项目成果/简介:2019年上海市技术发明特等奖燃料电池“高功率密度、大功率输出、长寿命运行、低成本制造”是长期制约燃料电池汽车规模化推广的国际难题，变革燃料电池核心部件，采用金属双极板替代现有石墨双极板，是破解难题的有效途径。上海交通大学来新民教授团队历经十余年研发，与上汽集团、新源动力、上海治臻等企业开展产学研合作，发明了薄型金属双极板设计与制造新方法、新工艺和新装备。主要发明如下：1、提出了“岛群-流道”复合的大规模并联流场均匀分流原理，解决了现有叉分流道分流的过约束问题，创建了错层密封的冲压单极板背对背焊合方法，发明了薄型金属双极板“两板三场”新构型。2、揭示了大面积超薄板细密流道的成形回弹及焊接变形规律，建立了细密流场成形及焊接的残余应力分析模型，发明了极板多步成形误差补偿与激光焊接变形抑制技术。3、提出了“非晶碳耐蚀-石墨微晶导电”的涂层性能综合原理，探明了石墨微晶纵向生长机制；提出了非晶碳沉积过程伴生石墨微晶生长的控制方法，发明了非晶-微晶复合涂层及其磁控溅射制备技术。4、发明了耐蚀导电复合涂层的多腔连续磁控溅射等工艺装备，研制了融合多步成形-多工位焊接-多腔溅射的金属双极板生产装备系统，创建了我国首条金属双极板批量化生产线。本项目获授权中国发明专利37项，申请PCT专利5项，牵头和参与制订国家标准13项，发表SCI论文91篇(全球双极板主题论文数第一)。开发的金属极板在国内率先通过5000小时车载工况寿命考核，在国内金属极板市场上占主导地位；成果应用于我国首辆金属极板燃料电池轿车与客车、首个上汽P390型115kW车用全功率电堆开发，为上汽、东风、长城等国内金属极板燃料电池汽车开发提供了自主可控的核心技术。金属双极板金属双极板连续冲压成形 金属双极板多工位连续激光焊接金属双极板多腔连续磁控溅射工艺装备金属双极板生产知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目等

针对射频天线挤出外罩类材料因户外使用易产生紫外光降解和介电损耗大的难题，以成本低廉的聚氯乙烯树脂为基体材料，通过复配耐热改性树脂、增韧剂、加工助剂、紫外光屏蔽剂等功能助剂，开发具有自主知识产权环境友好型射频天线基站用耐高温、耐候性改性聚氯乙烯天线罩。

“一次性防飞溅隔离巾”由上海交通大学医学院附属第九人民医院发明，该隔离巾由防护材料和透明材料等组合而成，预设有两对袖套式操作口，既能保证良好的视野，又提供了一定的操作自由度，方便医护人员实施临床治疗，可显著降低手术和操作过程中的感染暴露风险，以满足医护人员的安全防护要求。在临床资源有限的情况下，比如目前与新冠肺炎的战斗中，可以有效地为医护人员提供额外的安全防护，提高手术和操作的可行性，大大减少院感风险。一次性防飞溅隔离巾样品医务人员研究改进一次性防飞溅隔离巾 上海交通大学医学院附属第九人民医院组织耳鼻咽喉头颈外科王珮华主任医师、汪照炎主任医师和急诊科徐兵主任医师等相关学科的专家对该项目进行专业分析和可行性评估，并进行细节改进，立项“手术防飞溅隔离操作系列装置”创新项目。九院成果转化办公室成立应急小组，分别从原型设计、专利布局、专利申请、产品合规、产业对接等方面制定系统推进方案，各项细节同步实施。2月21日该系列装置完成四项发明和实用新型专利的申请，技术市场迅速形成推文，并于当天将九院抗疫发明的企业对接需求发布出去。在临床医疗救治中，有部分操作会有血液、痰液导致的气溶胶污染，容易导致医护人员发生暴露性感染风险，比如气管切开、肺结核患者的胸部手术、呼吸管口换管、吸痰等。即使有帽子、口罩、防护镜等个人安全防护配备，也很难防止气溶胶短时间在局部气流中的传播。在2003年的SARS和本次新冠肺炎的诊治过程中，有很多医护人员的感染就是因为直接面对飞溅液体和气溶胶。该系列装置适用于基层医院或紧急场景、生物安全防护条件不足的情况下医务人员实施紧急操作。

生物降解材料是生物材料中发展非常迅速的一类材料，广泛用于药物控制释放、基因传送、组织工程等领域。用这类高分子材料作为组织引（诱）导再生膜，在完成了它们的功能之后可以自行降解。1） 可降解皮肤引（诱）导隔离膜 特点：多孔梯度膜结构，使病损皮肤与空气隔离，预防感染，同时引导皮肤组织再生，生长因子或生物活性物质的添加则可实现组织的诱导再生。2） 可降解骨组织引

项目研究的背景及用途:采用湿法凝固涂层技术开发一种高阻隔可透湿医用隔离防护材料。该涂层材料具有透气(包括水蒸气)防水、防紫外线、耐化学药品侵蚀，可完全阻隔空气、水等介质中的自然微生物、粉末状生物粒子(枯草杆菌芽孢)、液体中 SARS 病毒(80～120 nm)和脊髓灰质炎病毒(27 nm)等，涂层材料的最小孔径可根据涂层剂配方和加工条件控制在 1 nm 左右，可广泛应用于医疗卫生行业的阻隔防护服装面料、隔离封闭空间材料、高级篷盖布、帐篷和遮阳篷等。涂层剂的主体成分是一种介于一般橡胶与塑料之间的高分子，此外还添加性质稳定对人体无毒的有机氟拒水剂、紫外线吸收剂、阻燃剂和光催化杀菌灭毒剂，具有塑料的高强度，又具有橡胶的高弹性，且伸长率大，硬度范围宽。具有优异的耐油、耐低温、耐臭氧、耐辐射和绝热、吸振的特性。其负重性、电性能、耐霉菌、耐酸雾和耐某些化学介质的性能也相当优越，耐磨性更为突出。通过对目前医疗卫生行业高阻隔可透湿医用隔离防护材料的综合考察并结合工农业、运输业、仓储业、物流业、潜水以及功能服装行业的实际需要，研究开发出一种具有能高效阻隔空气、水等介质中的自然微生物、粉末状生物粒子(枯草杆菌芽孢)、液体中 SARS 病毒(80～120 nm)和脊髓灰质炎病毒(27 nm)、耐酸碱、耐老化、耐紫外线和防水透湿的多功能材料。该多功能涂层材料具有以下特点: (1)耐水压 5 m 以上; (2)有效阻隔空气、水等介质中的自然微生物、粉末状生物粒子(枯草杆菌芽孢)、液体中 SARS 病毒和脊髓灰质炎病毒; (3)高的透湿量和透气性; (4)优良的抗紫外线和耐候性能; (5)抗静电; (6)耐酸碱，耐化学药品侵蚀; (7)手感柔软，耐低温; (8)优良的机械性能。 技术原理及流程: (1)涂层剂配制 本专利使用 FR902 作为涂层剂的主要成分，溶剂选择 FR903。用 FR904、FR905 对涂层剂溶液进行改性，并按比例加入紫外线吸收剂、阻燃剂及光催化杀菌灭毒剂。 (2)阻隔防护材料加工 涂层方法选择凝固涂层法，所使用的设备为湿法凝固涂层机，据了解天津纺织集团有一台从英国进口的设备，另外南方江浙一带纺织品后整理企业有这样的设备。 成果水平及主要技术指标：国际先进，已获一项发明专利。 市场分析及效益预测：利用这种多功能滤材可以生产高级医用防护服，避免了目前医用防护服层数多、透气性差、液体容易穿透、透湿性差的缺点;利用这种材料还可以制作移动隔离舱的隔离层、疫区帐篷等。通过变换支撑面料还可以加工成可密封篷盖布，保证跨疫区运输物品的卫生安全。 

博志金钻技术团队在磁控溅射领域深耕二十余年，目前已经实现氧化铝、氮化铝、氮化硅、单晶金刚石、单晶碳化硅覆铜板的量产，三英寸陶瓷覆铜板月产能10万片，包括各类种子层方案，铜层厚度0.5-100um，表面无毛刺、划痕、色差等异样，350度加热平台烘烤5分钟不起泡。 一、项目进展 已注册公司运营 二、企业信息 企业名称 苏州博志金钻科技有限责任公司 企业法人 潘远志 注册时间 2022/3/31 注册所在省市 江苏省 苏州市 组织机构代码 91610131MA712U7Q06 经营范围 一般项目：技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广；金属表面处理及热处理加工；新材料技术研发；新材料技术推广服务；电子元器件制造；集成电路制造；信息安全设备制造；通信设备制造；光通信设备制造；雷达及配套设备制造；光电子器件制造；真空镀膜加工；表面功能材料销售；金属基复合材料和陶瓷基复合材料销售；合成材料销售；有色金属合金销售；半导体器件专用设备制造；新型陶瓷材料销售；电子元器件零售；电子元器件批发；泵及真空设备制造；泵及真空设备销售；通用设备制造（不含特种设备制造）；玻璃、陶瓷和搪瓷制品生产专用设备制造；电子专用材料研发；电子专用材料制造；特种陶瓷制品销售；半导体器件专用设备销售；集成电路设计；机械设备租赁；租赁服务（不含许可类租赁服务）（除依法须经批准的项目外，凭营业执照依法自主开展经营活动） 企业地址 江苏省 苏州高新区长亭路8号大新科技园3幢二楼 获投资情况 2021/07/01苏州汇伯壹号创业投资合伙企业（有限合伙）天使轮1000万元 2022/03/22苏州融享进取创业投资合伙企业（有限合伙）preA轮2500万元 三、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 潘远志 邓敏航 杨添皓 电子与信息学部/自动化 2020/2024 陶佳怡 管理学院/大数据管理 2020/2024 林子涵 电气工程学院/电气工程及其自动化 2020/2024 袁子涵 电气工程学院/电气工程及其自动化 2020/2024 牟国瑜 电气工程学院/电气工程及其自动化 2020/2024 杨志鹏 能源与动力工程学院/强基（核工程与核技术） 2020/2024 田继森 航天航空学院/工程力学 2020/2024 孙浩然 机械工程学院/机械工程 2020/2024 郑力恺 电气工程学院/电气工程及其自动化 2019/2023 王羿淮 管理学院/工商管理 2019/2025 李青卓 材料科学与工程学院/材料科学与工程 2018/2023 四、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 宋忠孝 材料学院/材料系 教授、博士生导师 核电领域；电化学、催化、电池领域；器件、封装领域：高温抗氧化烧蚀、高压抗电弧烧蚀领域；轻量化领域硬质涂层领域 王小华 电气学院/电机电器及其控制 教授/博导，国家级人才计划入选者（特聘教授），国家级青年人才计划入选者（青年学者），教育部新世纪优秀人才，陕西省青年科技标兵。西安交通大学未来技术学院/现代产业学院副院长、实践教学中心（工程坊）副主任、教务处副处长、创新创业学院副院长，CIGRE开关设备状态评估工作组成员，中国电工技术学会电器智能化系统及应用专委会委员 开关设备设计、状态监测与寿命评估 田高良 管理学院/会计与财务 教授、博士生导师 财务预警；内部控制与风险管理；资产评估；信用管理等 五、项目简介 苏州博志金钻科技有限责任公司是一家专门从事高功率半导体封装材料研发生产的公司。以先进的陶瓷表面金属化技术为核心形成了包括（1）粉体表面改性；（2）热压烧结；（3）研磨、抛光；（4）陶瓷金属化；（5）增厚、刻蚀；（6）预制金锡焊料；（7）激光切割等环节的完整高端热沉材料生产体系。公司拥有完整的热沉材料生产体系，致力于成为“国产化功率半导体器件热沉材料领跑者”，为我国半导体产业发展添砖加瓦。 博志金钻技术团队在磁控溅射领域深耕二十余年，目前已经实现氧化铝、氮化铝、氮化硅、单晶金刚石、单晶碳化硅覆铜板的量产，三英寸陶瓷覆铜板月产能10万片，包括各类种子层方案，铜层厚度0.5-100um，表面无毛刺、划痕、色差等异样，350度加热平台烘烤5分钟不起泡。博志金钻目前苏州主体工厂面积超过5000平米，含万级洁净间。拥有20余台研磨抛光设备、10余台烧结炉、4条卧式连续镀膜设备、5台立式镀膜设备，以及超声清洗、喷淋甩干等完善的配套设备。博志金钻的工艺流程包括粉体表面改性、热压烧结、研磨/抛光、陶瓷金属化、增厚/刻蚀、预制金锡焊料、激光切割，博志金钻已经建立了完善的产品生产管理及质量监控体系来进行管控，完成了包括ISO9001、14001等认证，并不断完善产品检测设备及手段，确保产品质量稳定。 公司积极进行产品迭代和技术储备，在高功率半导体封装材料研发生产领域有着二十余年研发经验。中国科学院院士孙军教授和国家万人计划领军人才宋忠孝教授作为本公司首席科学家领衔公司技术研发，进行陶瓷金属化和半导体封装基板领域关键技术的探索。潘远志带领公司与西安交通大学表面工程国际研发中心、金属材料强度国家重点实验室合作进行前沿技术开发，团队与苏州市产业技术研究院、高新区共同设立苏州思萃材料表面应用技术研究所，是公司的技术支持和组织依托。目前公司已完成天使轮、preA轮数千万融资交割，公司投后估值逾2亿元。

随着现代无线通信技术的快速发展，许多应用场合要求天线的辐射方向图具有低副瓣的特性，为了能够更好的满足系统设计要求，往往需要把若干个天线按照某种方式排列构成阵列天线。排列方式可分别均匀和不均匀排列，其中等距阵列天线可以精确地控制各个阵元的激励，以产生低副瓣的辐射方向图，但是往往需要复杂的馈电网络，不仅提高了系统的辐射损耗，而且增加了天线系统的设计和制造难度。相比之下，不等距阵列天线具有独特的优势，如减少系统所需的阵元数量、避免辐射方向图出现栅瓣、实现低副瓣的辐射方向图和具有简单的馈电网络等等。然而，涉及阵元分布位置的辐射方向图综合问题是非线性的，使得不等距阵列天线的方向图综合比均匀阵列天线困难和复杂。团队围绕大型阵列天线设计、方向图优化特别是在布阵方面的应用已进行了系列化的研究领域，近年来完成了多个省级科技项目，重点研究涵盖了不等距阵列天线、泰勒-指数等多种复合函数模型和模组化激励幅度及其对阵列特性和方向图的多控优化技术等。发表相关的IEEE、EI检索论文10多篇，在新型阵列天线的结构设计、方向图优化等方面取得了系列成果。 从投资的角度，阵列天线批量研制工艺要求虽相对较复杂，但采用常规具有一定精度的机械加工设备或者高稳定度的PCB制版设备，就可以完成具有一定集成度的阵列结构，设备寿命较长，在高科技设计技术的保障下操作调控也很方便。扣除产品的后期包装和推广成本，利润极高，需求量大，保守估计各种类别的阵列天线年产值都会在数千万以上，属于低投入高回报的产业，核心点在于材料结构及天线设计。 项目投资额视合作关系而定，一般前期投入每个特需专项前期150~200万人民币，后期追加及提成  (不包括厂房等投入)。

传统的光学天线通常要求光学天线中的透镜系统具有大口径，大口径的光学透镜制造难度高，配合较高的相对安装精度，引起成本的大幅增加，且大尺寸的光学透镜一般比较笨重，更给装调对准等安装工作带来了难度，也带来一系列的技术难题，大大影响了光学天线的效果，限制了空间光通信技术的发展。 本发明旨在克服现有技术中的问题，提供一种制作简单、可以集成到其他系统中、兼具探测功能的全息天线。本发明的全息天线利用基于同一基底的一系列光栅实现光收集/发送、分光/合光，以及光电转换的功能，不依赖透镜系统，可以同时满足超薄尺寸和大孔径的要求，且不带来制作难度和成本的增加,也利于安装定位。

（一）项目背景 本项目源自无线通信系统中多波束天线设计实际技术需求。多波束系统具有高角度选择性，可以实现频率复用，即同一个频段在不同空间内得到重复利用，能够大幅度提高信道容量。传统相控阵天线系统中的移相器、衰减器成本高昂，能效较低，难以民用。常用替代方案有无源矩阵网络阵列天线和抛物面天线系统。但阵列天线的馈电网络随着天线数量的增加会更加复杂，并带来严重的损耗问题；而抛物面天线系统虽然性能优良，但其体积相对较大、笨重，不利于集成。因此，提高多波束天线系统的效率、简化结构、降低成本是迫切需要解决的关键科技问题。 （二）项目简介 本项目提供一种用于无线通信系统中的多波束低造价超表面天线。当每个波束独立工作时，通过切换波束实质上实现了波束扫描。雷达、卫星通信、新一代移动通信都需要波束扫描或多波束天线提高通信容量和覆盖灵活性。超表面具有调控电磁波的极化、传播和空间分布的能力，将电磁超表面与天线设计相结合，有效避免了复杂网络设计、成本较低、设计灵活。研究基于电磁超表面的高效率、低成本的多波束天线是解决上述问题的一个重要设计方向。 （三）关键技术 该项目利用超表面的灵活相位调控，实现多个波束的产生，涉及到的关键技术包括多波束天线以及涡旋波生成技术。 1.多波束技术。多波束天线具有高增益、低副瓣以及可在较宽范围内波束扫描等优点，广泛应用于雷达系统、卫星通信以及 5G 通信等技术领域，在满足辐射性能要求的同时还要考虑成本、可靠性、体积等因素。其中，多波束抛物面天线、多波束相控阵天线、多波束透镜天线等应用最为广泛。抛物面天线增益高、结构简单，但往往体积笨重、波束一致性差、覆盖范围窄，波束扫描速度较慢；相控阵天线采用电子扫描的工作方式，具有较高的扫描精度和较快的扫描速度，然而大规模的有源相控阵制造成本高，难以大量应用；多波束透镜天线具有频带宽、波束覆盖范围广、结构简单、成本低等优点，基于电磁超表面的透射阵易于加工、剖面低，具有较为广泛的应用。利用电磁超表面可以实现对电磁波波前相位的灵活调控，高增益多波束透射阵天线由 90°极化旋转超表面单元组成，该超表面单元可以同时完成极化旋转和相位补偿。将 5 个线极化平面馈源以空间馈电形式安装，5 个平面馈源分别独立馈电可以形成 5 个不同指向的波束，从而完成波束扫描。该天线剖面较低，采用空馈技术使得馈电网络简单，整个天线质量轻，便于安装，是无线通信系统中天线端可取的方案。 2.涡旋波生成技术。在微波射频波段产生涡旋电磁波，常用方法通常为螺旋相位板、反射面和环形阵列天线，螺旋相位板成本高、体积大，产生涡旋波效率低，不利于远距离传输；反射面容易设计、效率高，但加工较为困难且体积较大，限制了应用范围；环形阵列天线可以调节阵元间相位差以产生精确的涡旋电磁波，是较为方便有效的方法之一，加工容易，成本较低，但馈电网络设计较为复杂，不利于大规模推广。 基于人工电磁表面的天线技术近年来发展迅速，超表面是由亚波长单元在特定平面或曲面通过周期排列构成，其厚度小于工作波长。超表面与传统材料相比，其功能上的优势体现为可以对照射到其表面的电磁波传播特性和反射特性进行灵活调控，即对透射波和反射波的幅度分布、相位分布、极化状态的灵活控制，使波束在电磁表面上形成 exp(-jlφ)的相位分布，就可产生 OAM 涡旋电磁波束。由于每个电磁表面单元的相位都具有独立调整的能力，因此设计自由度大，能产生模态纯净的 OAM 涡旋电磁波束，同时超表面天线的剖面通常很低，占用空间小，平面印刷结构也大幅降低结构设计的复杂性，同时由于不需要馈电网络，也不存在馈电损耗，容易实现较高的口径利用效率。

1、【接收天线】无源；可测－75dBm或5pC的放电信号；频率范围：0.3-1.8GHz输出接口：50欧或75欧同轴电缆驻波比：小于3 2、【放大器】输入接口：50欧或75欧同轴电缆，来自接收天线放大倍数：40dB滤波输出：1kHz - 100MHz带通噪声系数NF：小于3db