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簡介：本發明公開了一種空心納米碳球組裝介孔碳纖維材料的方法，屬于介孔碳材料的制備技術領域。該方法以氨三乙酸和可溶性金屬亞鐵鹽或鎳鹽為原料，溶劑熱法合成金屬配合物纖維前驅體，將配合物纖維前驅體在密閉條件或氬氣氣氛下焙燒可得由核殼結構納米球組裝的碳/金屬氧化物(金屬)復合物，將復合物纖維中納米球的核(金屬氧化物(金屬))經酸蝕后，即可獲得富含羧基基團、由納米空心球組裝而成的碳纖維材料。本發明的制備方法具有工藝簡單，溶劑可回收再循環利用，制備成本低廉等優點；所制備的碳材料由納米空心球組裝而成，結構新穎，在吸附、催化劑載體等領域具有良好的應用前景。

本發明涉及微孔過渡族金屬有機框架材料及其制備和使用方法，該材料的結構式為：[Cu2(C29H14O8)(H2O)2]7(C3H7NO)(H2O)。采用將過渡族金屬銅鹽和5, 5’-(9H-芴-2, 7-二基)間苯二甲酸在溶劑熱條件下制備，工藝簡單，成本低。將微孔過渡族金屬有機框架物活化后具有不飽和金屬位點以及空曠的不帶有端基配位水的微孔。該材料熱穩定性好，具有良好的小分子氣體乙炔、乙烯、乙烷和甲烷儲存性能，具有從乙炔和甲烷、乙烯和甲烷或乙烷和甲烷的混合氣體中選擇性分離甲烷的性能，以及從乙炔和二氧化碳的混合氣體中選擇性分離乙炔的性能。

本發明公開了一種Bi2Te3薄片/石墨烯復合材料，由微米級Bi2Te3薄片和石墨烯組成。由于石墨烯的分散、承載及隔離作用，可有效阻止微米Bi2Te3薄片在熱處理過程中的燒結，以保持晶界對聲子的有效散射，對提高Bi2Te3材料的熱電性能具有重大意義。該復合材料可作為熱電材料。本發明還公開了該復合材料的一步水熱法或一步溶劑熱法的制備方法，具有工藝簡單、成本低、周期短、能耗低等優點。

本發明公開了一種基于紅外線輻照的石墨烯/聚合物復合材料的制備方法，包括以下步驟：1）將氧化石墨溶液與聚合物溶液或者聚合物乳液混合，得到混合液，澆注或者紡絲，干燥至總溶劑的重量百分含量小于等于50%，得到復合產物；2）在紅外線加熱燈輻照下將復合產物中的溶劑除去并進行氧化石墨的還原反應，得到石墨烯/聚合物復合材料。本發明制備方法中，利用紅外線加熱燈輻照下制備石墨烯/聚合物復合材料，工藝非常簡便、生產成本很低，有利于工業化大規模生產，聚合物可選擇不同的種類，可以制備不同的石墨烯/聚合物復合材料，可以滿足不同的生產和使用要求，在導電高分子復合材料以及薄膜、纖維等領域具有廣闊的應用前景。

近年來，磁振子電子學在信息計算和信息傳輸領域表現出了極具價值的應用潛力。磁振子電子學利用以磁振子為載體的電子自旋進動來實現信息處理，有望實現無熱量產生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統意義上通過操縱電荷來實現信息的處理的微電子學具有無可比擬的巨大優勢。磁振子電子學領域的進展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發現，而獲得長距離的磁振子輸運始終是磁振子電子學研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預言有很多的新穎物理效應，例如自旋能斯特效應，拓撲磁振子，以及外爾磁振子等。 在最新的研究文章中，量子材料科學中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結構如圖A所示。器件左側Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側Pt電極探測在二維MnPS3中擴散傳輸的磁振子。在二維反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現出e指數衰減的形式，跟一維漂移擴散模型的理論模型一致。在此基礎上，他們還系統研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質散射效應導致的。 該文章中的結果具有重要的學術價值：二維材料中的磁振子輸運實現為二維磁性材料在磁振子電子學的應用與發展奠定了基礎，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結構示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關系，與理論預言的e指數衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關系。 該工作于2019年2月7日在線發表于物理學術期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設計和指導完成，北京大學量子材料科學中心2015級博士生邢文宇為文章第一作者，物理學院2015級本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國家重大科學研究計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項的支持。

作為一種新的太陽能電池電池技術，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優點；在應用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環境友好的優點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優勢，有機材料分子結構多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產業界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業化應用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究，1）提出了新的材料設計理念，發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料；2）發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規透明電極，如 ITO，完全相當性能。

本發明公開一種用于制備金屬軟磁復合材料的絕緣粘結劑及其使用方法。本發明絕緣粘結劑是一種納米改性有機硅樹脂絕緣粘結劑，成分由有機硅樹脂和無機納米分散液組成。該絕緣粘結劑大幅度提高了有機硅樹脂的耐熱溫度，提高了磁粉芯的力學強度，成分選擇合理使用效果好，對鐵基、鎳基和其他成分的金屬軟磁磁粉都有很好的絕緣粘結效果。采用本發明提供的絕緣粘結劑所制備的磁粉芯具有綜合的優良磁性能和力學性能。

傳統的Al2O3-TiN復合材料制備設備及工藝復雜，生產效率低下，成本高，不利于復合材料的推廣應用。本發明將兩種粒徑不同的Al2O3粗細顆粒作為骨料，α-Al2O3、TiO2、Al粉作為細粉按比例混合模壓，采用流動氮氣氣氛下常壓原位反應燒結。在合理的升溫速率、合理的燒結溫度以及保溫時間下制備Al2O3-TiN多孔陶瓷材料。用金屬作結合劑取代傳統燒結結合，可以降低制品的燒結溫度，燒結后制品中的金屬與原料中的物質原位反應形成難熔化合物。

本技術成果涉及納米材料及其在聚合物中應用 的關鍵技術研究，屬于新材料高新技術領域。針對 納米粒子難以在聚合物中均勻分散的難題，將材料 結構設計和熔融共混工藝相結合，創新性地提出運 用加工手段誘導納米粒子在塑料成型加工時分散的 技術。采用納米粒子接枝改性、雙重界面調控、預 牽伸等，通過改變加工條件和加工手段達到強制分 隔納米粒子團聚體、實現納米分散結構的目的。制備具有顯著增強增韌效果的納米無機粒子填充聚合物復 合材料，實現通用塑料工程化。本成果的技術特點：1.技術創新程度高，本技術在保持傳統的塑料加工方 法的基礎上，通過合理控制加工條件和加工手段，另辟蹊徑解決納米分散難題，其成果在納米復合材料領 域屬國際首創；2.科學思想新穎；3.材料性能優異；4.工藝簡單、技術實用。

本項目從仿生模擬蛋白質促進牙本質及牙釉質再礦化的角度出發，合成表征一系列具有不同代數及改性基團的PAMAM型樹枝狀高分子，考察其對牙本質及牙釉質再礦化過程中晶核形成、礦物質沉降和富集的促進作用及其作用機理，包括相關的細胞、動物實驗研究。主要研究成果如下：1. 成功合成了磷酸和羧酸改性的聚酰胺-胺樹枝狀高分子（PAMAM-PO3H2和PAMAM-COOH）。通過體外和體內實驗研究發現，這兩種改性的PAMAM都能誘導牙本質和牙釉質礦化，修復受損牙體硬組織。2.成功合成了阿倫磷酸（ALN）改性的羧酸化聚酰胺-胺樹枝狀高分子ALN-PAMAM-COOH，并通過體外模擬實驗及動物實驗發現ALN-PAMAM-COOH具有1. 原位誘導牙釉質再礦化的功能，并對HA有強特異吸附和誘導再礦化的功能，且誘導礦化四周后的牙釉質表面硬度可恢復至95.5%，涂層附著力強。 在進一步研究中發現，羧酸改性的四代聚酰胺-胺樹枝狀大分子能同時實現藥物緩釋和誘導受損牙本質礦化的功能，利用樹枝狀高分子本身可載藥的特點將三氯生載入PAMAM-COOH，制備的復合體系可以吸附在牙本質表面。可實現三氯生的緩慢釋放并能同時誘導牙本質礦化，因此該材料同時具有負載活性物質（如抗菌藥物）和修復受損牙齒的功能。 主要技術指標：1. 本項目制備的磷酸或羧酸改性的樹枝狀高分子具有原位誘導牙本質及牙釉質礦化（硬度修復95%以上）的功能，且能夠用于三氯生等牙齒常用藥物的緩釋，因此既可作為牙齒修復添加劑也可作為牙齒護理添加劑，并同時可用于負載其它活性物質。 本項目用來修復受損牙本質和牙釉質的樹枝狀高分子具有良好的生物相容性，且在口腔環境中沒有生物毒性，因此可用作制備牙齒護理和修護產品的添加劑。 應用范圍： 牙科護理產品、牙科用醫療器械。項目目前已進入小批量生產階段，成果權屬為我校獨自擁有。