成果与项目的背景及主要用途： 泡沫铝材是一种新型的功能材料，一般孔隙率在 45％～98％之间，根据孔隙特点分为开孔与闭孔两种，各国学者早在 40 年代后期就对泡沫金属材料有所研究，但由于发泡工艺与孔的尺寸很难控制，一直未得到发展，直到 80 年代中期以后才取得长足进展，开发出了一些有工业价值的生产工艺。目前，日本与德国在研究、生产与应用泡沫铝材与其他金属泡沫方面居世界领先地位。我国对泡沫铝材的研究始于 80 年代后期，并取得了一系列的研究成果，但尚未取得突破性的成就，仍处于起步阶段。 目前，泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体气体扩散盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还应用于冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域，应用范围还在不断扩大。 技术原理与工艺流程简介： 本课题采取的是传统的粉末冶金工艺，把铝粉和造孔剂混合后，压制成预制件，在热水中将造孔剂溶解掉，然后在真空炉中对预制件进行真空烧结，就得到了开孔泡沫铝。本试验方法具有以下优点： 1.采用的粉末冶金法可以制备复杂形状的试样，工艺简单容易实现。 2.通过改变工艺参数可以十分容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小。这一点是其它方法难以做到的。 3.采用的造孔剂为尿素、碳酸氢铵，成本低、形状可控且容易去除。 技术水平及专利与获奖情况： 1. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, J.J. Li. Processing of open cell aluminum foams with tailored porous morphology. Scripta Mater 53(2005)781-785.(JCR 工程技术二区，2004 年影响因子 2.112,检索号：952BD.同时被 Ei 检索，检索号：05289206237) 2. B. Jiang, N.Q. Zhao, C.S. Shi, X.W. Du, J.J Li, H.C.Man. A novel method for making open cell aluminum foams by powder sintering process. Mater lett 59(2005)3333-3336. (JCR 工程技术 三区，2004 年影响因子 1.186) 3. 姜斌，赵乃勤. 泡沫铝的制备方法及应用进展.金属热处理. 30(2005)36-40.（Ei 检索，检索号：05279197817） 应用前景分析及效益预测： 泡沫铝以其独特的结构而具有许多优异的性能，它不仅具有多孔材料所具有的轻质特性，还具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能，如渗透、阻尼、能量吸收、高比表面积、电磁屏蔽等性能。目前，泡沫铝材已经广泛应用于防火装饰材料、冲击能量吸收材料、热交换器等。由粉末冶金法制备的泡沫铝工艺简单，成本低廉，可以制备复杂形状的试样。并且通过改变工艺参数可以容易地控制孔隙率、孔形状及孔的大小，这一点是其它方法难以做到的。所以本方法有推广应用价值。 应用领域： 泡沫铝的应用主要有：防火和吸音板、冲击能量吸收材料、建筑板、半导体扩散器盘、热交换器、电磁屏蔽物等方面。还可广泛应用于冶金、化工、航空航天、船舶、电子、汽车制造和建筑业等领域。 合作方式及条件：合作开发

针对生物陶瓷、生物医用高分子材料及其复合材料，采用3D打印技术制备符合个性化、结构/强度/降解特性可调节、多组分协同的骨修复植入材料，包括生物陶瓷植入材料和生物陶瓷/高分子复合长效药物缓释植入材料。 生物陶瓷植入材料功能：骨缺损占位支撑；修复各种骨性空隙、空洞及缺损；负重部位骨折、骨缺损修复（在固定器械和材料辅助下）；植入器械表面修饰，提升生物活性。 长效药物缓释植入材料功能：抗感染（感染引起的骨不连；植入金属器械取出后旷置部位感染控制；内固定植入物引起的感染）；协同成骨（小分子药物缓释与生长因子缓释）；病灶清除手术或清创术后的占位支撑，诱导骨再生，原位药物持续缓释化疗（骨结核、骨肿瘤等）。

利用廉价的农作物秸秆提取纤维素进行功能化改造并制备托盘鲜肉食品保 鲜垫，实现货架期延长，维持肉制品良好卖相，有效防止废弃秸秆在焚烧处理时 造成的环境污染，为冷鲜肉向乡镇远距离配送提供了可行性参考。 创新要点 技术产品主要改善鲜肉制品包装形式，延长货架期，维持良好卖相；同时实 现农作物秸秆合理应用，实现其深加工。 

对相变过程接触面瞬时温度分布的非接触式全域测量，有助于掌握相变过程的温度分布特征和传热特性。 目前，常见的非接触式、全域测温方法是红外测温技术，但存在仪器测试段需要由红外辐射能够穿透的特殊材料制作，并且空间分辨率低、易受环境辐射影响、价格昂贵等缺点。项目组采用温敏漆测温技术开发相变过程接触面瞬时温度分布测量系统。温敏漆测温基于荧光的温度猝灭机理，以探针分子作为光学传感器，当探针分子收到一定波长的光激发后，会发射出特定波长的荧光，探针分子的发光量子效率随温度升高而降低。通过CCD相机配合发射波长的滤光片，捕获到的发光强度与温度有关，通过测量发光强度可以实现对表面温度的瞬时全域测量。

MoTe2是由MoTe6八面体结构单元构成的原子层沿c方向堆叠形成的二维材料系统，不同的堆叠方式具有不同晶体对称性。1T-MoTe2在室温时是单斜的1T’相，随着温度降低在250K时发生结构相变，转变成正交的T_d相，其中可以存在第二类外尔费米子。王楠林课题组通过实验发现高强度的近红外激光脉冲可以在亚皮秒时间尺度内将中心反演对称性破缺的T_d相驱动到具有中心反演对称的1T’相。该相变发生的最明显的特征是时间分辨的反射率变化中横向剪切振荡声子的消失和二次谐波强度的急剧下降。通过选择和改变激发脉冲的脉宽和波长，从实验上排除了激光加热效应。该项研究首次在超快亚皮秒尺度内实现了激光诱导的非加热效应引起的MoTe2晶体中第二类Weyl半金属相与正常半金属相的超快结构相变。它为超快激光控制固体的拓扑特性开辟了新的可能性，使超快激光激发的拓扑开关器件具有潜在的实际应用价值。 该工作于2019年5月22日在线发表于著名学术期刊Physical Review X（Phys. Rev. X 9, 021036 (2019)），第一作者为量子材料中心博士生张梦瑶，王楠林教授和其研究组的董涛博士是通讯作者，量子材料科学中心王健教授研究组为该工作提供了样品。该项研究得到国家自然科学基金委员会、国家重点研究开发项目等项目的支持。Figure: Pump induced SHG time traces of MoTe2 at selected fluences at T=10 K. The graph shows that as the laser fluence increases, the signal of the second harmonic of the sample drops significantly. The inset is a time-resolved schematic diagram of second harmonic detection

人造运动草坪应用在体育运动场地始于欧美发达国家，至今已有?0多年的历史，其发展源于天然草对气候条件变化的局限性。随着人造运动草丝纤维的技术革新，人造运动草坪的运动力学性能、运动安全性能和运动舒适性能已经接近天然草。目前，国内对人造草丝纤维的研究处于起步阶段，尚未形成系统的学科领域，在使用性能和安全性能标准的制定方面，远远落后于国外。因此，为了真正实现草丝纤维材料的自主创新，必须形成人造草丝材料设计的基础理论和方法，即通过对天然草坪的仿生学、运动力学性能和运动安全性能的研究，形成人造草丝材料设计的基础理论和方法，以实现人造草丝材料的功能设计、材料安全性能设计、材料寿命设计以及材料的形态设计。本项目通过对草坪的运动力学性能和运动安全性能的研究，形成人造草丝材料设计的方法，实现人造草丝材料的功能设计、材料安全性能设计、材料寿命设计以及材料的形态设计。系统研究和解决上述人造运动草丝纤维材料产业化过程的一些关键技术和一些基本科学问题。在此基础上，开发高耐久性、高耐候性功能型色母粒、纳米复合功能型母粒及关键制备技术，从而开发出具有自主知识产权的人造草丝产品，以填补国内空白，推动我国体育新材料的发展。同时将这些关键技术用于人造运动草丝纤维材料规模化生产过程中，建立高性能人造草丝纤维材料国产化的工程示范。

太阳光中过量的紫外福射对地球上的生物及材料造成极大的破坏作用,每年材料的紫外老化导致了大量的资源浪费和经济损失。水淆石(LDHs)作为一类无机超分子结构功能材料,已经被广泛应用于医药材料、阻燃材料、催化材料等领域。近年来LDHs材料在耐紫外老化沥青的应用中表现出了良好的效果,可明显减缓沥青的老化。为进一步提高LDHs材料的紫外阻隔性能,有必要更深入地探索和研究LDHs材料的超分子结构对紫外光的阻隔机理及构效关系,从而为开发性能优异的新型超分子结构层状紫外阻隔材料及进一步探索其在高分子材料抗紫外老化领域的应用提供实验依据和理论支持。本项目针对高分子材料的紫外老化现象和目前紫外阻隔材料在应用过程中存在的问题,基于结构化学和超分子化学基本原理,探索了FLDHs材料的紫外阻隔技术,对LDHs层状材料的超分子结构、能级特征、缺陷结构、主客体相互作用W及协同作用等方面进行了系统研究。结合高分子材料的老化机理和LDHs材料的结构特征,对LDHs的层板结构和层间客体进行了调控,制备了一系列性能优良的超分子结构紫外阻隔材料。进一步将其添加到沥青和聚丙稀(PP)中进行紫外加速老化实验,考察了其对高分子材料的抗紫外老化效果,为其实际应用提供了一定的理论基础和技术支持。

人造运动草坪应用在体育运动场地始于欧美发达国家，至今已有20多年的历史，其发展源于天然草对气候条件变化的局限性。随着人造运动草丝纤维的技术革新，人造运动草坪的运动力学性能、运动安全性能和运动舒适性能已经接近天然草。目前，国内对人造草丝纤维的研究处于起步阶段，尚未形成系统的学科领域，在使用性能和安全性能标准的制定方面，远远落后于国外。因此，为了真正实现草丝纤维材料的自主创新，必须形成人造草丝材料设计的基础理论和方法，即通过对天然草坪的仿生学、运动力学性能和运动安全性能的研究，形成人造草丝材料设计的基础理论和方法，以实现人造草丝材料的功能设计、材料安全性能设计、材料寿命设计以及材料的形态设计。 本项目通过对草坪的运动力学性能和运动安全性能的研究，形成人造草丝材料设计的方法，实现人造草丝材料的功能设计、材料安全性能设计、材料寿命设计以及材料的形态设计。系统研究和解决上述人造运动草丝纤维材料产业化过程的一些关键技术和一些基本科学问题。在此基础上，开发高耐久性、高耐候性功能型色母粒、纳米复合功能型母粒及关键制备技术，从而开发出具有自主知识产权的人造草丝产品，以填补国内空白，推动我国体育新材料的发展。同时将这些关键技术用于人造运动草丝纤维材料规模化生产过程中，建立高性能人造草丝纤维材料国产化的工程示范。

最近以来，LED照明以其节能环保等优点，获得了大规模的应用。以氮化物结构陶瓷相关材料（如AlN，Si3N4）为寄出的氧氮化物荧光粉在保持了高温、化学和力学稳定性的基础上，还具有较为优异的光转换性能，赢得了越来越广泛的关注。其中， 有潜力应用在紫外激发的白光LED上的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉不仅具有较高的光量子效率，而且与常用的热淬灭严重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的热稳定性。但是，目前报道的Eu2+掺杂AlN蓝色荧光粉的制备方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高纯度氮化物粉体在高温下通过固相反应合成，要求2050℃的高温下，10个大气压的氮气压力，保温4个小时以上获得，粉体还要在保护环境中球磨粉碎由于高温产生的团聚，成本及其高昂，且颗粒尺寸控制困难。探索能够得到高纯度、粒径均匀可控、发光性能好的荧光粉且成本低的合成方法，对于这类新型材料的研究、应用都具有重要意义。 目前， AlN的合成方法主要有以下几种: 铝粉直接氮化法、碳热还原法、气相还原氮化法、裂解法、等离子体法、电弧熔炼法、自蔓延高温合成法、微波合成法，其中前两种方法已经应用于工业化大规模生产。比较而言，铝粉直接氮化法为强放热反应,反应不易控制，反应过程中放出的大量热易使铝形成融块，造成反应不完全，难以制备高纯度、细粒度的产品；碳热还原法制备的氮化铝粉末纯度高、性能稳定、粉末粒度细小均匀、成形和烧结性能良好，但是因为反应物中必须加入稍过量的碳以保证反应完全，这种方法难以避免碳的残留；而气相还原氮化法制得的AlN纯度高、粉末粒度细小均匀并且大大减少了碳的残留。而在制备氮化铝前驱体时溶胶-凝胶法又以成分易分布均匀、颗粒细小胜过固相混合法。我们首次利用柠檬酸做络合剂，通过溶胶凝胶法制备Eu2O3和Al2O3均匀混合的反应前驱体，结合气相还原氮化法的方法来合成AlN：Eu2+荧光粉，如下图。这种制备方法成本低，且具有很强的普适性，可应用于合成其他高纯氮化物应该材料。 该方法解决了生产氮化物荧光材料中需要高纯氮化物作为起始粉料成本高等劣势，利用价格低廉，原料易得的氧化物作为原料，合成出所需的氮化物荧光材料。而且此方法反应活性高，低温下得到颗粒大小均匀，发光稳定可控的发光材料，节约后处理成本。

由于W和Cu两种材料的熔点相差较大，采用熔铸方法很难使两组元之间均匀熔化和熔合，传统的W-Cu复合材料制备方法主要采用粉末冶金制备技术：包括熔渗法、活化烧结法等。熔渗烧结时，液相Cu仅靠W骨架孔隙的毛细管作用渗入，铜凝固相不容易细小均匀；而高温烧结又会使W颗粒聚集长大，最终形成粗大不均匀的组织。活化烧结法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化剂，但活化剂的加入会显著的降低W-Cu材料的电导率，同时活化烧结后钨坯的收缩变形较大，并且其烧结率随烧结温度的不同而变化，钨坯的密度不好控制，最终导致渗铜后W-Cu材料的化学成分偏差较大。这些组织的不致密与不均匀最终影响材料的关键性能如硬度、断裂强度、电导率、热导率等。 随着科学技术的发展，对高比重W-Cu合金的成分、结构形态，强度、致密性以及尺寸稳定性及变形能力等性能要求越来越高，急需制备技术的创新和发展。冷喷涂是近年发展起来的一种新型喷涂技术，由于喷涂温度较低，喷涂材料不易氧化，涂层能够保持原始设计成分；另外热影响小、热残余应力低，能够制备厚涂层及块体材料。 然而研究发现，采用两组元或多组元机械混合粉体喂料制备冷喷涂复合涂层时，如果不同组元之间颗粒材料的特性相差较大，则它们的沉积行为及沉积难易程度就会各不相同，最终导致涂层中软质相含量较高、硬质相含量偏低，使涂层偏离设计成分；即使通过提高混合粉体中硬质相的相对含量也很难从根本上解决上述问题。本发明提供了一种以铜包钨粉末为原料用冷喷涂技术制备钨、铜复合材料的新方法。制备的复合材料沉积体无氧化，保持了与粉体喂料相同的组织结构；W和Cu两相分布均匀，无偏聚，孔隙率低；硬质相钨含量比采用混合粉制备的涂层大幅度提高；而且还可以通过后续致密化处理使材料进一步致密化。 已申请专利：“一种制备高钨含量、均匀致密W-Cu复合材料的方法”，中国发明专利申请号：201110329570.1.，专利申请时间：2011.10.26，专利公开日：2012.02.29