材料科学与工程学院在微纳米材料制备与应用技术研究方向上，以现有微纳米材料制备研究平台和有关研究课题为基础，在微纳米陶瓷、金属粉体制备及改性、纳米结构材料、大块金属纳米与非晶材料制备、高阻尼微纳米复合材料制备、纳米药物靶向材料研究等方面取得突破性的进展，实现了知识创新，形成了一系列专利技术。材料科学与工程学院院长许仲梓教授和赵石林教授主持承担的江苏省科技厅项目——“纳米透明功能涂料的研制与开发”，在我省的科技成果推广应用成效显著。该项目以半导体纳米材料为功能填料，制备出的涂料价格适中、性能优良。可将涂料在自动化生产线上涂覆于玻璃的表面，一次性制成纳米隔热玻璃，用于汽车、各类建筑物上，不仅具有良好的透明性（可见光区透过率>80%），而且能有效的隔绝太阳热辐射(近红外区屏蔽率>63%)，具有很好的节能效果，同时涂料本身是一种环境友好的水性涂料。该项目填补了国内空白，其技术指标达到国际先进水平。常洲晨光涂料有限公司投资1000万元建设一条年产100吨纳米透明功能涂料的生产线及实验检测中心，实现了工业化生产，并得到了市场的认可。目前课题组正研发系列产品，以满足环保和节能的社会需求。由郭露村教授主持的江苏省高技术研究重大项目研制的纳米陶瓷弹簧，是以纳米改性PSZ粉料为原料，利用复合成型技术制备而成。陶瓷弹簧具有重量轻、耐磨损、抗老化、耐高温、电绝缘、无磁性等特点。主要技术指标：簧丝直径:2.2±0.1 mm；弹簧外径:20.4±0.3 mm；自由高度:24±0.5 mm；间距:1.7±0.1 mm；工作圈数:6；弹簧刚度:10±2 N/mm；最大荷重:50 N；重量:8.8±0.5 g。主要应用于无法使用金属弹簧的高温、腐蚀性环境中，用作缓和冲击、吸收振动以及控制机构运动的零件。水泥材料节能减排关键技术材料科学与工程学院是国内水泥科学研究领域的领头单位，以唐明述院士领衔、许仲梓教授、沈晓冬教授为领军人物的学术团队，在混凝土耐久性研究、高性能水泥制备基础研究、水泥绿色制造、建筑节能材料、资源综合利用等领域取得了一系列重大的科研成果。唐明述院士历经五十年潜心开展的“混凝土碱－集料反应耐久性研究”，在反应机理、集料碱活性快速试验法（被确定为国际标准）、反应防治方法及工程建设应用等到方面取得了被国际同行评价为具有里程碑意义的成果。多年来，研究成果为我国三峡工程、长江二桥、金沙江的向家坝、雅砻江上世界最高的大坝（305 m）锦屏一级电站等数十个国家重大基建工程项目提供技术支撑。先后获得国家自然科学二等奖、国家教委科技成果一等奖等多项部级以上奖励。2001-2006年由许仲梓教授担任首席科学家的国家“973”项目—“高性能水泥制备和应用的基础研究”，其关键技术使传统水泥性能提高30%、产量提高30%、环境负荷降低30%，作为一种国民经济中使用量最大的基础材料，这项成果蕴含的经济和社会效益巨大，研究成果达世界领先水平。该成果在我省的中联淮海水泥有限公司等大型水泥生产企业中得到推广应用，经济效益显著。2008年，由沈晓冬教授担任首席科学家的国家“973项目”——“水泥低能耗制备和高效应用的基础研究”，针对国家重大需求，紧紧围绕提高水泥性能、重点关注水泥生产节能减排的社会热点问题等开展基础科学研究。

该成果通过分子设计构建了一系列芳腈基聚合物，发明了荧光性、磁性、导电/介电性的芳腈基聚合物与先进功能材料，获得了中国发明专利25项。突破了合成控制、产品纯化、环保处理与规模装备等关键技术，形成了1000吨级聚芳醚腈产业化合成成果及其系列先进复合材料、薄膜、纤维应用技术；获得了500吨级的邻苯二甲腈树脂合成装备及耐高温先进复合材料应用技术。取得的大部分发明成果近三年共产生经济效益超过10亿元，取代了部分相关产品的进口。 左图：芳腈基聚合物，复合材料及加工型材的实物照片 右图：芳腈基聚合物材料的工业化生产装置图

该成果通过分子设计构建了一系列芳腈基聚合物，发明了荧光性、磁性、导电/介电性的芳腈基聚合物与先进功能材料

该成果通过分子设计构建了一系列芳腈基聚合物，发明了荧光性、磁性、导电/介电性的芳腈基聚合物与先进功能材料，获得了中国发明专利25项。突破了合成控制、产品纯化、环保处理与规模装备等关键技术，形成了1000吨级聚芳醚腈产业化合成成果及其系列先进复合材料、薄膜、纤维应用技术；获得了500吨级的邻苯二甲腈树脂合成装备及耐高温先进复合材料应用技术。取得的大部分发明成果近三年共产生经济效益超过10亿元，取代了部分相关产品的进口。

通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。 通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。

综述了人工钾离子通道或运输载体选择性设计及其功能特性，特别是选择性运输钾离子的功能设计，有助于进一步探究活性结构作为“过滤器”或“门控”蛋白在离子传输过程中的动态过程。综述指出人工钾离子通道一般具有以下特征：（i)钾离子结合的大环识别位点。配位后大环通道获得的能量可以补偿钾离子脱水后能量损耗。即使体系中存在过量的Na+离子，大环通道也只识别K+离子。从机理上看，该识别系统具有协同动态效应，K+离子的增加也协同驱使着大环通道对钾离子的选择性增大；（ii)能够实现分子间自组装的氢键供体与受体；(iii)具有可以嵌入疏水双层膜结构的疏水链。       该综述分析和总结了该类材料体系中跨膜传输钾离子的机理与机制；总结了人工设计自组装高选择性钾离子通道的特征，并对比了一系列的人工钾离子通道单晶结构特点及其跨膜运输的特点。

通过对烧结钴铁氧体进行热等静压烧结，得到钴铁氧体陶瓷材料的样品内部孔隙大大减少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸缩系数绝对值大于 150ppm；磁致伸缩激励场低于 2000Oe。对钴铁氧体磁致伸缩材料进行热等静压处理促进了其在低场高频磁致伸缩领域的应用。通过凝胶注模、磁场取向及常压烧结及热处里工艺，得到的钴铁氧体磁致伸缩材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸缩系数绝对值大于 300ppm，对应的激励场低于 2000Oe。

辐向整体永磁环是磁场方向沿径向呈放射状分布的磁性器件，具有高效的励磁作用，能明显提高器件的工作效率，并显著降低其体积和重量，是日本NEOMAX公司的高技术产品，其制造技术对我国采取保密封锁。为此，在广东省教育部产学研结合协调领导小组办公室的资助下，北京科技大学和肇庆三环京粤磁材有限责任公司进行产学研合作，项目总投资150万元，其中省产学研经费50万元，企业自筹100万元。项目组开展了辐射取向磁场设计、整体辐向模具的设计、磁粉高均匀装填技术、整体辐向永磁环烧结及热处理技术和多极/辐向磁环的充磁技术等研究，突破了辐向磁场及模具设计和整体辐向永磁环烧结及热处理技术等关键技术，完成了项目合同的各项技术指标(材料利用率≥90％；磁环生产成品率≥90％；磁体最大磁能积≥320kJ/m3；多极整体永磁环的密度不均匀性≤1.5％；每极气隙磁密波形系数≥0.8，极间磁密不均匀性≤8％；辐向整体磁环的表面磁密不均匀性≤6％)。项目实施后，肇庆三环京粤磁材有限责任公司改拼装辐向钕铁硼永磁环为整体辐向钕铁硼永磁环，不仅大幅提高了磁环的性能和技术附加值，而且节约了原材料80吨，仅原料成本节约1200万元，深受恒磁实业有限公司、闻达磁铁有限公司和肇庆市中宝机电设备实业有限公司等用户的高度评价，产生了显著的经济和社会效益。

本项目研制了 20 余种高性能铝合金材料和大规格优质挤压用铸锭的制备技 术；研发了大型精密挤压模具优化设计方法与制造技术，试模次数≤5 次，模具 寿命≥35t/套；研发了挤压工艺控制与优化技术，以及型材后处理专用设备和技 术，使大规格复杂截面铝型材成品率提高到 62%以上。本技术获国家科技支撑 计划项目资助，获山东省科技进步一等奖。 利用本技术，已累计研制生产了生产高性能铝型材 68570 吨。为 300 余列 高速列车、280 列地铁轻轨列车研制提供了车体型材；在半挂载重汽车、船舶 中获得广泛应用，为西门子、阿尔斯通、庞巴迪、韩国 DU 等研制了系列高性 能大规格复杂铝型材。

本成果针常规挤出聚合物管存在熔接痕、环向强度差、耐开裂性能不足等缺陷，利用聚合物取向结晶对应力场温度场敏感的特点，发展和建立了聚合物管旋转挤出加工新设备和新技术。自行研制了聚合物管旋转挤出装置，通过该装置可实现芯棒与口模的旋转方式独立可调和聚合物管内外壁双冷，调节沿管壁厚方向的速度分布、应力分布、冷却速度和温度梯度，从而有效控制和定构聚合物管内部的结晶、取向和增强相结构，大幅提高聚合物管环向强度和抗应力开裂性，是制备高性能聚合物管的新设备、新技术。 主要技术、指标： 可有效消除熔接痕； 以聚乙烯管为例，可使管的环向强度提高60%以上，裂纹引发时间提高5倍以上。 建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）： 聚合物管生产家可将本成果的旋转挤出装置作为辅机与已有管材挤出生产线连接即可使用，不需大幅改变已有聚合物管生产线。