本研究以多元低维碳材料为发热主体，构建由不同形态的碳材料之间协同作用，搭建三维立体载流子传输通道的水性电热油墨体系。通过理论分析与实验数据相结合的方式，揭示导电填料的微观形貌、粒径、导电性以及流变性与油墨电热性能的关联关系。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 创新性： 本研究以多元低维碳材料为发热主体，构建由不同形态的碳材料之间协同作用，搭建三维立体载流子传输通道的水性电热油墨体系。通过理论分析与实验数据相结合的方式，揭示导电填料的微观形貌、粒径、导电性以及流变性与油墨电热性能的关联关系。根据发热器件的实际使用需求，指导油墨配方的调整，明确提高电热转化效率的关键因素，并以此为指导得到高电热转化效率、低成本、低功耗、可大规模生产制备的碳系水性电热油墨。 先进性： 进入二十一世纪以来，国内外许多公司和科研机构都致力于研发低成本高电热效率的电热膜，快速的加热性能和低驱动电压是其核心目标；大规模低成本的制备工艺、均匀的加热分布、电热膜的耐用性及其规模化生产仍然是一个挑战；良好的柔韧性以及动态稳定性是实现其大范围应用的关键；环保无毒害是未来发展的必然趋势。针对上述问题，本项目构建了一种多元碳体系水性电热油墨。该油墨以水为溶剂，炭黑、纳米级石墨片、少层石墨烯和碳纳米管等碳系材料作为导电发热填料，水性树脂作为连接料，利用不同形态碳材料之间的桥接效应和协同作用，降低电热油墨的渗流阈值并提升电加热性能。该电热油墨具备低功耗、低成本、低单位面积使用量的特性。研究了碳材料本身的结构和性能、不同配合体系油墨的导电、导热机理，优化制备方法，形成高电热转化效率、适用于各种复杂场景使用的多元碳体系电热油墨，具有较高理论和实践意义。 独占性 针对目前市场上的碳体系电热油墨工作电压高（220 V）、实际电热转化率低、功耗大、发热性能难以满足复杂多变的应用场景、难以规模化生产等问题。本项目拟以低成本、大规模制备、高电热转化效率、绿色环保为目标，构建多元碳体系电热油墨。利用机器学习方法揭示额定条件下油墨的电热转化效率与体系中碳材料的形貌结构、碳材料与连接剂和分散剂等的配比以及制备工艺之间的关联性；探讨界面处发生的各种热力学和动力学问题；研究多元碳材料之间的协同作用。构建了在24 V~220 V条件下均可使用且能量内耗低、电热转化效率大于90 %、油墨用量少的环保性碳系水性电热油墨。并实现丝网、凹版一次印刷即可满足24 V工作电压的使用需求，提高了生产效率，拓宽了应用范围和领域。

产品详细介绍  红外碳硫分析仪 1HW型 红外碳硫分析仪 是冶金与机械行业重要的分析仪器之一，可对钢、铁、合金、碳化合物、矿石、水泥、陶瓷、玻璃等固体材料中的碳和硫进行分析。我公司生产的1HW型红外碳硫分析仪是集光、机、电、计算机、分析技术等于一体的高新技术产品，具有测量范围宽、分析结果准确可靠等特点，屏幕显示的图、文及数据的采集、处理等都达到了目前国内先进水平，是诸多行业测定碳、硫两元素理想的分析设备。 红外碳硫分析仪  主要技术参数: 1、 测量范围：   碳：0.0001%-6.0000%(可扩至99.999%) 硫：0.0001%-0.3500%(可扩至99.999%) 2、 准确度及精密度： 准确度：  碳符合ISO9556-94标准 硫符合ISO4935-94标准 精密度：  符合国家计量检定规程JJG395-97标准 3、 分析时间：25-60秒可调，一般在35秒左右 4、 最小读数：0.00001% 5、 电子天平：称量范围：210g 读数精度：0.001g（可选配精度为0.0001g的电子天平） 红外碳硫分析仪  的结构： 本仪器共分五个部分：红外检测部分、高频感应加热部分、电脑、打印机、电子天平等，红外检测装置中有模块电源、电源插座、保险丝和主机板。另有双层屏蔽气体分析室，室内有碳测试室和硫测试室。 红外碳硫分析仪 红外检测原理 CO2、SO2等气体分子在红外光波段，具有选择性吸收谱图，当此特定波长的红外光通过CO2或SO2气体后，能产生强烈的光吸收，由于探测器是将光信号转换为电信号，当探测器工作在线性区域内，  当选定某一特定波长并且确定了分析池（吸收池）长度时，由测量光强能换算出混合气体中被测气体的浓度，这就是红外吸收法能定量测量气体浓度的基本原理。本仪器选定的测量波长：CO2为4.26um，SO2为7.4um。 更多有关红外碳硫仪资料信息可参考这个网站：http://www.nsfcn.com

产品详细介绍  红外碳硫仪主要特点： 1.      品牌电脑，进口品牌电子天平等均保证了操作的稳定性和数据的可靠性。 2.      不需动力气体，化学试剂，只需使用氧气。 3.      全中文菜单操作，测试软件功能齐全，对任何操作人员均不存在障碍。 4.      拥有自我诊断和保护功能，出现错误自动报警，并可进行远程诊断。 5.      大功率高频电路设计，采用高频功率管，减轻高频燃烧系统的负载，提高使用寿命；可根据客户需求，任意设置碳吸收池、硫池吸收数量，保证了高碳、低碳、高硫、低硫测定的精密度和准确度。 红外碳硫仪主要技术参数： 1.      测量范围: 碳：0.00001%～99.9999% 硫：0.00001%～99.9999% 2.      测量时间：25～60秒可调 （一般在35秒） 3.      测量精度：符合国家计量检定规程JJG395-97标准 4.      测量准确度：碳：符合ISO9556～94标准 硫：符合ISO4935～94

产品详细介绍 全不锈钢真空碳管炉  产品编号：898435416  ◎产品说明  设备特点：  本电炉为周期作业式，广泛用于功能陶瓷、光学材料、碳复合材料、硬质合金、粉末治金等高温下进行上海烧结处理，也可在充气保护下成型烧结。  技术参数：  1、型号：ZT-20-22   2、 额定功率：20KW   3、 额定温度：2200℃  4、仪表控温精度：正负1℃   5、控温方式：钨铼热电偶+红外衣  6、工作区尺寸：直径80x100mm   7、冷态极限真空度：5x10-3 Pa   8、压升率：2Pa/h   9、电源电压：380V 50Hz 单相  10、充气压力：<0.03Mpa（可充氮气、氩气）   11、发热元件：石墨管（高纯石墨）  结构组成与说明  1、炉体：采用双层水夹层结构，"内层为不锈钢（1Gr18N9Ti）抛光。上、下法兰组焊筒形结构，法兰平面开设封闭槽。采用“0”圈真空密封，并设有水冷装置（防止因温度过高“0”圈老化）。开设有抽气、热电偶、红外仪等。  2、炉盖：采用双层水夹层封头结构，设有观察窗，屏蔽锁紧、开启装置，并通水冷。  3、炉底：采用双层水夹层封头结构，设有电极引出装置，支撑平台等，并设有水冷装置。  4、炉架：山型钢及钢板组焊成箱式结构，炉体安装放在箱体内，美观大方。  5、真空系统：又一台K-100扩散泵配冷阱，一台2XZ-8D直联泵、手动高真空蝶阀、真空压力表（Pa）、充气阀、放气阀和真空管路等组成，扩散泵采用金属波纹软管快速接头联接（减缓震动），真空度的测量采用数显复合真空计。  6、控制系统PLC控制：控制系统是由我公司自行开发人机对话操软件，画面显示友好，操作简单，要以炉内工况进行实时监测，软件彩色模拟屏显示，加热升温显示及真空阀门的控制都集成到电脑上操作，现场也可以手动操作，需要电脑操作时，直联由232接口连接到笔记本电脑上启动软件，可检测到各种状态，也可通过485通讯连接到办公室操作，本设备可采纳温度、真空度曲线和烧结时间，方便用户根据历史曲线分析烧结工艺。控温方式为1300℃以下热电偶升温。1000℃-2200℃红外仪表自动控制。压力控制可采用手动及自动方式。控制系统上设有过流、超温及断水等分类报警功能。  7、气路系统：整个系统中设有1个j进气口、1个放气口、可冲气氛。  8、电气控制：采用各种管道阀等相关装置组成，具有断水声光报警自动切断电源能。 

北京大学量子材料中心王健研究组在硅衬底上外延生长了高质量超薄晶态铅膜，与北京大学谢心澄院士、林熙研究员和北京师范大学刘海文研究员合作在极低温下观测到反常量子格里菲斯奇异性，并给出理论解释。这一发现揭示了超导涨落与自旋轨道耦合效应对于量子相变的重要影响，揭示出量子格里菲斯奇异性在二维超导金属相变中的普适性。 超导-绝缘体与超导-金属相变是量子相变的经典范例，已有三十余年的研究历史。所谓量子相变，是指在绝对零度下系统处于量子基态时随着参数变化而发生的相变。近年来，随着薄膜和器件制备工艺的提高，二维晶态超导体系逐渐成为了研究量子相变的理想平台，得到了国际学术界的广泛关注。王健研究组与谢心澄院士、马旭村研究员、林熙研究员、薛其坤院士等合作者在前期二维超导的相关研究中发现了超导-金属相变中的量子格里菲斯奇异性 (Science 350, 542 (2015)), 并被同期perspective评论文章Science 350, 509 (2015)专题报道。随后被液态栅极技术发明人东京大学Iwasa教授的综述文章Nature Reviews Materials 2, 16094 (2016)誉为二维晶态超导中三个最重要的主题之一。量子格里菲斯奇异性的研究表明，无序可以定性地改变量子相变的临界行为，其主要特征是趋于量子临界点时，二维超导体系的动力学临界指数发散。 最近，王健研究组通过超高真空分子束外延生长技术在硅衬底上制备出宏观尺度高质量晶态薄膜，并实现了厚度为亚纳米尺度的原子层级可控生长。在此基础上，王健教授与谢心澄院士、林熙研究员、刘海文研究员等人合作，在4个原子层厚（约1纳米）的晶态铅膜中发现了一种具有反常相边界的超导-金属相变，并揭示了其中的反常量子格里菲斯奇异性。根据平均场理论，超导体的上临界场会随着温度降低而逐渐增加。然而，系统的极低温实验表明，4个原子层厚的铅膜的相边界在低温下具有非常新奇的反常特性：随着温度降低，铅膜的上临界场（onset Bc2）在低温下也逐渐降低。沿着反常相边界对铅膜的磁阻曲线进行标度理论分析发现，在趋近于量子临界点附近临界指数随着磁场减小而迅速增大直至发散，该现象与前期实验中发现的临界指数随着磁场增大而发散的行为不同，故称为反常量子格里菲斯奇异性。考虑到这类二维超导体系具有很强的自旋轨道耦合，研究团队基于超导涨落理论发展了一套新的唯象理论模型，定量地解释了这一反常相边界。在自旋轨道耦合与超导涨落效应的共同作用下，超导-金属相边界偏离平均场理论而向外突出，并在反常相边界处呈现出量子格里菲斯奇异性。这一新奇量子相变的发现，证实了量子格里菲斯奇异性在不同相边界的超导-金属相变中具有普适性，并进一步揭示出自旋轨道耦合与超导涨落效应对于超导-金属相变的影响，为深入理解二维晶态超导体中的量子相变现象提供了一个新的视角。图1 四个原子层厚晶态铅膜中的反常量子格里菲斯奇异性。(a) 铅膜在零磁场下的超导转变曲线。插图是输运测量结构示意图。(b) 在0到5特斯拉不同外加磁场下铅膜电阻随温度的变化曲线。 (c) 铅膜在低温下表现出反常相边界，与超导涨落唯象理论模型一致。 (d) 临界指数随着磁场减小而迅速增大，直至发散，是反常量子格里菲斯奇异性的特征。图2 反常量子格里菲斯奇异性相图示意图。在自旋轨道耦合和超导涨落的作用下，平均场理论的相边界（蓝色虚线）向外突出形成新的相边界（红色实线）。当温度低于T^'时，红色实线代表反常相边界。沿着反常相边界趋于无限随机量子临界点B_c^*可以观测到反常量子格里菲斯奇异性。 该工作于2019年8月12日发表于著名学术期刊《自然∙通讯》。(Nature Communications 10, 3633 (2019) DOI: 10.1038/s41467-019-11607-w): https://www.nature.com/articles/s41467-019-11607-w 北京大学王健研究组博雅博士后刘易和研究生王子乔为文章共同第一作者，北京大学王健教授和北京师范大学刘海文研究员是本文的共同通讯作者。其余作者包括谢心澄院士，林熙研究员，以及王健研究组本科生唐钺、博士生刘超飞、陈澄、邢颖（已毕业）、博士后王庆艳（已出站），和林熙组博士生闪普甲。 该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、量子物质科学协同创新中心、中科院卓越创新中心、北京市自然科学基金、博士后科学基金、中央高校基本科研基金的支持。

"本项目研发的新型量子吸蓝光材料，用于防蓝光眼镜，防蓝光护眼贴膜等产品。可用于防护液晶（LCD）和有机电致发光（OLED）手机，电脑显示器等电子产品显示器屏幕发出的高能蓝光，实现健康护眼的目的。 该种新型量子吸蓝光材料具有超强的光波过滤功能，比市面现有主流吸蓝光材料效果高10－100倍，处于世界领先水平。在技术层面优于市场上现有产品。依托于先进的新型量子技术制备防蓝光护眼镜片和护眼贴膜，可高效吸收蓝光，从根本上解决电子产品蓝光伤害这一社会痛点问题。 本项目量子防蓝光眼镜和贴膜产品的生产有两条技术路线，主要步骤如下： 1、无机吸蓝光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型； 2、无机吸蓝光材料分散在紫外光固化胶水中，采用涂布技术制作镜片或者可贴合膜片。"

从理论物理学家安德森“more is different”的观点提出以来，人们越来越多地意识到多体系统中可以出现丰富的、与单个粒子性质不同的新物理规律。在二维自由电子系统中，大量相互作用的二维电子构成一个强关联体系。在特定条件下，系统哈密顿算符中的电子间长程库伦相互作用主导了系统的物理性质。这是一个无参数的理论问题，也是一个无法微扰处理的问题。多体问题的复杂和有趣在这里体现得淋漓尽致：携带单位电荷的一群电子可以产生携带小于单位电荷的准粒子。 极低温强磁场中的超高迁移率二维电子气可以出现分数量子霍尔效应。奇数分母的分数量子霍尔态有唯一的基态：复合费米子的整数量子霍尔效应或复合玻色子的玻色爱因斯坦凝聚。单层二维电子气中填充因子为5/2的分数态是罕有的偶数分母态的例子，它可能对应了p波配对的复合费米子，拥有拓扑保护的多简并基态波函数，其准粒子可能服从非阿贝尔统计。5/2态是第一个被认为可以用于拓扑量子计算的实验体系。3/2填充因子处，原有的实验结果和理论框架支持复合费米子海的解释，即不存在3/2分数态，也不应该存在分数量子霍尔平台。图：不同门电压条件下的磁场依赖关系，随着门电压改变局域条件，5/3的量子霍尔平台逐渐演变为令人意外的3/2平台。[Nature Communications 10, 4351 (2019)] 量子材料科学中心于2016年观测到了3/2偶数分母分数量子霍尔平台，该工作于2017年10月投稿，2019年9月26日在线发表于《自然.通讯》（https://doi.org/10.1038/s41467-019-12245-y）。林熙课题组的付海龙（2017年毕业，现为Penn State University校级荣誉Eberly Research Fellow）为此现象的观测者，二维电子气样品由普林斯顿大学L. N. Pfeiffer提供。实验发现，3/2平台的量子化程度高达0.02%，只在二维电子气被局域的特定条件下出现，这意味着带合适边界条件的多体体系可能有与无边界条件时不一样的量子态存在。 当局域结构中形成3/2平台时，局域结构外是5/3分数态，所以1/6量子电导被反射了。1/6的量子电导不属于通常理论框架下的任何边界态，所以它的出现可能预示着新的边界态以及新的准粒子的出现。量子中心的谢心澄老师和他的学生吴宜家对此给出理论分析，提出隧穿强度的变化在局域结构附近引起拓扑相变，从而导致分数电荷的再次量子化。5/3分数态的准粒子携带的电荷是e/3，1/6电导的出现可能是5/3态的准粒子继续1/2量子化的结果，所以理论预言了一个携带e/6分数电荷的新激发。

大部分铁基超导的母体在有限温度会有“向列”相变，在此温度之下晶格的四重旋转对称性会自发破缺，而在此相变温度下略低或相同的温度会发生条纹反铁磁相变。所以通常认为这些铁基材料中的向列相是由反铁磁关联驱动。但是FeSe体材料的行为与典型的铁基超导材料非常不同。FeSe在90K温度有向列相变，但直到可以测量的最低温度都没有磁性长程序。最近的核磁共振研究在向列相变温度附近也没有看到低能自旋涨落的增强。基于这些结果，一些人推测FeSe中的向列相和磁性无关而可能是由轨道序驱动。通过理论论证和数值计算提出正方晶格上自旋为1的阻挫自旋模型可以有一种“向列量子顺磁相”。这个相自发地破缺晶格的四重旋转对称性，但是有自旋能隙，所以没有接近零能的自旋涨落。王垡及合作者指出这种物相可以解释FeSe体材料的不寻常物性，并且预言FeSe会在条纹反铁磁序和交错反铁磁序的两种波矢都具有有限能量的低能自旋涨落。