材料科学与工程学院在微纳米材料制备与应用技术研究方向上，以现有微纳米材料制备研究平台和有关研究课题为基础，在微纳米陶瓷、金属粉体制备及改性、纳米结构材料、大块金属纳米与非晶材料制备、高阻尼微纳米复合材料制备、纳米药物靶向材料研究等方面取得突破性的进展，实现了知识创新，形成了一系列专利技术。材料科学与工程学院院长许仲梓教授和赵石林教授主持承担的江苏省科技厅项目——“纳米透明功能涂料的研制与开发”，在我省的科技成果推广应用成效显著。该项目以半导体纳米材料为功能填料，制备出的涂料价格适中、性能优良。可将涂料在自动化生产线上涂覆于玻璃的表面，一次性制成纳米隔热玻璃，用于汽车、各类建筑物上，不仅具有良好的透明性（可见光区透过率>80%），而且能有效的隔绝太阳热辐射(近红外区屏蔽率>63%)，具有很好的节能效果，同时涂料本身是一种环境友好的水性涂料。该项目填补了国内空白，其技术指标达到国际先进水平。常洲晨光涂料有限公司投资1000万元建设一条年产100吨纳米透明功能涂料的生产线及实验检测中心，实现了工业化生产，并得到了市场的认可。目前课题组正研发系列产品，以满足环保和节能的社会需求。由郭露村教授主持的江苏省高技术研究重大项目研制的纳米陶瓷弹簧，是以纳米改性PSZ粉料为原料，利用复合成型技术制备而成。陶瓷弹簧具有重量轻、耐磨损、抗老化、耐高温、电绝缘、无磁性等特点。主要技术指标：簧丝直径:2.2±0.1 mm；弹簧外径:20.4±0.3 mm；自由高度:24±0.5 mm；间距:1.7±0.1 mm；工作圈数:6；弹簧刚度:10±2 N/mm；最大荷重:50 N；重量:8.8±0.5 g。主要应用于无法使用金属弹簧的高温、腐蚀性环境中，用作缓和冲击、吸收振动以及控制机构运动的零件。水泥材料节能减排关键技术材料科学与工程学院是国内水泥科学研究领域的领头单位，以唐明述院士领衔、许仲梓教授、沈晓冬教授为领军人物的学术团队，在混凝土耐久性研究、高性能水泥制备基础研究、水泥绿色制造、建筑节能材料、资源综合利用等领域取得了一系列重大的科研成果。唐明述院士历经五十年潜心开展的“混凝土碱－集料反应耐久性研究”，在反应机理、集料碱活性快速试验法（被确定为国际标准）、反应防治方法及工程建设应用等到方面取得了被国际同行评价为具有里程碑意义的成果。多年来，研究成果为我国三峡工程、长江二桥、金沙江的向家坝、雅砻江上世界最高的大坝（305 m）锦屏一级电站等数十个国家重大基建工程项目提供技术支撑。先后获得国家自然科学二等奖、国家教委科技成果一等奖等多项部级以上奖励。2001-2006年由许仲梓教授担任首席科学家的国家“973”项目—“高性能水泥制备和应用的基础研究”，其关键技术使传统水泥性能提高30%、产量提高30%、环境负荷降低30%，作为一种国民经济中使用量最大的基础材料，这项成果蕴含的经济和社会效益巨大，研究成果达世界领先水平。该成果在我省的中联淮海水泥有限公司等大型水泥生产企业中得到推广应用，经济效益显著。2008年，由沈晓冬教授担任首席科学家的国家“973项目”——“水泥低能耗制备和高效应用的基础研究”，针对国家重大需求，紧紧围绕提高水泥性能、重点关注水泥生产节能减排的社会热点问题等开展基础科学研究。

本团队经过近两年的科研努力，成功研发了高品质银纳米线材料。该方法具有简单、快速、高产率、低成本等突出优点，所制备银纳米线具有超细的优点（30nm），基于该银纳米线制备的柔性膜具有高导电性，高透明性、低雾度等特点，在银纳米线技术领域具备国际竞争力。此外，相比于其它已报道路线的合成方法，该方法具有合成步骤简单、反应条件温和、提纯方法简易、无污染、产率高等突出优势，为银纳米线进入市场提供了必要的技术支撑。拥有的自主知识产权情况：刘举庆，黄维，刘洋，一种快速高效的超细银纳米线制备方法.

研发阶段/n内容简介：本项目采用纳米复合技术，通过特殊方式制备纳米TiO2并包覆特种催化粉体以得到纳米抗菌粉，是一种广谱抗菌的无机纳米抗菌材料。产品具有如下特点：（1）即效性，一般无机抗菌剂需24小时起抗菌作用，而该产品低于1小时；（2）抗菌耐久性好，不象其它抗菌材料会随抗菌成份的容出，效果下降；（3）安全无毒，可用于食品添加剂，对皮肤无刺激；（4）用量少（仅0.5%-1.0%）。技术指标：用量1%室温1小时内粉体抗菌能力在97%以上，对细菌、霉菌、真菌、酵母都有很强杀灭能力。应用范围：本技术产品可

太阳能电池是能源技术领域发展最快的行业，目前江苏有9家海外上市的太阳能电池公司，2010年产值达到2500亿，相关配套企业有4000多家，目前技术是基于硅的第一代太阳能电池，硅生产是高能耗，极度污染的产业，同时硅成本高是制约太阳能发电成本达到并入电网的瓶颈，所以，发展新一代太阳能电池技术迫在眉睫。本技术采用廉价纳米晶为原材料，让玻璃接收太阳光发电，大

成果与项目的背景及主要用途：钢铁材料的腐蚀现象普遍存在于国民经济的各部门中，给社会发展带来巨大的经济损失和金属材料资源的消耗。据统计，每年钢材腐蚀损失占钢材总产量的 10%，经济损失占国民经济总产值的 2%4%。我国 2003 年对腐蚀最新调查表明，每年为腐蚀支付的直接与间接费用的总和估计可达 5000 亿人民币，约占国民经济总产值的 5%，2001 年因腐蚀损耗钢材约1500 万吨。腐蚀也是导致设备失效、造成重大灾难性事故和严重的环境污染的重要原因之一，这在石油化工及电力能源领域尤为突出。因此，研究和开发先进的防腐蚀技术对于经济的可持续发展具有重要意义。目前主要的镀锌工艺有：电镀锌(电镀、离子镀或离子注入等)、冷镀锌(机械镀、涂刷镀等)、热镀锌(包括热浸镀、热喷涂镀)。纳米复合粉末渗锌工艺是利用热处理中金属原子相互渗透扩散的原理，在钢铁构件表面形成一种锌/铁合金保护层，以防止环境腐蚀的一种新型防腐方法。与其它镀锌工艺如热喷涂锌、电镀、热浸镀锌比较，粉末渗锌工艺具有独特的优势，如工艺过程简单、不污染环境、耗锌量低及节省能源等。渗锌涂层均匀光滑，属于冶金结合因而其结合强度高，具有优异的耐腐蚀性和抗磨损特性等。 纳米复合粉末渗锌技术从工艺到设备研制完全采用国产的原料和设备，不需要进口专用的原料和部件，具有自主的知识产权。该项目属于投资少、生产成本低和见效快的高新科技成果。经过近二年多的工业化生产探索实践，证明该技术的先进、合理和实用性，工艺过程稳定、技术成熟可靠。 技术原理与工艺流程简介：纳米复合粉末渗锌技术属于化学热处理范畴，原理为：将表面清洁的金属构件埋入装有冲击粒子(SiO2)、金属粉末(Zn、Al/Zn)合金粉末、活化剂(NH4Cl)、促进剂稀土硅铁粉末等组成粉末渗剂的密封容器中，放置在炉中加热并进行机械旋转滚动；在活化剂与促进剂、以及机械滚动能和热能的共同作用，将金属原子扩散渗入钢铁构件表面，形成均匀和致密的、具有一定厚度的金属化合物冶金扩散涂层。为了提高生产效率和降低生产成本，采用机械滚动辅助加热方式，以运动粒子和活性高的粉末不断冲击构件表面，加速热传导和扩散速度并提高渗金属效率。与目前常用防腐工艺比较，其突出特点是： (1)涂层均匀性和致密性好、与基体为冶金结合附着强度很高； (2)可实现锌、铝及锌铝复合等热扩散涂层，耐腐蚀能明显高于电镀、热镀与喷涂涂层； (3)将传统化学热处理的热扩散温度由900-1100oC 高温状态降低到低温 400-600oC 范围、并缩短加热保温时间，生产过程耗能明显降低； (4)由于加热温度低对钢铁构件力学性能没有影响； (5)设备投资少、维护简单及使用寿命长，节约能源及原材料，是一种低成本、高效率的绿色生产技术。 生产工艺流程包括：除油→除锈→水洗→防锈→烘干(凉干)→装加热渗罐→热扩散过程→构件保温冷却至出炉→分离→钝化→冲洗→干燥包装成品。 技术水平及专利与获奖情况：该项目已于 2004 年 6 月通过天津市科委组织的鉴定，被认为达到国内领先水平。“纳米复合粉末渗锌防腐技术”是天津市科委鉴定成果、登记号：津 20040241。 应用前景分析及效益预测：该技术在国内市场具有很强的竞争能力和应用前景，其主要原因为：1)热扩散涂层综合性能高。与热镀、热喷涂等比较，涂层具有优异抗高温氧化性、耐腐蚀性和耐磨损冲击性；与物理及气相沉积、离子化学热处理等比较，工艺简单、设备投资少、成本低效率高，因而具有很好市场竞争力。2)纳米复合粉末热扩散涂层工艺是自主开发新型技术，目前处于国内领先水平。该生产工艺先进，能耗低，成本低廉，具有良好的技术和价格优势。3)目前我国大力促进清洁生产，为绿色表面热扩散涂层生产技术创造很好的市场发展前景。粉末渗锌涂层与电镀锌和热浸镀锌比较，具有节约原材料、生产过程没有“三废”排放及涂层耐腐蚀性高的特点，在目前国家积极促进改造传统电镀和热浸镀加工行业的形势下，粉末热扩散渗锌涂层工艺将是替代上述传统工艺的最有效防腐技术。我国 20 世纪 90 年代就进行了粉末渗锌技术的产业化生产研究，但目前在国内市场真正实现批量化渗锌涂层产品加工的单位很少。利用该技术加工的产品价格为 1700-2000 元/吨，消耗原料主要为锌粉 1.4-1.5 万元/吨，投资 80 万元可以建成一条年生产能力为 5000 吨的生产线，可处理工件长度为 4.5m，这样年产值可达 850-1000 万元，利税可达 255-300 万元。 应用领域：纳米复合粉末渗锌技术在钢铁材料的防腐蚀方面具有广泛的工程 应用前景，其主要应用范围包括： （1）电力输变电设备：电力、电信铁塔构件； （2）邮电通讯工程：线路金具、输线管件及部件防腐处理； （3）船舶制造：各种紧固标准件、管件和锚链等； （4）建筑领域：马钢脚手架、五金及钢钉等； （5）航空航天：火箭发射架和飞机制造紧固件等； （6）海洋工程：搭建海上油田各种构件； （7）石油化工：塔板、浮阀及填料等化工设备塔内各种构件； （8）工程机械：各种五金标准件、钢结构配件、水暖件等； （9）汽车制造：各种螺钉、螺母、垫圈及配件等； （10）铁路和高速公路：紧固件和高速公路上的护栏等。 合作方式及条件：技术合作、转让和技术服务，设备销售和产品加工。

低频神经调控仪是韩济生院士科研成果，应用高科技手段实现了用数字化神经调控治疗仪器代替传统手针。在疼痛，戒毒，孤独症等多种西医没有很好手段的疾病治疗等方面具有很好的疗效。

硫化物固态电解质（LGPS）由于拥有与液态电解质接近的室温离子电导率，因此被视为下一代高能量密度电池的候选体系之一。但是，由于硫化物固态电解质较窄的电化学窗口（如Li10GeP2S12，1.7~2.1 V vs. Li/Li+）,在与较高工作电压的LiCoO2氧化物正极（LCO）匹配时会发生一系列副反应，在界面处堆积低电导的氧化副产物(如Li3PS4, S, GeS2），同时LGPS和LCO电化学势的不匹配还将导致界面处产生空间电荷层（SCL），这些因素都将极大地增加固态电池的界面阻抗，进而使得固态电池的性能迅速衰减。目前，解决氧化物正极-硫化物固态电解质界面不匹配问题的主要途径为在氧化物正极表面包覆一层过渡层，用以缓冲正极和电解质界面的电势不匹配问题。 通过简单易行的固相包覆方法，首先将粒径为10 nm二氧化钛纳米颗粒均匀分散在钴酸锂表面，再通过高温烧结处理在钴酸锂表面形成一层约1.5纳米保护层。对照实验，FIB-TEM原位观察和XPS佐证表明通过高温原位反应钴酸锂表面将形成Li2CoTi3O8尖晶石相(LCTO)。具有稳定三维尖晶石结构的LCTO晶体在钴酸锂工作的电压区间依然能保持结构稳定，与钴酸锂基体之间具备较强的键合，同时具有高的锂离子扩散能力（Li+= 8.22×10-7 cm2 s−1），低电子电导（2.5×10-8 S cm-1）。这些性质将有助于在LCO和LGPS之间形成有效的电压降，保持界面稳定性的同时提供快速的离子迁移通道。理论计算表明，相较于LCO/LGPS界面，通过引入LCTO中间层产生的两个替代界面，即LCTO/LCO和LCTO/LGPS具有更强的热力学稳定性和更强的界面亲和力。

项目成果/简介:硫化物固态电解质（LGPS）由于拥有与液态电解质接近的室温离子电导率，因此被视为下一代高能量密度电池的候选体系之一。但是，由于硫化物固态电解质较窄的电化学窗口（如Li10GeP2S12，1.7~2.1 V vs. Li/Li+）,在与较高工作电压的LiCoO2氧化物正极（LCO）匹配时会发生一系列副反应，在界面处堆积低电导的氧化副产物(如Li3PS4, S, GeS2），同时LGPS和LCO电化学势的不匹配还将导致界面处产生空间电荷层（SCL），这些因素都将极大地增加固态电池的界面阻抗，进而使得固态电池的性能迅速衰减。目前，解决氧化物正极-硫化物固态电解质界面不匹配问题的主要途径为在氧化物正极表面包覆一层过渡层，用以缓冲正极和电解质界面的电势不匹配问题。 通过简单易行的固相包覆方法，首先将粒径为10 nm二氧化钛纳米颗粒均匀分散在钴酸锂表面，再通过高温烧结处理在钴酸锂表面形成一层约1.5纳米保护层。对照实验，FIB-TEM原位观察和XPS佐证表明通过高温原位反应钴酸锂表面将形成Li2CoTi3O8尖晶石相(LCTO)。具有稳定三维尖晶石结构的LCTO晶体在钴酸锂工作的电压区间依然能保持结构稳定，与钴酸锂基体之间具备较强的键合，同时具有高的锂离子扩散能力（Li+= 8.22×10-7 cm2 s−1），低电子电导（2.5×10-8 S cm-1）。这些性质将有助于在LCO和LGPS之间形成有效的电压降，保持界面稳定性的同时提供快速的离子迁移通道。理论计算表明，相较于LCO/LGPS界面，通过引入LCTO中间层产生的两个替代界面，即LCTO/LCO和LCTO/LGPS具有更强的热力学稳定性和更强的界面亲和力。

通过使用铅的条状非公度相作为铅膜和硅衬底的界面，用超高真空分子束外延技术成功制备出一种宏观面积的、塞曼保护的新型二维超导体。系统的低温强磁场实验表明，该体系的超导电性可存在于超过40特斯拉的平行强磁场中，这一数值远超过体系的泡利极限，是塞曼保护超导电性的直接证据。第一性原理计算结果也表明，条状非公度相中特殊的晶格畸变会延伸至铅膜中，从而在该体系中引入很强的塞曼自旋轨道耦合。同时，新的微观理论也给出了强杂质情形下各种自旋轨道耦合及散射效应对二维超导临界场的影响并定量地解释了塞曼保护超导电性的物理机制。该工作表明，可以通过界面工程在中心反演对称性保护的二维超导中引入面内中心反演对称性破缺，也即在二维晶体超导体系中人工引入塞曼保护的超导电性机制。这一结果预示出人们有望在二维超导体系中，通过界面调制发现新的非常规超导特性。这种宏观尺度强自旋轨道耦合下的二维超导，也为拓扑超导的探索提供了新的平台，并为未来无耗散或低耗散量子器件的设计与集成奠定了基础。图 (a) 脉冲强磁场实验表明6个原子层厚铅膜的超导电性在高达40 T的水平强场下仍不被破坏。(b) 临界场随温度的关系与理论高度重合，有力地证明了超薄铅膜中的塞曼自旋轨道耦合保护的超导电性。 (c) 对外延生长于条状非公度相（SIC）界面上的超薄铅膜进行磁阻测量的示意图。

本发明提出了一种低热阻热界面制备方法，首先在衬底上制备定向生长碳纳米管(VACNT)，然后对VACNT 进行改性和磁化，接着通过磁对准提高 VACNT 与目标衬底间的接触几率，最后利用键合技术实现 VACNT 与目标衬底间的键合。由于磁力和压力的共同作用，VACNT 与目标衬底间形成了保形接触，从而有效降低了界面接触热阻。本发明解决了 VACNT 直接作为热界面材料的难题，为纳米封装与互连、低热阻封装技术研发开辟了新思路，对促进光电集成技术发展和功率器件的研发具有推动作用