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SnSe热电材料
研究发现具有层状结构的SnSe的二维界面对声子具有强烈的散射作用 (图1左)，使得SnSe沿着层间方向具有很低的热导率，在773K温度下可达最小理论值 ~ 0.18 W/mK。寻找低热导率材料和降低热导率是热电领域长期以来提高热电优值ZT的有效途径。在聚焦SnSe层间低热导率的基础上，如能在此方向上实现高的电传输性能，则可实现高的热电性能。通过简化由 Wiedemann-Franz和Pisarenko关系决定的载流子浓度对ZT值的束缚后，ZT值关系可简化为: ，可见提高层间电传输性能需同时优化载流子迁移率 (m) 和有效质量 (m)。 由于SnSe材料在800K温度点存在一个从Pnma到Cmcm的相变，经过同步辐射和变温TEM实验测试发现该相变从600K便开始持续发生。利用该持续相变特性，通过调整电子掺杂浓度可将轻导带和重导带之间经历一个简并收敛 (增加有效质量和减小迁移率) 和退简并收敛 (减小有效质量和增加迁移率) 的过程。利用这一过程，恰好优化了迁移率和有效质量的乘积 (mm) (图1中)，使得SnSe在整个温度范围内都保持较高的电传输性能。通过对比电子和空穴掺杂的n型和p型SnSe材料发现，通过电子掺杂后Sn和Se的p轨道在导带底会产生电子离域交叠杂化（而在价带顶则不存在这一现象），使得n型SnSe的电荷密度增大到足以填满层间空隙，实现了层间电子的隧穿 本征的SnSe的层状结构就像一堵墙，可以同时阻碍声子和载流子 (电子和空穴) 的传输。但通过重电子掺杂后，导带底的电子离域杂化现象增大了电荷密度，在墙内和墙之间只为电子量身定制了一条传输的隧道，如图2所示。在大电荷密度的基础上，加之连续相变引起的能带结构变化和晶体对称性的提高三个主要因素使得SnSe在层间方向表现出优异的电传输性能，当温度高于700K时，在SnSe的层间方向产生了比层内更优异的“三维电荷”传输效应。这种 “二维声子/三维电荷” 传输特点大幅提高了n型SnSe的热电性能。
南方科技大学
2021-04-13
GeTe热电材料
通过制备合适比例的Bi2Te3与GeTe的合金，人为地向体系中引入了大量的Ge空位缺陷，且如图所示，运用球差矫正电子显微镜的观测技术可以清楚地观测到这些Ge空位的前驱体空位“簇”。通过合适的热处理优化过程，研究人员还追踪到此类前驱体逐步演化成van der Waals gap空位面缺陷的过程。这些面缺陷会在材料内部诱导产生大量呈负电性的新的180度铁电畴结构，平衡材料内由载流子浓度过高导致的过剩的正电性，最终达到优化材料性能的目的。最终，该项工作使得GeTe基热电材料的总体性能大幅提升，在温度达到773K时，该体系热电材料优值ZT达到了2.4，相比于优化前，提升了60%；在323~773K较宽的工作温度区间内，材料的平均ZT高达1.28，相比于优化前整整提升了一倍，达到了中温区热电材料在商业应用中对性能的需求，使其成为中温区优良的候选材料。
南方科技大学
2021-04-13
PbTe热电材料
目前p和n型PbTe材料都拥有了非常高的热电优值。然而，PbTe材料的机械性能差，远低于其他主流的热电材料。比如，PbTe材料的洛氏硬度和抗冲击韧性分别只有39 kgmm-2和0.35 MPam1/2，远低于Bi2Te3的。这一矛盾非常不利于PbTe材料的实际应用。何佳清团队之前在n型PbTe材料中加入单质Sb，得到PbTe-3%Sb复合材料，显著提高了热电性能 (Energy and Environmental Science, 2017,10,2030)。本文在之前工作的基础上，进一步采用了固溶PbS的方法，将n型PbTe-3%Sb材料的硬度提高了60%，而其热电优值仅仅降低了6%。这一结果使PbTe材料摆脱了当前的窘境。研究发现固溶PbS（<12.5%）虽然对弹性性质如弹性模量等参数影响很小，却可以引入大量的点缺陷和位错网。因此硬度的增强主要是由于缺陷对位错运动的阻碍，而非化学键的强化作用。之前的观点认为是固溶PbS之后，PbTe材料内部的成分波动（团簇）造成了硬度显著增强。该团队的发现从一个新的视角解释了PbTe-PbS合金体系硬度的强化。
南方科技大学
2021-04-13
固相力化学制备聚合物超细粉体新技术
聚合物超细微粉是经过一定工艺过程制备的具有微米到纳米尺寸的聚合物粉体材料，具有独特的性能，应用广泛。然而由于聚合物强韧性、低软化温度，实现聚合物的超微细化难度较高。传统的机械粉碎法能耗高，对强韧性聚合物需深冷粉碎，有时需引入酸碱介质，且达到的粒度有限。本项目利用具有自主知识产权的固相磨盘形力化学反应器独特结构产生的强大挤压剪切力或在优选的助磨剂共同作用下实现脆性、弹性和强韧性聚合物如PP、PS、PE、PA6、SBS等的有效粉碎，可制备粒度可达微米级的单一聚合物超细微粉、混合聚合物超细微粉、聚合物共混物超细微粉以及聚合物/无机物复合超细微粉。
四川大学
2021-04-11
一种星型聚合物及其制备方法和应用
本发明提供一种星型聚合物及其制备方法和应用，该星型聚合物的制备方法包括：步骤S1、季戊四醇与2‑溴异丁烯酰溴混合反应得到星型引发剂；步骤S2、所述星型引发剂与含氮的丙烯酸酯类单体混合反应即得。与现有外源核酸制备成本高或核酸分子递送效率低相比，本发明的星型聚合物具有很好的水溶性和低细胞毒性，其制备方法简单、制备成本低，其能够与外源核酸分子形成稳定的复合物而快速进入细胞。
中国农业大学
2021-04-11
聚合物膜修饰电极电化学传感器
目前我国对水质监测的项目包括酸碱度、温度、浊度、色度、溶解氧、磷及磷酸盐、氨、氮、硝酸盐、硫化物、有毒害金属离子、有机物、农药、油脂及各类有毒害化合物约40多个项目，其中约有90%以上的项目都可通过传感器来实现监测。实现电化学传感器对水质进行科学管理的关键在于传感器的响应速度、灵敏度、稳定性及选择性。本产品具有以下优点：导电聚合物具有高的稳定性、氧化还原的可逆性和显著的化学记忆性而成为化学与生物传感器制造的新型材料，它克服了小分子媒介体在反应中易于流失，操作复杂，
厦门大学
2021-01-12
全固态锂电池固体聚合物电解质研究
全固态锂电池的活性物质负载通常较低（<1 mg cm-2），该值远小于目前商用锂离子电池钴酸锂正极的 12 mg cm-2 和石墨负极的 6 mg cm-2。物质学院刘巍课题组在高性能全固态锂电池的固体聚合物电解质方面取得重要进展。他们突破传统制备方法，利用立体光固化成型（SLA）3D 打印技术，以聚乙二醇二丙烯酸酯为聚合物基体原料，3D 打印出一种具有三维表面结构的聚合物固态电解质。由于构建出 3D 电解质-电极界面，使界面处的比表面积增大了 95%，显著优化了电极与聚合物固态电解质之间的界面接触，大大降低了界面阻抗，并且能将正极活性物质负载提高到 5 mg cm-2 这一较高的水平，以此提升全固态锂电池的性能。SLA3D 打印技术为高性能的全固态锂电池提供了新的研究途径，有希望应用于下一代的能量存储领域。
上海科技大学
2021-04-13
具有高填充因子的聚合物太阳能电池
通过合成新型高分子半导体并优化器件工艺，该工作取得了聚合物太阳能电池领域前所未有的高填充因子（76%-80％）。论文还通过对太阳能电池薄膜形貌、电子性质和器件物理的深入研究揭示了高填充因子的起源。其工作原理在于，聚合物和富勒烯取得与基底平行方向的相分离，与基底垂直方向的相渐变（图 1）。该形貌特征有效地抑制了电荷复合，使得电荷能有效和定向性地收集。研究发现，80％的填充因子接近硅太阳能电池，也预示聚合物太阳能电池能量转化效率可能远高于现有水平。
南方科技大学
2021-04-13
具有抗菌性能的锍盐类阳离子聚合物制备技术
抗菌材料是指其本身具有杀灭或者抑制微生物生长的材料的总称，一般根据其结构的不同可以分为以下几大类：无机抗菌材料、有机抗菌材料、有机无机复合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有机抗菌材料进行开发，将二者优势结合在一起，其最大的优点是分子结构的可设计性。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
细菌是感染疾病和食源性疾病中常见的病原体，特别是在医疗资源匮乏和公共卫生相对差的地区，细菌感染己成为近年来主要的健康威胁之一。目前，针对细菌感染问题的主要处理方法是使用抗生素。但是，近年来由于抗生素的滥用，导致了全球范围内细菌耐药性的增加以及耐药菌感染的不断加剧。因此，开发新型高效的广谱抗菌材料势在必行。
抗菌材料是指其本身具有杀灭或者抑制微生物生长的材料的总称，一般根据其结构的不同可以分为以下几大类：无机抗菌材料、有机抗菌材料、有机无机复合抗菌材料、天然抗菌材料以及高分子抗菌材料。其中，高分子抗菌材料基于天然及有机抗菌材料进行开发，将二者优势结合在一起，其最大的优点是分子结构的可设计性。
华中科技大学
2022-07-27
垂直碳纳米管/聚合物复合纳滤膜的制备
发展了垂直碳纳米管/聚对二甲苯复合纳滤膜的制备技术，并对其气体及液 体输运性能进行了系统研究。
上海理工大学
2021-01-12