项目简介相变储能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量的存储和释放的储能材料，一般有固- 液、液-气和固- 固相变三种形式。目前固- 液相变储能材料的研究和应用最为广泛，其工作原理为：当环境温度高于相变温度时，材料由固态转变为液态并吸收热量；而当环境温度低于相变点时，材料由液态转变为固态释放热量，从而维持环境温度在适宜水平。在相变过程中材料吸收或释放的热量，是材料单一相态温度变化时吸收或释放热量的几十倍甚至几百倍。相变储能材料储能原理应用范围 相变储能材料响应温度变化所吸收和释放的是热能，在能源高效利用和节能保温领域有着重要的应用价值。如在建筑节能、太阳能利用、电力调峰、可再生能源消纳、工业余热回收、纺织品、冷链运输、医疗健康等方面拥有广阔的市场前景。项目阶段目前主要的有机相变储能材料产品来源于石油工业的副产物，具有毒性，同时因其不会被生物降解，所以会持续产生污染。研发团队以国家“973”计划—“节能领域纳米材料机敏特性关键科学问题研究”课题的研究成果为基础，制备出基于天然可再生油脂的相变储能材料，具有绿色无毒、可降解、储能密度高等优点。通过对相变储能材料进行功能化处理，使其进一步具备了高光热转换效率及良好的储热特性，可高效利用太阳能及环境余热。知识产权已申请相关专利。调配出的不同温度的相变材料合作方式1. 可根据实际情况研制具有不同相变温度的相变储能材料，满足各类需求。2. 完成建筑用相变储能材料产品的中试生产，实现了相变储能产品的规模化制备，如相变储能地板产品、相变储能板材产品、相变储能粉体（60-80 目）与颗粒产品（5-8mm）等。其中，地板和板材产品可用于室内装修，粉体和颗粒产品可作为其他建材，如涂料、砂浆、水泥、混凝土等的添加物。3. 将制备的相变储能板材应用于实际建筑中，取得了很好的控温节能效果：在北京冬季时，白天室内最多可少升温6-7℃，且温度峰值延后近2 小时；夜晚温度降低时间最多可延迟近6 小时（以降至18℃为限），有效减小了室内温度波动，并减少约18% 的采暖电能能耗。4. 研制了一套相变蓄热供暖系统，该系统可将谷电期间的电能转化为热能并存储于相变储能材料内，在非谷电期间则利用所存储的热能实现用户供暖。该系统有助于电力系统的蓄热调峰，也可有效降低终端用户的采暖成本，同时还具有体积小、效率高、节能环保、无噪音、使用寿命长等优点。该系统实际的供暖试验结果表明，峰电期间仅利用存储的热量进行供暖，可使用户室内平均温度达到20℃，与市政集中供暖相比，采暖费用可降低约20%。

集成电路产业需要大量高端薄膜生长设备，上个世纪80年代，MBE作为一种尖端技术，国外就对中国进行了技术封锁，禁运中国。甚至在今天，MBE仍然属于美国对中国出口的管制类产品，每一台都要经过复杂的审批过程。

液晶弹性体是一种典型的双向形状记忆材料，具有形变大、形变可逆等技术优点，在仿生器件、软机器人等领域有很好的应用前景。然而，经过长达四十年的发展，液晶弹性体研究仍停留在实验室层面，未实现工业化应用；限制其应用的关键科学问题是：液晶弹性体在形变过程中产生的应力太小，无法满足实际应用场景的力学性能需求。例如，人的骨骼肌收缩应变大于40[[%]]，应力大于0.35 MPa，弹性模量大于10 MPa；对传统的液晶弹性体材料而言，收缩应变不是问题，应力也勉强可以达到，但是弹性模量一般在0.1~1 MPa，低了整整一到两个数量级。东大科研团队另辟蹊径，采用将聚氨酯液晶弹性体和聚丙烯酸酯液晶热固体的小分子前体组分混合、再同步交联的技术途径，制备了一种聚氨酯/聚丙烯酸酯互穿网络结构液晶弹性体材料，其收缩应变、应力、弹性模量分别达到了46[[%]]、2.53 MPa、10.4 MPa，首次全面满足了液晶弹性体基人造肌肉的力学性能要求。如下图所示，该新型人造肌肉材料具有超强的力学性能，其发生伸缩形变时的抗拉强度和弹性模量都远远超出了前人的研究成果；在热刺激条件下，该材料可以拉起自身重量3万倍的物体。

在公安部消防局、火灾科学国家重点实验室等支持下，新型防灭火材料的制备技术取得了突破，申请发明专利 4 项、实用新型专利 2 项，其中 3 项已经授权。

阻尼材料是一类主要应用于控制振动、降低噪音的材料。在日本，阻尼减振材料的使用始于二十世纪五十年代初，此前此方面的研究开发已盛行于欧洲，主要用于设备如：防止航空飞机的振动、潜水艇螺旋桨声音的泄露等。近年来，随着我国经济水平的发展，人们对生活环境舒适性的要求越来越高，用于减振降噪的阻尼材料的研究开发也越来越受到社会各界的关注，应用市场正逐渐被打开。技术成果转让4项：株式会社本田技术研究所：氢键利用的汽车用高阻尼材料的研究。住友橡胶工业株式会社：能控制特定范围的阻尼特性的高分子/小分子组成的有机杂化系的研究。东海橡胶工业株式会社：高性能制振材料的研发。江阴海达橡塑制品有限公司：城市轨道交通用阻尼材料的开发。在轨道交通上的应用开发：1）四方时速160公里软卧车辆的减振降噪：研制了阻尼涂料、沥青型和丁基橡胶型高性能阻尼材料，分别安装了3节软卧车，已完成装车和振动、噪声的实测。2）铁道的阻尼橡胶垫：保持现有产品各项指标的同时，大幅提高阻尼性能，已完成样品试制、性能测试工作。3）城市轨道交通用阻尼材料：研制了约束型、非约束型、磁性阻尼材料。项目在株洲时代新材料科技股份有限公司进行了客车阻尼材料的生产，江西耐普实业集团进行了耐磨阻尼材料的开发，江苏东旭科技有限公司进行了再生胶阻尼产品的开发，以上单位生产运转平稳，工艺指标先进，运作情况良好。

Al2O3/Cu复合材料是在铜基体中引入了细小弥散分布的增强相Al2O3粒子的一种铜基复合材料。由于化学稳定性和热稳定性好的Al2O3颗粒的存在，使该复合材料在保持铜基体优越的导电、导热性能的同时具有高的室温和高温强度和硬度。

具有自主知识产权的双官能团光致变色化合物，具有良好的光致变色性能，可用于光致变色材料、电存储材料和金属离子检测等。

团队开发了高硬度、高耐磨性、高热稳定性的各类硬质涂层材料，其中包括CrAlN、TiAlN 等单层涂层、纳米多层涂层和纳米复合涂层。研究开发的 CrAlN 涂层的硬度和弹性模量分别达到 36.8GPa 和 459.5GPa，抗氧化温度达 900°C，同 时具有优异的耐磨性能，性能达到国外知名涂层公司同类产品水平。开发的纳米 多层涂层和纳米复合涂层，如 CrAlN/ZrO2 等纳米多层涂层和 TiSiAlN、TiSiCN 等纳米复合涂层，利用纳米结构产生的超硬效应，获得了接近 50GPa