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成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 吸波材料即雷達(dá)吸波材料（RAM），是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并將其電磁能轉(zhuǎn)換成熱能而消耗掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。目前，隨著電磁波污染的日益嚴(yán)重，吸波材料在民用領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿?。許多研究已證明，持續(xù)、高強(qiáng)度的電磁波照射會(huì)誘發(fā)細(xì)胞變異、誘發(fā)腫瘤、癌癥等疾病，電磁波污染已成為世界各國(guó)本世紀(jì)重點(diǎn)治理的環(huán)境污染之一。不讓電子設(shè)備發(fā)射電磁波是不可能的，所以消除電磁波污染最有效的辦法就是使用吸波材料。這項(xiàng)屬于電磁干擾（EMI）范疇的研究已在世界各國(guó)得到廣泛重視和應(yīng)用。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 本項(xiàng)目研究制備含有不同含量及分布的碳纖維(氈)樹脂基復(fù)合吸波材料，主要研究碳纖維(氈)排布方式、含量對(duì)于材料吸波性能的影響，通過調(diào)整參數(shù)，實(shí)現(xiàn)材料對(duì)電磁波的寬頻吸收、高效吸收、選擇吸收的目的；其次，通過對(duì)纖維(氈)表面改性、添加電磁損耗劑、改變基體種類等制備具有剛性和柔性基體吸波材料，同時(shí)對(duì)吸波機(jī)理進(jìn)行研究，以求開發(fā)一種低成本、寬頻、高效、輕質(zhì)的吸波材料。試樣的制備采用復(fù)合材料成型工藝壓縮模塑。將環(huán)氧樹脂與低分子量聚酰胺按質(zhì)量比 2：1 攪拌均勻（E-44 型環(huán)氧樹脂：低分子量聚酰胺樹脂=100：50～100：100 質(zhì)量比），在真空干燥箱中脫泡，然后澆注到事先預(yù)熱的半溢式模具中，模具中預(yù)置碳纖維或碳?xì)帧Ｔ谕覆▽颖砻婕右粚?S-玻璃布，目的是達(dá)到與自由空間的阻抗匹配，在模具底部也加一層玻璃布，目的是抵消由透波層玻璃布引起的應(yīng)力，使試樣不致彎曲而造成測(cè)量誤差。然后將澆注好的模具在 60℃，10MPa的壓力下固化 2 個(gè)小時(shí)，得到所需的 180mm×180mm，厚度為 4mm 的正方標(biāo)準(zhǔn)試樣。 技術(shù)水平及專利與獲獎(jiǎng)情況： 本研究通過兩年多的大量實(shí)驗(yàn)，獲得具有良好吸波性能和商用價(jià)值的環(huán)境功能材料。可用于消除環(huán)境空間中的有害電磁波。本課題組制備了材料樣品，完成了 4 個(gè)專題的研究報(bào)告，發(fā)表論文 12 篇，申請(qǐng)專利兩項(xiàng)。本研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 隨著電信業(yè)的飛速發(fā)展，吸波材料的應(yīng)用已深入到通訊抗干擾、環(huán)保及人體防護(hù)等諸多領(lǐng)域。 成本估算： 環(huán)氧樹脂/碳纖維復(fù)合吸波材料E-44 環(huán)氧樹脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺樹脂：24 元/公斤。碳纖維：300 元/公斤 每塊試樣用碳纖維：0.36 克 其他費(fèi)用：電費(fèi)，模具費(fèi)，人工費(fèi) 每塊試樣成本：約 4 元（180×180mm） 折合成本：約 120 元/平方米 應(yīng)用領(lǐng)域：電磁波污染的防護(hù)，構(gòu)筑微波暗室。 2、 連續(xù)碳納米管纖維 成果與項(xiàng)目的背景及主要用途： 碳納米管被譽(yù)為超級(jí)纖維，是 21 世紀(jì)的基礎(chǔ)材料，具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，其密度只有鋼的六分之一，強(qiáng)度超過鋼 100 倍，具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性是銅的 5-8 倍，在高性能復(fù)合材料，能源電極，電場(chǎng)發(fā)射等多方面有重要的應(yīng)用前景，世界各國(guó)和大公司都爭(zhēng)先投入搶占碳納米管市場(chǎng)，近年來產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。連續(xù)碳納米管纖維是無數(shù)碳納米管構(gòu)成的長(zhǎng)紗線，輕于碳纖維，有高柔性，具有碳納米管所有結(jié)構(gòu)和功能特性，可編織和成型，較碳納米管更接近應(yīng)用，在制備高性能復(fù)合材料方面，極具潛力，可用于宇航、汽車用高性能復(fù)合材料、風(fēng)力發(fā)電葉片、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料、電力傳輸電纜、高強(qiáng)編織物，智能紡織和柔性光電器件等。 基于天津大學(xué)的氣相法制備連續(xù)碳納米管纖維技術(shù)，研發(fā)碳納米管纖維量產(chǎn)化技術(shù)，制備萬米連續(xù)碳納米管纖維材料, 研發(fā)碳納米纖維復(fù)合材料和相關(guān)新材料，在國(guó)內(nèi)率先推出碳納米纖維新產(chǎn)品，主導(dǎo)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，開拓國(guó)際市場(chǎng)。 技術(shù)原理與工藝流程簡(jiǎn)介： 本方法是一步制備連續(xù)碳管纖維的方法，具有工業(yè)化應(yīng)用前景。2010 年天津大學(xué)技術(shù)團(tuán)隊(duì)取得關(guān)鍵制備技術(shù)的突破，紡出千米連續(xù)的碳納米管纖維，為產(chǎn)業(yè)化提供了基礎(chǔ)。氣相紡絲法是以含碳原理和催化劑輸入到高溫爐中，在氣流中生長(zhǎng)碳納米管并組裝成絲，用機(jī)械的方法紡出碳納米管纖維的新方法。主要成果包括發(fā)明了乙醇/丙酮混合碳源，發(fā)明了水密封反應(yīng)器和致密碳管纖維的紡絲方法。目前已經(jīng)取得連續(xù)紡絲數(shù)小時(shí)數(shù)千米連續(xù)碳管纖維，在方法、技術(shù)和材料性能方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測(cè)： 碳納米管的價(jià)格范圍較大 2-20000 元/克，價(jià)格取決于碳管種類和純度，有些容易合成，有些受制備限制，尚未量產(chǎn)化。目前市場(chǎng)上多壁管 2000 元/公斤，天津大學(xué)科技成果選編高純碳管價(jià)格十倍以上。高純單壁碳管尚未量產(chǎn)，目前仍以克量計(jì)，純度 80%的單壁管價(jià)格為 60 美元/克，高純（>90%）單壁管在 1000-2000 美元/克以上。連續(xù)碳管纖維為雙壁管，純度 90%，短期可參考單壁管價(jià)格 60-2000 美元/克。 應(yīng)用領(lǐng)域： 高性能復(fù)合材料、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料、儲(chǔ)能材料、功能電子和織物，產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域航空航天、能源、環(huán)境、化工和紡織等。 合作方式及條件： 技術(shù)合作與專利轉(zhuǎn)讓 與國(guó)際知名企業(yè)和研究單位建立合作,引領(lǐng)碳納米管纖維新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

可以量產(chǎn)/n表面施膠劑是一種通過浸潤(rùn)表面施膠工藝，以滿足規(guī)定的紙張抗水 防滲能力效果的一種新型造紙化學(xué)品助劑。該產(chǎn)品是采用特殊的聚合工 藝制備的陽離子型納米聚合物乳液，經(jīng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)證明：其性能已達(dá)到了 國(guó)際先進(jìn)水平，與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)：（1）低粘 度，粘度值（25℃）10-20mPa·S，固含量 30±1%；（2）乳膠粒粒徑小， 平均粒徑：80-120nm；（3）良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；在(-5～+55℃)保持 6 個(gè)月不分層、不渾濁；（4）具有優(yōu)良的抗水性能；（5）低成本。 該項(xiàng)目于 2009 年通過省級(jí)鑒定，項(xiàng)目具有技術(shù)先進(jìn)、投產(chǎn)迅速、需 求量大且環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，屬“綠色造紙化學(xué)助劑”產(chǎn)品。 按目前市場(chǎng)同類產(chǎn)品的銷售價(jià)格為 5000 元/噸，原料成本 3200 元/ 噸，以 10 個(gè)年產(chǎn) 10 萬噸規(guī)模的小型造紙廠為例，紙產(chǎn)量為 100 萬噸， 以每噸紙需用產(chǎn)品量為 2.5kg 計(jì)（140g 瓦楞紙），該產(chǎn)品年需求量為 2500 噸，年產(chǎn)值達(dá) 1250 萬元，銷售毛利潤(rùn)為 450 萬元。

本發(fā)明屬于金屬材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過表面引發(fā)聚合在金屬材料表面接枝陰離子型共聚物的方法。本發(fā)明采用表面引發(fā)聚合技術(shù)，首先將引發(fā)劑錨固到金屬材料表面，隨后加入陰離子型單體和共聚單體，通過表面熱/光引發(fā)聚合反應(yīng)制備得到陰離子型共聚物修飾的金屬材料。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，通過該方法接枝在金屬材料表面的聚合物層穩(wěn)固、均勻且化學(xué)結(jié)構(gòu)易調(diào)，從而拓寬了其在醫(yī)療器械、電子能源、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

一種基于虛實(shí)力融合的遙操作機(jī)器人力覺臨場(chǎng)感實(shí)現(xiàn)方法可廣泛用于各類機(jī)器人的力控制，以及各種工程機(jī)械裝備的力控制。

/space團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)了醫(yī)用鈦合金表面處理新工藝，包括微弧氧化法制備含鈣磷涂層和電化學(xué)沉積法制備羥基磷灰石涂層。其中微弧氧化法制備的鈦合金醫(yī)用涂層中鈣磷總含量超過20at.%，Ca/P接近1.67，涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度超過50MPa，涂層性能遠(yuǎn)超高目前臨床應(yīng)用HA涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。開發(fā)的醫(yī)用鈦合金電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層結(jié)合了水熱法和電化學(xué)沉積法的優(yōu)點(diǎn)，具有HA生長(zhǎng)速度快，涂層形貌可控，涂層結(jié)晶度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)的原位合成法鈦基復(fù)合材料具有制備工藝簡(jiǎn)單，增強(qiáng)體與基體界面結(jié)合良好，增強(qiáng)體在基體中分布均勻，具有可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰教授與龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在微腔非線性光學(xué)研究取得重要進(jìn)展：首次實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子修飾的二氧化硅光學(xué)微腔的高效三次諧波產(chǎn)生，比此前報(bào)道的二氧化硅微腔轉(zhuǎn)換效率提高了四個(gè)量級(jí)，接近晶體微環(huán)腔三次諧波的最高轉(zhuǎn)換效率。成果被《物理評(píng)論快報(bào)》以封面及編輯推薦形式亮點(diǎn)報(bào)道：Phys. Rev. Lett. 123, 173902 (2019)。論文題為“Microcavity Nonlinear Optics with an Organically Functionalized Surface” (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.173902)。左圖：二氧化硅微腔表面修飾有機(jī)共軛分子；右圖：實(shí)驗(yàn)測(cè)得的激發(fā)光和三次諧波光譜圖 三階非線性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究和應(yīng)用中最重要的非線性光學(xué)過程之一，被廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)光頻梳、全光開關(guān)和量子光源等。二氧化硅回音壁微腔由于具有超高的品質(zhì)因子和成熟的制備工藝，已經(jīng)成為是現(xiàn)代光子學(xué)研究的重要器件。然而，由于材料的限制，二氧化硅三階光學(xué)非線性響應(yīng)較弱于多數(shù)晶體材料，這嚴(yán)重地制約了二氧化硅微腔器件的性能。另一方面，有機(jī)共軛小分子具有離域的?電子系統(tǒng)，在光場(chǎng)激發(fā)下，離域電子表現(xiàn)出很強(qiáng)的非諧振動(dòng)，從而具有很高的非線性響應(yīng)系數(shù)。同時(shí)，回音壁微腔的表面倏逝場(chǎng)為微腔與外界物質(zhì)相互作用提供天然的通道。因此，采用表面修飾技術(shù)，光學(xué)微腔和高非線性響應(yīng)的有機(jī)分子形成連結(jié)；有機(jī)分子通過表面倏逝場(chǎng)作用，有效地調(diào)控微腔系統(tǒng)的非線性效應(yīng)，從而提高微腔器件的性能甚至可能突破微腔材料的限制。 在該項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過采用兩步反應(yīng)法，實(shí)現(xiàn)了二氧化硅微腔表面均勻地修飾有機(jī)分子層，既有效增強(qiáng)了微腔表面三階非線性系數(shù)，同時(shí)保持了腔的高品質(zhì)因子特性。實(shí)驗(yàn)中，研究者采用最近發(fā)展的動(dòng)態(tài)相位匹配技術(shù)，即基于腔克爾效應(yīng)和熱效應(yīng)補(bǔ)償非線性頻率轉(zhuǎn)換過程中本征的相位失配，實(shí)現(xiàn)泵浦光和諧波頻率與熱腔模頻率的共振匹配，最終實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到三次諧波轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1680%/W2，比之前報(bào)道的二氧化硅微腔的最高轉(zhuǎn)換效率提高了四個(gè)量級(jí)，接近目前晶體微環(huán)腔轉(zhuǎn)換效率的最高值。研究者進(jìn)一步地在實(shí)驗(yàn)上揭示了三次諧波的增強(qiáng)來自表面修飾的有機(jī)分子：微腔三次諧波/合頻轉(zhuǎn)換效率顯著依賴于泵浦光偏振，平均輸出功率對(duì)比度達(dá)到50倍，這是由于有機(jī)分子偶極取向?qū)е碌钠褚蕾図憫?yīng)。該工作采用的表面修飾技術(shù)和動(dòng)態(tài)相位匹配方法可以普適地推廣到其它微腔和光波導(dǎo)等體系中，在寬帶可調(diào)諧非線頻率轉(zhuǎn)換和表面科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。

表面曝氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，包括倒傘曝氣機(jī)的齒輪箱和電機(jī)；還包括傳感器、電荷放大器、采集器和分析設(shè)備；所述齒輪箱輸入軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)輸出軸相連，齒輪箱的輸入軸通過一對(duì)圓柱斜齒輪與第一中間軸相連接；所述第二中間軸支撐通過一對(duì)圓柱斜齒輪與輸出軸相連接；所述電機(jī)和輸出軸均通過傳感器與電荷放大器相連接；電荷放大器、采集器和分析設(shè)備依次電連接。通過在倒傘曝氣機(jī)的電機(jī)及變速箱上設(shè)置傳感器，并通過電荷放大器對(duì)其檢測(cè)信號(hào)的放大后，經(jīng)分析設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷設(shè)備故障情況；本實(shí)用新型所述的表面曝氣設(shè)備故障診斷系統(tǒng)，

超聲波表面光整加工機(jī)理是通過高頻振動(dòng)的硬質(zhì)滾輪作用于待加工金屬工件表面，使工件表層金屬產(chǎn)生塑性變形，在塑性變形的過程中，產(chǎn)生了冷作硬化，達(dá)到了改善表面質(zhì)量的目的。這種表面質(zhì)量的改善是綜合的，既有硬度的提高，又有表面粗糙度降低，同時(shí)也彌合了一些微觀裂紋，提高了工件的疲勞強(qiáng)度。 與傳統(tǒng)的砂紙拋光、壓光、磨削相比，超聲波表面加工具有很多優(yōu)點(diǎn)。 1.作用力大幅度降低在靜壓力等于傳統(tǒng)壓光靜壓力四分之一的情況下，其顯微硬度相。 2.加工區(qū)溫度大幅度降低由于改變了加工方式，滾輪與工件的接觸為斷續(xù)捶擊，大大減小了相互間的摩擦，溫度也相應(yīng)的降低，杜絕了因溫度過高造成的表面缺陷。 3.大幅度降低表面粗糙度Ra值表面粗糙度可以提高三級(jí)以上，最高可達(dá)Ra0.02以下。 4.不產(chǎn)生切屑。 5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性以及抗疲勞強(qiáng)度由于超聲波表面光整加工是壓縮型塑性變形，工件表面產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力，同時(shí)表面硬度提高50%以上，疲勞強(qiáng)度可提高近幾倍。 6.節(jié)約設(shè)備成本超聲波表面光整加工可直接代替砂光和磨削，在普通車床上即可進(jìn)行光整加工，因此大大節(jié)約購置設(shè)備的費(fèi)用，尤其對(duì)大型和超大型工件，效果更為明顯。 7.生產(chǎn)效率高例如在普通車床上加工外圓表面，工件線速度70m/s，走刀量為0.05-0.15mm/r，其效率相當(dāng)于精車。 本系統(tǒng)由超聲波系統(tǒng)、工具頭和其他一些附件構(gòu)成。工具頭可以安裝到普通機(jī)床（如車床）上對(duì)工件進(jìn)行加工而不需對(duì)設(shè)備作任何改變，對(duì)于一些特殊的加工項(xiàng)目也可以開發(fā)相應(yīng)的工藝裝備以便于加工。   應(yīng)用范圍： 超聲波表面光整加工設(shè)備可用于加工內(nèi)外圓表面、平面，如各種液壓缸內(nèi)外孔、活塞桿、冶金軋輥等的加工，可以直接替代珩磨和磨削；借助數(shù)控設(shè)備或?qū)Ｓ霉ぱb可以加工各種異型面如汽輪機(jī)葉片、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛機(jī)蒙皮等；可加工的材料包括碳鋼、工具鋼、合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、鑄鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鋁鎂合金等材料，所加工材料的硬度最高可達(dá)HRC60。對(duì)加工的零件來說，越是大型零件越具有優(yōu)越性，可應(yīng)用于工程機(jī)械、壓力機(jī)、石油機(jī)械、煤礦機(jī)械、汽車、軋鋼等行業(yè)。

利用一氧化碳分子對(duì)針尖進(jìn)行化學(xué)修飾，調(diào)控針尖的電荷分布，通過探測(cè)電四極矩針尖與強(qiáng)極性水分子之間的微弱高階靜電力，獲得了弱鍵合的水分子團(tuán)簇甚至亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)的亞分子級(jí)分辨成像，并在原子尺度上確定了其氫鍵構(gòu)型和氫原子的位置。