本技术以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 以人体所需、地壳中丰富的元素组分为原料，采用简便的合成技术制备出新型纳米环境修复材料，可用于有机污染物、重金属及微生物等复合污染的水土治理，尤其适用于农田修复。该材料与技术历经十年研发，已具备工业生产和规模化应用条件，先后在福建和广东等地完成中试生产和农田治理应用试验。镉污染农田经1次治理后，水稻粒中镉含量降低35%左右，且产量增产达25%以上。 材料在污染治理中具有下列特色和优势： 1、材料来源丰富、成本低，易制备； 2、环境友好，不含有毒有害的过渡金属组分； 3、可实现有机物、重金属和致病微生物等多元复合污染物同步修复； 4、操作简单，无需外部能量激发和特定设备； 5、还可以兼作作肥料增强土壤肥力，达到农作物的增产之效。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。 高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性； 智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平； 结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。 技术优势 巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性；智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平；结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。技术优势巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。应用范围:（1）获得国家科技部重大科学仪器开发专项重大科学仪器开发专项“在役钢轨缺陷综合检测监测设备开发与应用”、国家自然科学基金委员重大科学仪器开发专项“钢轨接触疲劳及裂纹多物理高速巡检监测技术攻关”铁路总公司重大课题“高铁钢轨浅表层缺陷快速检测关键技术研究及装备研制”等项目支持。（2）作为关键核心设备应用于中国铁路总公司新一代国产大型高速钢轨探伤车GTC-80，累计巡检里程已达1万公里以上。发现各类型缺陷，如裂纹，剥离，磨损等400多例，通过了铁路总公司的关键技术鉴定，实现进口重大装备替代。（3）30km/h的双轨电动探伤机器人，集成环境感知、智能巡检、大数据处理与无线传输等功能，实现无人监控下的长距离自主运行，用于城市轨道巡检，已应用于南京地铁、西安地铁等。（4）智能制造质量检测技术应用于宝武集团宝日冷轧钢板厂（世界最大冷轧钢板生产线）钢板加工性能在线自动检测。（5）结构智能健康监控技术应用于京沪高铁CRTS-Ⅱ型轨道板健康监控（上海铁路局科技进步一等奖）、金温高铁沿线光纤监测（全国首例）、贵广客专K75+431双线特大桥沉降监测、芜湖地铁1、2号线安全监控系统；（6）挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖，创青春全国大学生创业大赛金奖，第一届中俄工业创新大赛二等奖。

山东巨能兴业新型材料科技发展有限公司坐落于“运河之都”的济宁化工经济开发园区，是“北京巨能兴业科技发展有限公司”的控股子公司。总公司始创于1998年，是以科研、生产、销售于一体的科技发展型公司，主要产品有：CL建筑保温结构一体化系统，高分子水性涂料、工业水性涂料、高分子胶粘剂，高分子基混凝土外加剂，高分子基复合保温材料，其它A级防火保温材料等，产品应用覆盖全国三十多个省市和地区。 公司团队规模560人，其中研发和技术人员105人。总投资5.5亿，厂房面积10万平方米，仅CL建筑保温结构一体化产品年生产能力就超过500万平方米。公司坚持专业化的发展道路，在优化产品结构，降耗节能方面兼容并蓄、锐意革新，奠定了国内市场的专家地位。 公司的专利产品--------CL建筑保温结构一体化系统，是一项国家重大科研成果，是一种防火保温、抗震、环保的全新建筑结构体系。该体系的应用实现了墙体改革、建筑节能和建筑墙体工厂化的要求，填补了国内乃至世界建筑领域的空白。该体系在结构形式、施工方法、墙体材料、生产工艺、生产设备等方面取得了19项国家专利。建设部专家技术鉴定结论：“其综合技术达国际先进水平”，并列入“国家康居示范工程选用部品”、“全国建设行业科技成果推广项目”、获得科技部颁发的“金桥奖”。 公司坚持用企业文化提升企业核心竞争力，以适应市场需求的现代化企业管理制度为发展保障，使企业在发展中树立了一流的品牌形象和社会形象。

聚苯乙烯 (PS) 是用途广泛的重要聚合物，透明性好，但性脆易裂、拉伸强度低、耐热耐 氧性能差。通过氢化改性，链上苯基加氢得到的聚环己烷基乙烯(PCHE)耐热、耐氧、拉伸强 度、抗吸水等性能大幅提高。所制备得到PCHE产品的各项性能均优于PS、聚碳酸酯 (PC) 材 料，PCHE透光率高达91%，PCHE的应力-光学系数也很低；PCHE耐冲击，质量轻 (比PC更 轻) 、强度高，易加工；PCHE耐腐蚀、耐温耐湿；PCHE可以作为汽车、高铁、光学仪器等用 高等透明树脂，是目前应用量大、价格高的PC材料的优良替代材料。然而聚合物加氢体系具 有与小分子体系完全不同的特点，其分子尺寸大 (40-60 nm) 、聚合物溶液粘度远高于小分子溶 液，传统粉末状催化剂存在分离困难、加氢速度慢、加氢条件苛刻等缺点亟待解决。本项目采 用专用催化剂进行PS加氢。不仅有利于催化剂与物系的分离，有利于高粘流体的流动，强化 物质传递。具有良好应用前景和经济价值。

渗入-固结型材料由华南理工大学特种工程材料团队研发，具有低粘度、高润湿、可反应等特性，适用于混凝土设施的便捷筑、防、修。该材料具有优异的渗入性能，能够自渗入于混凝土的裂缝、 孔隙中并原位交联固化，将受损失效的混凝土牢固粘结于一起， 形成等效于互穿网络结构的三维空间固结体，实现混凝土的快速修复加固。该材料还能将细砂、软泥、碎石等直接固结成岩（抗压强度>100 MPa）。用于表面防护时，该材料不仅在混凝土表面形成涂层，更能深入结构层内形成“植根式”固结增强层, 使混凝土表面的防腐层厚度达到毫米级，将混凝土表面强度提高两倍以上，具有优异的耐腐蚀、抗渗透性能。该材料已在四川龙羊峡水电站、锦屏水电站等水利工程的基础加固、港珠澳大桥等桥梁工程的混凝土补强中应用，有效解决了低渗性软弱地质及微细混 凝土裂缝难以加固补强的技术难题。该材料还在近十个城市的地铁盾构管片、“南水北调”输水管道、高速公路及军港码头的防护中使用超过10年以上，效果优异。

一种新型拉挤复合材料型材，其采用多轴向拉挤成型技术制造，具有轻质高强的优势，且与普通的拉挤型材相比具有更优异的横向受力性能和耐久性能，可用于综合管廊支架结构，替代金属支架和模压塑料支架，耐久性能和使用性能更好，具有良好的经济优势。 一种新型复合材料夹芯板材，采用真空导入方式或拉挤成型方式一次整体成形，内部为复合材料格构增强的轻质芯材，外侧为复合材料面层，板材整体具有良好的整体受力性能和

发光材料一般可以分为两类：荧光材料和磷光材料。荧光材料的特点是在外在光线或射线照射下会发光，当外在光线或射线消失后就不会发光。而磷光材料的特点是在外在光线或射线消失后仍能长时间地发光。也就是说，荧光材料和磷光材料的主要区别在于它们的余辉时间不同。所以，荧光材料又可以称作为增光材料，而磷光材料又可以称作为夜光材料。荧光材料常用于显示屏、灯管、公路交通反光牌等。磷光材料则多用于夜光钟表、暗处指示等。 很久以前，人们就能制造各种各样的夜光材料，不过绝大部分都因为性能太差得不到广泛的应用。近百年来，工业上生产和使用的夜光材料主要是“硫化锌：铜”。“硫化锌：铜”的最大缺点是余辉时间较短，只有3小时左右。为了利用“硫化锌：铜”作夜光材料，人们就在其中添加一些放射性元素，利用放射性元素的射线来刺激“硫化锌：铜”持续发光。由于放射性元素对人体健康的危害，“硫化锌：铜”夜光材料的应用受到很大限制。现在基本上不再允许生产夜光手表就是这个原因。除了国防军用如坑道等场合外，很难看到“硫化锌：铜”的踪迹。 近年来，夜光材料的研究出现重大突破，发现了一种新型的稀土夜光材料。这种稀土夜光材料的发光强度高，余辉时间长，比“硫化锌：铜”的指标要大10倍以上。新型稀土夜光材料十分稳定，其性能长时间受光发光后不会发生变化。而“硫化锌：铜”则不够稳定，在有湿气时容易变黑，性能降低。新型稀土夜光透明性较好，其粉末显淡黄色。比重为每立方厘米为3.6克。由于不再需要加入放射性元素，所以对人体健康毫无害处。

液晶弹性体是一种典型的双向形状记忆材料，具有形变大、形变可逆等技术优点，在仿生器件、软机器人等领域有很好的应用前景。然而，经过长达四十年的发展，液晶弹性体研究仍停留在实验室层面，未实现工业化应用；限制其应用的关键科学问题是：液晶弹性体在形变过程中产生的应力太小，无法满足实际应用场景的力学性能需求。例如，人的骨骼肌收缩应变大于40[[%]]，应力大于0.35 MPa，弹性模量大于10 MPa；对传统的液晶弹性体材料而言，收缩应变不是问题，应力也勉强可以达到，但是弹性模量一般在0.1~1 MPa，低了整整一到两个数量级。东大科研团队另辟蹊径，采用将聚氨酯液晶弹性体和聚丙烯酸酯液晶热固体的小分子前体组分混合、再同步交联的技术途径，制备了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料，其收缩应变、应力、弹性模量分别达到了46[[%]]、2.53 MPa、10.4 MPa，首次全面满足了液晶弹性体基人造肌肉的力学性能要求。如下图所示，该新型人造肌肉材料具有超强的力学性能，其发生伸缩形变时的抗拉强度和弹性模量都远远超出了前人的研究成果；在热刺激条件下，该材料可以拉起自身重量3万倍的物体。