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轻量化液态金属物质
常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同，此类物质通常情况下呈液态，既具有液体良好的流动性，又拥有金属材料优异的导电性与导热性，且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换，即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素，液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。
然而，常规的液态金属材料自身密度通常很高，这会给由此制成的器件与装备平添额外重量，造成相应能量消耗，也削弱了使用的灵活性。
为改变上述现状，刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想，他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表（图2），制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料（图3）。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性（图4）外，还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为，作者们为此设计了系列平面及三维应用场景，并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控，展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。
图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图
图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度
轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值，由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上，结合各类液态金属与对应的轻质改性物质，可赋予终端材料更多目标功能，从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体，这是已有材料体系不易具备的，因而在许多场合十分有用，比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。
此项研究中，论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博，通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709
清华大学
2021-04-11
基于MOFs材料的生物大分子封装
提出一种半胱氨酸增强的仿生封装策略，可快速、高效地将不同表面化学性质的蛋白质和酶封装在MOFs内。这种增强的封装策略灵感来源于生物体内金属巯基蛋白对金属离子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白质形成类似于金属巯基蛋白模型的自组装体可促进金属离子在蛋白质周围富集，加速MOFs的预先成核 。研究发现封装的蛋白质和酶可维持其自然构象，而MOFs保护层对酶的紧密结构限制作用可大大提高酶在极端环境下（e.g. 水解试剂、高温和化学溶剂等）的生物活性。最后，这种仿生的封装策略在生物储存、酶级联催化和生物传感等多方面的应用也得到验证。
中山大学
2021-04-13
生物可降解高分子合金材料
为挤出和注射开发的改性聚乳酸材料与美国 NatureWorks 公司产品相比，抗冲击强度提升了约 20%；与比利时 Sovey 公司的聚己內酯相比，拉伸强度提高了 50%，并可根据客户需要调节降解速率。
扬州大学
2021-04-14
新型微波旋磁-介电复合陶瓷材料
针对当前各类电子信息元器件多功能化、高频化的趋势，特别是微波、毫米波60GHz载波通信的出现，所研发的新型微波旋磁-介电复合陶瓷材料能够在宽频段范围特别是微波频段内同时具有优良电磁性能与介电性能，并满足LTCC技术要求，是一种多功能电路板材料。研发的新型微波旋磁-介电复合陶瓷材料性能将达到先进水平，可以满足汽车、航空、航天等工业领域的需求，实现基于自主研发的微波磁介复合陶瓷材料及其相关器件的批量生产。项目的实施可以满足我国在运载火箭系统、卫星系统、导弹、神舟飞船、区域电子对抗系统中的微波通讯、功率放大器、发射机等微波集成电路中(MIC)等军事方面对无线通信天线的应用需求，从而填补我国在这一领域的技术空白，替代国外同类产品，改变我国目前面临的关键元器件受制于人的不利局面，具有巨大的战略价值和社会经济效应。本项目完成后，在微波磁介复合陶瓷材料技术方面具有独立的知识产权，降低我国在这一关键领域的对外依赖程度，同时将显著改善相关领域缺乏自主创新、具有高附加值的技术和产品的现状，形成示范性整体性产业化链条，提升产业地位。
电子科技大学
2021-04-10
微纳复合结构富锂锰基正极材料
"近年来，锂离子电池在智能电网、航空航天和军事储能等高能耗新能源领域的应用不断扩展，现有商用正极材料体系（包括层状结构的镍钴锰酸锂、尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂）的实际比容量已经接近各自的理论极限值，无法满足日益增长的能量密度需求。富锂锰基正极材料不仅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其较低的钴和镍含量能够有效降低电池的成本。 本项目主要通过构筑缺陷来增强富锂锰基正极材料的电化学性能，实现高的首圈库伦效率、倍率性能和循环稳定性，提升富锂锰基正极材料整体性能，为其商业化应用打下基础。 "
厦门大学
2021-04-10
水处理材料磁性复合有机膨润土的制备方法
本发明公开了一种水处理材料磁性复合有机膨 润土的制备方法。方法的步骤如下：1)将干燥、粉碎过60－150 目筛的膨润土原土15－20g、7.8－ 8.2gFeCl3和3.9－ 4.1gFeSO4混合，加水到600－ 700mL，将得到的悬浊液置于70－80℃的恒温水浴中，搅拌下 滴加5－6mol/L的NaOH溶液80－100mL，滴加完毕后继续搅 拌3－4小时；2)搅拌停止后，用蒸馏水清洗沉淀物3－5次， 110－120℃下烘3－4小时；3)烘干、碾磨后，加入400－600mL 浓度为2mmol/L－4mmol/L阳离子表面活性剂溶液中，搅拌5 －6小时，产物在室温下老化10－12小时，经多次洗涤过滤后， 在60～80℃下烘干，研磨，过60－100目筛，即可。本发明所 制得的磁性复合有机膨润土能够同时去除废水中的有机污染 物和酸根离子污染物，并具有非常好的沉降分离性能。可以在 废水处理领域中推广使用。
浙江大学
2021-04-11
复合型聚合物电解质材料
1 成果简介本发明涉及一种聚合物电解质材料及其制备方法，尤其是涉及一种可应用于新型高性能固态电池的能量存储、燃料电池的能量转换、化学传感器、电化学电容器等领域的复合型聚合物电解质材料及其制备方法。2 应用说明本发明的目的是提供一种电导率高、机械性能和热稳定性能好的复合型聚合物电解质材料。同时，本发明还提供一种工艺简单，适宜于工业化生产的聚合物电解质材料的制备方法。3 效益分析建设年产复合型聚合物电介质材料 1500 吨， 项目总投资 5000 万元。
清华大学
2021-04-13
片状CdS/BiOCl复合纳米材料及其制备方法
本发明公开了片状CdS/BiOCl复合纳米材料及其制备方法。将含适量硝酸铋的乙醇溶液和氯化钠水溶液混合，磁力搅拌10?20分钟，进行微波反应，获得BiOCl纳米粉。称取0.2g?BiOCl,加入到30mL含一定量醋酸镉水溶液中，超声分散15～20分钟，得分散液A；称取适量硫脲，加入30mL去离子水，溶解得溶液B；将溶液B加入到分散液A中，磁力搅拌10～20分钟，反应混合液置于家用微波炉中，设置低火档加热20分钟；反应结束后，自然冷却，抽滤干燥，即得本发明的片状CdS/BiOCl复合纳米材料。片状Cd
安徽建筑大学
2021-01-12
微纳复合结构富锂锰基正极材料
近年来，锂离子电池在智能电网、航空航天和军事储能等高能耗新能源领域的应用不断扩展，现有商用正极材料体系（包括层状结构的镍钴锰酸锂、尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂）的实际比容量已经接近各自的理论极限值，无法满足日益增长的能量密度需求。富锂锰基正极材料不仅具有高的比容量（250 mA h/g）和能量密度（1000 Wh/kg），而且其较低的钴和镍含量能够有效降低电池的成本。本项目主要通过构筑缺陷来增强富锂锰基正极材料的电化学性能，实现高的首圈库伦效率、倍率性
厦门大学
2021-01-12
新型纳米复合W-氧化物电极材料
W-氧化物电极材料（通常氧化物种类为ThO2,CeO2及La2O3等，含量为2%重量百分比）广泛应用于惰性气体保护电弧焊和等离子体焊接、切割、喷涂、熔炼等工业领域。在使用过程中，电极材料担负发射电子，维持电弧稳定燃烧的作用，同时还承受高能离子轰击和高烧蚀等恶劣服役条件。正是由于其重要地位，电极材料被誉为电弧等离子体发生器的"心脏"。采用先进特殊工艺开发的新
西安交通大学
2021-01-12