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颗粒材料理论的工程化运用
项目简介 颗粒材料广泛存在于自然界和人类生活和生产活动中。对其力学性质的研究不仅是当前力学学科的重要基础科学问题之一，也与诸多工程科学技术的发展密切相关，包括沙漠环境下的仿生机器人技术，冲击防护工程，地质灾害防护等。围绕我国探月工程重大项目需求，研究课题组近年来系统开展了与月壤采样密切相关的颗粒物质动态力学性质及其螺旋输动力学行为等方面的研究。研究成果不仅为我国航天工程实现提供了可靠的技术保障，而且在颗粒材料力学理论研究方面取得了一些重要基础性成果。刚性介入体压入过程中形成的颗粒材料固化区（粉红色三角形AOB）以及流化区（绿色部分）应用范围该项研究不仅在颗粒材料理论研究方面具有重要的理论价值，而且已应用到探月工程月壤采样钻采工艺规程设计当中。项目阶段课题组发表在NatureCommunications 上的研究工作证实了颗粒材料具有复杂流体的典型特征。通过准静态压入实验，定量表征了介入体在颗粒材料中的阻力- 深度特征曲线。并从理论上了证实：通过引入一个与颗粒材料内摩擦角相关联的比例系数，流体力学中的经典阿基米德定律能够用来描述颗粒流的准静态阻力。即介入体准静态运动时所受阻力正比于颗粒密度和排开的材料体积。修正后的阿基米德定律中的比例系数是颗粒材料内摩擦角的强非线性函数。该理论结果不仅能够被课题组自身的实验所证实，而且能够被已有文献的实验结果所验证。扩展的阿基米德定律中的比例系数知识产权已经获得相关专利授权。合作方式合作开发、技术转让、技术许可。
北京大学
2021-04-11
清洁制革关键技术的系列材料开发
成果描述：对于制革含铬或不含铬的固体废弃物，如废削匀革屑、修边固体。根据固体特征进行分别处理。 1）利用块状废弃固体制造再生革。 2）利用碎块废弃物制造蛋白复合物。市场前景分析：作为制革固体废弃物良好出路，以及低成本开发将有良好地市场前景。与同类成果相比的优势分析：1）再生革：无纺再生革。厚度1.2～2.0mm，感官与修面革相同，用于制备家具座椅套、箱包、鞋里 2）蛋白助剂：溶液或粉剂。皮革良好地蛋白填充材料。替代同类助剂。 国际领先。
四川大学
2021-04-11
耐高温超导热绝缘减震材料的研究
随着集成技术和微封装技术的发展，电子元器件和电子设备向小型化和微型化方向发展。电子设备所产生的热量迅速积累、增加。为保证电子元器件在使用环境温度下仍能高可靠性地正常工作。需要开发导热绝缘高分子复合材料替代传统高分子材料，作为热界面和封装材料，迅速将发热元件热量传递给散热设备，保障电子设备正常运行。高分子材料本身的热传导系数比较小，所以填充型高分子复合材料导热性能主要依赖于填充物的导热系数、填充物在基体中的分布以及与基体的相互作用。填料用量较小时，填料虽均匀分散于树脂中，但彼此间未能形成相互接触和相互作用，导热性提高不大；填料用量提高到某一临界值时，填料间形成接触和相互作用，体系内形成了类似网状或链状结构形态，即形成导热网链。当导热网链的取向与热流方向一致时，材料导热性能提高很快；体系中在热流方向上未形成导热网链时，会造成热流方向上热阻很大。项目采用导热填料添加的同时，以耐高温的硅橡胶或者氟橡胶为基体，硅橡胶是由环状有机硅氧烷开环聚合或以不同硅氧烷进行共聚而制得的弹性共聚物。在有机硅产品的结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物的特性与无机物的功能于一身。硅橡胶有耐热，耐寒，有很宽温度使用范围，高电绝缘性，良好耐候性，耐臭氧性，并且无味无毒等性能。其最显著的特点是其优异的耐热性，可在?O0℃左右的温度下长期使用，因此被广泛用作高温场合的弹性材料。具有耐高温性的硅橡胶在印刷业、电子、电器、汽车、航空航天等工业部门和高新技术领域的应用是其它材料所不能替代的。
华东理工大学
2021-04-11
基于MOFs材料的生物大分子封装
提出一种半胱氨酸增强的仿生封装策略，可快速、高效地将不同表面化学性质的蛋白质和酶封装在MOFs内。这种增强的封装策略灵感来源于生物体内金属巯基蛋白对金属离子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白质形成类似于金属巯基蛋白模型的自组装体可促进金属离子在蛋白质周围富集，加速MOFs的预先成核 。研究发现封装的蛋白质和酶可维持其自然构象，而MOFs保护层对酶的紧密结构限制作用可大大提高酶在极端环境下（e.g. 水解试剂、高温和化学溶剂等）的生物活性。最后，这种仿生的封装策略在生物储存、酶级联催化和生物传感等多方面的应用也得到验证。
中山大学
2021-04-13
一种内置电动推杆的材料架
一种内置电动推杆的材料架，本实用新型涉及金属板料收放设备技术领域；机架的上部固定有减速机，减速机的输入端与电动机的输出轴连接，电动机固定在减速机的上部，且与外部电源连接，减速机的输出轴连接有二号带轮，二号带轮通过传动带与一号带轮连接，一号带轮套接固定在空心主轴的中部外壁上，一号带轮左右两侧的空心主轴上套设固定有轴承，且轴承嵌设在轴承座中，轴承座固定在机架垂直杆的上部，空心主轴内设有电动推杆，电动推杆的底端固定于空心主轴端部，电动推杆底端的电动推杆底端块插设固定在滑环轴孔内。解决现有的材料架无法高效且
安徽建筑大学
2021-01-12
金属材料、设备的腐蚀与防护研究
腐蚀环境调查研究：腐蚀的水、大气、土壤等环境的成分、含量分析，腐蚀性评价等。金属材料的腐蚀与防护研究：金属材料的腐蚀调查、评估、解决，金属腐蚀问题机理研究，金属防腐蚀方案研究（阴极保护，缓蚀剂等）。例如：储罐的腐蚀防护、管道的腐蚀防护、道路的腐蚀性问题等。金属装置、设备的安全运行评估：金属装置、设备安全运行的评价方法、评价体系的建立，设备的安全性评价，设备的使用寿命评估等。主要的服务对象：石油：江苏油田、胜利油田、新疆油田石化：扬子石化、仪征化纤、梅山化工
南京工业大学
2021-04-13
高强轻质导电复合材料的研制
随着科学技术的进步，特别是电子工业、信息技术等的迅速发展，对于具有导电功能的高分子材料的需求愈来愈迫切。世界各国无论是学术界还是产业界都在积极地对这一新兴功能材料进行研究与开发。通过掺入导电填料使绝缘的高分子材料获得导电性是一种实用、简便而经济的制备复合材料的方法。早在20世纪60年代，国际上就已开始对复合导电高分子材料进行研究，并在70年代中期开始了工业化生产和应用，发展速度异常迅猛。
西安交通大学
2021-04-11
聚乳酸的增韧与阻燃改性材料
本成果针对目前聚乳酸（PLA）存在的易燃和脆性等问题，采用合成反应型阻燃扩链剂的方法制备具有永久阻燃性能的聚乳酸。通过引入少量的反应型无卤阻燃剂及复合纳米技术，得到阻燃效果优异的阻燃聚乳酸。本成果开发的阻燃聚乳酸，相比于市面上普通的添加型阻燃剂，表现出对基体力学性能的影响小，阻燃效率高等特点。并通过复合增韧技术，使阻燃型聚乳酸具有良好的韧性。阻燃性能指标可达到LOI大于30，UL-94 V-0级。本成果采用的新技术使得聚乳酸附加值高，性能优异，可适于电子电器类产品等领域。因此，这种来源于生物质具有可完全降解的阻燃型聚乳酸是新一代生物基环境友好型功能塑料。
主要技术、指标：
LOI > 30, UL-94 V-0; HRR < 250 kW/m2
拉伸强度>50MPa；断裂伸长率> 100%；
建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）：
10000吨/年规模投资1800万，厂房面积2000平方米。
四川大学
2023-05-15
功能微纳米材料的性能调控及应用
以功能微纳米材料性能的调控为核心，以应用需求为导向，设计并制备新型的功能微纳米材料。开发出量子点荧光微球制备新方法，建立了单波长荧光编码理论，实现了乙肝病毒、肿瘤标志物等的高通量多元检测；发现并制备出新型半金属及其化合物纳米材料，成功将其应用于癌症的成像和治疗；设计制备掺杂量子点及其纳米复合材料应用于白光LED，解决了荧光粉之间的重吸收和散射。
上海交通大学
2023-05-09
无机离子聚合与新型聚合材料的创制
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。这些成果突破了无机块体材料依赖高温烧结定形的传统途径，可以在常温条件下实现构建，为功能材料的制备提供革命性的科学新基础，特别适合在生物体内开展仿生合成。目前已经颠覆性地实现以下突破：
1）结合生物矿化实现人体牙釉质的再生（Sci Adv 2019），再生层与天然牙釉结构完全一致，拥有相同的生物力学特性。该工作打破了传统口腔医学中牙釉质不能再生的认知，引领新一代口腔材料从“填充型”转变为“再生型”。目前已进入转化研究阶段，样品能够高效地修复牙齿表面的微小缺损。
2）结合传统有机聚合发展出有机-无机共聚新技术，可以制备出有机-无机共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。与传统的有机无机复合材料不同，共聚型新材料能够在分子尺度上实现有机和无机相之间的相互融合，从而构建出结构完全均一、具有优异力学性能的轻质高强材料。特别是在传统高分子材料中引入无机离子键可以显著增强材料原有的力学性能，例如通过无机离子寡聚体可以大幅度改善传统塑料材料。
“无机离子聚合”可以构建出柔性无机离子材料，开发出矿物基塑料替代新材料，被称为“石头变塑料” （Adv Mater 2022）。矿物基塑料材料与传统塑料相比在保持制备可塑性和结构韧性的同时，具有高强、高硬和高热稳定性等新特征，而其矿物的本质特征还可以使材料能够融入到自然的矿物循环中，为解决塑料污染问题提供新策略，是一种环保型的新材料。
浙江大学
2022-07-22