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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
技术需求：新型保温材料防火达到A级。
新型保温材料防火达到A级。
山东华能保温材料有限公司
2021-09-02
高性能纤维纸基功能材料制备技术
本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。解决了高性能纤维纸基功能材料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。可提供高性能纤维纸基材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构材料及其复合材料等高新技术材料产品。
江南大学
2021-05-11
材料力学多功能电动试验台
成果描述：电测应力分析实验是材料力学教学中不可缺少的多项目组合性实验，主要包括：压杆稳定实验、等强度梁实试验、悬臂梁实验、弯扭组合受力分析、偏心拉伸实验等，独立分散的实验设备不仅投入大、挤占实验室空间，而且没有必要。目前使用的手摇加载式实验台，学生实验过程中经常出现加载不均、过加载等问题，造成实验数据输出跳变、压力传感器过载损坏、试件超载。针对上述问题，多功能步进电机自动加载试验台在完成材料力学实验项目的基础上，还可满足实验力学中电阻应变片灵敏系数的标定，材料弹性模量E，泊松比μ的测定，电阻应变片横向效应系数测定实验项目。在程序端开放加载模式控制接口，培养学生对电测实验的总体把握能力、学习数据采集与同步加载的编程能力，为创新性开放实验提供基础实验条件。市场前景分析：设备适用于高校材料力学电测实验。材料力学是工科院校中重要的基础课程。材料力学实验教学是基础力学教学的重要组成部分。普通高校每年实验学生人数都在千人以上，按2-3人分组，一般配备台数均在几十台。与同类成果相比的优势分析：（1）加载速度0.01mm~5mm/min （2）最大加载力 8000N （3）最大行程 100mm （4）测试精度 0.5% （5）模数转换 16bit 最大采样速率 5KSPS （6）数据采集及显示软件 国内先进。
四川大学
2021-04-11
一种制备梯度功能材料的方法
本发明公开了一种梯度功能材料的制备方法，首先根据待制备的梯度功能材料的成分确定各参与制备的材料种类，主材料使用焊丝材料，梯度成分使用金属粉末材料。两种材料无需混合，而在制造过程中确定其配比。然后在堆焊的同时进行梯度送粉，并根据需要制备的梯度功能材料中复合材料的含量实时调节送粉量，使单位时间内送丝量与送粉量的质量之比与梯度功能材料中复合材料与基材质量之比相同。整个制备过程可在无外加磁场或外加交变磁场的环境下完成，后者有助于制备过程中梯度功能材料组织性能的优化。本发明避免了传统梯度功能材料制备过程中后续
华中科技大学
2021-01-12
高性能纤维纸基功能材料制备技术
本技术适用于芳纶纤维、高强高模聚乙烯纤维、碳纤维、聚醚醚酮纤维、聚 酰亚胺纤维等高性能化学纤维，采用湿法造纸技术，制备绝缘纸、摩擦材料等纸 基功能材料和蜂窝纸等高强度结构材料等。解决了高性能纤维纸基功能材料生产 中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。可提供高性能纤维纸基 材料湿法连续生产线成套技术，为相关行业提供高性能纤维纸基功能材料和结构 材料及其复合材料等高新技术材料产品。 2 关键技术 对于湿法抄造工艺来说，纤维能否均匀分散、湿法成型工艺和热压工艺是否 合理是决定产品质量是否合格的重要因素。本项目成果解决了高性能纤维纸基材 料生产中的纤维改性、分散、湿法成形和高温热压等关键技术。 超高效碳纤维电磁屏蔽纸的制备创新地利用碳纤维、金属导电纤维这两种纤 维的优势互补，保证成纸在拥有良好屏蔽效能的同时具有很好的机械性能和柔韧299 性。性能良好的超高分子量聚乙烯纤维纸主要是采用纤维洗涤-超声预处理-疏解 分散-分散剂分散工艺，通过预处理、添加助剂、成型和增强而制得。采用聚酰 亚胺纤维通过自有技术制备得到高性能的聚酰亚胺纤维绝缘纸等纸基功能材料。 采用碳纤维配用聚醚醚酮纤维制备纸基摩擦材料。 3 知识产权及项目获奖情况 一种聚酰亚胺导电纸的制备方法 201610487328.X 一种超高分子量聚乙烯纤维纸的制备方法 201610921059.3 一种超高分子量聚乙烯纤维的预处理分散方法 201610920332.0 一种超高效碳纤维电磁屏蔽纸 201710204473.7 一种聚醚醚酮纤维纸及其制备方法 201710544478.4 一种碳纤维增强聚醚醚酮纸基摩擦材料及其制备方法 201710559878.2 4 项目成熟度 实验室试验和中试已完成，部分成果已经用于试生产。 5 投资期望及应用情况 期望在碳纤维、高强高模聚乙烯纤维、聚醚醚酮纤维技等高性能纤维共同进 行技术开发或技术转让。 采用高性能纤维制备纸基功能材料和结构材料是航空航天、国防、高铁和电 力电机等重要领域开发的一类产品，目前主要是日本、奥地利和美国等国家生产。 国内近年开始关注，并有少数几家开始进行，但尚只能生产少数几类低档次产品。 目前已经利用本项目成果建成年产 150 吨聚酰亚胺纤维绝缘纸生产线，生产 聚酰亚胺纤维绝缘纸
江南大学
2021-04-13
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
功能性高分子微孔膜材料
成果创新点 团队以加工路线图为指导，研发能源环境为应用导向 的微孔功能膜、信息显示为应用导向的光学膜和可持续农 业发展的功能农膜，力争建成具有国际影响力、服务我国 高性能薄膜产品研发的基地。成果基于薄膜加工参数空间 材料基因图谱可实现多重尺度结构精确调控，解决了行业 薄膜结构、形貌稳定性差，力学性能低，厚度波动大、产 品一致性差，成品率低，生产效率低下等关键技术挑战。 技术成熟度
中国科学技术大学
2021-04-14
功能化纳米材料单颗粒光谱学
在努力打造世界顶尖的光学成像与多维度分析仪器平台，指导和推动新型功能材料的开发，从而为纳米光学、光电子技术、超分辨亚细胞成像、单分子检测、量子通讯和大数据存储等领域的下一次突破提供“利器”。 当今的纳米材料合成已经实现了高度可控，但即使是同一批次合成的发光纳米粒子，单个颗粒的光学性质往往是不均匀的，这是由于尺寸、形状、结构缺陷、表面基团和电荷等方面的细微影响。这一构效关系是与材料科学、
南方科技大学
2021-04-14
功能性高分子微孔膜材料
团队以加工路线图为指导，研发能源环境为应用导向的微孔功能膜、信息显示为应用导向的光学膜和可持续农业发展的功能农膜，力争建成具有国际影响力、服务我国高性能薄膜产品研发的基地。成果基于薄膜加工参数空间材料基因图谱可实现多重尺度结构精确调控，解决了行业薄膜结构、形貌稳定性差，力学性能低，厚度波动大、产品一致性差，成品率低，生产效率低下等关键技术挑战。
中国科学技术大学
2023-05-25