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关于超精细颗粒物检测的应用研究
当颗粒物尺寸进入纳米尺度量级时，其极低的极化率使得实现高灵敏度的快速便捷检测变得困难重重。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、非破坏、抗电磁干扰、易于操作且灵敏度高等特点，成为高灵敏传感研究的热门方向之一。传统光纤传感器已经在高灵敏检测领域得到了广泛应用。近年来的研究表明：当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部存在显著的倏逝场，其尺度大约在百纳米量级，对周围环境的微弱变化极为敏感。研究团队利用颗粒物在纳米光纤倏逝场中的散射效应，实现了超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。 该项工作中，课题组首先计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优尺寸和探测极限；随后根据理论预测，进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，利用串联的纳米光纤大大提高了传感器的传感面积和检测效率；通过优化光纤模式，研究人员实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 进一步，考虑到空气中百纳米尺寸级别的细颗粒物的穿透性更强，对于人体具有更大的危害（如图1），而公开的细颗粒物质量浓度数据（PM2.5）无法对此进行有效评价，实时快速测量细颗粒物的粒径分布信息对于空气质量的评价更具有指导作用。课题组利用光纤传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息，计算得到的细颗粒物浓度数据与官方公布数据趋势符合良好（如图2），充分展示了此成果的应用价值。图2. 基于纳米光纤的大气质量监测。a,空气颗粒物粒径分布及其实时演化；b,空气颗粒物质量浓度(PM1.0)及官方数据(PM2.5)。空气样品实时采集于北京大学物理学院院内。
北京大学
2021-04-11
成传感的LED芯片及其智能照明应用研究
推进节能减排，发展低碳经济和包括半导体照明在内的绿色节能产业，不断扩大绿色消费已成为实现我国经济可持续健康发展的重要内容。半导体照明的发展，在进一步降低成本和提升光品质的基础上，将会朝着更高的可靠性以及智能化等方向发展，从而提升产品的附加值。可靠性方面，最重要的是控制LED的结温。当芯片设计不良、或者封装的散热设计不良、或者灯具的散热设计不良、或者灯具的使用环境温度过高时，都可能导致LED的结温升高，从而影响LED的性能和寿命。智能照明方面，目前面
南京大学
2021-04-14
碳纳米管阵列的制备及其应用研究
发展了水分辅助 CVD 生长高品质碳纳米管阵列的技术，可实现高纯度碳纳米 管阵列的高效生长。制备了碳纳米管阵列负载各种金属氧化物的纳米复合材料， 并用于构建高性能的超级电容器。
上海理工大学
2021-01-12
高纯度 →→→ 二十八烷醇制备技术及应用研究
项目研究内容 ：二十八烷醇是世界公认的抗疲劳物质，具有独特的生 理功能。是一种新型功能性食品添加剂，可广泛应用于各种保健食品、药 品、化妆品以及动物饲料中。近些年来。二十八烷醇的制备与产品开发已 经成为国内研究的热点。本研究以榨糖滤泥为原料，对二十八烷醇的制备 及纯化进行了研究，以制定从蔗糖中制备二十八烷醇工艺，并分离纯化二 十八烷醇。 工艺流程 ：滤泥 →粗醋 →精制蔗蜡 →制备二十八烷醇 →纯化二十八烷
南昌大学
2021-04-14
提高葛根中功能性抗性淀粉含量及应用研究
项目研究内容 ：本项目是以葛根淀粉为原料，利用脱支淀粉酶增加直 链淀粉含量、食用交联剂淀粉交联增大淀粉分子量、冷冻循环老化工艺提 高葛根淀粉中抗性淀粉含量， 以增强葛根淀粉等淀粉资源作为糖尿病辅助 食品的目的。 技术特点 ：该项目通过综合优化的方法，采用冷冻循环老化工艺提高 葛根淀粉中抗性淀粉含量，使抗性淀粉含量达到 22%，葛根抗性淀粉的色 泽均匀，颗粒细腻一致，工艺合理可行，技术水平处
南昌大学
2021-04-14
水热合成的流体行为研究
近日，中国科大俞书宏院士团队与工程科学学院丁航教授课题组和吴恒安教授课题组合作，在间歇式水热合成的流体行为研究领域取得重要进展。研究人员首次利用氧化石墨烯（GO）的液晶行为和凝胶化能力，借助酚醛树脂（PF）的固化定型作用，获得具有环形极向结构的凝胶（GO / PF 凝胶），根据凝胶的微观结构来揭示水热合成中的流体行为。该成果发表于Cell Press材料学旗舰期刊Matter上。研究人员发现，在水热条件下，GO纳米片在流体剪切力的作用下可以沿着流场的方向进行排列（图1）。此外，GO纳米片能够通过与酚醛树脂的原位交联固定形成具有环形结构的轴对称（类似于地球磁场分布结构）凝胶。研究人员可以通过对凝胶形貌和结构的直接观察分析，进而推测出水热合成中的流体行为。据此，研究人员开展了加热温度、溶液粘度和反应釜尺寸/形貌等多个因素进行了研究。
中国科学技术大学
2021-04-10
聚合物热电材料的研究
聚合物热电材料因其低毒性、质轻、柔性和可大面积加工等优势在可穿戴自供电器件方面具备很好的应用前景。 一个高性能的热电器件同时需要 p 型与 n 型两种材料。聚合物在掺杂之后的电导率 对 聚合物材料的热电性能起到了关键 的 决定 作用。 目前 ， P 型聚合物的电导率已经超过 1000 S cm -1 ，相比之下，仅有几例 n 型聚合物的电导率超过 1 S cm -1 。
北京大学
2021-04-11
热电材料研究成果
衡量热电材料能量转化效率的最重要的指标是其品质因子ZT(=S2σT/κ)， 而降低材料的热导率κ是一种确实有效的提高功率因子的手段。虽然材料所经历的退火过程可以通过影响材料的微观结构从而决定材料的热导率，但是这些唯象的分析并未得到热动力学的理论支撑因而仅仅浮于表象。 在这篇论文中，作者首先观测到一个非常有意思的现象：随着PbTe中CdTe成分的增加，其晶格热导率在快冷和慢冷的退火条件下表现出截然相反的趋势。为此，经过细致的透射电镜观测发现，在不同的退火条件下，其CdTe相析出物随着CdTe成分的增加呈现出迥异的微观形貌。为探究其原理，作者先是利用热动力学理论计算模拟析出相的成核和生长过程，得出CdTe作为第二相从母体PbTe中析出的分布函数，然后考察析出相的尺寸和数密度对声子散射的不同作用，最终结合Callaway模型做出了和实验数值符合非常好的模拟结果，从而为实验观测的晶格热导率提供了热动力学依据。该研究对热电材料中利用优化退火条件实现晶格热导率的调控提供了很好的理论指导和启发。
南方科技大学
2021-04-13
一种水性环氧树脂自修复防腐蚀涂层的制备及应用
本发明设计了一种水性环氧树脂自修复防腐蚀涂层，属于金属防腐涂层领域。其特征在于：采用层层组装的方法将聚电解质和缓蚀剂交替沉积在水性纳米二氧化硅材料表面，将层层包覆聚电解质和缓蚀剂的纳米二氧化硅材料离心、水洗、干燥，得到负载缓蚀剂的纳米二氧化硅材料，将负载缓蚀剂的纳米二氧化硅材料与水性环氧树脂、固化剂、分散剂按照一定比例混合搅拌，超声波分散，形成分散均匀的水性环氧树脂防腐涂层。采用本发明制得的水性环氧树脂涂层对碳钢具有良好的腐蚀防护性能，在涂层破损微区，负载缓蚀剂的纳米二氧化硅能够释放出缓蚀剂分子吸附在金属表面形成保护膜，起到一定的自修复作用。
青岛农业大学
2021-04-13
抗菌/促成骨医用钛合金植入器械的应用研究
临床骨修复涉及骨固定器械及骨填充材料。就骨固定器械而言，如何赋予 其表/界面介导组织自修复性能及抑制细菌感染，提高其长期使用寿命，是亟需 解决的核心关键问题。本成果利用酸蚀钛材，制备表面微米结构，进而利用溶 胶-凝胶法在其表面构建了含锌的纳米结构，获得了兼具抗菌/抑制破骨细胞生 理功能及促进骨快速愈合的性能。利用二氧化钛纳米管阵列加载硒，并以壳聚 糖封盖，实现兼具抗骨瘤及抗菌的效果，同时维持钛基材良好的生物相容性。 利用钛基材原位生成的TiO纳米管阵列加载天蚕肽，并以壳聚糖/天蚕肽偶联透 明质酸LBL多层结构封盖，实现由钛基材潜在细菌分泌透明质酸酶触发的自响应 短期及长效抑菌作用，为研发抗菌钛基植入体积累自主知识产权关键技术。市场及经济效益分析： 植入体术后细菌感染是导致植入失败的重要原因和临床应用面临的重要挑 战。据估计，全球骨科植入物相关感染的年发病率超过5%。感染导致的植入 失败，将给病患带来二次创伤、严重的精神压力和经济负担，甚至死亡。因此, 研发兼具促成骨和抗菌钛合金植入体（人工关节、接骨板、种植牙等），具有重 要的经济和社会意义。目前，我国高端医用钛合金人工关节等植入体严重依赖进 口（＞70%）,国内三甲医院几乎全依赖国外进口产品（＞95%）。 我国人口老龄化、交通事故和运动创伤等导致骨损伤剧增，骨创伤患者年 达300万人次，以平均每人次骨修复材料及器械消费5万计，该领域市场份额/ 需求约1500亿/年。进而，以骨修复植入体感染的年发病率5%计，我国促成骨/ 抗菌植入体的市场需求约75亿/年。 本成果研发的抗菌表面改性技术，能够方便、迅速、高效地在材料表面 构建抗菌功能界面，保护人们健康。相关抗菌技术也可拓展至骨科以外的植入 医疗器械（比如心血管、心脏起搏器等），这将极大地促进我国传统医疗器械产 品的技术进步和升级，提高企业经济效益，推动我国医疗器械产业整体水平。
重庆大学
2021-04-11