成果简介：本发明涉及一种季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物抗菌涂层材料。通 过可逆加成-断裂链转移自由基或大分子引发剂自由基聚合的方法，制备聚二甲 基硅氧烷-b-[聚甲基丙烯酸 N,N-二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸六氟丁酯-b-聚 (甲基丙烯酸六氟丁酯-co-甲基丙烯酸羟乙酯)]2 多嵌段共聚物。然后加入 1-碘 辛烷进行季铵化反应，制得季铵盐-氟硅丙烯酸酯嵌段共聚物。该方法的优点是 反应操作简便，反应条件温和，反应过程具有较好的可控性。制备的多嵌段共聚 物具有良好的成膜性和抗菌性能。这种多嵌段共聚物可以广泛应用于抗菌涂层材 料。 成果水平： 国内领先 应用范围：广泛应用于织物、室内装饰、建筑物的内、外墙、顶棚或地面、以及 家具表面。 市场分析及前景：微生物广泛存在于自然界，通常细菌适宜繁殖生长的自然条件 为温度 23℃～38℃，相对湿度为 85%～100%，因此在温湿地区的建筑物内外墙 面，以及家具表面等适合细菌生长的表面，它们繁衍迅速．并由此生出各种酶、 酸和毒素的代谢产物，从而影响物品的外观与质量，污染环境，危害动植物的生 长和人类的健康，我国南方地区多雨潮湿，很容易滋生细菌，抗菌涂料具有筑装 饰和防霉作用的双重效果，具有广阔的应用前景。目前抗菌涂料的研发处于初始 阶段，具有良好的发展前景。 主要技术指标：抗菌性能： 测试方法：琼脂平板法。 测试结果：在 37℃下，对大肠杆菌、枯草杆菌等进行 24 小时培养，具有显著的 抗菌效果。 合作方式：技术转让，100 万元。

本发明涉及一种聚偏氟乙烯基扣式与卷绕式超级电容器及其电极材料制备方法。该方法包括：（1）聚偏氟乙烯混合液制备；（2）聚偏氟乙烯复合膜制备；（3）对复合膜活化处理，制得扣式与卷绕式超级电容器的聚偏氟乙烯膜电极材料。以聚偏氟乙烯膜材料为扣式与卷绕式超级电容器的电极，制备成扣式超级电容器与卷绕式超级电容器。本发明制备的电极材料，不用直接添加活性物质，其成本低、充放电速度快、工艺简单；制备的扣式与卷绕式超级电容器充放电性能好、循环寿命长；且电极材料可加工为任意大小，其厚度大约为85～120μm，符合器件小型化的要求及扩大其应用范围。

本发明公开了一种可生物降解的生物活性掺锶硫酸钙材料、制备方法及应用。其制备方法是将含Ca2+和Sr2+的溶液与十二烷基磺酸钠溶液混合，再将该混合溶液滴加到持续超声和搅拌处理的含SO42-的无机盐溶液中，析出掺锶二水硫酸钙微粒，经过滤、洗涤、干燥后，在150~170oC热处理后转化为掺锶α-半水硫酸钙微粒，再按固/液比0.5~2.0的比例将掺锶α-半水硫酸钙微粒与生理盐水调和形成糊状物，经水化反应并固化形成的材料。这种材料在骨损伤中持续降解并释放钙、锶和硫酸根离子，适宜于各种人体骨齿损伤修复、药物缓释等应用。本发明具有制备工艺简单、微粒形貌和尺寸容易控制、锶摻杂比例易于操控等特点。

本发明公开了一种表面氧缺陷多孔金属氧化物材料及其制备和应用。所述表面氧缺陷多孔金属氧化物材料的制备方法包括以下步骤：1)将金属盐溶解于有机溶剂中，形成透明溶液、2)将步骤1)中的透明溶液与软膜板剂混合，得到二者充分均匀分散的分散液，充分混合形成金属盐凝胶、3)将步骤2)中得到的金属盐凝胶制备成干凝胶、4)将步骤3)中得到的干凝胶高温煅烧，所得灰分即为表面氧缺陷多孔金属氧化物、本方法能够同步合成出表面氧缺陷多孔金属氧化物材料。制备方法相对简单，在形成多孔结构的同时增加了材料表面的氧空穴浓度，改变了材料的电子结构，可应用于吸附、光电催化及电池领域。

传统的Al2O3-TiN复合材料制备设备及工艺复杂，生产效率低下，成本高，不利于 复合材料的推广应用。本发明将两种粒径不同的Al2O3粗细颗粒作为骨料，α-Al2O3、 TiO2、Al粉作为细粉按比例混合模压，采用流动氮气气氛下常压原位反应烧结。在合理 的升温速率、合理的烧结温度以及保温时间下制备Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金属作 结合剂取代传统烧结结合，可以降低制品的烧结温度，烧结后制品中的金属与原料中的 物质原位反应形成难熔化合物。

本发明涉及微孔过渡族金属有机框架材料及其制备和使用方法，该材料的结构式为：[Cu2(C29H14O8)(H2O)2]7(C3H7NO)(H2O)。采用将过渡族金属铜盐和5, 5’-(9H-芴-2, 7-二基)间苯二甲酸在溶剂热条件下制备，工艺简单，成本低。将微孔过渡族金属有机框架物活化后具有不饱和金属位点以及空旷的不带有端基配位水的微孔。该材料热稳定性好，具有良好的小分子气体乙炔、乙烯、乙烷和甲烷储存性能，具有从乙炔和甲烷、乙烯和甲烷或乙烷和甲烷的混合气体中选择性分离甲烷的性能，以及从乙炔和二氧化碳的混合气体中选择性分离乙炔的性能。

近年来，磁振子电子学在信息计算和信息传输领域表现出了极具价值的应用潜力。磁振子电子学利用以磁振子为载体的电子自旋进动来实现信息处理，有望实现无热量产生、低耗散的信息传输，相比于传统意义上通过操纵电荷来实现信息的处理的微电子学具有无可比拟的巨大优势。磁振子电子学领域的进展很大程度上依赖于能够有效传输磁振子的新材料的发现，而获得长距离的磁振子输运始终是磁振子电子学研究的重中之重。与通常的三维磁性绝缘体（如Yttrium Iron Garnet）相比，二维尺度下的磁振子被理论预言有很多的新颖物理效应，例如自旋能斯特效应，拓扑磁振子，以及外尔磁振子等。 在最新的研究文章中，量子材料科学中心韩伟课题组在二维磁性体系中展开工作并取得了重要进展，观测到了二维反铁磁体系中磁振子的长距离输运。MnPS3晶体是一种层状反铁磁材料，利用机械剥离手段得到了二维的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制备了用于测量磁振子输运的非局域器件，器件结构如图A所示。器件左侧Pt电极通过热方法来注入磁振子，右侧Pt电极探测在二维MnPS3中扩散传输的磁振子。在二维反铁磁MnPS3中，实验上观测到了几微米的磁振子扩散长度。并且从图B中可以看出，随着注入端和探测端距离的增加，探测到的非局域信号表现出e指数衰减的形式，跟一维漂移扩散模型的理论模型一致。在此基础上，他们还系统研究了MnPS3厚度对磁振子弛豫性质的影响。随着MnPS3厚度从40nm降低至8nm，磁振子弛豫长度由4μm减小到1μm（图C），这可能是由较薄的MnPS3中较强的表面杂质散射效应导致的。 该文章中的结果具有重要的学术价值：二维材料中的磁振子输运实现为二维磁性材料在磁振子电子学的应用与发展奠定了基础，也有望推动磁振子在量子尺度下的新颖量子物理性质研究。图：二维反铁磁体系中磁振子输运研究。（A）二维反铁磁MnPS3中的磁振子输运测量结构示意图。（B）自旋信号R_NL^*随电极间距的依赖关系，与理论预言的e指数衰减吻合。（C）磁振子弛豫长度随MnPS3厚度的依赖关系。 该工作于2019年2月7日在线发表于物理学术期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。该工作由韩伟研究员设计和指导完成，北京大学量子材料科学中心2015级博士生邢文宇为文章第一作者，物理学院2015级本科生邱露颐为第二作者（今年9月份将去哈佛大学读博士），韩伟研究员为文章通讯作者。本工作的顺利完成得到了量子材料科学中心贾爽教授和谢心澄院士的合作帮助，以及国家重大科学研究计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项的支持。

作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。

传统的Al2O3-TiN复合材料制备设备及工艺复杂，生产效率低下，成本高，不利于复合材料的推广应用。本发明将两种粒径不同的Al2O3粗细颗粒作为骨料，α-Al2O3、TiO2、Al粉作为细粉按比例混合模压，采用流动氮气气氛下常压原位反应烧结。在合理的升温速率、合理的烧结温度以及保温时间下制备Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金属作结合剂取代传统烧结结合，可以降低制品的烧结温度，烧结后制品中的金属与原料中的物质原位反应形成难熔化合物。

本项目从仿生模拟蛋白质促进牙本质及牙釉质再矿化的角度出发，合成表征一系列具有不同代数及改性基团的PAMAM型树枝状高分子，考察其对牙本质及牙釉质再矿化过程中晶核形成、矿物质沉降和富集的促进作用及其作用机理，包括相关的细胞、动物实验研究。主要研究成果如下：1. 成功合成了磷酸和羧酸改性的聚酰胺-胺树枝状高分子（PAMAM-PO3H2和PAMAM-COOH）。通过体外和体内实验研究发现，这两种改性的PAMAM都能诱导牙本质和牙釉质矿化，修复受损牙体硬组织。2.成功合成了阿伦磷酸（ALN）改性的羧酸化聚酰胺-胺树枝状高分子ALN-PAMAM-COOH，并通过体外模拟实验及动物实验发现ALN-PAMAM-COOH具有1. 原位诱导牙釉质再矿化的功能，并对HA有强特异吸附和诱导再矿化的功能，且诱导矿化四周后的牙釉质表面硬度可恢复至95.5%，涂层附着力强。 在进一步研究中发现，羧酸改性的四代聚酰胺-胺树枝状大分子能同时实现药物缓释和诱导受损牙本质矿化的功能，利用树枝状高分子本身可载药的特点将三氯生载入PAMAM-COOH，制备的复合体系可以吸附在牙本质表面。可实现三氯生的缓慢释放并能同时诱导牙本质矿化，因此该材料同时具有负载活性物质（如抗菌药物）和修复受损牙齿的功能。 主要技术指标：1. 本项目制备的磷酸或羧酸改性的树枝状高分子具有原位诱导牙本质及牙釉质矿化（硬度修复95%以上）的功能，且能够用于三氯生等牙齿常用药物的缓释，因此既可作为牙齿修复添加剂也可作为牙齿护理添加剂，并同时可用于负载其它活性物质。 本项目用来修复受损牙本质和牙釉质的树枝状高分子具有良好的生物相容性，且在口腔环境中没有生物毒性，因此可用作制备牙齿护理和修护产品的添加剂。 应用范围： 牙科护理产品、牙科用医疗器械。项目目前已进入小批量生产阶段，成果权属为我校独自拥有。