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单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。 本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。 获得了可溶性石墨烯材料及柔性透明导电薄膜（图 5）；制备了基于石墨烯的高稳定性有机光伏电池及复合材料。 图 5、基于石墨烯的透明电极材料 所研制的单壁碳纳米管及石墨烯已用于数十家科研机构的研究和相关产品/样机的研制，包括应用于国家 863 重大汽车电池项目（中科院物理所）和军工卫星电池项目（中国电子科技集团公司第十八研究所）等。已研制出晶体管、锂离子电池、超级电容器（图 6）以及高性能复合材料等多种产品，具有广阔的应用前景。
南开大学
2021-02-01
基于聚焦离子束－扫描电子显微镜双束的材料微纳结构精确三维重构技术
基于聚焦离子束－扫描电子显微镜双束(FIB-SEM)的切割－扫描操作, 能够使材料的微纳结构在三维空间的精确重构得以实现。经过多年经验的积累，已开发出一套针对拥有复杂微纳结构的金属陶瓷复合材料进行三维重构的技术解决方案。该技术在固体氧化物燃料电池领域，为固体多孔电极材料的微纳尺度精确定量分析提供了有力的技术支持。作为本领域的知名专家,美国西北工业大学的 Scott A. Barnett 教授曾在国际 SOFC 领域规模最大的年会 International Symposium on SOFC 中重
哈尔滨工业大学
2021-04-14
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和复合材料等方面的应用
1991年发现的碳纳米管（CNT）以及2004年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是21世纪的战略性材料。 本项目发明了一类新的催化剂和大量制备SWNTs的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图1），纯度达70%以上，并达到了产业化规模（达200公斤/年以上）。 采用机械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS及聚氨酯等为基质材料，电导率达0.2 S/cm、导
南开大学
2021-04-14
基于稠环双噻吩酰亚胺和双并噻吩酰亚胺的稳定n型有机醌式双自由基材料
具有开壳结构的自由基有着独特的光学、电学和磁学性质，在有机电子学、自旋磁电子学、非线性光学和储能器件等众多领域中具有广泛的应用前景。课题组通过理论计算和顺磁共振结果证明BTICN和QTICN具有双自由基特性，其中具有更大分子骨架的QTICN的双自由基特征指数达到0.67。
南方科技大学
2021-04-14
单壁碳纳米管和石墨烯的制备及其在能源、光电器件和 复合材料等方面的应用
1991 年发现的碳纳米管（CNT）以及 2004 年发现的石墨烯（graphene），分别是一维和二维纳米材料的典型代表，被认为是 21
世纪的战略性材料。
本项目发明了一类新的催化剂和大量制备 SWNTs 的方法，实现了高质量单壁碳纳米管的宏量制备（图 1），纯度达 70%以上，并达到了产业化规模（达 200 公斤/年以上）。采用机械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基质中，获得了以环氧树脂、ABS 及聚氨酯等为基质材料，电导率达 0.2 S/cm、导电临界含量仅为0.06%、电磁屏蔽效果高达 49dB 的复合材料。
本项目首先发展了一种可大量制备的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，实现了石墨烯的百克级制备（图 2）。通过透射电子显微镜（图 3）及原子力显微镜（图 4）确定了石墨烯的二维平面结构。
南开大学
2021-04-13
中小型移动式室外生物质热水发生器
本发明属于生物质能源技术领域,涉及一种生物质能转化装置,尤其是一种中小型移动式室外生物质热水发生器,其主要包括由容水室,燃烧室和保温层等共同围成的发生室,投料口,控氧调节口,排气调节口,水位观测器,测温及注水孔,出灰口等;其能够适应北方高寒地区恶劣的野外使用环境,不需要自来水管道连续供水,不需要提供其它能量源,通过控氧调节口,排气调节口的调节,可按要求提供不同温度的温热水,并利用排气余热解决水位观测,温度测定问题,在包括畜牧业,家禽养殖业在内的多种涉及野外作业的行业中具有广泛的应用前景.
黑龙江八一农垦大学
2021-05-04
生物转化生产2-酮基-D-葡萄糖酸
2-酮基-D-葡萄糖酸 (2-keto-D-gluconic acid，2KGA) 是工业上大规模生产的一种有机酸，主 要用于食品抗氧化剂D-异抗坏血酸及D-异抗坏血酸钠的合成。本项目采用氧化葡萄糖酸杆菌 静息细胞转化法生产2-KGA。转化反应体系中，底物葡萄糖浓度达到300g/l左右，2-KGA的产 率在95%以上，时空产率达到13.48g/l/h。国内外报道的最高发酵生产水平是11.4g/l/h。 现有的2-KGA生产，主要通过荧光假单胞菌发酵葡萄糖或淀粉水解糖。工艺面临的主要问 题是抗噬菌体菌株的筛选、连续发酵的周期长、菌体与CaSO4 的分离等。 本项目采用静息细 胞转化法生产2-KGA。本项目和发酵法比较，具有转化反应简单、易控制、时间短、后处理容 易等优势。
华东理工大学
2021-04-11
化妆品用和医用生物活性胶原蛋白生产技术
成果描述：采用高效预处理、低温酶萃取、盐析和膜分离等成套技术，从新鲜动物皮、鱼皮、鱼鳞等不同原料中制备未变性胶原蛋白，解决了获取大量高纯度、未变性的化妆品用和医用生物活性胶原的技术难题；掌握了通过物理与化学改性手段调控未变性胶原的热稳定性、流变学等性能的方法和原理，为未变性化妆品用和医用胶原的产业化利用提供了技术支撑。目前，化妆品用和医用生物活性胶原蛋白生产技术已分别在成都新际生物活性胶原开发有限公司和广东胜驰生物科技有限公司成功实现产业化，产品技术参数与天然胶原标准品一致，经济效益显著，具有较强的市场竞争力。市场前景分析：生物活性胶原即未变性胶原，具有三股螺旋结构，分子量为30万，能够促进细胞生长、可生物降解，且生物相容性与机械力学性能良好，已广泛用于美容护肤、组织工程等领域。胶原作为一种高技术含量的生物材料在生物医学、化妆品等领域具有巨大的潜在市场。首先生物活性胶原作为一种生物材料本身具有无限的生命力，是全世界科学家都在研究开发的新型材料之一，国内当前处于探索性开发阶段，因此只要抓住这个先机将来就可以获得良好的回报；其次生物活性胶原的深加工产品拥有巨大的消费群体，这主要是由于生物活性胶原具有其它化妆品的活性成分所无可比拟的增强皮肤弹性，祛除细小皱纹，优良的保湿、护肤的确切效果，先期投入的第一代产品已被市场认可。目前，本项目的先期产品技术已在成都、广东的2家公司实现生物活性胶原原料的产业化，制备的精华液、面膜、眼贴膜等护肤产品市场反应效果良好，作为医用胶原海绵、骨修复材料的原料也即将投入市场，产品市场仍存在很大的开拓空间。与同类成果相比的优势分析：化妆品用和医用生物活性胶原液体（4mg/mL）每毫升售价约为20元，而生产成本每毫升仅约为2元，因此每公斤生物活性胶原液体的利润为1.8万元。可见，本项目技术生产的未变性胶原功能材料具有很大的利润空间，经济效益非常显著，具有很强的市场竞争力。
四川大学
2021-04-10
海洋塔胞藻新型表皮生长因子制备生物贴膜
目前该产品已应用于腹腔术后及周围神经修复手术动物实验中，效果良好。 本项目利用已有自主知识产权-分子定向进化 的高效表皮生长因子（ eEGF）为功能基因表达序 列，采用上游调控序列改造和多拷贝策略构建叶绿 体表达载体，转化和筛选优良的塔胞藻，作为海洋 生物反应器。在集成高效表达技术、代谢工程调 控、蛋白质分离和纯化四级技术平台基础上，实现 重组eEGF的高效表达和生产。进而结合全新的海绵 状胶体成膜技术，将含有eEGF充分吸附到海绵状胶 体膜囊腔中，起到抗挥发、控释缓释的强效作用， 其整合了新颖的精准皮肤营养和修复和先进的生物 工艺学技术，可大幅度提升企业在新兴产业链上的 辐射产品自主创新能力和国际竞争力。
四川大学
2021-04-10
我校在生物分子动力学荧光成像领域取得新进展
观测活细胞内生物大分子的动力学过程和信号小分子对生物大分子的调控作用对于探索生理病理新机制及疾病治疗新方法具有重要的科学意义。 我校物质科学与信息技术研究院张忠平课题组（张瑞龙、田肖和、韩光梅、刘正杰），针对上述关键科学问题，通过设计一系列多响应、多重定位的新型光学探针，实现了活细胞内信号分子对蛋白/酶活性的调控以及遗传物质动力学的分子影像分析，在理解细胞内生物分子动力学领域取得了重要科学发现。代表性进展主要包含：（1）气体信号分子对细胞内酶活性的调控； (2）膜穿透性碳点对活体内DNA和RNA结构及动力学的超分辨影像分析；（3）超分辨成像揭示活性氧调控线粒体核蛋白动力学；（4）超分辨STED和电镜关联成像对细胞微管蛋白超精细结构的分析。 上述进展解决了生物探针对细胞内多种组分和细胞器的特异性识别问题，不仅有效避免了荧光光谱的重叠，还同步结合电镜对生物大分子精细结构的进行研究，为我校双一流学科生物医学探针和成像方向再添新成果。
安徽大学
2021-02-01