性能，所制备的印刷传感器的应力传感范围可达到155%，最大灵敏度为6.3×104，最快响应速度可达到18 ms，循环稳定性＞1000次，并且成功应用于运动、健康监测和智能包装中。 （4）完善了全印刷制造相关理论，解决了印刷制造薄膜类电子器件结构精度低共性问题，利用多种印刷技术实现了高性能柔性/可拉伸电极和柔性加热器件的图案化制造，研究并揭示了其运行工作机理，实现了部分印刷电子器件的集成与成果转化。

本发明公开一种铜基粉末冶金刹车片材料及其制备方法和应用，该铜基粉末冶金刹车片材料由如下重量百分比的原料制得：铜粉54wt％～67wt％，石墨13wt％，铁粉4wt％～17wt％，铁铬合金8wt％～14wt％，碳化硅1wt％～4wt％，二氧化硅1wt％～4wt％；其制备方法包括如下步骤：1)按配比称取原料，放入混料机中混配均匀；2)将混配好的原料装入模具中，在真空气氛或在氮气保护下采用热压烧结或放电等离子烧结得到综合性能优异的刹车片材料。制得的刹车片材料致密度和硬度高，摩擦系数稳定，耐磨损，综合性能优异，可以满足高铁列车制动摩擦片需求。该铜基粉末冶金刹车片材料可用于制备刹车片，制备方法为：采用Q235作基材，将制备铜基粉末冶金刹车片材料的原料与基材经热压烧结工艺进行复合烧结，得到刹车片。

本发明公开了一种高导热低粘度环氧树脂复合材料及其制备方 法。所述环氧树脂复合材料包括体积份数为 25～60 份的第一球形导热 填料、体积份数为 5～30 份的第二球形导热填料以及体积分数为 30～ 70 份的环氧树脂，第一球形导热填料的中位粒径不小于 30μm，第二 球形导热填料的中位粒径不大于 20μm。其制备方法为：(1)将球形导 热填料真空干燥，然后依次将环氧树脂、固化剂和球形导热填料加入 行星离心式搅拌机中混

本发明公开的一种低密度高阻燃性复合多孔材料是由以下组分复合而成：无机粒子0.1～5份，聚乙烯醇0.5～10份，阻燃性可交联聚合物0～5份，阻燃剂0.1～2份，该材料的密度为12～145Kg/m3，极限氧指数为34.5～47.5％，垂直燃烧均为V-0级，峰值热释放速率为50.5～135.8kW/m2，总热释放为5.6～13.3MJ/m2。本发明还公开了其制备方法。由于本发明提供的多孔材料采用了有一定阻燃效果的无机粒子和交联聚合物和少量添加适用于基体聚合物聚乙烯醇的高效阻燃剂，因而使得这种多孔材料不仅密度低，导热系数也低，隔音效果好，机械强度好，可用作隔热、保温和隔声材料，有利于节能降耗，可以达到高的阻燃防火等级，整个制备过程无废液、废气产生，安全环保。

一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 离子液体是第一种由离子组成的液态熔盐，作为一种新型绿色介质或“软”功能材料可应用于分离，催化，材料，新能源，石油化工等诸多领域。本技术通过利用高效清洁的电离辐射接枝技术结合化学手法相结合将离子液体牢固化学键合负载到不同的载体上，得到一系列新型固体材料，兼具了离子液体与载体的特征，能够显著提升离子液体的利用率，无需引发剂，接枝产物中不残留催化剂等优点。目前已经成功将多种离子液体成功固载到微晶纤维素微球、二氧化硅微球、聚苯乙烯微球等基材，制备出一系列新型吸附分离用途的分离层析树脂材料。

本发明公开了一种壳聚糖/纳米TiO2复合材料及其制备方法和应用，该制备方法包括：将壳聚糖溶液与纳米TiO2粉末混合，用超声波分散处理后，于160-180℃下反应1-2h，制得壳聚糖/纳米TiO2复合材料；其中，壳聚糖溶液的浓度为0.05-0.2g/L，纳米TiO2粉末的添加量为0.1-1.0g/L壳聚糖溶液。本发明的制备方法操作简单，安全性好，能使纳米TiO2均匀分散在壳聚糖中。采用该方法制得的壳聚糖/纳米TiO2复合材料结构稳定，具有较好的力学性能和加工性能，可用于制备纤维材料；且该复合材料能有效分解水稻白叶枯病原菌的胞外多糖，对水稻白叶枯病原菌具有抗菌活性，光催化效率高，用于水稻栽培中能有效防治水稻白叶枯病。