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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
用于铸件表面的优良绿色锌合金电镀的强渗透性与高分散性的电镀液
本专利公开了一种无氰离子的电镀工艺，属于材料表面处理领域。该工艺本专利是采取新的电镀液，具有渗透性强、分散性好的特性。 铸件在整个电镀过程中，可以克服现有铸钢件电镀工艺的所有缺陷，实现铸件快速高效优质电镀，该工艺具有镀层厚度均匀、镀层光泽度好、镀层与铸件结合力牢固、镀层致密、镀层抗氧化能力好的特点，镀层的中性盐雾化试验、酸雾化试验达到国家规定的标准（96小时无腐蚀点）。目前该项技术已经发展成熟，有很大的推广应用价值。通过X射线能谱仪分析镀层的成分，具体分析谱图见附件。
南京工程学院
2021-04-13
在硅基质表面制备油水浸润性光控可逆SiO2/TiO2复合涂层的方法
本发明公开了一种在硅基质表面制备油水浸润性光控可逆SiO2/TiO2复合涂层的方法，将硫酸洗液清洗过的硅基质样品浸入到SiO2凝胶中，以14厘米/分钟速度匀速提拉出液面，使玻璃表面覆盖均匀的SiO2涂层，220℃煅烧涂层，得到的覆盖SiO2涂层的样品浸入到TiO2凝胶中，以14厘米/分钟速度匀速提拉出液面，并在500℃煅烧涂层。最后经氟硅烷溶液浸泡进行涂层表面改性得到光控油水浸润性可逆转换的SiO2/TiO2复合涂层。本发明和以往制备亲疏水亲疏油可逆转换材料的方法相比，方法简便，耗时少，不需要特殊仪器。涂层呈现纳米TiO2微球包裹微米SiO2微球的类荷叶表面结构，在工程领域中具有良好的应用前景。
西南交通大学
2016-10-20
解释了在钌基催化剂表面电化学合成氨的过电位很低的
在金属钌表面，另一种不稳定的中间产物*N 2
南方科技大学
2021-04-14
一种利用复配偶联剂对粉煤灰漂珠进行表面改性的方法及应用
本发明涉及一种粉煤灰漂珠表面改性技术，具体涉及一种利用复配硅烷偶联剂对粉煤灰漂珠进行表面改性的方法，首先对粉煤灰进行烧结、酸碱预处理，然后再用复配偶联剂对预处理过的粉煤灰进行表面改性处理。采用本发明方法对粉煤灰进行表面改性后，所得表面改性粉煤灰漂珠表面的物理化学性质发生了改变，提高了其在树脂和有机聚合物中的分散性，增进填料与树脂等基体界面的相容性，进而提高塑料、涂料、橡胶等高分子材料的力学性能及其它性能，为粉煤灰的更好利用提供了一种改进方法，减少了对环境的污染。
安徽理工大学
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
一种操控低折射率介质纳米粒子的装置和方法
本发明公开了一种操控低折射率介质纳米粒子的装置和方法，属于光学捕获和光学微操控技术领域。该装置由激光器、扩束镜组、偏振转换器、反射镜、分束器、空间光调制器、光阑、油浸物镜和位移台组成。该方法通过偏振转换器和空间光调制器生成空间位相复杂分布的径向偏振涡旋光场，在油浸透镜的聚焦下利用两列相向传输的光场干涉生成中空的球形焦斑，能够将处于焦场范围内的低折射率介质粒子稳定地三维捕获在焦场的中心。通过改变聚焦条件和空间光调制器的加载位相，能够实现多粒子操控和粒子运动轨迹的灵活调控。该方法克服了传统光镊技术中无法三维捕获低折射率介质粒子的难题，在一系列涉及光学操控的领域都有着重大的应用前景。
东南大学
2021-04-11
纳米钛酸钡基电子陶瓷粉体的溶胶-凝胶自燃合成产业化
铁电陶瓷粉体及其集成器件的研究与开发是目前最为活跃的领域。大部分铁电陶瓷是钙钛矿型复氧化物，其中最为重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大战的1942年到1945年间，由美国、苏联、日本各自发现的高介电常数、强介电体的材料。由于其具有优越的介电、压电、铁电性能，被广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。纳米BaTiO3基电子陶瓷具有独特的绝缘性、压电性、介电性、热释电性和半导体性为元器件的小型化、集成化带来可能，大大提高了产品的附加值和市场竞争力。如采用纳米BaTiO3粉末制多层电容器，可以显著减薄每层厚度增加层数，从而大大提高电容量和减小体积。因此，低成本合成钛酸钡基纳米陶瓷粉体对我国信息产业、电子工业等的发展具有重要的意义。 溶胶-凝胶自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴随着高温燃烧合成的深入研究和超纯、超细氧化物陶瓷的制备而出现的一种低成本制备与合成单一氧化物和复杂氧化物的技术。它是指有机盐凝胶或有机盐与金属硝酸盐在加热过程中发生氧化还原反应，燃烧产生大量气体，可自我维持并合成所需燃烧产物的材料合成工艺。它的主要的特点有以下几点：(1)：燃烧体系的点火温度低(150℃-200℃)，一般为有机物的分解温度；(2)：燃烧火焰温度较低(1000℃-1400℃)，燃烧时产生大量气体，可获得具有高比表面积的陶瓷粉体。高温燃烧合成燃烧温度一般高于1800℃，合成的粉体粒度较粗，而SLCS则可制得纳米粉末；(3)各组分达到分子或原子水平的复合；(4)：反应迅速：燃烧合成一般在几分钟内完成；(5)所合成的粉体疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用设备和工艺简单、投资小；(8)：自净化：由于原料中的有害杂质在燃烧合成过程中能挥发逸出，所以产品纯度易于提高。 本项目申请者采用SAS技术已经成功地合成了粒度达70nm左右的BaTiO3陶瓷粉体。 广泛应用于制备各种陶瓷电容器、微波器件、铁电存储器、温度传感器、非线性变阻器、热敏电阻、超声波振子、蜂窝状发热体等电子器件。
北京科技大学
2021-04-11
由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法
本发明公开了一种由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜的制备方法。它的步骤如下：1)将纳米聚合物胶囊配制成质量百分比浓度为3～7％的水分散液，通过匀胶机在基材表面进行单面或双面旋涂，形成含纳米聚合物胶囊的薄膜；2)将上述含纳米聚合物胶囊的薄膜经真空高温干燥，待薄膜中纳米聚合物胶囊的核心材料完全挥发后，纳米聚合物胶囊变成了纳米聚合物中空粒子，得到由纳米聚合物中空粒子组成的多孔防反射薄膜。本发明的制备工艺简单，通过改变纳米聚合物胶囊水分散液的浓度和纳米聚合物中空粒子的空腔体积分率可方便有效的调节多孔防反射薄膜的厚度和折光指数，且所制备的多孔防反射薄膜具有较高的机械强度和耐摩擦性能。
浙江大学
2021-04-11