|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
金钟团队在高倍率镁二次电池正极材料领域取得新进展
金属镁可以用于二次电池的负极材料，具有资源丰富、环境友好、理论体积容量高、镁沉积/溶解过程不易形成枝晶等优点，在大规模储能体系中具有很大的应用潜力。然而，由于二价镁离子的电荷半径比大、极化率高，导致其与常规储镁正极材料中的晶格阴离子之间发生强的静电相互作用，阻碍Mg2+离子在正极活性材料中的嵌入和扩散动力学，导致充放电速度缓慢。因此，镁二次电池非常欠缺高性能的正极材料，严重阻碍了该领域的研究发展与应用。 近日，南京大学化学化工学院、介观化学教育部重点实验室、江苏省先进有机材料重点实验室金钟教授带领的“清洁能源材料与器件机制”研究团队研发了基于一种特殊的置换反应机制、非化学计量比的立方相硒化铜，用于高倍率的镁二次电池正极材料。以该硒化铜为正极、金属镁为负极组装的镁电池能够在100 mA g-1下表现出222 mAh g-1的最大放电比容量，在1000 mA g-1大电流密度下放电比容量仍可达155 mAh g-1，此外，在1000 mA g-1大电流密度下，电池循环500次之后，容量保持率约为84.3%。 该团队通过简单的一步溶剂热法合成了一种高结晶度的非化学计量比的立方相Cu2-xSe纳米片（图1）。以Cu2-xSe为正极组装镁电池在100 mA g-1下循环25次后，放电比容量达到最大222 mAh g-1，在300、500和1000 mA g-1下，放电比容量分别可保持为182、166和155 mAh g-1，表现出优异的倍率性能（图2）。此外，该工作从正极和负极两方面对电池经历较长的活化过程给予了一定的解释（图2f）。具体而言，随着Mg2+的嵌入和脱出，Cu2-xSe电极材料的尺寸会逐渐减小，而适当减小活性材料的尺寸可以有效地缩短Mg2+的扩散路径，便于活性材料与电解液充分接触，从而使容量增加。对于Mg负极来说，电解液中具有腐蚀性的氯离子会腐蚀Mg负极表面的氧化物等钝化层，从而使Mg负极表面暴露出更多具有活性的金属镁表面，从而利于容量的提升和稳定。最后，通过非原位表征技术（包括XRD、XPS、TEM和EDX等）对不同充/放电状态的电极片进行详细表征，实验结果表明非计量比Cu2-xSe正极材料的储镁机制为一种特殊的镁/铜离子置换反应。该研究为基于可逆离子置换反应机制的新型高性能多价离子电池电极材料的设计提供了新的思路。
南京大学
2021-02-01
一种利用稀土永磁材料检测钢管管壁厚度及质量缺陷的检测装置
（1）能够实现在复杂的管道内的行走和检测，且对管道表面要求较低，能够实现自适应运动模式。 （2）能够适应一定尺寸范围内的管道测量，同时可以在恶劣的管道情况下进行绕管道一圈稳定行走。 （3）在一定情况下可以完成水下的检测作业。 （4）能够实现在线准确测量管壁厚度、裂缝深度及范围及其他管壁质量缺陷，可以实现离线保存功能。 （5）能够解决目前管道等特殊环境下普通测厚方法无法进行厚度测量及管壁质量预测的问题； （6）采用永磁技术，能够实现无源测量，可避免因为电源失电而导致测量失误的问题。
北京科技大学
2021-02-01
新型纳米材料干扰β-淀粉样蛋白寡聚体形成并促进小胶质细胞介导清除
南开大学刘阳研究员与天津医科大学康春生教授合作在国际知名学术期刊NanoLetters（DOI:10.1021/acs.nanolett.8b03644）上发表文章，提出了一种新型的纳米复合材料（NC-KLVFF），可有效清除Aβ毒性寡聚体，并减轻Aβ诱导的AD小鼠的神经毒性。该纳米复合材料为表面集成有Aβ捕捉肽（KLVFF）的小粒径纳米颗粒（图2b，14±4nm）。这种纳米复合材料将KLVFF通过原位聚合交联在血清蛋白质分子表面（图2a），与Aβ共培养可显著改变Aβ寡聚体的形貌，进而形成Aβ/NC-KLVFF纳米团簇而不是Aβ寡聚体。随着病理性Aβ寡聚体的减少，纳米复合材料减轻了Aβ诱导的神经元损伤，并恢复了脑内小胶质细胞吞噬Aβ的能力，最终保护了海马神经元免受凋亡。研究人员考察了NC-KLVFF在减轻神经毒性和促进小胶质细胞清除方面的作用。实验结果表明NC-KLVFF通过与Aβ作用形成纳米团簇体，显著减轻了Aβ对神经元细胞膜的黏附，进而减小了对神经元的损伤（图3a,b）。在小胶质细胞对Aβ的吞噬实验中，也观察到Aβ/NC-KLVFF纳米团簇体展现出更易被内在化的特点（图3c,e）。
南开大学
2021-04-10
在二维反铁材料MnPS3中磁振子输运的实验进展
量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展，观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料，利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件，器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子，右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中，实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出，随着注入端和探测端距离的增加，探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式，跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上，他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm，磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm（图C），这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础，也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图：二维反铁磁体系中磁振子输运研究。（A）二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。（B）自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系，与理论预言的e指数衰减吻合。（C）磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。
北京大学
2021-04-11
北京蓝晶微生物基于微生物的分子和材料创新平台
蓝晶微生物致力于打造基于微生物的分子和材料创新平台。团队由清华、北大青年科学家组成，顾问团队包括中科院院士，中科院微生物所工业微生物研究室主任等。致力于利用合成生物学技术，提供生物活性分子。业务包括合同付费业务（iGEM科学教育，Holog平台），大客户定制开发（PHA业务线等）及自产经营（CBD开发）。点击上方按钮联系科转云平台进行沟通对接！
清华大学
2021-04-10
一种铜基粉末冶金刹车片材料及其制备方法和应用
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。
东南大学
2021-04-11
规模化微纳纤维在口罩滤芯材料生产中的应用及产业化
N95口罩的关键技术在于其致密、能有效隔离病毒的滤芯层，一般的N95口罩是5层滤芯层、普通口罩可能只有两层。南京工业大学陈苏教授课题组的新技术让N95口罩生产提质增效，做滤芯的新材料只需3层就可以生产N95了。他们的新技术全称叫“熔喷无纺布材料和微流体气喷纺丝技术”。“我们团队前期一直致力于新型纺丝技术和无纺布材料的开发，研究出了微流体气喷纺丝技术，可以实现超细纤维的制备，平均直径65纳米，是目前纺丝技术中生产纤维最细的，过滤隔离病毒的效果也就更好。”陈苏介绍，传统的纺丝技术生产出的纤维，一般直径在几百纳米，而气喷纺丝技术所制备的纤维直径仅几十纳米，可以更好地隔离病毒，将气喷纺丝的纤维膜负载在传统的无纺布上，就实现了更优效果的N95口罩滤芯层的制备。“也就是说，N95一般是5层滤芯层，普通口罩可能只有两层，那么，用我们的材料（做成滤芯层）只要3层就相当于N95了。”陈苏团队近年来一直致力于微流体纺丝和微流体气喷纺丝工作的研究，前期通过纺丝参数的优化、纺丝体系的探索制备了一系列功能纤维材料，其成果日前在国际材料重要期刊《Advanced Materials》（先进材料）上发表。基于前期的研究基础，陈苏教授掌握了纺丝关键技术、纺丝设备开发技术和功能纤维原理，为其产业化奠定了基础。点击查看原文
南京工业大学
2021-04-10
利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分离微丝菌的方法
本发明提供一种利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分离微丝菌的方法，该方法的步骤是将污水处理厂曝气池中已发生以微丝菌为优势菌的膨胀污泥混合液滴加在具有凹槽结构的聚二甲基硅氧烷疏水材料板上，冷藏放置保存后，采用氯化钠溶液对聚二甲基硅氧烷疏水材料板进行冲洗，利用相似相容原理实现微丝菌从活性污泥混合液中的分离。本发明的效果是该方法操作简单易行，可快速地实现微丝菌从活性污泥混合液中的分离，克服了微丝菌从活性污泥系统中分离困难的问题，可将分离有微丝菌的聚二甲基硅氧烷疏水板上置于培养基中，进行微丝菌的纯培养，与传统的稀释平板法和涂布平板法等微丝菌纯培养方法相比，加快了微丝菌菌种的筛选，可将微丝菌的纯培养周期缩短3～6周。
天津城建大学
2021-04-11
一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料
本发明公开了一种生土建筑墙体表面高疏水性渗透型防水材料及其制备方法，本发明材料的组分和质量分数为硅酸盐水泥2-8％，铝酸盐水泥2-8%，石灰2-15%，丙烯酸2-9％，聚丙烯酰胺5-20％，硅氧烷渗透剂3-15%，乳化剂0.5-3%，余量为水；以水将丙烯酸配制成浓度为为2～9%的丙烯酸水溶液后，向丙烯酸水溶液中依次加入聚丙烯酰胺、乳化剂，在添加的同时混合搅拌均匀；之后加入硅氧烷渗透剂，充分搅拌，得均匀稳定乳液；向均匀稳定乳液中加入硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石灰，充分搅拌至呈稳定浆状产物，即得本发明材料；本发明防水材料对生土基体具有高渗透性，且具有突出的防水、抗裂性能；提高了生土墙体的抗水性和耐候性；本材料无毒无污染，制备及施工方法简单，值得推广使用。
天津城建大学
2021-04-11
减噪保温墙体材料及其制备方法和减噪保温砌块及其制作方法
其他成果/n建筑材料技术领域，具体涉及一种减噪保温墙体材料及其制备方法和减噪保温砌块及其制作方法。该方法包括步骤：1）准备原料；2）将骨料、氧化石墨烯、水泥和硅灰混合，得到混合物A；3）向混合物A中依次加入减水剂、粘结剂、激发剂和水泥质量30～40%的水，搅拌混合，得混合浆料B；4）将作物秸秆制作成秸秆框架；5）将混合浆料B倒入模具中进行浇筑，并在浇筑过程中将步骤4）得到的秸秆框架放入到模具中，脱模后经过养护，即得。本发明主要原料为建筑垃圾，解决了建筑垃圾处置问题和废物资源化利用。秸秆与骨料间的空隙结构增长了声波传递的距离并多次折射，削弱了=声波的能量，具有良好的减噪作用。
武汉轻工大学
2021-04-11