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1991年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及2004年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備SWNTs的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖1），純度達(dá)70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá)200公斤/年以上）。 采用機(jī)械共混及"原位"聚合等方法，使SWNTs有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá)0.2 S/cm、導(dǎo)

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認(rèn)為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項(xiàng)目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達(dá) 70%以上，并達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達(dá) 200 公斤/年以上）。采用機(jī)械共混及"原位"聚合等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達(dá) 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達(dá) 49dB 的復(fù)合材料。 本項(xiàng)目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實(shí)現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。

通過對燒結(jié)鈷鐵氧體進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)，得到鈷鐵氧體陶瓷材料的樣品內(nèi)部孔隙大大減少，致密度大于 99％；平行方向磁致伸縮系數(shù)絕對值大于 150ppm；磁致伸縮激勵場低于 2000Oe。對鈷鐵氧體磁致伸縮材料進(jìn)行熱等靜壓處理促進(jìn)了其在低場高頻磁致伸縮領(lǐng)域的應(yīng)用。 通過凝膠注模、磁場取向及常壓燒結(jié)及熱處里工藝，得到的鈷鐵氧體磁致伸縮材料<100>方向取向度大于 40％，致密度大于 99％，垂直取向方向磁致伸縮系數(shù)絕對值大于 300ppm，對應(yīng)的激勵場低于 2000Oe。

人工超材料是指亞波長尺度單元按一定的宏觀排列方式形成的人工復(fù)合電磁結(jié)構(gòu)。由于其基本單元和排列方式都可任意設(shè)計，因此能構(gòu)造出傳統(tǒng)材料與傳統(tǒng)技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)的超常規(guī)媒質(zhì)參數(shù)，進(jìn)而對電磁波進(jìn)行高效靈活調(diào)控，實(shí)現(xiàn)一系列自然界不存在的新奇物理特性和應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的電磁超材料和超表面都是基于連續(xù)變化的媒質(zhì)參數(shù)，很難實(shí)時地操控電磁波。 以程強(qiáng)教授為核心團(tuán)隊(duì)的課題組在國際上首次提出“數(shù)字編碼與可編程超材料”，提出用二進(jìn)制數(shù)字編碼來表征超材料的思想，通過改變數(shù)字編碼單元“0”和“1”的空間排布來控制電磁波。這一概念的提出不僅簡化了超材料的設(shè)計難度和優(yōu)化流程，構(gòu)建了超材料由物理空間通往數(shù)字空間的橋梁，使人們能夠從信息科學(xué)的角度來理解和探索超材料。更重要地是，超材料的數(shù)字化編碼表征方式非常有利于結(jié)合一些有源器件（例如二極管和MEMS開關(guān)等），在現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）等電路系統(tǒng)的控制下實(shí)時地數(shù)字化調(diào)控電磁波，動態(tài)地實(shí)現(xiàn)多種完全不同的功能。 在該工作中，作者利用優(yōu)化算法，設(shè)計相應(yīng)的時空三維編碼矩陣，超表面將入射波能量分散到空間任意方向和任意諧波頻譜上，這一特性很好地縮減了雷達(dá)散射截面（RCS），未來有望應(yīng)用于新型的計算成像系統(tǒng)。更重要的是，引入時間維度的編碼之后，可以擴(kuò)展傳統(tǒng)的空間編碼比特數(shù)，降低了實(shí)現(xiàn)高比特可編程超表面的系統(tǒng)復(fù)雜度。例如，一款2比特的可編程超表面，只要設(shè)計相應(yīng)的時空編碼矩陣，就可以在中心頻率和諧波頻率實(shí)現(xiàn)等效的360度相位覆蓋，這是傳統(tǒng)可編程超表面無法實(shí)現(xiàn)的，可用于實(shí)現(xiàn)波束塑形等一系列實(shí)用功能。 本工作得到了國家科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點(diǎn)專項(xiàng)“微波毫米波數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料的理論體系與關(guān)鍵技術(shù)”，以及國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助，相關(guān)實(shí)驗(yàn)測試工作在東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

 我院自主研發(fā)的新型無機(jī)基復(fù)合吸音材料具有吸聲隔聲性能好，抗強(qiáng)氣流沖擊，耐侯，防水，防火，環(huán)保，美觀，施工、安裝、維護(hù)方便等特點(diǎn)，性能與國外的相當(dāng)，價格只有進(jìn)口價的1/5。

綜述了人工鉀離子通道或運(yùn)輸載體選擇性設(shè)計及其功能特性，特別是選擇性運(yùn)輸鉀離子的功能設(shè)計，有助于進(jìn)一步探究活性結(jié)構(gòu)作為“過濾器”或“門控”蛋白在離子傳輸過程中的動態(tài)過程。綜述指出人工鉀離子通道一般具有以下特征：（i)鉀離子結(jié)合的大環(huán)識別位點(diǎn)。配位后大環(huán)通道獲得的能量可以補(bǔ)償鉀離子脫水后能量損耗。即使體系中存在過量的Na+離子，大環(huán)通道也只識別K+離子。從機(jī)理上看，該識別系統(tǒng)具有協(xié)同動態(tài)效應(yīng)，K+離子的增加也協(xié)同驅(qū)使著大環(huán)通道對鉀離子的選擇性增大；（ii)能夠?qū)崿F(xiàn)分子間自組裝的氫鍵供體與受體；(iii)具有可以嵌入疏水雙層膜結(jié)構(gòu)的疏水鏈。       該綜述分析和總結(jié)了該類材料體系中跨膜傳輸鉀離子的機(jī)理與機(jī)制；總結(jié)了人工設(shè)計自組裝高選擇性鉀離子通道的特征，并對比了一系列的人工鉀離子通道單晶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其跨膜運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。

木塑復(fù)合材料(wood-plastics composites,簡稱WPC)是利用熱熔塑膠（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等以及它們的共聚物）作為膠粘劑,用木質(zhì)粉料（如木材、農(nóng)植物秸稈、農(nóng)植物殼類等生物質(zhì)物粉料）為填充料,經(jīng)擠壓法成型或壓制法、注塑法成型所形成的復(fù)合材料。木塑復(fù)合材料不僅具有原木特有的木質(zhì)感,而且它具有較好的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性好,耐水性、耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良,不怕蟲蛀,易于著色,維護(hù)要求低,使用壽命長,易于成型,可二次加工等眾多優(yōu)異性能。被廣泛的應(yīng)用到建筑、室內(nèi)潢、汽車、包裝、倉儲等領(lǐng)域代替木材使用；得到了廣泛應(yīng)用。 另外它還可充分利用回收木材、余料、木屑等原來被廢棄的木料,大幅度提高天然木材的利用率,并可解決廢棄木料所造成的垃圾污染及處理問題,具有保護(hù)環(huán)境,提高人造木材制品附加價值的功效，被譽(yù)為綠色環(huán)保新型材料,具有廣闊的發(fā)展前景。

北京工業(yè)大學(xué)電磁防護(hù)與檢測研究室開發(fā)出四種類型的電磁防護(hù)材料，取得了多項(xiàng)具有自主知識 產(chǎn)權(quán)的科研成果，包括： 近場干擾抑制材料、頻率選擇表面、新型電磁屏蔽材料、電磁波吸收材料 上述材料具體包括：近場干擾抑制貼片、磁耦合隔離薄膜；頻率選擇表面材料及其加工技術(shù)；柔   性電磁屏蔽織物、磁屏蔽薄膜、電磁屏蔽涂料、高導(dǎo)電粉體、導(dǎo)電彈性體；柔性吸波材料、高溫吸波材料。

該綜述系統(tǒng)地總結(jié)了負(fù)泊松比材料的最新研究進(jìn)展，分析了應(yīng)變，微觀結(jié)構(gòu)等調(diào)控材料泊松比的方法。最后闡述了各種功能材料中多種負(fù)系數(shù)特性（負(fù)泊松比，負(fù)熱膨脹以及負(fù)壓縮性）以及它們之間可能的共存現(xiàn)象，并提出了負(fù)泊松比材料的潛在研究方向和調(diào)控泊松比的新方法。    作為基本的彈性變量，泊松比（Poisson’s ratio）定義為在垂直與加載方向與加載方向之間的形變量比值。它表征了材料在載荷作用下發(fā)生形狀畸變或者體積變形之間的競爭，為衡量材料受力下的彈性形變提供了最基本的度量標(biāo)準(zhǔn)，并在材料和力學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。? 綜述了負(fù)泊松比材料的研究進(jìn)展,包括負(fù)泊松比材料理論研究、天然和人工制備，特別是當(dāng)前各類熱門材料（包括生物材料，有機(jī)大分子材料，3-D打印材料，金屬有機(jī)骨架材料和碳納米管、黑磷以及諸多電子氧化物外延薄膜等低維材料）的負(fù)泊松比現(xiàn)象。分析了負(fù)泊松比材料所具備的幾何/內(nèi)在晶體結(jié)構(gòu)，確定材料結(jié)構(gòu)-負(fù)泊松比特性之間的關(guān)系。探索泊松比隨材料結(jié)構(gòu)和外界環(huán)境（溫度和壓強(qiáng)）的可變性，通過比較各類調(diào)控方式，尋找負(fù)泊松比材料，并對未來負(fù)泊松比材料的力學(xué)性能研究及應(yīng)用進(jìn)行了展望。