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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
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
介孔干凝胶快速止血剂
出血是任何创伤均可发生的并发症，是威胁人体生命的主要原因之一。因日常交通、战时火器、恐怖袭击、抢险救灾等引起的人体组织器官损伤和手术以及塌方、台风、地震、泥石流等自然灾害引起的创伤时有发生，而止血是外伤、战伤急救的重要环节。因此，研制用于应急状态下大面积群伤救治的快速止血剂具有重大意义。 高比表面积的介孔硅基干凝胶具有均一的介孔结构、比较窄的孔径分布。材料由于存在介孔结构，因而具有巨大的比表面积，超常的吸附能力。可选择性地吸收血液中的水，导致血液 浓缩，激活凝血因子，从而加速凝血，达到快速止血。介孔硅基干凝胶止血敷料能直接覆盖整个伤口表面；也可外加医用纱布做成各种便于携带的止血敷料和止血绷带，可在几分钟内控制包括动脉的大血管出血。特别适用于中度、重度的开放性创口的止血。 介孔硅基凝胶止血敷料可用于普通外科，肝胆外科，妇产科，口腔科，微创外科，神经外科，心胸外科，泌尿外科等需要止血的手术。可缩短手术时间，降低手术风险；减少病人出血，加速创伤愈合，缩短住院时间。介孔硅基凝胶快速止血剂作为一种方便、卫生、实用、高效、易于长期保存的止血剂，可应用于军队、警察、消防队员、急救人员、医护人员以及家用止血急救，也能在重大突发事件如地震、爆炸、矿山意外等发挥作用。
华东理工大学
2021-02-01
液态金属高分子凝胶功能材料
液态金属是一类低熔点的金属单质或者合金，能够在室温下形成液态共晶。考虑到液态金属兼具流体和金属导体的性质，液态金属可用作功能性流动填料，以实现高分子功能材料的柔性和高导电性并存，使得此类材料可作为潜在的电子柔性器件。之前有论文报道通过光刻等方法预先制备微通道，之后往微通道中注入液态金属来制得电阻和电容传感器。然而这种方法成本很大，而且仅基于微孔道的形变，限制了材料的力学性质和电学感应能力。科研团队通过将液态金属作为流动导电填料并利用其对自由基的催化功能，成功在20秒内制得液态金属水凝胶功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液态金属传感器，因液态金属表面氧化层和单体极性基团之间的锚定作用，实现了液态金属在体系中的均匀分散，同时发现了液态金属与过氧化物引发剂发生反应而显示出的催化活性。因液态金属的流体性质和高导电性，液态金属赋予材料以超长的拉伸性能（断裂伸长率=1500[[%]]），良好的力学和电学稳定性。此外由于液态金属在材料内部的不对称形变，材料能够辨别物体在其表面的运动方向，可识别个人的电子签名和作为潜在的电子皮肤。
东南大学
2021-04-11
电泳凝胶染色、脱色与移动装置
电泳装置是医学科学研究与实验教学中使用频率最高的仪器之一。研究、开发新型电泳凝胶染色、脱色与移动装置，有利于改进我国生物大分子研究的实验装备和教学仪器，对于核酸、蛋白质等重要生物大分子的分析以及生物、医药、食品、化学等产业的发展均具有一定的积极意义。本项目研制了一种集安全性、简便性、实用性、通用性、经济性于一体的新型电泳凝胶染色、脱色与移动装置，并将其运用到医学研究生实验教学与科研中，取得了良好的效果。本装置由染色盒、脱色盒（内设胶铲支架）和镂空结构的电泳胶铲组成，可用于核酸、蛋白质、酶、糖等多种生物大分子的电泳实验，适合于含有溴化乙锭、考马斯亮蓝、甲苯胺蓝等染料的染色液和脱色液，适合于不同支持介质和不同尺寸电泳凝胶的染色、脱色、固定、透明等过程。本发明在我校医学研究生教学中的应用取得了显著成效，极大地促进医学教学科研工作。
西安交通大学
2021-04-11
软骨诱导性胶原水凝胶材料
胶原基水凝胶是一种用于关节软骨修复的支架材料，是根据软骨细胞外基质组成与结构仿生的原理进行设计和研究的、模拟天然软骨成分的胶原为基础的水凝胶材料，具有诱导间充质干细胞成软骨分化的潜能。水凝胶由双组分水性溶液组成，两个组分混合后可注射到体内并在体温下形成具有一定强度和形状的水凝胶。将间充质干细胞包埋于水凝胶中，在体内可诱导间充质干细胞向软骨细胞方向分化，尤其是在在体内关节腔的软骨环境中，间充质干细胞向软骨方向分化行为更加单一，形成透明软骨样组织。胶原基水凝胶材料具有完善的技术路线和工艺规范，达到了中试规模的生产能力，已经建立了企业技术标准，并完成了由国家药品食品监督检验局授权的检测机构进行的注册检测。利用胶原基水凝胶进行关节软骨缺损的修复，采用间充质干细胞作为种子细胞，解决了软骨修复的细胞来源问题，大大减轻患者的二次损伤和负担，且修复组织与原有组织结合紧密，是一种良好的软骨组织修复材料。
四川大学
2016-04-19
无能耗空气水捕获
成果介绍水资源匮乏是全球绿色可持续发展面临的重大问题之一。地球周围空气中的水含量预计有1300万亿升，相当于全球湖泊淡水总含量的10[%]。对于这一“零成本”资源的综合利用，一方面，将有效缓解淡水资源短缺问题；另一方面，将实现对空气湿度的调控，为人类活动和生活居住提供舒适的空间，并改变人类的生存方式。基于上述挑战，本项目拟研制基于超强吸水二维纳米片的无能耗空气水捕获材料，并搭建相关水捕获装置。在水捕获装置中，超强吸水二维纳米片可以高效、主动地吸附空气湿度中的水分，吸附饱和后，在太阳光的照射下，吸附水将蒸发释放并收集，从而实现可循环的、无额外能量输入的空气水捕获。技术创新点及参数本项目的技术优势在于，超强吸水二维纳米材料的空气水捕获容量达自身重量的658[%]，且捕获水可以在45ºC左右（即太阳光触发下）解吸，从而实现了理想的、无额外能量输入的、淡水捕获和供给。在理想情况下，1Kg超强吸水二维纳米材料可以在1天之内捕获21.5L的安全淡水。此外，本项目的超强吸水二维纳米材料可以用于研制可旋转湿度控制玻璃窗。玻璃窗朝空间内的一侧旋涂超强吸水二维纳米片，在调节空间内湿度达到一定程度后，180度旋转玻璃窗，空间外的太阳光将刺激吸附水的释放，从而实现了一种无能耗的空间内湿度可循环控制策略。这种湿度控制玻璃窗对未来的建筑设计、武器装备等领域将产生颠覆性影响。市场前景目前国内外研究的空气水捕获材料主要存在吸附量低、循环利用能耗高、材料制备复杂等缺点，本项目的超强吸水二维纳米片将有效弥补这些缺点，实现安全、绿色、无能耗的空气水捕获挑战目标，并实现产业化生产和应用。这一装置将为军民在山区、沙漠、海洋等安全淡水资源短缺地区提供一种简便高效的无能耗淡水供给策略。
东南大学
2021-04-13
超强空气水捕获材料
成果介绍开发了一种基于超薄二维MOFs纳米片的空气水捕获材料，其显示了超强空气水捕获能力以及超低吸附水解吸温度，在空气水捕获装置及湿度控制玻璃窗发明具有重大应用潜力。技术创新点及参数通过范德华异质结组装，实现了材料的强空气水捕获能力以及超低吸附水解吸温度。1. 材料的空气水捕获量达到自身质量的500[%]以上；2. 吸附水解吸温度在45oC以下，解吸时间在15分钟以内；3. 时间短于1h的空气水吸附-解吸过程。
东南大学
2021-04-13