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国科大材料学院黄辉团队在基于C-S键活化的室温交叉偶联制备聚合物半导体材料研究中取得重要进展
该项工作发展了首个利用碳-硫键活化的Stille交叉偶联聚合。在温和的反应条件下，制备了一系列高温Stille反应难以获得的聚合物半导体材料，从而为合成低成本，高性能的有机/高分子半导体材料提供了新的研究思路。
中国科学院大学
2022-06-01
嵌段共聚物节能、环保的聚合反应挤出技术
苯乙烯与二烯烃嵌段共聚物包括苯乙烯类热塑性弹性体（SBS, SIS,）、溶聚丁苯橡胶，星型SSBR, 星型SIBR等的橡胶材料，以及透明高抗冲聚苯乙烯K树脂。目前，前者在全世界已形成了数百万吨的生产能力和消费量，广泛的应用于轮胎橡胶，改型沥青，热溶胶，压敏胶，制鞋，聚合物改性等领域；后者K树脂由于将橡胶嵌段的球粒直径控制在纳米数量级，因而同时具有优良的透明性、抗冲击性、抗弯折疲劳和加工性能，因此在医用包装材料，医用器械材料，办公用品、家用电器、汽车、化工、仪表等领域都具有极广的应用，这是通用高分子材料所无法替代的，但是目前我国K树脂尚未成功工业化。本项目采用聚合反应挤出技术，该技术以挤出机为反应器，充分利用螺杆挤出机对高粘度介质也具备有效传热、传质的特点，将单体聚合与高聚物加工两个过程合二为一，实现无溶剂本体聚合，直接在挤出机中几十秒钟内由单体聚合成超高分子量聚苯乙烯、苯乙烯类热塑性弹性体、K树脂等。本项目通过混合单体进料方法，得到的聚合物经NMR，IR，DMA，GPC，TEM，SEM，AFM测定及理论分析发现其为（SB）n多嵌段的共聚物。B橡胶嵌段的分散相尺度在自然状态下呈纳米级球状分布。有高达220％以上的超高断裂延伸率。在液氮中冲断面呈现出典型的韧性断裂形貌。该技术成熟度已达到可中试阶段。如采用分段加料的方式，由单体一步本体聚合得到当今世界上必须用耗能、污染的溶液聚合法方可得到的SBS、SIS等嵌段聚合物，其技术成熟度同样已达到可中试的阶段。该技术已申请了3项国家发明专利，具有完全独立的知识产权。
华东理工大学
2021-04-11
一种去除聚合松香甲苯溶液中不溶物的方法
该项目已经获得国家发明专利：专利号：ZL200510130795.9。 聚合松香是松香改性的产品，由于聚合松香具有色泽浅、软体点高、不结晶、不氧化等优点，被广泛的应用于油墨、油漆、胶粘剂和合成树脂等的生产，同时还应用于橡胶、电气、造纸及制造多种助剂等。但是，聚合松香中的甲苯不溶物在国产聚合松香中普遍存在，这是一个不容忽视的问题。甲苯不溶物的存在既影响了产品质量，也增加了成本。所以，去除聚合松香中的甲苯不溶物显得特别重要。然而，到目前为止，国内尚没有较好的技术可以实现聚合松香中的甲苯不溶物的去除。 该项目在不影响聚合松香性能的基础上，将聚合松香中的甲苯不溶物的含量降到0.01%以下。所用的工艺简单、快速和所需成本低，能有效降低聚合松香甲苯溶液中的不溶物。
北京科技大学
2021-04-11
金属基支撑固体氧化物燃料电池及其应用
现有化石能源的高效绿色利用和开发新的能源技术是社会可持续发展所面临的关键问题。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）可以以天然气、煤气化气和生物质气等为燃料，与燃气轮机联合循环后的总发电效率可超过70%，被认为是化石能源最高效清洁的利用方式之一。目前全球的研究热点是研制在中低温条件下工作的SOFC，将SOFC的操作温度从传统的850～1000℃，降低到850℃以下的中低温。其目的是降低电池的启动温度和时间，有效地降低各个部件的老化速率，提高SOFC的稳定性和延长寿命，还可以使用廉价的不锈钢等作为连接材料，大大降低制造成本，为SOFC的商业化提供有利条件。近几年，我国正大力发展新能源领域，而在SOFC燃料电池方面，我国具有特有条件和优势，主要表现在SOFC核心材料上具有稀土氧化物资源优势，而在能源结构上，煤、天然气等化石能源占相当大的比重，政府和整个社会的环保意识也与日俱增，所以SOFC的研究开发具有相当可观的前景。
西安交通大学
2021-04-11
无机离子聚合与新型聚合材料的创制
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。这些成果突破了无机块体材料依赖高温烧结定形的传统途径，可以在常温条件下实现构建，为功能材料的制备提供革命性的科学新基础，特别适合在生物体内开展仿生合成。目前已经颠覆性地实现以下突破：
1）结合生物矿化实现人体牙釉质的再生（Sci Adv 2019），再生层与天然牙釉结构完全一致，拥有相同的生物力学特性。该工作打破了传统口腔医学中牙釉质不能再生的认知，引领新一代口腔材料从“填充型”转变为“再生型”。目前已进入转化研究阶段，样品能够高效地修复牙齿表面的微小缺损。
2）结合传统有机聚合发展出有机-无机共聚新技术，可以制备出有机-无机共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。与传统的有机无机复合材料不同，共聚型新材料能够在分子尺度上实现有机和无机相之间的相互融合，从而构建出结构完全均一、具有优异力学性能的轻质高强材料。特别是在传统高分子材料中引入无机离子键可以显著增强材料原有的力学性能，例如通过无机离子寡聚体可以大幅度改善传统塑料材料。
“无机离子聚合”可以构建出柔性无机离子材料，开发出矿物基塑料替代新材料，被称为“石头变塑料” （Adv Mater 2022）。矿物基塑料材料与传统塑料相比在保持制备可塑性和结构韧性的同时，具有高强、高硬和高热稳定性等新特征，而其矿物的本质特征还可以使材料能够融入到自然的矿物循环中，为解决塑料污染问题提供新策略，是一种环保型的新材料。
浙江大学
2022-07-22
糠醛一步法加氢制备戊二醇的新技术
糠醛可由多种农业秸秆制备，属于绿色环保的可再生化工原料，并且作为溶剂在润滑油的生产结束后成为反应废弃物。虽然我国每年糠醛的产量占世界总产量的一半以上，但绝大部分都以较为低廉的价格出口，因此充分开发利用糠醛具有十分重要的经济价值。本课题组旨在开发新型绿色高效的加氢催化剂，将糠醛通过一步法开环加氢制备1,2-戊二醇与1,5-戊二醇。其中，1,2-戊二醇是一种优良的保湿剂，可作为合成杀菌剂丙环唑的重要中间体。1,5-戊二醇主要应用于聚氨酯、聚酯、涂料、油墨、香料的产品的制造，目前主要依靠进口。在催化剂方面，摒弃了传统的有毒Cr类催化剂，采用更为绿色环保的金属Cu为催化中心；在工艺条件上，较传统工艺更为简便，可进行连续式或间歇式反应。
南京工业大学
2021-04-13
一种催化糠醛选择性转化为2-甲基呋喃的方法
本发明提供一种催化糠醛选择性转化为2‑甲基呋喃的方法。该方法利用碳纳米管负载型铂基双金属催化剂（3Pt3Fe/MWNT），在温和条件下高效催化糠醛转化为2‑甲基呋喃，具有高转化率和高选择性。其中3Pt3Fe/MWNT催化剂在固定床反应器常压和200℃下，使用异丙醇为溶剂，糠醛转化率超99%，2‑MF的初始选择性91%，稳定运行60小时后转化率由99.8%降到90.41%。本发明催化剂制备过程简单，成品稳定可靠，催化过程无需添加额外的助剂，无需额外分离催化剂和反应底物，催化剂具有高活性及稳定性。该技术不仅在能源和化工领域具有重要的应用价值，还在推动可持续发展和绿色化学方面发挥了积极作用。
南京工业大学
2021-01-12
面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件
本发明提供的一种面向物联网的砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件，主要包括MESFET和热电偶。MESFET选择半绝缘的GaAs作为衬底，通过GaAs工艺和MEMS表面微机械加工实现具有能量转换功能的MESFET。在源漏栅的金层四周制作一层二氧化硅，化学机械抛光后，制作热电偶的金属Au型热电臂和砷化镓型热电臂，蒸金连接两种热电偶臂，将源漏栅的热电偶电极进行金属连线，留下两个热电偶电极作为塞贝克电压的输出极。
该砷化镓基具有热电转换功能的MESFET器件根据塞贝克效应，可以将器件工作产生的热能转换为电能，实现能量收集的同时缓解了散热问题。通过检测输出塞贝克电压的大小来实现对热耗散功率大小的检测。
东南大学
2021-04-11
铂/碳纳米管催化剂的制备及在糠醛催化加氢中的应用
本发明涉及糠醛催化加氢技术，旨在提供一种铂/碳纳米管催化剂的制备及在糠醛催化加氢中的应用。该催化剂的制备过程包括：取碳纳米管放入浓硝酸室温下进行超声和加热搅拌回流处理，冷却后取出浸泡、洗涤和抽滤，直至滤液中性；然后干燥备用；氯铂酸稀溶液中加入处理过的碳纳米管载体，在室温下等体积浸渍、静置后；磁力搅拌和温水浴条件下蒸干水分后干燥；在使用之前，将催化剂置于氮氢混合气氛中高温还原，得到铂负载量为1.0wt％的铂/碳纳米管催化剂。本发明方法工艺简单，操作方便，能耗低，反应中不需要加热，且所用氢气压力较低。能在室温条件下对糠醛进行加氢，转化率和选择性较高。催化剂多次使用后仍能保持高活性，且基本不积碳。
浙江大学
2021-04-13
面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器
本发明公开了一种面向物联网的硅基固支梁可重构SIW带通滤波器，包括SIW带通滤波器、转接结构(3)和MEMS固支梁结构。SIW带通滤波器包括相互级联的SIW谐振腔(9)，相邻的SIW谐振腔之间存在耦合窗口(14)，MEMS固支梁结构设置于耦合窗口中。在一些特定的需要控制无源滤波器通带中心频率频繁切换的电路中，本发明通过MEMS固支梁结构很好的避免了需要依靠增加滤波器数量去控制电路的问题，并且MEMS固支梁结构的闭合所需要的电压较小也基本不会影响电路的正常工作，能够有效地降低电路控制的功耗。MEMS固支梁(6)可以实现快速的DOWN态和UP态的转换，可以有效地实现微波电路中对滤波器滤波范围的控制。
东南大学
2021-04-11