气凝胶材料是一种纳米多孔性固体材料，孔隙率高达 80.0-99.8%，是最轻 的固体材料，比表面积非常大，隔热性能好。 本项目除可生产耐 650ºC 二氧化硅气凝胶隔热复合材料外，还可生产耐 1100ºC 透波型二氧化硅气凝胶隔热复合材料。气凝胶隔热复合材料可用于冷库 保温、石油管道保温、LNG 保温、高速铁路保温隔音等领域；还可用于防爆、 防弹，气凝胶材料具有吸能的特点，在防爆领域应用前景广阔。 本项目研制的二氧化硅气凝胶隔热复合材料性能指标优于国外同类产品， 耐 1100ºC 的两种二氧化硅气凝胶隔热复合材料国外尚未见报导，综合技术水平 处于国内领先，达到国际先进水平。

汽车车身复合材料主要以经编结构复合材料为主，将刚性纱线成圈技术、针 织结构增强设计和异型结构织造技术三者相结合，生产质量轻、强度高的相关产 品，满足汽车车身材料的使用要求。汽车车身的材料主要是多轴向经编复合材料 和异型结构经编复合材料。 2 关键技术 ① 多轴向经编复合材料的定义 轴向织物是由带有纬纱衬入系统的织机生产的一类独特的织物。在织物的纵 向和横向以及斜向都可以衬入纱线，并且这些纱线能够按照要求平行伸直地衬在 需要的方向上。因此这类织物亦称为取向结构。多轴向经编复合材料指在经编结 构基础上形成的轴向织物。 ② 多轴向经编织物特点 需求量大、生产效率高、生产成本低（卡尔迈耶的 Malimo Multiaxial 型多 轴向经编机最高机速可达 1400r/min，相应产量可达 240m/h） 原料适应性好，力学性能优异 ③ 多轴向经编复合材料结构特点 较好力学性能：由于经编多轴向织物纤维平行且伸直排列，所以纤维强度与314 刚度在复合材料中可以充分发挥。机织物的经纬纱线呈波浪形，其力学性能贡献 只有 50%左右。如在平纹布中碳纤维拉伸强度仅为 1100N/mm2，而同样材料在双 轴向经编织物中拉伸强度为 2200N/mm2。 降低应力集中，提高材料性能：在普通机织复合材料中，当材料受拉伸载荷 时，其应力转移有一个过程，由于树脂模量低，纤维处于不断伸长过程中，应力 载荷也逐步加到纤维上，纤维在伸长过程中破坏，树脂与纱线受到剪切应力，在 纤维还未断裂时，反复的剪应力作用也使复合材料界面被破坏，导致复合材料强 度损失。 3 知识产权及项目获奖情况 论文 5 篇，专利 1 篇，SCI6 篇 4 项目成熟度 小批量生产阶段 5 投资期望及应用情况 多轴向经编复合材料在汽车领域应用，经编复合材料可用于制造车辆壳体、 发动机引擎盖、保险杠等

针对轻质高效防护复合材料技术进行了系统深入的理论分析和大量实验研究，突破了轻质复合材料装甲防弹/承力一体化结构设计、制备和应用技术等多项关键技术，获得了多项具有自主知识产权的创新成果。在轻质防弹复合材料防弹机理理论分析方面，建立了纤维复合材料的多阶段靶板破坏模型，实现了弹击过程的动态模拟；在轻质防弹复合材料设计技术方面，首次提出了刚性梯度层设计理论和防弹/承力一体化设计方法，获得了良好的实用效果；在轻质防弹复合材料应用技术方面，设计制备了防弹/承力一体化轻质复合装甲材料装甲椅盆，已成功用于某武装直升机，获得了明显的减重效益；在轻质复合材料装甲开发方面，针对不同应用要求，开发出了十余个系列的轻质复合材料装甲，同时建立了系列化的轻质复合装甲材料弹道性能评价方法，制定了复合材料装甲工艺及性能测试等多个规范性文件。 目前，可针对军用、民用需求生产各类型轻质防护复合材料装甲，包括座舱防弹板、防弹装甲椅盆、大型驱逐舰导弹舱口盖、运钞车用装甲板、防弹衣用胸插板等防弹、防刺、防暴用品进行开发。 “轻质防弹复合材料装甲技术”2008年获得国防科技进步二等奖。

气凝胶材料是一种纳米多孔性固体材料，孔隙率高达80.0-99.8%，是最轻的固体材料，比表面积非常大，隔热性能好。 本项目除可生产耐650ºC二氧化硅气凝胶隔热复合材料外，还可生产耐1100ºC透波型二氧化硅气凝胶隔热复合材料。气凝胶隔热复合材料可用于冷库保温、石油管道保温、LNG保温、高速铁路保温隔音等领域；还可用于防爆、防弹，气凝胶材料具有吸能的特点，在防爆领域应用前景广阔。 本项目研制的二氧化硅气凝胶隔热复合材料性能指标优于国外同类产品，耐1100ºC的两种二氧化

伴随着5G、大数据、人工智能、物联网、工业4.0、国家重大战略需求等领域的技术发展，电子器件正朝着高功率、高集成化和便携式的方向发展，这亟需高效、轻质和高稳定性的热管理材料和方案来保证电子产品的效率、可靠性、安全性、耐用性和持续稳定性。如何大幅提高导热材料的热导率一直是热管理材料行业的技术痛点，也是促进消费电子、5G设备、高功率芯片、集成电路、电池等突破功率限制的关键。由于传统导热材料如金属、无机导热材料存在质量大、柔性差等缺点，导热聚合物的应用正在不断向高导热材料领域渗透。聚合物导热材料在成本、可加工性、柔韧性及稳定性等方面更有优势。但绝大多数的聚合物自身的导热性很差（一般导热系数为0.2 ~ 0.5 W/mK），无法满足高导热的需求，开发高导热的聚合物复合材料已经成为该领域的一个研究热点。采用复合高导热填料（如石墨烯、碳纳米管、氮化硼、金属氧化物等）是一种简单而高效的方式来提高聚合物基体的热导率，目前在工业生产已经有了广泛的应用。现有的大量研究表明，在聚合物材料内部构建导热网络可以在低添加量的条件下实现热导率的大幅度提高，这种三维渗流网络（如图1所示）可以为声子的快速传递提供通道，从而加速热量沿着三维网络进行传递。 封伟团队在综述中重点介绍了不同三维导热网络的构建及在制备聚合物导热复合材料方面的最新进展，如石墨烯三维网络、碳纳米管网络、氮化硼网络、金属三维导热网络等。讨论了不同导热材料三维网络的构建方法、结构取向调控方法及影响导热性能的关键因素（取向性、界面连接性、网络密度等）。同时，比较了不同的填料形式（分散颗粒填料与三维连续填料网络）对复合材料热导率的影响。相比于共混法制备的导热复合材料，基于三维填料网络的复合材料在填充比、分散性、取向控制及热导率提升率上都具有明显的优势。毫无疑问，三维连续导热网络的形成对于提升聚合物热导率至关重要。可以预见，三维导热填料网络的设计将作为一种实现聚合物高导热率的重要手段，成为新一代热管理系统的研究热点。 极端环境热管理系统在能源化工、通讯卫星、高速飞行器及人工智能等领域都发挥重要作用。导热复合材料作为热管理系统的关键材料，直接影响着其在不同环境内的热传导方向和效率。近年来，天津大学封伟教授团队以高导热碳复合材料为研究基础，针对其存在的导热各向异性、易损伤、压缩回弹性差以及与高弹性难以兼顾的问题，提出了通过微观结构设计、界面优化、分子级相互作用优化，分别实现复合材料的定向高导热、弹性高导热及自修复高导热，探索其在复杂界面和极端环境热传导领域的应用。

本发明公开了一种纸基离子印迹复合材料、其制备方法及应用，属于新材料领域。利用可逆加成链转移聚合技术和纸材料可随意裁剪/折叠的优势，在纸材料表面修饰出链转移试剂二乙基二硫代氨基甲酸钠。随后，以醋酸镉为模板，甲基丙烯酸和 4-乙烯吡啶为功能单体，在紫外灯照射下在纸材料表面可控制备离子印迹聚合物，实现对镉离子的高选择性识别。纸基离子印迹复合材料具有成本低廉、绿色环保、操作简单、容易回收的特性，特别是其具备了良好的透光性和保水/亲水特性，可以直接作为光学检测池，实现重金属离子的快速、高通量检测。

项目组围绕航空航天领域对高性能树脂及先进结构/功能一体化复合材料的迫切需求，在国家重点项目支持下，从分子结构出发，发明了三种含芳杂环结构的新型双马单体，在国际上创制了服役温度介于280～350℃可调控的系列耐高温双马树脂，比国内外同类产品高40～114℃；发明了优化复合材料界面结构与性能的在线低温等离子体调控技术，其高性能有机纤维复合材

开发了短流程技术制备纳米稀土氧化物弥散铜基复合材料，具有高强度、高电导率、高热导率、高耐磨性等优良特性，解决了此类材料难以制得全致密大型零件的难题，拓展了其应用领域。发明了此类复合材料块体和粉体的制备技术和专门的装备。 稀土氧化物弥散铜基复合材料制备新技术在企业开始推广应用，可显著提高制动摩擦闸片及金刚石刀头的高温强度和摩擦磨损性能，可大幅改善铁基粉末冶金零件的表面耐磨性，具有广阔市场前景和应用价值。

本成果已获授权发明专利CN201310260592.6。本发明公开了一种生态纳米颗粒增强水泥基复合材料及其制备方法，采用工业废渣中的高强高弹球形纳米颗粒大量取代水泥，同时使用减水率50％以上的高性能外加剂及高强超细镀铜钢纤维，通过水泥、生态纳米颗粒、化学外加剂、钢纤维及其多元复合技术的有效和高效利用，大大促进了混凝土材料组成与结构优化，各组分优势叠加、成份互补。本发明解决了现有水泥基复合材料在标准养护和蒸汽养护条件下无法达到抗压强度300MPa以上、抗弯强度60MPa以上的难题，大大提升了工业废渣的高效再生利用率和核心技术价值，降低水泥基复合材料中水泥熟料的用量，适用于混凝土设计抗压强度为300MPa的大型土木工程结构材料。

1、高密度接枝改性的 CNTs 纳米复合材料的制备 2、应用电场力协同制备聚合物复合材料 3、聚合物基微纳复合材料流变学及界面特性4、在 ACS Appl. Mater. Interfaces, Chem. Comm., Acta Biomater., Carbon,Macromolecules 等发表相关论文多篇，申请发明专利 40 余项，其中已授权 24 项。