黑磷是一种新型的二维材料，由于其较宽的可调控直接带隙、高载流子迁移率和优异的各向异性光电性质，在电子学、光电子学、生物医药、电化学和储能等领域展现了巨大的应用潜力，成为“后石墨烯时代”最受瞩目的二维材料之一。碳布（石墨化碳纤维布）是一种拥有独特功能性质的、可用于支撑功能型材料的三维空间构型的材料。目前，碳布主要用作电沉积的基底材料，以与其它功能材料复合形成新的复合材料，所得的复合材料在电化学和储能方面有着广泛的应用前景。我们发明了一种黑磷-碳布复合新材料，制备方法简单、温和且高效，所制得的黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的材料选择。 本技术以单质锡、碘、磷以及碳布作为原料，制备了一种新型的黑磷-碳布复合材料。所得的黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的催化剂选择。

项目成果/简介:成果内容： 本成果取得3项发明专利。除湿材料技术于2019年2月在海南省万宁市进行了性能测试。试验结果表明：在阳光充足的情况下，除湿和再生的转化率可以达到98%左右，能够满足除湿材料再生的要求。成果优势：该技术可用于潮湿环境下电力电气设施、工业生产

传统轻质夹层结构材料，如蜂窝夹层结构，制造过程复杂，质量难以控制，特别是在使用过程中经常会开胶、脱粘，甚至会引起芯子塌陷、面板凹陷、皱褶失稳，耐久性较差。本项目所研发的新型轻质夹层结构可克服传统夹层结构材料的上述不足，包括多层间隔连体织物复合材料和Z向纤维增强的泡沫夹层结构。 多层间隔连体编织物是一种层与层之间由连续纤维芯柱相接而成一体呈空芯结构的编织物，可以单独增强制成空芯连体结构轻质复合材料，也可以在纤维芯柱间填充泡沫材料，制成新型多夹层结构复合材料，具有优异的整体性和耐久性，根据填充的泡沫种类，还可具备阻燃、隔音等功能特性。 Z向纤维增强的泡沫夹层结构复合材料包括Z-pin增强的X-Cor泡沫夹层结构和缝纫轻体材料夹层结构两种。该结构有效改善了夹层结构的平压强度与剪切性能，用于结构复合材料有明显优势，为结构轻量化和低成本化提供了新的思路和解决途径。 北航针多层间隔连体编织物复合材料和Z向纤维增强的泡沫夹层结构进行了大量研究工作，掌握了制造设备、成型工艺、性能评价等方面的全套技术，开发的夹层结构无面芯剥离问题，综合性能优异、可设计性强，在很大层面上可以替代目前的蜂窝夹层结构与泡沫夹层结构复合材料，具有十分广泛的应用前景，已用于建筑、化工、交通、船舶、风能等领域。

目前的牙齿缺失均采用人工材料赝复体修复，存在着生理功能恢复有限、使用寿命短、损伤正常组织等缺陷，缺乏真正生理意义的修复。种植体修复缺失牙是目前治疗牙缺失的热点和重点，但种植体与牙周组织只能实现骨性结合，无法获得新生的牙周膜等缺点。如何有效地在目前的修复方法基础上，获得新生的牙骨质、牙周膜和牙槽骨，是治疗牙缺失的关键。本项目的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种生物牙根支架材料的构建方法。牙本质作为一种生物材料，由于其本身具有一定的机械强度，可以作为一种新型的实现牙根再生的支架材料；而且牙本质本身来源于牙源性细胞，存在一些牙齿发育过程中重要的蛋白和因子，又可以作为一种细胞牙向分化的诱导微环境。因而，本项目采用从小号到大号、逐渐使用牙科用扩大机将牙齿根管内部扩大，并采用梯度脱矿的方法对牙齿进行脱矿处理。经上述方法，在没破坏牙本质基质中的重要生物活性物质的同时，尽量保持了牙根的形状、保持该材料具有一定的力学强度并且充分脱矿，有利于于牙髓和牙周组织的软组织和硬组织的共同构建，最终构建出具有生物活性的牙根支架材料。

由于镁合金熔沸点低，在焊接过程中存在严重的烧损问题，既降低了焊接接头强度，又污染了环境，因此迫切需要开发出低烟尘镁合金焊接材料。大连理工大学通过对镁合金焊接材料成分、组织性能、成形工艺及其塑性变形机理的研究，开发出具有自主知识产权的系列低烟尘镁合金焊接材料热挤压-拉拔制备技术。该技术充分利用了合金化设计，使镁合金挥发烧损减少30%以上，同时解决了镁合金焊接材料制备过程中的温度及速度匹配等一系列问题，实现了不同直径镁合金焊接材料的制备。镁合金焊接材料热挤压-热拉拔制备技术结

（1）高强度Cu-Ni-Si系铜合金项目开发的Cu-Ni-Si系铜合金带材最终性能可以达到指标:导电率55-59%IACS，强度σb=551-621MPa，显微硬度153-184HV，延伸率δ≥8%。其强度水平为目前引线框架材料中最高的。 （2）高强高导的Cu-Cr-Zr合金系。在国家自然科学基金的支持下，开展了对Cu-Cr-Zr-Mg和Cu-Cr-Zr合金组织转变规律的研究，首次发现Cu-Cr-Zr-Mg合金在470℃时效形成了具有Fm3m点群的超点阵CrCu2(ZrMg)；同时存在体心的Cr相和面心的Cu4Zr相。高温550℃时效析出相完全转变为Cr和Cu4Zr。Cu-Cr-Zr合金在时效初期形成Cu5Zr相，时效峰值状态析出相为Cu5Zr相和体心立方的Cr，且析出相与基体保持着共格关系。所获带材具有高的硬度、强度及导电率，分别可达190HV、600MPa及84%IACS，而带材的延伸率和软化温度分别可达9.4%及578℃，满足了高强度和高导电引线框架铜合金的性能，为工业化生产提供了重要依据。

利用化学方法制备纳米纤维素、壳聚糖及环糊精等改性或交联产物，并用于含染料废水等絮凝和吸附，取得良好效果。 关键技术 （1） 生物质高效絮凝剂制备工艺技术，得到絮凝剂产品。 （2） 生物质高效吸附剂制备工艺技术，得到吸附剂产品。 知识产权及项目获奖情况 一种疏水化 ß-环糊精基阳离子聚电解质的制备方法及应用ZL201310165653.0； 一种有色废水的复合絮凝脱色方法 ZL201410184236.5； 一种反应性纤维素阳离子化改性剂的制备方法及应用 ZL201410184221.9 项目成熟度 部分工艺已中试。 投资期望及应用情况 成果可在印染废水处理领域推广应用。

一、概述 （一）腐蚀  腐蚀是船舶和其它海洋服役装备全寿命周期内存在的共性问题；  引起船舶和海洋装备不可用天数增加，产生巨额维修费用；  增加发生重大事故的概率。 （二）污损 已探明的海洋生物20余万种，其中约有4000-5000种生物能造成污损； 船舶、码头、浮标、水管、石油平台、养殖设施易受海洋生物附着污损； 污损增加船底粗糙度、降低航速、增加燃料消耗（水线以下船壳污损5%，燃料将增耗10%；污损大于50%，燃料将增耗40%以上）； 产生巨额的清污与防污费用。 （三）国内外现状 1、表面腐蚀防护技术 防腐涂料：常用防腐技术，期效一般为1-5年； 热喷涂：可用于舱内防腐，但不适用于与海水接触区域； 激光熔覆：熔覆层与基体冶金结合、晶粒细小、孔隙率极低，其综合性能显著高于热喷涂涂层。 2、海洋污损防护技术 含氧化亚铜的自抛光涂料是当今主导产品，我国远洋船舶防污涂料的市场一直被国外公司垄断； 常用防污涂料的期效一般为2-5年； 国际公约要求，2008 年全面禁止生产和使用含三丁基锡 TBT 防污涂料，2009 年全部停止溶 剂法氯化橡胶生产线，2010 年全面禁止使用含 DDT船底防污涂料，把含氧化亚铜防污涂料列 入“高污染、高环境风险”名单，氧化亚铜防污技术是过渡性措施。 3、高耐蚀合金现状 Ni-Cr-Mo系镍基合金耐海水腐蚀性能优异，但该类合金产品制造工艺复杂、 价格昂贵，主要依赖进口； 现有镍基合金的成分是综合考虑强度、耐蚀、加工及焊接性能而设计的，而激光熔覆层的核心功能为防腐，需要重新设计其成分。 4、高速激光熔覆技术 2017年10月，德国弗劳恩霍夫激光技术研究所研发了高速激光熔覆技术，其优点为： 激光束功率密度高，1000~5000W/mm2； 熔覆速度高，10~350cm/s，使热影响区、稀释率、工件变形等参数得到更好的控制； 吸收比高，粉末到达熔池之前吸收激光能量，适合在高反射率基体上制备熔覆层。 二、课题组开发的相关技术  研发了系列专用于激光熔覆的高性能耐蚀粉末材料和制备高耐蚀熔覆层的高速激光熔覆系统，高性能熔覆层耐蚀寿命≥50年，该项技术的成熟度达到8级，具备批量生产条件；  研发了系列环保性好（不含氧化亚铜、敌草隆、二甲苯、石油脑等成分）、防污期效长的新型防污材料和防污层制备工艺，防污层与基体冶金结合，防污期效可达10年以上（已经进行了3年的实海试验）。 三、应用领域 （一）船舶与海洋装备的腐蚀防护 根据模拟海水腐蚀实验结果，熔覆层静态海水条件下腐蚀速率为0.00004mm/a。 该项技术已在发电设备、船舶及海洋装备中得到应用，效果显著。 （二）船舶与海洋装备的污损防护  防污层与基体材料形成牢固的冶金结合，防污层在异物撞击下不会脱落；  防污层厚度可根据防污寿命的需要调节，防污层防污期效可达10年以上；  防污层能满足抑制藤壶水螅、水母、藻类、细菌粘膜等多种类型海生物生长的要求；  主要用于船舶、海洋装备的海洋生物污损防护（如钻井平台、海上设施）。

能源与环境问题是目前人类面临的两个重大危机，也是科研工作者关注的重点领域。钙钛矿太阳能电池以其独特的物理性质、醒目的光电转化效率和良好的工业应用前景等特点，被认为是一种拥有巨大解决能源问题潜力的光伏器件。但其电池效率衰减(稳定性)等问题是其走向工业化应用急待解决的课题。现行钙钛矿电池比较普遍使用的空穴传输材料是一种比较昂贵的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)，需要通过掺杂锂盐以提高电池的性能，但这同时加剧了钙钛矿电池的不稳定性。所以一直以来研究人员希望寻找更加廉价和稳定的空穴传输材料来替代传统材料。 酞菁铜是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料。但其有机溶解性比较差，不利于廉价液相工艺规模制备光电器件。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发八甲基取代的酞菁铜并制备纳米材料，通过酞菁纳米材料与廉价商业化的高分子材料聚噻吩复合，开发出了具备更高载流子迁移速率及环境稳定性的空穴传输材料，实现溶液法制备出光电转换效率为16.61%的钙钛矿太阳能电池，效率高于传统商业化的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)。同时器件的稳定性大幅度提高。