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利用新的鐵電相變機理實現(xiàn)了一例性能優(yōu)越的高溫多軸鐵電體進而獲得了可實用的鐵電薄膜，而且展示了如何利用較弱的配位鍵在分子晶體中實現(xiàn)傳統(tǒng)無機材料難以實現(xiàn)的涉及“配位鍵斷裂與重組”的結(jié)構(gòu)相變，為開發(fā)新型分子材料打開了新的大門?通過巧妙的分子設計與晶體工程成功合成了一例分子鈣鈦礦型鐵電體[(CH3)3NOH]2[KFe(CN)6]，它可以表現(xiàn)出傳統(tǒng)無機鈣鈦礦化合物難以實現(xiàn)的涉及配位鍵斷裂與重組的鐵電相變。這種劇烈的結(jié)構(gòu)相變使該化合物具有十二重鐵電極軸（多于鈦酸鋇），居里溫度為402K（高于鈦酸鋇）。他們進一步發(fā)現(xiàn)該化合物可通過簡單溶液旋涂方法制備成具有良好性能的鐵電薄膜，其極化反轉(zhuǎn)的頻率高達5kHz，微觀鐵電疇可在偏置電壓下進行可逆極化反轉(zhuǎn)，有望代替無機鐵電體用于制作下一代柔性鐵電元器件。

能源與環(huán)境問題是目前人類面臨的兩個重大危機，也是科研工作者關注的重點領域。鈣鈦礦太陽能電池以其獨特的物理性質(zhì)、醒目的光電轉(zhuǎn)化效率和良好的工業(yè)應用前景等特點，被認為是一種擁有巨大解決能源問題潛力的光伏器件。但其電池效率衰減(穩(wěn)定性)等問題是其走向工業(yè)化應用急待解決的課題。現(xiàn)行鈣鈦礦電池比較普遍使用的空穴傳輸材料是一種比較昂貴的螺二芴結(jié)構(gòu)化合物(spiro-OMeTAD)，需要通過摻雜鋰鹽以提高電池的性能，但這同時加劇了鈣鈦礦電池的不穩(wěn)定性。所以一直以來研究人員希望尋找更加廉價和穩(wěn)定的空穴傳輸材料來替代傳統(tǒng)材料。 酞菁銅是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價小分子半導體材料。但其有機溶解性比較差，不利于廉價液相工藝規(guī)模制備光電器件。許宗祥課題組從分子設計層面出發(fā)，開發(fā)八甲基取代的酞菁銅并制備納米材料，通過酞菁納米材料與廉價商業(yè)化的高分子材料聚噻吩復合，開發(fā)出了具備更高載流子遷移速率及環(huán)境穩(wěn)定性的空穴傳輸材料，實現(xiàn)溶液法制備出光電轉(zhuǎn)換效率為16.61%的鈣鈦礦太陽能電池，效率高于傳統(tǒng)商業(yè)化的螺二芴結(jié)構(gòu)化合物(spiro-OMeTAD)。同時器件的穩(wěn)定性大幅度提高。

技術(shù)人才：高分子材料與工程專業(yè)；材料化學專業(yè)；應用化學專業(yè)

山東大學晶體材料國家重點實驗室陶緒堂教授團隊通過自主設計的“微爆炸法”獲得了無氧化MXene-Ti3C2Tx量子點，首次提出可將此類二維結(jié)構(gòu)鈦基晶體材料用于腫瘤治療，并與劉宏教授團隊合作發(fā)現(xiàn)其具有較強的類芬頓反應特性，在抗腫瘤實驗中效果顯著，從而實現(xiàn)了更高效、更安全的納米催化治療方式。相關結(jié)果以“Nonoxidized MXene Quantum Dots Prepared by Microexplosion Method for Cancer Catalytic Therapy”為題，發(fā)表在材料類權(quán)威期刊Advanced Functional Materials（IF=15.621）上，陶緒堂教授和劉宏教授為通訊作者，晶體所博士研究生李雪松和劉鋒為共同第一作者，山東大學為獨立完成單位。 對于腫瘤治療，傳統(tǒng)的化學、物理療法都存在嚴重的副作用，限制了其在實際臨床治療中的應用。最近，基于特殊的腫瘤微環(huán)境，利用腫瘤內(nèi)部催化反應的納米催化治療成為前沿且備受關注。其中，研究最為廣泛的鐵基納米催化劑可特異性響應腫瘤的弱酸性細胞微環(huán)境，釋放Fe2+并引發(fā)芬頓反應，產(chǎn)生•OH自由基以觸發(fā)細胞凋亡，從而抑制腫瘤。然而，在弱酸性腫瘤環(huán)境中，F(xiàn)e2+催化的芬頓反應速率較低，導致•OH自由基形成緩慢。此外，眾多抗腫瘤復合納米制劑的潛在毒性值得關注。因此，尋找更高催化活性和更安全的納米制劑是人們一直追求的目標。晶體材料國家重點實驗室陶緒堂教授團隊與劉宏教授團隊合作發(fā)現(xiàn)所制備的鈦基無氧化MXene-Ti3C2Tx量子點具有較強的類芬頓反應特性，其對正常細胞和組織器官均表現(xiàn)良好的生物相容性，并對宮頸癌和乳腺癌均有強烈的殺傷能力，體現(xiàn)出優(yōu)異的抗腫瘤效果。這種以鈦基類芬頓反應為基礎的腫瘤治療方式潛力巨大，為實現(xiàn)腫瘤的高效、精準治療提供了一條新的探索途徑。

項目成果/簡介:本課題組自主開發(fā)了納米氧化物制備工藝，結(jié)合共沸蒸餾和膜處理技術(shù)，獲得晶粒度在10~20 nm的氧化物陶瓷粉末，最高耐熱溫度1400℃以上。該項制備技術(shù)于2004年獲得國家發(fā)明專利（專利號ZL01128448.X）。2001年10月，“納米氧化鋯粉體制備”項目通過了湖北省科學技術(shù)廳主持的科技成果鑒定（證書編號：鄂科鑒字[2001]第2172380號），鑒定委員會認為：納米氧化鋯粉體制備工藝屬于國內(nèi)外首創(chuàng)，由該工藝生產(chǎn)的納米氧化鋯粉體的質(zhì)量達到國際領先水平。2002年9月，“納米氧化鋯粉體制備技術(shù)”項目列入“十五”湖北省科技攻關計劃重大項目：“納米材料的應用研究與開發(fā)”項目。2003年4月，“納米氧化鋯粉體”項目列入國家重點新產(chǎn)品。截止目前，共授權(quán)相關領域發(fā)明專利26項，系列成果3次獲得湖北省技術(shù)發(fā)明獎。該系列技術(shù)專利權(quán)在中國地質(zhì)大學（武漢），已經(jīng)完成耐高溫隔熱粉體和涂層的中試驗證，技術(shù)成熟度高。在進行納米氧化鋯粉體研發(fā)工作的同時，還自主研發(fā)了二次造粒方法制備納米氧化鋯球形團聚體，試制出適用于熱噴涂工藝要求的、具有納米結(jié)構(gòu)的氧化鋯微米級氧化鋯噴涂粉末，該粉末可以用于等離子噴涂等相關工藝。課題組研發(fā)的納米氧化鋯材料開始在我國航空發(fā)動機和燃氣輪機熱震涂層等領域進行初步試驗。目前，納米氧化鋯材料已經(jīng)經(jīng)過了**發(fā)動機FWS**、艦船動力GT**、地面發(fā)電燃氣輪機QD70A、QD128 燃氣輪機、XX14、XX20 等型號的實際考核、驗證，并在空軍第三代X10、X11 等型號飛機上成功應用。與北京鋼鐵研究總院合作，將納米氧化鋯團聚體材料，應用于煙燃氣輪機納米涂層技術(shù)及應用，開發(fā)出了煙、燃氣輪機熱端部件納米ZrO2熱障涂層，該涂層具有優(yōu)良的結(jié)合強度、隔熱、抗熱震性能，已成功應用于PG6541燃氣輪機和YL14000A煙氣輪機熱端部件的實際應用，使用壽命較傳統(tǒng)ZrO2涂層提高3倍以上。與貴州***公司合作，將納米氧化鋯材料粉末作為渦輪葉片熱障涂層陶瓷面層，經(jīng)入廠復驗檢查符合技術(shù)標準要求，經(jīng)生產(chǎn)試驗與后期使用考核。在 2011年通過中航工業(yè)相關單位組織的評審，并被制定為**系列發(fā)動機和**發(fā)動機熱障涂層陶瓷面層粉末原料提供單位。F***系列發(fā)動機是我國自主研發(fā)空軍第三代系列飛機的重要動力，目前已定形、并批量裝備部隊使用。解放軍第***工廠承擔F***系列發(fā)動機維修任務。中國人民解放軍***工廠在進行已使用300小時壽命F***發(fā)動機的維修任務過程中。我們還開發(fā)了氧化鋯靶材、高熵氧化鋯、高熵稀土鋯酸鹽等，相關技術(shù)已經(jīng)完成了中試。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進程度:達到國際先進水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:科技創(chuàng)新重大專項獲得經(jīng)費:600.00萬元自籌資金:500.00萬元自籌資金來源:企業(yè)

隨著電子設備的日趨微型化、高頻化及高密度集成化，設備內(nèi)部的傳導干擾和電磁輻射干擾等問題尤為突出，引發(fā)出的一系列電磁兼容和設備可靠性問題亟待解決。采用寬帶輕質(zhì)高效吸波材料是解決電磁兼容的必由之路。 電子科技大學研制的泡沫和蜂窩系列化寬帶輕質(zhì)高效吸波材料具有低頻吸收性能好、重量輕、吸收頻段寬等特點。材料系列厚度范圍：6mm~55mm；應用頻率：2GHz~18GHz，可擴展到0.5GHz~40GHz；吸收率5dB~30dB；體密度：0.07g/cm3~0.12g/cm3。 與美國Laird公司產(chǎn)品相比，在相同厚度的情況下，電子科技大學研制的FLXB-20泡沫吸波材料，面密度降低30%，達到1.4kg/m2，2GHz~4GHz頻段內(nèi)吸收率由5dB提高到10dB；FWXB-12蜂窩吸波材料，吸收率大于10dB，帶寬由7~18GHz拓寬到4~18GHz，同時面密度降低40%，達到1.5kg/m2。該成果在材料低頻吸收率及面密度等技術(shù)指標方面達到國際領先水平。 電子科技大學研制的FLXB泡沫和FWXB蜂窩兩類寬帶輕質(zhì)高效吸波材料已在基站天線系統(tǒng)及手機測試箱抗電磁干擾領域得到批量應用（應用單位包括華為技術(shù)、中興通訊、摩比天線、愛立信等），通訊行業(yè)對吸波材料的需求日趨明顯，尤其是對低頻段性能的要求尤為重要，年需求量在20000平方米以上，具有重要的社會效益和十分廣闊的市場應用前景。

成果描述：研發(fā)的抗直流偏置低溫燒結(jié)鐵氧體材料主要參數(shù)滿足： 燒結(jié)溫度：900度 磁導率：70±10% 磁導率下降到70%時可承載磁場H70%＞750 A/m 性能還可根據(jù)用戶需求適當調(diào)節(jié)市場前景分析：該材料可廣泛應用與LTCC大功率和抗大直流偏置的片式功率電感的研發(fā)，市場前景非常好。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：國內(nèi)目前僅有一家山東的公司在研發(fā)生產(chǎn)同類型的材料，但其生產(chǎn)材料已全部被深圳順絡電子包銷，不對外銷售。本成果研發(fā)的材料抗直流偏置特性比山東這家公司略有提升，且性能穩(wěn)定，已完成中試，可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。

項目成果/簡介:該項目是基于固廢為原料的高性能隔熱保溫材料，包括稻殼硅，赤泥，石膏等。以及污水處理回收后的COD有機物，花生殼等農(nóng)業(yè)固廢基于特色低溫燒結(jié)技術(shù)制備的高性能隔熱保溫材料。優(yōu)勢是成本低，制造工藝簡單，可做成板材，涂料及異性件等。解決固廢的高附加值利用問題，具有很好的社會經(jīng)濟效益。產(chǎn)品優(yōu)勢：1） 成本低采用特殊燒結(jié)技術(shù)，燒結(jié)溫度低于1000度，比普通的隔熱材料燒結(jié)溫度低400度以上，并采用廉價的造孔劑如COD污水回收有機物等作為造孔劑，制造過程簡單。2）使用溫度范圍寬 使用溫度超過1300度，主要成分氧化硅，氧化鋁，氧化鋯，等高溫耐熱材料，也可石膏，赤泥，稻殼或復合成分，耐熱度高。3）強度高，機械力學性能好，制造工藝簡單 可以作為氈，板，或各類異性件，成型工藝簡單，不需壓力成型燒結(jié)，材料的燒結(jié)強度高，不易破碎。可以作為建筑外墻隔熱，窯爐隔熱，鋼鐵冶煉，農(nóng)業(yè)等。圖1 低溫燒結(jié)的硅基致密陶瓷4）隔熱性能好 以回收污水有機物作為造孔劑，原位礦化原理合成納米材料，閉孔氣孔率高，隔熱性能好。也可直接利用稻殼中的有機固廢成分造孔。 圖2 稻殼硅基隔熱保溫材料顯微結(jié)構(gòu)項目階段:項目進展：用于速熱陶瓷及金屬的隔熱保溫材料，投產(chǎn)階段項目目前基于稻殼硅等固廢開發(fā)了耐熱1400度以上的隔熱保溫材料，用于不銹鋼MCH速熱電煉爐隔熱保溫材料立項投產(chǎn)階段。同時適合用于石墨烯零秒速熱陶瓷農(nóng)業(yè)地溫恒溫系統(tǒng)的隔熱保溫，及道路化雪材料的底板隔熱保溫用途。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)成熟度:可以量產(chǎn)技術(shù)先進程度:達到國際先進水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

一、系統(tǒng)深入研究了作為納米場發(fā)射冷陰極的發(fā)射材料——納米氧化鋅陣列和碳納米管的制備工藝。通過工藝優(yōu)化，采用水熱合成法和化學氣相沉積法分別制備出形態(tài)可控、尺寸滿足合同要求且適合作為場發(fā)射冷陰極的納米氧化鋅陣列和碳納米管。 二、在場發(fā)射冷陰極材料可控制備條件下，采用水熱合成法制備出直徑為50mm的氧化鋅納米場發(fā)射冷陰極，采用化學氣相沉積法和絲網(wǎng)印刷/涂敷法分別制備出直徑為50mm的碳納米管場發(fā)射冷陰極。各類納米場發(fā)射冷陰極的形態(tài)指標均滿足合同要求。 三、在線性感應加速器的脈沖電場條件下，現(xiàn)場測試了納米氧化鋅陣列和碳納米管場發(fā)射冷陰極的發(fā)射性能，其中氧化鋅納米棒陣列陰極、碳納米管陣列陰極、涂覆法制備的碳納米管陰極的最高發(fā)射電流密度分別達到132.42A/cm2、176.73A/cm2、343.77A/cm2。各類納米場發(fā)射冷陰極的發(fā)射性能均優(yōu)于合同指標。根據(jù)用戶報告，納米場發(fā)射冷陰極的壽命達到合同要求。 四、發(fā)現(xiàn)了氧化鋅和碳納米管場發(fā)射冷陰極的不同強流發(fā)射特性，建立了納米場發(fā)射冷陰極的高壓脈沖發(fā)射模型，提出了納米場致發(fā)射冷陰極在高壓脈沖電場條件下存在場致發(fā)射和場致等離子體發(fā)射兩種電子發(fā)射的強流發(fā)射機理。該理論模型和發(fā)射機理具有創(chuàng)新性。綜上所述，本項目全面完成了合同中研究工作的內(nèi)容，各項性能指標達到了項目合同要求，滿足了線性感應加速器的使用。經(jīng)查新檢索及該研究中基礎理論部分發(fā)表的論文表明，本項目首次將氧化鋅陰極作為強流電子束源使用在線性感應加速器上，且使碳納米管陰極應用在加速器上得到的發(fā)射電流密度超過目前國內(nèi)外報道的最高值。專家組一致認為，研究水平達到國際領先水平。