开发了一种柔性超疏水气凝胶材料。柔性超疏水气凝胶材料采用物理溶胶-凝胶工艺将有机纤维和有机气凝胶复合，由于不采用传统的水解/聚合溶胶-凝胶工艺，该方法操作更简捷、对设备和工艺要求更低。所得到的柔性超疏水气凝胶材料具有良好的柔性和疏水性能，而且不“掉粉掉渣”，具有良好的耐水洗性能。该柔性超疏水气凝胶材料在室温下的热导率为0.03~0.05W/(m·K)。

剪切增稠材料（剪切增稠液/STF、剪切增稠胶/STG）在平衡状态下，表现为 分散胶体形式，而在高速剪切力作用时，其粘度急剧增加，表现出固体行为。利 用这种特性，将其浸渗高性能纤维或与弹性体泡沫基体材料复合，可制备得到具 有不同防护功能的轻质柔性防护材料。该系列防护材料具有质轻、高强、高模、 耐冲击等性能；可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。 2 关键技术 （1）创新要点 材料在常态下保持松弛的状态，柔软而具有弹性，一旦遭到剧烈撞击或挤压 的时候，分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消化外力，形成一层防护层， 当外力消失后，材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可以在纳米秒时内在不 同的冲击情况作出不同的反应。 （2）产品性能3 知识产权及项目获奖情况 （1）一种轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法 ZL2011 1 0079852.0 （2）一种多元分散相阻燃型剪切增稠液体及其制备方法与应用 ZL20111 0093256.8 4 项目成熟度 成熟度 5 级 5 投资期望及应用情况 可广泛用于交通工具、体育用品、军事、安全防护等领域。 

未经处理的PEDOT：PSS聚合物在成膜后反复弯曲不到十次循环就会出现明显裂纹，完全无法满足柔性热电器件的要求。改善PEDOT：PSS薄膜的机械柔性成为首要任务。李其锴在阅读大量的文献后，提出加入离子液体增加导电高分子链间相互作用力，形成交联结构，从而实现机械性能的改善目的。在试验过程中尝试过多种离子液体，最终选定了表现较优的LiTFSI。实验结果出乎意料，新型的柔性有机热电薄膜10000次循环后仍保持稳定的电性能。此外，该LiTFSI/PEDOT:PSS复合柔性有机热电薄膜的电学性能较未处理的PEDOT：PSS薄膜提高了近2个数量级，其功率因子达到75μW·m-1K-2,拉伸应变达到了20%以上。 目前，发展兼具力学柔性和热电性能的柔性热电薄膜材料与器件已经是刘玮书团队的重要发展方向。刘玮书团队相关研究成果已经提交专利申请，并会被应用到新型的电子皮肤的温觉仿真中。

柔性显示用聚酰亚胺材料包含柔性 AMOLED 背板用聚酰亚胺浆料和可折叠显示屏用无色透明聚酰亚胺盖板膜。柔性 AMOLED 背板用聚酰亚胺浆料，存在技术难度大，生产难度高等困难。我们依托于配套电子行业龙头企业的产品进程便利，掌握和满足客户的不断变化的市场需求，与下游客户建立密切的市场和技术联系。我们通过和下游厂商一 起合作研发试验，已经可以达到规模量产的条件。可折叠显示屏用无色透明聚酰亚胺盖板膜，是聚酰亚胺薄膜的难点中的难点。聚酰亚胺薄膜本色为琥珀色，通过分子改性， 使用不同的二胺二酐单体实现无色透明。可折叠显示用无色透明聚酰亚胺盖板膜，不仅仅要求无色透明，还要求杨氏模量大，线性膨胀系数小，也要求达到光学级使用要求。 由于光学级聚酰亚胺薄膜设备，没有成熟设备，需要我们 独立自主研发。国内在这一块，离国外差距异常巨大。我们当前已经通过多元单体共聚完成无色透明、杨氏模量和线性膨胀系数的要求。光学级量产线已经完成设备设计， 准备进行设备制造 。

具有高灵敏和多维集成的柔性感知电子器件在可穿戴健康监测和智能机器人等领域具有广阔的应用前景，是当今重要前沿研究方向之一。现有国内外柔性感知在高灵敏测量、多感知集成、低信号耦合、低成本加工上存在技术瓶颈，实际应用面临巨大挑战。针对这一问题，团队原创地提出一种基于热感应的多维传感新机理，利用热敏膜和外界的传导/对流换热对自身电阻的调控，实现

面向并紧密结合实际工程需要和重大社会需求，发展了多个系列的柔性电子器件、电路模块、集成化系统及可视化软件界面。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 面向并紧密结合实际工程需要和重大社会需求，发展了多个系列的柔性电子器件、电路模块、集成化系统及可视化软件界面。包括:(1)“基于RFID的柔性电路及系统”，研制的RFID柔性电路模块集成在消防人员的头盔上，发展了一款可穿戴RFID人员识别和搜救系统;(2)“基于透明电路的超宽带无线定位智能眼镜”，创新性地将UWB无线定位技术和透明电路结合在一起，研制出了一款可进行实时无线探测定位的智能眼镜，实测无线定位距离300米以上，定位精度10cm以内;(3)“基于全柔性电路集成的智能口罩及无线实时呼吸监测系统实现”，研制了搭载多传感器芯片的柔性电路无线模块，并集成到口罩中实现对人呼吸健康的实时监测，并通过云平台和开发的手机端App进行发热、咳嗽、呼吸频率异常等症状的预警;(4)“面向多载体的UWB超宽带单基站无线定位系统”，已在大型隧道工程现场进行了推广应用，用于地下空间施工车辆、人员的无线定位、监测和安全管控，具有易布置、远距离、高精度的突出特点。

随着便携式电子设备的快速发展，将微型电子设备运用到可穿戴设备或者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器件的重要性也愈加凸显，如何解决柔性电子设备的储能问题，是实现这些可能性的重要因素之一。 本成果设计并制备了一种新型柔性微型超级电容器，其具有制备工艺简单，成本较低，适用于各种粉末状电极材料等特点。

石墨电极在是冶金化工领域的大宗消耗材料，尤其是在钢铁冶金、铝电解、镁电解、多晶 硅、稀土冶金等高能耗产业，电极石墨的电阻率是影响产品能耗的关键因素之一，仅以镁电解 为例，以目前最大的430kA金属镁电解槽来计算，阳极石墨电阻率每降低1Ωμ. m，将使每吨镁 直流能耗下降375kWh，其节能效果十分明显。目前我国电极石墨的电阻率一般在8-12Ωμ. m， 国外最先进指标为5Ωμ. m，我国的产品与国外相比差距较大，是造成冶金行业高能耗的原因之 一。本课题组开发了新型电极石墨制造工艺与配方，产品电阻率已经达到5.02Ωμ. m,与国际最 好水平相当，对促进节能降耗具有重要价值。 该技术主要是优化了新型石墨配方与制备工艺，大大降低石墨电阻率，同时提高了石墨电 极强度，经过表面处理的石墨电极，抗氧化强度提高了188倍，大大延长石墨电极高温腐蚀条 件下的使用寿命。

一、 项目简介石墨是典型的层状结构材料，具有良好的导电性，润滑性，化学稳定性。被广泛用于冶金、电气、机械等工业领域。直接使用却具有密度大，分散度差等缺点。 石墨烯是碳原子紧密堆积成的单层蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是一种二维晶体，是构建其他维数碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。其性能远远高于石墨材料。石墨烯的理论研究已有 60 多年的历史，但一直以来，人们普遍认为这种严格的二维晶体结构由于热力学不稳定性而难以独立稳定存在。直到 2004 年，英国曼彻斯特大学的研究组利用胶带剥离高定向石墨的方法获得了独立存在的二维石墨烯晶体，为二维体系的实验研究提供了广阔的空间。目前石墨烯的制备方法有微机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、外延生长法、电化学法、氧化石墨还原法等，其中机械剥离法得到的石墨烯片量少，随机性大；CVD方法和外延生长法大多以SiC作为基底，成本高，可控性差；电化学方法的得到的石墨烯量较少，不易控制。氧化石墨还原法是通过在石墨表面引入含氧官能团，增大层间距，从而减小层之间的范德华力，然后通过超声等方法改变其杂化状态，再通过还原得到石墨烯。氧化石墨还原法以其低成本的优点成为目前使用最广泛的方法之一，本发明涉及一种采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯的方法，属于功能材料制备技术领域。二、 项目技术成熟程度目前氧化石墨烯的制备方法主要是Hummers方法。该方法在敞开体系中，需要在制备氧化石墨烯的过程中采用先降温，再分两步升温的三步法, 以及冷凝回流等辅助设备，过程中需要精确控制反应温度且温度高达98 °C，制备出来的氧化石墨烯还需要长时间超声，步骤繁琐，产物的浓度较低，不适合大量生产。本项目采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯，减少了氧化剂的用量和生产时间。氧化石墨可以通过处理得到具有不同分散特性的母液。也可以直接进行还原,得到石墨烯。而且样品在不干燥的条件下极易溶于水等溶剂，产量较大，大大减少了超声的时间。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）该项目已经申请中国专利并于2013年获得授权 （ZL201110414315.7），与该项目相关的工作也在国际期刊上进行了发表，但是仍有很多问题一直困扰商业化进程。我们实验室也一直在围绕各种问题开展工作。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）石墨烯的水热前驱体为氧化石墨，具有完全拉伸的层间距和外层表面富氧官能团，因此可以根据需求进行各种定向修饰，从而实现其亲水、亲油、高分散度、高电导率等特性，作为添加剂可以有效改善化工、冶金、电气工业材料的性能，从而实现高回报率。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以石墨为原料，首先需要制备石墨烯的前驱体氧化石墨，再经后处理过程获得各种性能石墨烯材料。由于后处理过程相对繁琐， 耗时耗力，其资金投入完全取决于后处理工艺的优化情况。前期投入100万元，其中包括设备费40万， 原料费10万， 占地100平米，人员5-10人，完全可以达到每天生产1公斤石墨烯产品。六、 生产设备玻璃器皿，反应釜， 超纯水装置，烘箱，超声波设备，电动搅拌器，旋转蒸发仪，离心机等基本设施。七、 效益分析功能化石墨烯是高附加值产品，目前市场上以克为单价销售，价格在500元左右。以每日1公斤生产量计算，每天销售额会达到50万元。八、 合作方式多种方式可以选择，主要是河北工业大学负责产品研发升级，企业一方负责生产与销售。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）项目联系人： 任铁真电话： 022 60204909邮箱： rtz@hebut.edu.cn

以石墨烯为模板的少层石墨双炔薄膜的液相范德华外延生长法。以原子级平整的二维石墨烯为基底，采用极低的单体浓度（0.04 mM），在室温下进行偶联反应，通过溶液相范德华外延的方法，成功制备得到了大面积均匀连续的高质量、少层石墨双炔薄膜，高分辨透射电镜和光谱表征证实了其高质量单晶结构。该石墨双炔薄膜为ABC堆垛的三层结构，电子衍射显示石墨双炔/石墨烯薄膜具有两套单晶衍射点，分别对应于石墨双炔和石墨烯的单晶衍射图案，结果表明生长在石墨烯上的石墨双炔与下层石墨烯的晶格取向夹角为14°。