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以高性能纖維（玻纖、碳纖、芳綸等）為增強體，通過自有獨特專利技術制備三維正交、角聯(lián)鎖、間隔型機織物以及三維多向編織物，并通過樹脂改性、復合成型等技術集成制備成系列三維機織、三維編織復合材料。系列結構材料具有質輕、高強、高模、耐沖擊等性能、阻燃、隔音、隔熱等特性，可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。 關鍵技術 ① 重構出“纖維-預制件-復合材料”在空間位置的真實圖像，再現(xiàn)復合材料內部纖維束空間路徑、偏轉和纖維束間的接觸狀態(tài)，定量揭示工藝織造參數(shù)之間的關聯(lián)關系；基于連續(xù)介質假設和有限變形理論，建立三維機織多尺度結構設計方法。 ②以界面相的微觀結構為切入點，從設計合理的碳纖維-環(huán)氧樹脂界面微結構入手，將碳納米材料作為納米改性劑引入碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料界面中，揭示其界面增強增韌機理，最終確立界面、結構與性能的關聯(lián)機制。 知識產(chǎn)權及項目獲獎情況 （1）一種用于寬幅扁平碳纖維絲束的連續(xù)定型工藝ZL201010519415.1 （2）一種適用于無彎曲織物織造的夾頭 ZL201310303000.4 （3）一種適用于無彎曲織物織造的送經(jīng)裝置 ZL201310302349.6 （4）一種無彎曲織物織造的緯紗遞進裝置 ZL201310302920.4 （5）一種體密度梯度變化的碳纖維針刺預制體 ZL201410159117.4 （6）一種深交聯(lián)結構碳纖維增強酚醛樹脂基摩擦材料及其制備方法ZL201501531119.6 項目成熟度：成熟度 5 級 投資期望及應用情況 ：可廣泛用于交通工具、體育用品、軍事、安全防護等領域。 

本發(fā)明提供的一種面向物聯(lián)網(wǎng)的砷化鎵基具有熱電轉換功能的MESFET器件，主要包括MESFET和熱電偶。MESFET選擇半絕緣的GaAs作為襯底，通過GaAs工藝和MEMS表面微機械加工實現(xiàn)具有能量轉換功能的MESFET。在源漏柵的金層四周制作一層二氧化硅，化學機械拋光后，制作熱電偶的金屬Au型熱電臂和砷化鎵型熱電臂，蒸金連接兩種熱電偶臂，將源漏柵的熱電偶電極進行金屬連線，留下兩個熱電偶電極作為塞貝克電壓的輸出極。 該砷化鎵基具有熱電轉換功能的MESFET器件根據(jù)塞貝克效應，可以將器件工作產(chǎn)生的熱能轉換為電能，實現(xiàn)能量收集的同時緩解了散熱問題。通過檢測輸出塞貝克電壓的大小來實現(xiàn)對熱耗散功率大小的檢測。

劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領銜的研究團隊發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場密度泛函理論方法，對這一體系的本征和摻雜行為進行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實現(xiàn)半導體到導體的轉變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時，銅原子附近形成較為擴展的極化子，因此在高摻雜濃度時，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導電性大大增加，實現(xiàn)半導體到導體的轉變，與實驗觀測很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實驗上觀測到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實現(xiàn)超導，僅僅找到量子自旋液體體系是遠遠不夠的，還必須實現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領域的實驗工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實驗方向。

最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經(jīng)應用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產(chǎn)品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩(wěn)定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產(chǎn)氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發(fā)光穩(wěn)定可控的發(fā)光材料，節(jié)約后處理成本。

最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能

成果簡介： 最近以來，LED照明以其節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，獲得了大規(guī)模的應用。以氮化物結構陶瓷相關材料（如AlN，Si3N4）為寄出的氧氮化物熒光粉在保持了高溫、化學和力學穩(wěn)定性的基礎上，還具有較為優(yōu)異的光轉換性能，贏得了越來越廣泛的關注。其中， 有潛力應用在紫外激發(fā)的白光LED上的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉不僅具有較高的光量子效率，而且與常用的熱淬滅嚴重的BaMgAl10O17:Eu2+ (BAM)相比，具有很高的熱穩(wěn)定性。但是，目前報道的Eu2+摻雜AlN藍色熒光粉的制備方法（如Dierre B, Yuan X L, Inoue K等， J. Am. Ceram Soc, 2009, 92 (6):1272-1275；Hirosaki N, Xie R J, Inoue K等，Appl. Phys. Lett. , 2007, 91(6): 061101）都是采用高純度氮化物粉體在高溫下通過固相反應合成，要求2050℃的高溫下，10個大氣壓的氮氣壓力，保溫4個小時以上獲得，粉體還要在保護環(huán)境中球磨粉碎由于高溫產(chǎn)生的團聚，成本及其高昂，且顆粒尺寸控制困難。探索能夠得到高純度、粒徑均勻可控、發(fā)光性能好的熒光粉且成本低的合成方法，對于這類新型材料的研究、應用都具有重要意義。 目前， AlN的合成方法主要有以下幾種: 鋁粉直接氮化法、碳熱還原法、氣相還原氮化法、裂解法、等離子體法、電弧熔煉法、自蔓延高溫合成法、微波合成法，其中前兩種方法已經(jīng)應用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。比較而言，鋁粉直接氮化法為強放熱反應,反應不易控制，反應過程中放出的大量熱易使鋁形成融塊，造成反應不完全，難以制備高純度、細粒度的產(chǎn)品；碳熱還原法制備的氮化鋁粉末純度高、性能穩(wěn)定、粉末粒度細小均勻、成形和燒結性能良好，但是因為反應物中必須加入稍過量的碳以保證反應完全，這種方法難以避免碳的殘留；而氣相還原氮化法制得的AlN純度高、粉末粒度細小均勻并且大大減少了碳的殘留。而在制備氮化鋁前驅體時溶膠-凝膠法又以成分易分布均勻、顆粒細小勝過固相混合法。我們首次利用檸檬酸做絡合劑，通過溶膠凝膠法制備Eu2O3和Al2O3均勻混合的反應前驅體，結合氣相還原氮化法的方法來合成AlN：Eu2+熒光粉，如下圖。這種制備方法成本低，且具有很強的普適性，可應用于合成其他高純氮化物應該材料。 該方法解決了生產(chǎn)氮化物熒光材料中需要高純氮化物作為起始粉料成本高等劣勢，利用價格低廉，原料易得的氧化物作為原料，合成出所需的氮化物熒光材料。而且此方法反應活性高，低溫下得到顆粒大小均勻，發(fā)光穩(wěn)定可控的發(fā)光材料，節(jié)約后處理成本。

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聚乳酸被全球公認為21世紀最有發(fā)展前景的生物質塑料，它具有良好的生物降解性/相容性、力學性質、熱塑性、成纖性、透明度高，適用于吹塑、擠出、注塑等多種加工方法，加工方便，部分性能優(yōu)于現(xiàn)有通用塑料；但其同時也存在著強度較低、脆性大、耐熱性差等不足，使得其應用僅局限于生產(chǎn)通用塑料、薄膜等領域，要想應用于條件較為苛刻的汽車、航空航天、建筑業(yè)等領域，必須對其進行改性以提高其耐熱性能和力學性能。本項目擬采用課題組多年來積累的研究成果，與相關企業(yè)展開合作，進行成果的轉化和產(chǎn)業(yè)化工作，最終形成具有市場潛力的系列化改性聚乳酸復合材料制備技術，例如天然纖維增強聚乳酸、高韌性聚乳酸、高填充級聚乳酸、阻燃級聚乳酸和纖維級聚乳酸等的制備技術，通過這些技術制備的改性聚乳酸樹脂將具有更加優(yōu)異和針對性的性能，主要用于生產(chǎn)聚乳酸纖維、薄膜、板材和容器等，可應用在生活快消品、農(nóng)用地膜、飛機/汽車內飾用材料等領域。項目目標是通過深入研究，對部分尚不完善的技術環(huán)節(jié)進行最后的攻關，然后整合已有的技術與專利成果，并進一步放大實驗和標準化測試，形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術包，最終順利完成相關技術成果的產(chǎn)業(yè)化轉化工作。 本項目研究采用的原材料為可生物降解的聚乳酸，經(jīng)過本團隊十多年的研發(fā)，目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本項目的主要工作是梳理課題組多年來對聚乳酸樹脂改性的相關技術，與授權專利等成果整合，進一步放大成系列化的產(chǎn)品技術，最終順利相關技術成果的產(chǎn)業(yè)化轉化工作。 項目中的大部分關鍵技術均已被攻克，目前需要做的是有目的的對所有技術進行梳理和整合，查漏補缺，對部分尚不完善的技術環(huán)節(jié)進行最后的攻關，從而形成完整的系統(tǒng)化的產(chǎn)品技術，并與相關授權專利進行整合，最后打包形成一系列可直接產(chǎn)業(yè)化的系統(tǒng)化解決方案技術包。目前70%的聚乳酸市場在對性能要求不太高的包裝行業(yè)中，隨著人們環(huán)保意識的增加，該市場容量會繼續(xù)增加，但由于聚乳酸整體市場的快速增長，包裝材料所占聚乳酸市場比例會逐漸縮小。在汽車、家電及電子產(chǎn)品行業(yè)中對更高性能聚乳酸改性材料的使用是個新趨勢，市場份額雖然不大，但會持續(xù)增長。目前聚乳酸在全球市場的總容量預計為100億元，且有很好的成長潛力。本項目技術面對的正是高性能、高附加值的潛在市場，其產(chǎn)業(yè)化預期會有良好的經(jīng)濟效益；項目產(chǎn)品在環(huán)境污染治理和防護方面的貢獻將會產(chǎn)生良好的社會效益。

項目以海上風機葉片和大飛機結構材料為研究目標，提出根據(jù)環(huán)氧樹脂和雙馬來酰 亞胺樹脂結構特點，設計并在碳納米管表面引入帶有特征官能團的結構，通過工藝調整 和儀器分析相結合控制特征官能團的數(shù)量，制備出質量穩(wěn)定的多功能碳納米管改性劑。 然后在不改變碳纖維/環(huán)氧樹脂或 BMI 復合材料基本成型工藝的條件下，利用此多功能 碳納米管改性劑提高碳纖維/環(huán)氧樹脂或 BMI 復合材料的韌性、強度、模量、耐沖刷能 力、耐腐蝕和抗老化性能。