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伴隨著5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、國家重大戰(zhàn)略需求等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，電子器件正朝著高功率、高集成化和便攜式的方向發(fā)展，這亟需高效、輕質(zhì)和高穩(wěn)定性的熱管理材料和方案來保證電子產(chǎn)品的效率、可靠性、安全性、耐用性和持續(xù)穩(wěn)定性。如何大幅提高導(dǎo)熱材料的熱導(dǎo)率一直是熱管理材料行業(yè)的技術(shù)痛點，也是促進消費電子、5G設(shè)備、高功率芯片、集成電路、電池等突破功率限制的關(guān)鍵。由于傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料如金屬、無機導(dǎo)熱材料存在質(zhì)量大、柔性差等缺點，導(dǎo)熱聚合物的應(yīng)用正在不斷向高導(dǎo)熱材料領(lǐng)域滲透。聚合物導(dǎo)熱材料在成本、可加工性、柔韌性及穩(wěn)定性等方面更有優(yōu)勢。但絕大多數(shù)的聚合物自身的導(dǎo)熱性很差（一般導(dǎo)熱系數(shù)為0.2 ~ 0.5 W/mK），無法滿足高導(dǎo)熱的需求，開發(fā)高導(dǎo)熱的聚合物復(fù)合材料已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一個研究熱點。采用復(fù)合高導(dǎo)熱填料（如石墨烯、碳納米管、氮化硼、金屬氧化物等）是一種簡單而高效的方式來提高聚合物基體的熱導(dǎo)率，目前在工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的大量研究表明，在聚合物材料內(nèi)部構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)可以在低添加量的條件下實現(xiàn)熱導(dǎo)率的大幅度提高，這種三維滲流網(wǎng)絡(luò)（如圖1所示）可以為聲子的快速傳遞提供通道，從而加速熱量沿著三維網(wǎng)絡(luò)進行傳遞。 封偉團隊在綜述中重點介紹了不同三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及在制備聚合物導(dǎo)熱復(fù)合材料方面的最新進展，如石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)、碳納米管網(wǎng)絡(luò)、氮化硼網(wǎng)絡(luò)、金屬三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)等。討論了不同導(dǎo)熱材料三維網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法、結(jié)構(gòu)取向調(diào)控方法及影響導(dǎo)熱性能的關(guān)鍵因素（取向性、界面連接性、網(wǎng)絡(luò)密度等）。同時，比較了不同的填料形式（分散顆粒填料與三維連續(xù)填料網(wǎng)絡(luò)）對復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響。相比于共混法制備的導(dǎo)熱復(fù)合材料，基于三維填料網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合材料在填充比、分散性、取向控制及熱導(dǎo)率提升率上都具有明顯的優(yōu)勢。毫無疑問，三維連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成對于提升聚合物熱導(dǎo)率至關(guān)重要。可以預(yù)見，三維導(dǎo)熱填料網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計將作為一種實現(xiàn)聚合物高導(dǎo)熱率的重要手段，成為新一代熱管理系統(tǒng)的研究熱點。 極端環(huán)境熱管理系統(tǒng)在能源化工、通訊衛(wèi)星、高速飛行器及人工智能等領(lǐng)域都發(fā)揮重要作用。導(dǎo)熱復(fù)合材料作為熱管理系統(tǒng)的關(guān)鍵材料，直接影響著其在不同環(huán)境內(nèi)的熱傳導(dǎo)方向和效率。近年來，天津大學(xué)封偉教授團隊以高導(dǎo)熱碳復(fù)合材料為研究基礎(chǔ)，針對其存在的導(dǎo)熱各向異性、易損傷、壓縮回彈性差以及與高彈性難以兼顧的問題，提出了通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面優(yōu)化、分子級相互作用優(yōu)化，分別實現(xiàn)復(fù)合材料的定向高導(dǎo)熱、彈性高導(dǎo)熱及自修復(fù)高導(dǎo)熱，探索其在復(fù)雜界面和極端環(huán)境熱傳導(dǎo)領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明涉及有機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。 背景技術(shù)： 室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。 然而現(xiàn)存的無機室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險且難度高。 同時有機磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認為對有機化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機磷光材料的報道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機磷光材料的報道，但是實際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進一步的開發(fā)和研究。 技術(shù)實現(xiàn)要素： 本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進行應(yīng)用。 本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。 本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標志中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。

項目成果/簡介:本發(fā)明涉及有機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。背景技術(shù)：室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。然而現(xiàn)存的無機室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險且難度高。同時有機磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認為對有機化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機磷光材料的報道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機磷光材料的報道，但是實際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進一步的開發(fā)和研究。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進行應(yīng)用。本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標志中的應(yīng)用。本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。項目階段:成果已轉(zhuǎn)化

簡介：本發(fā)明公開了一種氫化鋁鋰基復(fù)合儲氫材料及其制備方法，屬于儲氫材料技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)合儲氫材料是由氫化鋁鋰(或氫化鋁鋰與硼氫化鋰的混合物)和20～30wt.％的工業(yè)固體廢棄物(如粉煤灰或高爐礦渣粉)組成；其通過機械球磨氫化鋁鋰(或氫化鋁鋰與硼氫化鋰的混合物)和工業(yè)固體廢棄物混合粉末而獲得。本發(fā)明利用工業(yè)固體廢棄物來改善材料的儲氫性能，原料來源廣、成本低廉；所提供的氫化鋁鋰基復(fù)合儲氫材料制備工藝簡單，安全可靠，具有低的放氫溫度和高的放氫量。

當(dāng)今凝聚態(tài)物理研究中最重要的問題之一是揭示磁性材料中的高溫超導(dǎo)機制。帶有自旋的電子常被認為是局域在磁性離子實周圍的，而形成電流的電子則被視為在晶格中巡游。但事實上這兩者均為同一粒子。因此，這對立的兩面如何共同協(xié)助超導(dǎo)形成，是一個非常有趣的問題。這種“非常規(guī)”的機制與銅基超導(dǎo)體、鐵基超導(dǎo)體以及重費米子超導(dǎo)體都密切相關(guān)。 在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導(dǎo)材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復(fù)雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經(jīng)揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質(zhì)有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導(dǎo)材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結(jié)果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導(dǎo)體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導(dǎo)機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現(xiàn)在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在一種鐵基超導(dǎo)材料中，有一類特定的磁激發(fā)對超導(dǎo)的形成至關(guān)重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應(yīng)密切相關(guān)。這項工作于2019年1月4日發(fā)表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發(fā)現(xiàn)的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導(dǎo)材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統(tǒng)的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內(nèi)，而在這種新發(fā)現(xiàn)的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導(dǎo)溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導(dǎo)的壓制與四方磁相中探測到的譜學(xué)特征的聯(lián)系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導(dǎo)材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發(fā)現(xiàn)，在材料發(fā)生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉(zhuǎn)化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發(fā)發(fā)生了顯著的變化。根據(jù)中子散射截面與散射幾何的關(guān)系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發(fā)有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內(nèi)的磁激發(fā)。圖1d顯示，當(dāng)溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)到了c方向，在低能激發(fā)中將難以沿c方向時自旋的長短發(fā)生改變，因此低能磁激發(fā)中c方向的自旋激發(fā)被抑制。實驗還發(fā)現(xiàn)了重要的一點：超導(dǎo)相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發(fā)相對非超導(dǎo)相的自旋激發(fā)有輕微的改變，這說明材料超導(dǎo)與的磁性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。進一步的分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，這種改變主要發(fā)生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發(fā)被抑制，但它們?nèi)匀皇桥c超導(dǎo)關(guān)系最密切的磁激發(fā)。這項結(jié)果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現(xiàn)高溫超導(dǎo)的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現(xiàn)超導(dǎo)配對過程中所需的磁激發(fā)。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導(dǎo)溫度被抑制。 量子材料科學(xué)中心博士研究生郭見青和岳莉為該項工作的共同第一作者。相關(guān)的中子散射實驗是由日本的MLF, J-Parc用戶實驗項目支持完成的。這項工作由量子材料科學(xué)中心李源研究組和張焱研究組合作完成。研究課題得到了中國自然科學(xué)基金委和科技部項目的資助。References:[1] C. Wang et al., Phys. Rev. X 3, 041036 (2013).[2] M. Ma et al., Phys. Rev. X 7, 021025 (2017).[3] Z.P. Yin et al., Nat. Mater. 10, 932 (2011).[4] J. Guo, L. Yue et al., Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019).

在具有多個電子軌道的體系，例如鐵基超導(dǎo)材料中，電子自旋和軌道自由度的相互作用使得這個問題更為復(fù)雜。李源研究員與合作者之前的研究報道已經(jīng)揭示了自旋-軌道耦合對材料的磁性性質(zhì)有非常重要的影響。他們的實驗同時還表明鐵基超導(dǎo)材料中的磁性具有巡游與局域的雙重特性。這并不是一個完全意外的結(jié)果，因為已有的一些理論研究也說明鐵基超導(dǎo)體可以被所謂“洪德金屬”的模型描述。不過自旋-軌道耦合以怎樣的方式影響鐵基材料中的超導(dǎo)機理，依然是一個未知的問題。Figure 1. (a-c) Imaginary part of dynamic spin susceptibility measured at different temperatures. (d) Imaginary part of dynamic spin susceptibility integrated over 4-8 meV based on the data in (a) and (b). 現(xiàn)在，李源研究組及合作者采用基于飛行時間原理的中子散射譜學(xué)技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在一種鐵基超導(dǎo)材料中，有一類特定的磁激發(fā)對超導(dǎo)的形成至關(guān)重要，其作用機理與材料中的自旋-軌道耦合效應(yīng)密切相關(guān)。這項工作于2019年1月4日發(fā)表在《物理評論快報》上。 這項研究針對的是近年來發(fā)現(xiàn)的空穴摻雜的“122”體系鐵基超導(dǎo)材料中新奇四重對稱性磁相。在傳統(tǒng)的二重對稱性磁相中，電子自旋指向在晶體的ab面內(nèi)，而在這種新發(fā)現(xiàn)的磁相中電子的自旋指向沿晶體的c方向。有這種四重對稱性磁相的晶體中超導(dǎo)溫度也被壓制。該項研究旨在探索超導(dǎo)的壓制與四方磁相中探測到的譜學(xué)特征的聯(lián)系。基于這一目的，研究組瞄準了Sr1-xNaxFe2As2這一種有魯棒性的四方磁相，且較易制備大單晶的鐵基超導(dǎo)材料。Figure 2. (a-b) Constant-Q cuts measured at (0.5, 0.5, 1) and (0.5, 0.5, 3), with background subtracted. (c-d) Intensity difference between 6 K and 20 K at L = 1 and 3. 實驗發(fā)現(xiàn)，在材料發(fā)生從二重對稱性（圖1a, T = 80 K）轉(zhuǎn)化為四重對稱性（圖1b, T = 20 K）的相變后，低能的自旋激發(fā)發(fā)生了顯著的變化。根據(jù)中子散射截面與散射幾何的關(guān)系，在L = 1處測量到的信號中c方向的磁激發(fā)有更大的比重，而在L = 3處則可探測到更多的ab面內(nèi)的磁激發(fā)。圖1d顯示，當(dāng)溫度從80 K降到20 K后，由于自旋的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)到了c方向，在低能激發(fā)中將難以沿c方向時自旋的長短發(fā)生改變，因此低能磁激發(fā)中c方向的自旋激發(fā)被抑制。實驗還發(fā)現(xiàn)了重要的一點：超導(dǎo)相（圖1c, T = 6 K）的自旋激發(fā)相對非超導(dǎo)相的自旋激發(fā)有輕微的改變，這說明材料超導(dǎo)與的磁性質(zhì)相關(guān)聯(lián)。進一步的分析（圖2）發(fā)現(xiàn)，這種改變主要發(fā)生在L = 1的位置，這說明在四重對稱性磁相中，盡管c方向的磁激發(fā)被抑制，但它們?nèi)匀皇桥c超導(dǎo)關(guān)系最密切的磁激發(fā)。這項結(jié)果揭示了在多軌道序洪德金屬中實現(xiàn)高溫超導(dǎo)的一個“兼容性”要求：局域的磁矩必須能夠為巡游電子提供后者在實現(xiàn)超導(dǎo)配對過程中所需的磁激發(fā)。由于在四重對稱性磁相中，該要求恰好不被滿足，所以超導(dǎo)溫度被抑制。

本發(fā)明公開了一種紙基離子印跡復(fù)合材料、其制備方法及應(yīng)用，屬于新材料領(lǐng)域。利用可逆加成鏈轉(zhuǎn)移聚合技術(shù)和紙材料可隨意裁剪/折疊的優(yōu)勢，在紙材料表面修飾出鏈轉(zhuǎn)移試劑二乙基二硫代氨基甲酸鈉。隨后，以醋酸鎘為模板，甲基丙烯酸和 4-乙烯吡啶為功能單體，在紫外燈照射下在紙材料表面可控制備離子印跡聚合物，實現(xiàn)對鎘離子的高選擇性識別。紙基離子印跡復(fù)合材料具有成本低廉、綠色環(huán)保、操作簡單、容易回收的特性，特別是其具備了良好的透光性和保水/親水特性，可以直接作為光學(xué)檢測池，實現(xiàn)重金屬離子的快速、高通量檢測。

項目組圍繞航空航天領(lǐng)域?qū)Ω咝阅軜渲跋冗M結(jié)構(gòu)/功能一體化復(fù)合材料的迫切需求，在國家重點項目支持下，從分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，發(fā)明了三種含芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的新型雙馬單體，在國際上創(chuàng)制了服役溫度介于280～350℃可調(diào)控的系列耐高溫雙馬樹脂，比國內(nèi)外同類產(chǎn)品高40～114℃；發(fā)明了優(yōu)化復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)與性能的在線低溫等離子體調(diào)控技術(shù)，其高性能有機纖維復(fù)合材

針對富鋰錳基正極材料電壓衰減問題，通過理論計算闡明了表面氧優(yōu)先析出機制及對應(yīng)的表面重構(gòu)動力學(xué)，并提出了硫改性穩(wěn)定多陰離子的技術(shù)方案，研究成果發(fā)表于Nat. Comm.，申請國際專利1項。