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大尺寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及器件
本技术涵盖大尺寸铌酸锂晶体生长工艺及装备、晶圆制备、单晶薄膜制备及声表面波器件，实现材料、装备、器件协同发展。主要针对8英寸铌酸锂晶体、单晶薄膜及声表面波器件进行开发研究，该技术属于我国“卡脖子”技术，目前国际市场空白。在铌酸锂晶体生长方面，开发了大尺寸智能单晶生长设备及工艺，包括大尺寸铌酸锂晶体生长模拟仿真设计、铌酸锂熔体-晶体固液界面特性与控制、大尺寸铌酸锂晶体生长工艺开发、生长-检测-分析-控制人工智能系统。采用离子束切片键合技术制备铌酸锂单晶薄膜，突破传统的薄膜制备方法无法制备单晶铌酸锂薄膜
山东大学
2021-04-14
快速响应的水凝胶薄膜光学传感技术
本技术是利用智能水凝胶的刺激响应性，结合Fabry-Perot薄膜干涉现象提出的新型光学传感方法。本技术使用的水凝胶薄膜厚度仅数微米，因此具有响应速度快速的特点。可检测的项目包括温度、pH值、葡萄糖等。可与光纤传感技术相结合，实现远程传感。
南开大学
2021-04-14
适用于绿色建筑的智能控温薄膜
通过对建筑物窗体的研究，自主研发出一种能够智能控制调节温度的VO2智能控温薄膜及其镀膜玻璃，是一种可以响应温度改变自身结构和光学性能的材料，可以使得窗体对太阳光辐射的反射率和透射率随外界温度的改变而发生变化，在可见光保持一定透过率（>50%）的前提下，使得夏天进入房间的太阳辐射少，冬天进入房间的太阳辐射多，从而保证房间舒适度的同时降低室内制冷采暖能耗。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
宋炳坷
材料/微电子学与固体电子学
2016/2019
赵起
材料/微电子学与固体电子学
2016、2018
刘帅
管理/企业管理
2016/2019
徐志龙
材料/材料学
2017/2020
王子璇
材料/集成电路工程
2017/2020
肖智戈
管理/管理科学与工程
2017/2020
范炜
材料/材料学
2017/2020
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
高彦峰
材料/材料学
研究员
材料学
四、项目简介
通过对建筑物窗体的研究，自主研发出一种能够智能控制调节温度的VO2智能控温薄膜及其镀膜玻璃，是一种可以响应温度改变自身结构和光学性能的材料，可以使得窗体对太阳光辐射的反射率和透射率随外界温度的改变而发生变化，在可见光保持一定透过率（>50%）的前提下，使得夏天进入房间的太阳辐射少，冬天进入房间的太阳辐射多，从而保证房间舒适度的同时降低室内制冷采暖能耗。该产品设计着眼于当前最先进的技术，立足于建筑节能材料研究前沿，以本团队关键技术作为支撑，目前团队制备的VO2基智能窗相关技术指标均处于世界领先地位。由于产品绿色友好，环保节能，适用于温带和热带绝大部分地区的建筑建造以及城市基础建筑节能改造，因此具有可观的应用前景和积极的社会意义。
上海大学
2022-08-12
新型亲水抗菌膜及制备方法
目前主流的抗菌膜制备方法是在基膜表面接枝抗菌物质，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、抗菌聚合物、金属离子等，但这些材料普遍存在着接枝方式复杂，且对环境有危害的缺陷。相比而言，季铵盐类抗菌剂具有抗菌效果好，环境友好等特点，目前水溶性的小分子或高分子季铵盐抗菌剂已经广泛应用于水处理、食品、医疗卫生和包装材料等领域。然而，将季铵化合物直接接枝到膜表面所制备的抗菌膜仍存在制备流程复杂，成本较高等问题，这也使得目前开发的大部分季铵盐功能膜无法大规模应用于实际水处理系统。因此，为解决以上问题，开发新型亲水抗菌功膜的制备方法是目前业内所亟需的。
本成果中提出的制备方法将氯甲基化聚合物制备为中空纤维多孔膜，并制作为管壳式膜组件，之后采用过滤操作模式直接将叔胺化合物接枝到组件中的中空纤维膜丝上，从而制备出具有优良抗菌性能的季铵化功能膜组件。该制备方法简单便捷，且接枝稳定性高，适合长期大规模应用于实际膜法水处理体系中，且制备的超滤膜具有良好的亲水性和抗菌性。抗菌膜制备简单便捷，常温常压过滤操作即可完成接枝，且接枝稳定性高，成本低，对水体中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（内外表面，孔道壁面）生长。
图1.性能参数
北京理工大学
2025-02-10
航空发动机高温薄膜传感器技术
基本概念：航空发动机高温薄膜传感器技术是将温度、压力等敏感材料以薄膜的形式沉积在航空发动机高温结构件（如涡轮叶片、机匣等）表面，并进行绝缘、防护、图形化，制成与结构件一体化集成的薄膜传感器。 主要功能与应用领域：集成在结构件表面的薄膜传感器使结构件能够感知温度、应力应变、振动、热流、摩擦阻力等状态参数，能在航空发动机高温、高速、强氧化气流冲刷的恶劣环境下稳定工作。 图1 薄膜传感器结构示意图 图2 涡轮叶片上的薄膜传感器 特色及先进性：与埋入、粘贴、焊接的传统传感器相比，采用薄膜形式集成在结构件表面的薄膜传感器不破坏结构件的力学强度，不影响结构件的工作环境（如流场等），厚度仅约30μm，具有灵敏度高、响应速度快、精度高、可靠性好的优点，是当前世界上航空发动机高温、高速、强氧化气流冲刷恶劣环境下的先进测试技术。 技术指标：最高工作温度1100℃，测试精度优于5%，900℃下寿命>10hr。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果：本成果目前主要应用于航空发动机涡轮叶片、燃烧室火焰筒、燃烧室冷却试验件、燃烧室机匣、涡轮机匣、涡轮盘等高温结构部件表面的状态参数测量，如温度测量、应力应变监测、强度疲劳评估等，解决当前航空发动机高温结构部件的健康监测难题。此外，本成果能够推广用于核电、燃气轮机、汽车发动机、陶瓷发动机等高温零部件状态参数的测量和健康监测，推广应用前景广阔。
电子科技大学
2021-04-10
色素（染料）敏化复合薄膜太阳能电池
成果与项目的背景及主要用途： 将太阳能转换为电能是目前各国研究的重点, 它具有清洁、不需要燃料、能 广泛的应用于各个领域等优点。由于成本低，转化效率高，染料敏化纳米晶太阳 能电池近年来成为纳米技术和光电转换材料研究领域的热点, 其发展可解决硅 电池原材料紧缺的问题，具有很广阔的发展前景。二氧化钛广泛应用于染料敏化 太阳能电池（DSSC）的制备，但因 TiO2 薄膜结构缺陷的存在，不利于电子的传 输，制约了光电转换效率的进一步提高，可通过制备 TiO2/ZnO 复合薄膜解决这 一问题。采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟红花黄色素）或染料对光阳极进行 敏化处理可进一步降低成本，简化工艺流程。该项目成果具有成本低，生产工艺 93天津大学科技成果选编 94 简单，生产过程中无污染等优点，比传统硅电池具有更为广泛的用途，可实现太 阳能电池的轻量化、薄膜化，并易于设计成不同形状以满足不同使用环境的需要。 技术原理与工艺流程简介： 染料敏化太阳能电池主要是由纳米晶半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电 解液、导电基底以及对电极等几部分组成的。染料敏化太阳能电池的原理是源于 光合作用的启发，其具体实现的方式是通过染料分子吸收太阳光中的光能，从而 激发染料分子中的电子变成受激发的状态，通过与之复合的多孔薄膜传导出来。 本项目采用溶胶凝胶法制备 TiO2/ZnO 复合薄膜，染料敏化太阳能电池的主要制 备过程如下：技术水平及专利与获奖情况：实验室成熟阶段 应用前景分析及效益预测： 生产成本较低，仅为硅太阳能的 1/5~1/10，且使用寿命较长，如进一步提高 光电转换效率，可逐步取代硅太阳能电池。 应用领域：太阳能发电站、电子设备、太阳能建筑等，逐步取代硅太阳能电池
天津大学
2021-04-11
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
西安交通大学
2021-04-10
金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发
金刚石薄膜涂层硬质合金工具由于性能优异、成本相对较低(与PCD和金刚石厚膜钎焊工具相比、可以适应于复杂形状工具衬底沉积、以及可能大批量沉积等优点, 具有非常好的市场前景。 金刚石薄膜涂层硬质合金工具开发的关键是解决金刚石薄膜在硬质合金衬底上的生长(沉积)和良好附着的技术。本项目成果采用独特的衬底预处理和优化的金刚石膜沉积工艺已经解决了Co对金刚石膜生长和附着的有害影响问题。在YG类硬质合金工具衬底所沉积的金刚石膜涂层厚度最大可达20～30m。用洛氏硬度压痕法评定的金刚石膜附着力时的无裂纹临界载荷达1500N以上。在铣削Al-12wt%Si合金时, 金刚石薄膜涂层的YG6铣刀比未涂层硬质合金刀片使用寿命可提高20倍以上。 本成果基于我们已经取得的两项关于金刚石膜低温沉积技术和硬质合金衬底激光预处理技术的发明专利(ZL 91 1 02584.7, ZL 93 1 19434.2 ), 以及最近完成的另外二项关于使用特殊钴化物过渡层提高金刚石薄膜附着力的技术(已申请发明专利, 申请号: 99107912.4, 01130903.2)。此外, 本项目组正在进行工业化生产设备和技术的研究开发, 原型设备研制已接近完成, 其特点是摒弃通常CVD设备的平面沉积方式, 采用立体(空间)沉积方式, 因此可以一次沉积大量工件。最终工业化设备的目标是一次涂覆可转位刀片(或钻头)300只以上。 本项目成果可用于开发各种金刚石薄膜涂层硬质合金工具和模具, 以及其它需要解决极度耐磨或降低摩擦的应用。
北京科技大学
2021-04-11
高折射率有机-无机纳米复合光学薄膜
随着光学器件在日常生活领域越发广泛地应用，对其新功能的需求也加大，其中高折射率材料的研究也越来越多,特别是高折射率聚合物（HRIP）。近来，由于其在高级光电制造中的潜在应用，HRIPs已经吸引了相当多的关注，例如先进显示设备的高性能基底，用于有机发光二极管显示器，光学黏合剂或密封胶材料，高级光学应用中的减反射涂层，193-nm浸润蚀刻光阻剂，和微透镜组件中的电荷耦合式装置以及互补金属氧化物半导体图像传感器。然而，一般普通聚合物的折光指数的范围在1.30～1.70之间，但是在实际应用中要求更高的折光指数（大于1.70，甚至 1.80）。由高折射率无机纳米粒子和有机高分子基体组成的纳米复合材料可以轻易地获得高的折光指数。本项目将高折射率的无机纳米粒子炭黑、二氧化硅、二氧化钛等添加到各种聚合物基体中，获得高折射率光学薄膜，且通过对无机粒子和聚合物基体间的界面设计，使得无机粒子少量填充即可获得高折射率光学薄膜。具有核心技术（自主知识产权），发明专利1项，获得上海市自然科学基金资助。
华东理工大学
2021-04-11
一种丝杆竖直驱动平压平薄膜模切机
本发明提供了一种丝杆竖直驱动平压平薄膜模切机，包括主支撑板，主支撑板穿插有导向轴，导向轴的上端和下端分别连接上承载板和下承载板；下承载板连接丝杆驱动组件；主支撑板的侧面设有载料垫板，载料垫板的底部面设有调平组件，载料垫板的正上方设有刀模组件，刀模组件固定于上承载板；丝杆驱动组件驱动下承载板、导向轴和上承载板一起上下往复运动，从而带动刀模组件上下往复运动，对放于载料垫板上的薄膜完成模切。本发明结构紧凑、控制方法简单，各模块均为独立模块，装配、拆卸方便，便于系统集成应用。
华中科技大学
2021-04-11