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新型光学显微镜
叠层成像（Ptychography）是一种新型的“无透镜”成像方法。这一方法的重要意义在于能够克服由于透镜不完美而带来的像差，从而提高显微镜的分辨率，实现对样品更好的观察与检测。项目组在过去的几年中，一直持续地进行着叠层成像的方法学研究。我们用六硼化镧警惕作为样品，研究了叠层成像方法在轻元素成像方面的优势，并在碳纳米管上首次结合电子叠层成像和多层法，实现了碳纳米管的三维成像。相关的结果发表在 Nature Communications, P
南京大学
2021-04-14
衍射光学光束整形技术
1.痛点问题
激光广泛应用在制造、传感、医疗、科研、军事等诸多领域。对不同应用，除功率、波长、模式等有不同要求外，对激光光斑形状也逐渐提出整形要求，以适应性能不断提高的制造、传感等需求。例如在激光焊接、激光退火、激光剥离等需要圆形、矩形（方形）、线形且平顶分布的光斑；在激光打孔、激光切割等需要轴向多焦点、长焦深分布的光斑；在激光热负荷模拟或激光热处理中，需要特定形状和光强分布的光斑以匹配复杂零件并模拟实际工况等。
衍射光学是实现光束整形的重要技术手段，但在国内尚未广泛应用，例如在激光制造领域，大多系统直接利用激光聚焦光斑，少部分利用微透镜阵列、微柱镜阵列等折反射器件进行光束整形，但这种方案所能实现的光束整形通常是产生圆形、方形或矩形光斑，不能实现任意形状的光斑。此外，整形光斑边缘较为平缓不够陡峭，平顶性能不够好，存在较大的光强起伏；受限于设计与制造，按照传统方法设计，衍射光学整形光斑尺寸受限，通常包含大量散斑，且存在明显的中心零级等，或者减小线宽至数个波长以产生大角度光束整形光斑，但数个波长的线宽无法利用国产设备进行制造。
2.解决方案
本成果的衍射光学器件（DOE），是基于光的标量衍射理论，利用计算机辅助设计、并用大规模集成电路制作工艺，在基片上(或传统光学器件表面)刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯位相、同轴再现、具有高衍射效率的一类光学器件。利用衍射光学器件已实现了诸多功能，包括光束整形、点阵产生（包括大角度、超分辨等）、长焦深（包括中空、轴上多焦点）等，为激光制造、三维测量、超分辨显微成像、流式细胞仪等系统提供新颖解决方案。创新性地采用球面波入射（或折衍混合）、特定振幅相位约束等方法，扩大了有效衍射场，对入射波前畸变、加工误差不敏感；抑制了散斑，提高了光束整形性能，提升了数字全息显示的分辨率；实现了大角度任意点阵、白光点阵等；实现了不同排列形状的超分辨点阵；实现了多种长焦深、中空长焦深、轴上多焦点等轴向光场分布。
3.合作需求
以专利许可、技术转让、技术入股等方式进行合作，特别是具有国内高端激光制造设备公司相关资源的优先考虑，确定应用场景，研制衍射光学光束整形器件、模组和系统。
清华大学
2023-01-06
纳米纤维基凝胶电解质
凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。 纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。
北京科技大学
2021-02-01
轻质高强隔热聚酰亚胺气凝胶
气凝胶是一种有着纳米多级结构的特殊多孔材料，由于其独特的结构和诸多优越的性能，在许多领域有着广泛的应用前景。目前制约其工业化生产和应用的最大瓶颈就是其极差的力学性能，因此获得高模量的气凝胶是研究人员一直以来努力的目标。聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。通常线性聚酰亚胺气凝胶是通过等摩尔的初始单体二酐和二胺合成，其主要缺点在于样品收缩大，热、力学性能差强人意。收缩大是聚酰亚胺气凝胶制备过程中较难解决的问题，较大的收缩导致气凝胶的密度一般较高。由于隔热材料的热导率这一性能和材料的密度是紧密相关的，通常密度低意味着隔热效果更好，因而降低聚酰亚胺气凝胶的密度是提升其隔热性能的有效手段。同时，较低的密度也会导致材料的模量下降，影响其力学性能。所以，获得低密度、高模量，也就是高比模量的聚酰亚胺气凝胶是正真提升其应用价值的核心问题。相较之下，交联型的聚酰亚胺气凝胶有着更为优异的性能，这是由于在其凝胶网络中引入了某些功能化的胺类，也叫交联剂。交联剂的引入使得聚酰亚胺聚合物链通过共价键进行结合，形成丰富的三维网络结构，可以极大降低样品的密度和热导率，同时提升其热、力学性能。然而，交联剂的售价异常昂贵，或是需要通过复杂的合成工艺获得，这一瓶颈极大地限制了交联型聚酰亚胺气凝胶的大规模生产和应用。因此，采用更为廉价易得的交联剂获得低收缩、低密度、低热导的聚酰亚胺气凝胶成为研究学者们亟待解决的一个难点。本团队的相关科技成果提供了一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度、高模量交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法以及一种适用范围广、成本低廉、反应周期短、可能工业放大的低密度交联型聚酰亚胺气凝胶类材料的低成本制备方法。 聚酰亚胺气凝胶作为一种力学性能较好，热稳定性高，隔热性能好的有机气凝胶近年来受到人们的广泛关注。该技术研制了一种适用范围广、成本低廉、反应周期较短、可能工业放大的交联型聚酰亚胺气凝胶材料的制备方法。
同济大学
2021-02-01
轻质高强隔热聚酰亚胺气凝胶
高校科技成果尽在科转云
同济大学
2021-04-10
纳米纤维基凝胶电解质
凝胶电解质具有电导率高，界面电阻小，安全性高，稳定性好等优势，有望替代传统锂金属电池液体电解液，解决锂金属电池的电解液泄露、高温胀气、锂枝晶等安全问题。纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、柔软、耐高低温及有机溶剂腐蚀等特点，保证纳米纤维锂离子电池凝胶电解质具有很强的吸液和保液能力。纳米纤维作为凝胶电解质支撑层不仅保证具有足够的吸收聚合物液体的能力，而且保证电解质的柔性，为可穿戴电子设备提供柔性电源。纳米纤维凝胶电解质具有以下优势:1）具有足够的化学和电化学稳定性，有一定的耐湿性和耐腐蚀性；纳米纤维凝胶电解质膨胀收缩现象不明显，小于 5%，电化学稳定窗口在 0-5 183 / 298V，满足锂离子电池使用要求，甚至为高压正极材料提供保证。2）对电解液润湿性好，有足够的吸液保湿能力；纳米纤维高的孔隙率，且大部分孔都是连通孔，保证了凝胶电解质与电极之间良好的浸润性，增加了离子导电性，提高电池的容量，改善电池的充放电效率和循环性能。3）高低温性能优异，电导率高；电池的使用温度范围通常在-20-60 ºC，商用 PP 膜在 100 ºC 保持 10 min 收缩率达 10%，但纳米纤维隔膜在 140 ºC 下横向和纵向收缩率<2%，在 50 ºC 高温条件下，相比于商用隔膜循环小于 100 次，纳米纤维隔膜在循环 300 次后容量保持在 83.5%。4）具有一定的抗张强度和抗刺穿强度；纳米纤维膜的垂直拉伸强度>3.035 N，避免了凝胶电解质被锂枝晶刺穿，发生短路，提高安全性。5）成本低，适用于大规模工业化生产；我们从设备到工艺已实现自主研制和开发，静电纺纳米纤维膜已实现大规模生产。
北京科技大学
2021-04-13
空气净化用气凝胶材料
针对气体中有毒有害污染物的去除，开发了一系列氨基改性气凝胶作为气体中固相和气相污染物的去除，包括氨基杂化SiO2气凝胶、氨基杂化TiO2气凝胶、氨基杂化ZrO2气凝胶和氨基杂化有机/无机复合气凝胶。氨基杂化气凝胶的制备采用自催化一步溶胶-凝胶工艺，其合成工艺简捷、且不需要加入酸/碱催化剂，相对于传统的气凝胶制备工艺，该工艺更安全、环保、成本更低。氨基杂化气凝胶对空气中的固相和气相污染物有良好的去除效果，大大优于传统的活性炭、P25、HEPA等材料。
南京工业大学
2021-01-12
湿法刻蚀镍酸镧薄膜和铁电薄膜/镍酸镧复合薄膜的腐蚀液及其制备方法
一种湿法刻蚀镍酸镧薄膜和铁电薄膜/镍酸镧复合薄膜的腐蚀液，由双氧水、硝酸、氢氟酸和纯净水配制而成，纯净水、双氧水、硝酸、氢氟酸的体积比为：纯净水∶双氧水∶硝酸∶氢氟酸＝1∶2～3∶0.5～1.0∶0.06～0.12。所述腐蚀液的制备方法，按上述配方在常温、常压下将计量好的纯净水与双氧水混合均匀，然后加入计量好的硝酸并混合均匀，继后加入计量好的氢氟酸并混合均匀。所述腐蚀液可干净、彻底地一次性去除SiO2 和/或Pt表面的LNO薄膜或LNO复合薄膜，得到边缘清晰、侧蚀比小的刻蚀图形。
四川大学
2021-04-11
水制氢工艺
本项目采用了一种新型制氢工艺，该工艺主要包括四部分：1）铁氧化物与水反应得到纯净的氢气；2）一氧化碳还原铁氧化物；3）还原反应产生的二氧化碳与碳反应生成一氧化碳；4）还原气造气过程中所需碳源由煤经过高温炭化得到。整个工艺过程消耗的是煤和水，得到的产物是纯净的氢气、纯净的一氧化碳和煤炭化释放出的煤气（主要成分是甲烷、氢气和一氧化碳，可直接作为燃气使用）。该方法的优势在于：1）不把煤作为燃料，而将其作为制氢的原料，可以实现煤炭中有害物质的集中处理与转化，从而避免煤炭分散燃烧带来的环境污染和高处理成本。2）煤转化为气体燃料，其能量利用效率大大提高，如煤基氢—电联产系统效率可达75%，纯发电效率达到60%，而传统的煤燃烧发电系统的效率只有33%～35%。3）本方法中氢气和一氧化碳分别在不同的反应阶段，由不同的反应器中分别输出，可以直接得到纯净的氢气和一氧化碳，与传统的煤气化制氢工艺相比，减少了分离、净化环节，工艺更简单。4）各种煤经过高温炭化处理后都可以作为反应所需的碳源，而煤气化制氢工艺则对煤种的适应性有较大局限性。已证实了该工艺的可行性与稳定性，项目目前进入进入中试放大研究阶段。
河北工业大学
2021-04-13
高炉水淬渣
高炉水淬渣质量稳定，采用先进的因巴法工艺水淬,具有玻璃体含量高，XRD图谱中无晶体衍射峰，用其磨制的矿渣微粉水化活性高，是水泥和混凝土的优质材料。
日照钢铁控股集团有限公司
2021-09-09