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中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-04-11
中国科大成功融合远距离量子密钥分发和光纤振动传感
中国科学技术大学潘建伟、张强等与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作，实现了一套融合量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统，在完成光纤双场量子密钥分发（TF-QKD）的同时，实现了658公里远距离光纤传感，定位精度达到1公里，大幅突破了传统光纤振动传感技术距离难以超过100公里的限制。
中国科学技术大学
2022-06-02
中国科大实现首个具有黎曼曲面的弯曲碳纳米螺线管材料
中国科学技术大学杜平武教授课题组实现了首个具有黎曼曲面的弯曲碳纳米螺线管材料，该工作填补了分子基弯曲碳螺旋材料领域的空白。
中国科学技术大学
2022-03-11
青科大签署山东省单笔最高金额校企合作项目
7月21日，青岛科技大学与山东亘元生物科技有限公司战略合作暨高性能锂电用系列化学品项目签约仪式在威海市举行。校企双方共签订7.7亿元合作项目，是目前为止山东省单笔最高金额的校企合作项目。山东省科技厅党组书记、厅长唐波，山东省教育厅总督学仲红波，威海市委副书记、代市长孔凡萍，青岛科技大学党委书记李兴伟、校长陈克正等出席签约仪式。
青岛科技大学
2022-07-23
安大科大学者联合攻关电化学合成氨
安徽大学材料科学与工程学院杜袁鑫副教授、化学化工学院朱满洲教授与中国科学技术大学陈艳霞教授、朱彦武教授课题组合作，通过调控金属纳米团簇的内在活性，合理设计并合成了高效的M4Ni2NCs(M=Au,Ag)催化剂进行N2合成NH3反应。
安徽大学
2022-06-01
中国科大实现基于粒子不可分辨性的量子相干生成和应用
基于全同粒子不可分辨性的量子相干性可以提高相位鉴别的成功几率，并且能与基于单个粒子相干叠加的相干性同时存在，因此将在具体的量子信息任务中获得应用。
中国科学技术大学
2022-06-02
中国科大实现硅基量子芯片中自旋轨道耦合强度的高效调控
郭国平教授、李海欧教授等人与中科院物理所张建军研究员、纽约州立大学布法罗分校胡学东教授以及本源量子计算有限公司合作，在硅基锗空穴量子点中实现了自旋轨道耦合强度的高效调控，为该体系实现自旋轨道开关以及提升自旋量子比特的品质提供了重要的指导意义。
中国科学技术大学
2022-06-02
中国科大研制用于快充锂电池的新型双梯度石墨负极材料
中国科大俞书宏院士团队与姚宏斌、倪勇教授团队合作提出了在不牺牲锂离子电池能量密度的前提下，在石墨负极内部引入颗粒尺寸以及孔隙率的梯度异质分布结构设计，实现了石墨负极快充性能提升。
中国科学技术大学
2022-06-02
机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害处置方法和系统
本发明涉及飞灰无害化处置，旨在提供一种机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害处置方法和系统。该系统包括给料仓、水平滚筒式球磨机、搅拌釜和板框压滤机；给料仓的底部接于水平滚筒式球磨机的进料口，水平滚筒式球磨机的密闭筒体中放置不锈钢磨球；出料管道两端分别接水平滚筒式球磨机底部和搅拌釜上部；搅拌釜上接进水管道，底部接至板框压滤机。本发明可同时高效实现飞灰的重金属固化、二噁英降解和氯脱除，处置后飞灰彻底无害化且具备资源化利用条件；处置后飞灰的重金属固化率在70％以上；无外加添加剂，处置成本低廉；工艺流程简单，反应条件温和，过程环保，无有害副产物产生；设备投入和运行成本低廉，处置效果显著，工艺流程实现简单。
浙江大学
2021-04-11
机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害处置方法和系统
本发明涉及飞灰无害化处置，旨在提供一种机械化学结合水洗的飞灰高效低成本无害处置方法和系统。该系统包括给料仓、水平滚筒式球磨机、搅拌釜和板框压滤机；给料仓的底部接于水平滚筒式球磨机的进料口，水平滚筒式球磨机的密闭筒体中放置不锈钢磨球；出料管道两端分别接水平滚筒式球磨机底部和搅拌釜上部；搅拌釜上接进水管道，底部接至板框压滤机。本发明可同时高效实现飞灰的重金属固化、二噁英降解和氯脱除，处置后飞灰彻底无害化且具备资源化利用条件；处置后飞灰的重金属固化率在70％以上；无外加添加剂，处置成本低廉；工艺流程简单，反应条件温和，过程环保，无有害副产物产生；设备投入和运行成本低廉，处置效果显著，工艺流程实现简单。
浙江大学
2021-04-13