|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
单分散金属纳米颗粒自动化生产工艺与设备研发
金属纳米颗粒是重要的超材料（Metamaterials）物质，在化学化工（如催化剂）、生物医药（如医学成像与诊断试剂）、新能源（如光能转化）等领域中有着巨大的市场前景。以金纳米颗粒为例，目前国际 市 场 基 本 被 英 国 BBI 等 极 少 数 公 司 所 垄 断。根据 BBI 公司统计，其产品在科研领域的使用频率超过 4 亿次/年，按照其售价约 2 英镑/毫升，每次测试使用 10 毫升计算，该公司仅纳米金销售年产值就超过 80 亿英镑。金属纳米颗粒的原料成本并不高，仍以纳米金为例，1 克氯金酸（人民币 200 元）可生产纳米金 1 万毫升，按照 BBI 的售价价值约 2万英镑。而且在国内购买 BBI 等公司的产品还需缴纳高额税费，供货期通常长达数月之久。国内金属纳米颗粒的生产有面临工艺不完善、无法自动化大规模合成等问题。实验室的小规模制备成本高，并且产品单分散性和颗粒尺寸重现性不好，无法同国外公司竞争。
我们经过多年的研究积累掌握了各种金属纳米颗粒的精准形貌和尺寸控制方法，结合微流控技术能够实现自动化合成，可以生产多种形状规则、尺寸均一的高质量产品，预期在国内和国际市场都有很强的竞争力。
南开大学
2021-04-13
一 种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法
本发明涉及一种利用乙醇还原制备多面体纳米钯材料的方法，采用简易加热装置，在常压环境中以水为主体溶剂，添加少量乙醇作为助溶剂和还原剂，在 65-80℃温度条件下一步合成多面体纳米钯材料，以表面活性剂-大分子复合体系为软模板，低温合成多面体形貌纳米钯材料。本发明是一种方便且比较环保的技术，工艺条件温和，无需复杂设备，操作简单，不需要高温和有毒有机相为溶剂或助剂，制得的多面体纳米钯材料产率高，多面体形貌产率为 83~94%，且颗粒尺寸范围在 10~35nm 之间，尺寸分布集中，可以进行大量生产，具有较好的应用前景。
安徽理工大学
2021-04-13
超声引发溶液聚合制备纳米铁聚合物复合材 料
本发明涉及超声引发溶液聚合制备纳米铁聚合物复合材料的方法。将三氯化铁、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲苯和偶氮二异丁腈混合均匀，在氮气保护条件下超声辐射，得到反应后溶液；向反应后溶液中加入无水甲醇进行沉淀，过滤得到沉淀物，将沉淀物洗涤、真空烘干并研磨得纳米铁聚合物复合材料，聚合物复合材料为灰黑色固体粉末。本发明在使用氮气保护、不加入还原剂的条件下，超声辐射，铁离子被还原成纳米铁颗粒，同时 MMA、St原位聚合，一步直接合成了纳米铁聚合物复合材料，这是一种相对绿色、节能又环保的方法。
安徽理工大学
2021-04-13
具有多层纳米结构的柔性铜基材料及其制备方法、应用
本发明提供一种具有多层纳米结构的柔性铜基材料，该材料包括柔性基体，所述柔性基体具有多层结构层，所述多层结构层包括：铜基金属层构成的第一结构层；位于铜基金属层两侧的第二结构层，所述第二结构层为铜多孔层；以及位于铜多孔层上的第三结构层，所述第三结构层为氧化物层。本发明通过控制基体材料，结合脱合金溶液和时间的控制，调控材料的结构，获得不同的纳米结构层，并保留部分原始基体层，从而在具备优异的柔韧性同时，多层纳米结构层提供优异的催化性能。
南京工业大学
2021-01-12
具有荧光特性的水溶性单分散聚合物纳米球
本技术从两亲共聚物出发，通过一步加热法，得到粒径高度均一的纳米球，直径可在20-80nm范围内任意调节。该纳米球可在水中长期稳定分散，根据需要可通过调控酸碱度予以沉淀回收。另外，在聚合物纳米球制备过程中，可直接包载疏水性荧光或药物分子，从而具备其他功能特性，而纳米球的尺寸规整性保持不变。该方法只涉及到加热，甚至无需搅拌，极易规模化制备。
南京工业大学
2021-01-12
采用多射流高压静电纺丝工艺，制备高质量 Janus 纳米纤维
多射流电纺与 Janus 结构产品：
上海理工大学
2021-01-12
浅色导电纳米晶须及白色复合导电纤维的制备技术
成功开发具有自主知识产权的新型浅色导电晶须，用晶须替代纳米颗粒作为基体制备导电填料加入纤维基体中，具有比导电超细颗粒更好的分散性，而且由于晶须是棒状结构，分散在纤维中可以通过搭接的方式首尾相接，更利于纤维导电。浅色导电晶须的开发研究对白色导电纤维的制备提供了理论和实践基础，葛明桥教授团队开发的白色导电纤维经检测达到 109Ώ（熔融纺丝）和 106Ώ（湿法纺丝）达到导电纤维要求，是国内导电纤维领域的一项重大突破，可提高白色导电纤维自产率，应用前景广阔。
关键技术
（1）将高速搅拌与化学共沉积法结合，制备出的浅色导电二氧化钛纳米晶须的电阻率达到了 103 Ώ•cm。
（2）将纳米晶须添加入纺丝液中，通过湿法纺丝方法制备出复合导电纤维，该种纤维的电阻达到了 106Ώ。
（3）与企业合作制备导电母粒，进而通过熔融纺丝方法制备出各种复合结构的导电纤维，该种纤维的电阻达到了 109Ώ。
知识产权及项目获奖情况
发表学术论文 9 篇；申请专利 6 项
项目成熟度
建立了 50L 的纳米晶须合成反应釜，实现产业化生产
投资期望及应用情况
目前已与部分企业合作，成功制备该导电材料并应用于化纤、纤维素等。
江南大学
2021-04-13
分 分 岔 合 并 煤层 上覆 煤层采动 后 破碎顶板条件下下 伏 煤 层 安全高 效 开采关键技术
采用理论分析、数值模拟、相似模拟和现场实测等多种综合研究方法，对分岔合并煤层上覆煤层采动后破碎顶板条件下 72 煤安全高效开采综合技术进行系统研究。分析工作面的地质条件，测试工作面煤岩力学参数，掌握工作面煤岩力学特性；分析 71 煤开采对底板破坏影响规律，为工作面超前预注浆加固范围提供依据；针对破碎顶板的特点，分析两柱式和四柱式支架对破碎顶板的适应性，改变淮北矿区传统的破碎顶板采用两柱式支架选型原则，提出适合工作面破碎顶板条件的四柱支撑掩护式支架；确定注浆方案，选取注浆材料，实验优化注浆浆液配比，设计浆液扩散半径，布置注浆孔；现场实测破碎顶板条件下工作面矿压显现及围岩运移特征，为有效的破碎顶板控制技术及顶板管理提供依据。
1）针对试验工作面复杂难采条件，研究提出了采用适应难采条件的四柱支撑掩护式支架结构，并合理设计了支架参数，改变了淮北矿区传统的破碎顶板采用两柱式支架选型原则，为淮北矿区破碎顶板的管理提供了全新途径。
2）研制了具有初撑力高、顶梁整体刚性强，前部支护强度大，密封性好、较大的面向煤壁的水平力、带压移架、底座采用半封底形式，抬架力高、液压系统流量大等特点的 ZZ7600/20/40 新型液压支架，解决了复杂难采煤层工作面易出现煤壁片帮、超前冒顶和支架扎底等难题，保证了工作面安全高效回采。
3）与国内外同类研究相比，创新提出“更换钻头”与“跟管钻进”埋设注浆套管的新方法，研发了经济可行的破碎顶板注浆加固补强技术，有效控制了顶板冒落，为工作面安全顺利回采创造了良好条件，降低了注浆成本，解决了破碎顶板钻孔、埋设注浆套管难的问题。
安徽理工大学
2021-04-13
去耦合机制将表面浸润性和机械稳定性拆分至两种不同的结构尺度
通常，减少固-液接触是增强表面超疏水性的常用手段，根据Cassie-Baxter方程，固-液接触面积的减小，有利于提高表观接触角和降低滚动角。但由于接触面积的降低，必然导致微/纳结构承受更高的局部压强，从而更易磨损，这就意味着超疏水性和机械稳定性在提高一种性能时必然导致另一种性能下降。该论文基于全新思路，首次通过去耦合机制将超疏水性和机械稳定性拆分至两种不同的结构尺度，并提出微结构“铠甲”保护超疏水纳米材料免遭摩擦磨损的概念。结合浸润性理论和机械力学原理分析得出微结构设计原则，利用光刻、冷/热压等微细加工技术将装甲结构制备于硅片、陶瓷、金属、玻璃等普适性基材表面，与超疏水纳米材料复合构建出具有优良机械稳定性的铠甲化超疏水表面。该工作在集成高强度机械稳定性、耐化学腐蚀和热降解、抗高速射流冲击和抗冷凝失效等综合性能的同时，还实现了玻璃铠甲化表面的高透光率，为该表面应用于自清洁车用玻璃、太阳能电池盖板、建筑玻璃幕墙创造了必要条件。研究人员将该表面应用于太阳能电池盖板，实现了表面依靠冷凝液滴清除尘埃颗粒的自清洁方式，为少雨地区提供自清洁太阳能电池的解决方案。基于玻璃装甲化表面的自清洁技术可巧妙地利用雨或雾滴消除粉尘、鸟类粪便等污染，长期维持太阳能电池高效的能量转换，并节省传统清洁过程中必需的淡水资源和劳动力成本。该论文创新的设计思路和通用的制造策略展示了铠甲化超疏表面非凡的应用潜力，必将进一步推动超疏水表面进入广泛的实际应用。
电子科技大学
2021-04-11
新型微波超材料对空间波和表面等离激元波的自由调控或实时调控
成果介绍超材料(Metamaterial),或其二维形式—超表面(Metasurface)由具有亚波长尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分为等效媒质和空间编码两种形式。由等效媒质描述的超材料(或超表面)我们称之为新型人工电磁媒质,由空间编码描述的超材料(超表面)我们称之为编码超材料(超表面)和数字超材料(超表面)。对于新型人工电磁媒质,人们通过自由设计单元结构、单元排列方式、以及单元各向异性,可以根据意愿控制等效媒质的媒质参数,实现自然界中不存在或者很难实现的介电常数和/或磁导率,进而控制电磁波。本成果对于新型人工电磁媒质对电磁波的调控作用,例如隐身衣、电磁黑洞、雷达幻觉器件、远场超分辨率成像透镜、新型透镜天线、隐身表面、极化转换器、人工表面等离激元器件及混合集成电路等。技术创新点及参数对于编码和数字超材料(超表面),我们提出基于空间编码调控电磁波的新思路。其中,一比特编码超材料选用相位差接近180度的两种基本单元(记为0单元和1单元),按照一定规律排列0和1单元构成超材料,以实现所需的设计功能。当电磁编码采用FPGA控制时,可实现现场可编程超材料,即单一的超材料在FPGA的实时控制下可实现多种功能(例如单波束、多波束、波束扫描、隐身功能等)。市场前景本成果获得国家自然科学二等奖。该项目突破传统模拟超材料的等效媒质表征方法，创造性地提出用 0 和 1 表征的数字超材料，建了数字编码和现场可编程超材料新体系；在国际上率先从微波传输线的角度研究人工 SPP 超材料，提出一种性能优越的超薄、可共形 SPP 传输线，开辟了基于 SPP 模式的微波领域新分支，实现了超材料研究从跟跑、并跑变成走在世界前列的跨越。
东南大学
2021-04-11