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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:塑料制品給現(xiàn)代生活帶來極大便利的同時(shí)，也正造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。大多數(shù)塑料來自于石油產(chǎn)品，由于其極端的穩(wěn)定性，廢棄后在環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間也難以降解，最終造成持續(xù)性的環(huán)境污染問題。研發(fā)一系列可持續(xù)的高性能結(jié)構(gòu)材料，以部分替代石油基塑料，是該問題最有希望的解決方案之一。現(xiàn)有的生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料都受到機(jī)械性能較差或制造過程的過于繁瑣的限制，這些因素從成本和生產(chǎn)規(guī)模上制約了這類材料的應(yīng)用。因此，引入先進(jìn)的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來制造新型的可持續(xù)高性能結(jié)構(gòu)材料將可以極大地提高這類材料的性能，拓寬其應(yīng)用范圍，加速可持續(xù)材料替代不可降解塑料的進(jìn)程。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)將仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于高性能生物基結(jié)構(gòu)材料的研制，發(fā)展了一種被稱為“定向變形組裝”的新型材料制造方法，實(shí)現(xiàn)了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)材料的規(guī)模化制備。通過這種定向變形組裝方法，團(tuán)隊(duì)成功地將纖維素納米纖維（CNF）和二氧化鈦包覆的云母片（TiO2-Mica）復(fù)合制備了具有仿生結(jié)構(gòu)的高性能可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。所獲得的結(jié)構(gòu)材料具有比石油基塑料更好的機(jī)械和熱性能，有望成為石油基塑料的替代品。該工藝過程宜于放大，產(chǎn)品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤，使其可以作為一種更加美觀和耐用的結(jié)構(gòu)材料有望替代塑料。 該材料具有仿珍珠母的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種仿生設(shè)計(jì)有效地改善了材料的力學(xué)性能。珍珠母所具有的磚-泥結(jié)構(gòu)，使其可以基于普通的天然物質(zhì)構(gòu)筑高性能的材料，并兼具高強(qiáng)度和高韌性的優(yōu)良特性。研究人員通過多尺度的仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面化學(xué)調(diào)控，成功構(gòu)筑了這種兼具高強(qiáng)韌特點(diǎn)的天然生物基可持續(xù)結(jié)構(gòu)材料。二氧化鈦包覆的云母片作為仿生結(jié)構(gòu)中的磚塊，一方面為結(jié)構(gòu)材料提供了遠(yuǎn)高于工程塑料的強(qiáng)度，另一方面，還通過裂紋偏轉(zhuǎn)等仿生結(jié)構(gòu)原理，大幅提高了材料的韌性和抗裂紋擴(kuò)展性能，為該材料作為一種新興的可持續(xù)材料替代現(xiàn)有的不可降解塑料打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一種超雙親多孔膜材料及其制備方法和應(yīng)用，步驟如下：（1）室溫下，先將碳納米管粉體和表面活性劑分散于水中，形成均一混合溶液；（2）向上述混合溶液中加入水性三聚氰胺甲醛樹脂溶液，混勻制得所需反應(yīng)液；（3）將上述反應(yīng)液刷涂或噴涂在干凈的多孔基材上，80~120℃干燥固化10~30min，即可制得超雙親油水分離用多孔膜材料。本發(fā)明所述的多孔膜材料既保持了原有泡沫銅基底良好的機(jī)械性能，同時(shí)又具有很好的超雙親性，即可截留水讓油通過，也可截留油讓水通過，從而具有雙重分離效果。

本發(fā)明公開了一種用碳纖維復(fù)合材料制造汽車車身的方法。該方法的步驟如下：將用于制造汽車車身相符合的柔性內(nèi)模充氣呈汽車車身形狀，再將預(yù)涂膠的碳纖維材料按照設(shè)計(jì)的角度和層數(shù)要求敷設(shè)于柔性內(nèi)模外表面，即為該汽車車身；將敷設(shè)好的碳纖維材料的柔性內(nèi)模放置于外模內(nèi)固定和充氣加壓后，置于固化爐內(nèi)固化；碳纖維復(fù)合材料固化后自然冷卻，將柔性內(nèi)模放氣泄壓，打開外模，將固化成型后的復(fù)合材料汽車車身取出。由于本發(fā)明采用碳纖維樹脂復(fù)合材料的車身，與傳統(tǒng)金屬材料汽車車身相比，重量減輕60%以上，耐腐蝕性能得到提高，車身吸能更加好，運(yùn)行能耗得到降低。

SiC/Al 復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱、低膨脹、高模量、低密度等優(yōu)異的綜合性能，在電子封裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前廣泛采用工藝復(fù)雜、設(shè)備昂貴的壓力浸滲制備 SiC/Al 復(fù)合材料。課題組在歷經(jīng)近十年的研發(fā)過程中，采用無壓浸滲法在空氣環(huán)境下，成功制備出了電子封裝用 SiC/Al 復(fù)合材料。該制備技術(shù)工藝過程簡(jiǎn)單，設(shè)備要求不高，成本低廉，所制備的復(fù)合材料的熱物理性能可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。于 2010 年獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。

一般橡膠都采用炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng) , 所得到的產(chǎn)品耐磨性和拉伸強(qiáng)度有限 , 性能更好的采用碳纖維共混改性 , 但大大增加了橡膠產(chǎn)品的制造成本。尋找一種能夠滿足性能要求 , 又能夠降低成本的新補(bǔ)強(qiáng)材料成為必然。該成果采用具有高強(qiáng)度 , 高硬度 , 高耐氧化性能的碳化硅對(duì)天然橡膠共混改性 , 采用天然、合成橡膠作為基體材料，以碳化硅 ( 其它填充料 ) 作為填料進(jìn)行共混研究，設(shè)計(jì)并對(duì)比不同方案，以期使橡膠基體與碳化硅微粒間能產(chǎn)生一定的力學(xué)鍵合作用，從而使得橡膠耐磨性很大的提高，同時(shí)保證橡膠的其他力學(xué)和工藝性能。以獲得具有良好力學(xué)性能和廣闊的發(fā)展前景的復(fù)合材料。

本項(xiàng)目采用擁有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃燒合成技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)各種先進(jìn)陶瓷，金屬間化合物和復(fù)合材料的粉末。提供的主要產(chǎn)品有：a-Si3N4，b-Si3N4，a-Sialon，b-Sialon，AlN，TiN，ZrN，TiC，TiCN，TiB2，SiC，Cr3C2，MoSi2，F(xiàn)eAl，F(xiàn)e-TiN，F(xiàn)e-TiC，F(xiàn)e-TiB2，Cu-TiB2，TiB2-Al2O3，AlN-ZrN-Al3Zr，Si3N4-SiC-TiCN，Si3N4-Si2N2O-TiCN，TiN-TiB2以及納米電子陶瓷BaTiO3粉末，納米ZrO2及ZrO2基陶瓷，納米TiO2粉末。采用這種先進(jìn)工藝合成反應(yīng)完全，性能穩(wěn)定，質(zhì)量?jī)?yōu)良，歡迎各界用戶洽談業(yè)務(wù)。 用于各工業(yè)領(lǐng)域耐磨、耐腐蝕、耐高溫等嚴(yán)酷服役條件下工作的結(jié)構(gòu)部件。

本項(xiàng)目所研究的電控調(diào)光膜材料即為聚合物分散液晶（Polymer dispersed liquid crystal，簡(jiǎn)稱PDLC）薄膜材料，其主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡娍刂悄懿ＡА⒋竺娣e柔性液晶顯示等。PDLC薄膜材料是將向列相液晶微滴均勻分散在高分子網(wǎng)絡(luò)中而形成的復(fù)合材料，當(dāng)未對(duì)PDLC薄膜施加電場(chǎng)時(shí)，在高分子網(wǎng)絡(luò)的作用下液晶分子的指向矢呈無規(guī)分布，薄膜呈強(qiáng)烈光散射狀態(tài)；當(dāng)對(duì)PDLC薄膜施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子的長(zhǎng)軸平行于電場(chǎng)排列（通常PDLC中所使用的液晶的各向介電常數(shù)為正），薄膜呈透明狀態(tài)。 目前，國外的PDLC薄膜生產(chǎn)廠家均采用熱固化法制備PDLC薄膜，而課題組所采用的為紫外光固化法，是世界上首家可以使用紫外固化法制備PDLC薄膜的科研單位，紫外光固化法相對(duì)于熱固化法，其固化速度快、節(jié)能環(huán)保、成品率高。并且所制備的PDLC薄膜電-光性能優(yōu)異，綜合電-光性能優(yōu)于其它國外PDLC薄膜生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的PDLC薄膜。

國家工業(yè)化水平正在迅速提高，生產(chǎn)加工企業(yè)的數(shù)量迅速增加。但是在發(fā)展的同時(shí)要加大質(zhì)量的監(jiān)督，所以需要配套相關(guān)的檢測(cè)試驗(yàn)設(shè)備。一方面用于國家監(jiān)督體系的檢測(cè)和檢驗(yàn)，另一方面也可以給企業(yè)自檢的試驗(yàn)設(shè)備。材料拉力試驗(yàn)機(jī)就是滿足這一需求的檢測(cè)設(shè)備之一。在材料試驗(yàn)機(jī)領(lǐng)域，基于PC機(jī)或工控機(jī)材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)目前大多采用基于PCI總線，ISA總線或者是RS-232串行總線作為數(shù)據(jù)采集的模式。但這些方式都存在著插拔麻煩，傳輸速度較慢，可擴(kuò)展性差等問題。通用串行總線（Universal Serial Bus，簡(jiǎn)稱USB）具有安裝方便，高寬帶，易擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。本系統(tǒng)充分利用USB的上述優(yōu)點(diǎn)，有效地解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)額缺陷。同時(shí)嵌入式高精度萬能材料試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)采用了多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（如μC/OS-II、uClinux、Linux、Wince等，可根據(jù)用戶要求進(jìn)行配置）。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是一種可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，搶占式的，實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核。它被廣泛應(yīng)用于微處理器、微控制器和數(shù)字信號(hào)處理器。通過采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本產(chǎn)品具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并已申請(qǐng)多項(xiàng)發(fā)明專利（公開號(hào)：101441154，101441152，101441153），相關(guān)成果獲上海市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)?項(xiàng)。

該技術(shù)通過分子設(shè)計(jì)和環(huán)境友好的水解反應(yīng)，利用頂角-戴帽法和官能團(tuán)剪裁等手段制備帶有多種可反應(yīng)性基團(tuán)的中空籠型納米材料。材料具有質(zhì)輕、透氣、超低介電常數(shù)、耐熱、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，體現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)納米材料的優(yōu)點(diǎn)，與聚合物有非常好的相容性和分散性。這類有機(jī)－無機(jī)雜化材料實(shí)現(xiàn)了將有機(jī)材料的耐熱性能和高強(qiáng)度與有機(jī)高分子材料的加工工藝簡(jiǎn)單完美結(jié)合的目的。 籠型倍半硅氧烷與高分子聚合物的相容性良好，基本可以達(dá)到分子級(jí)均勻分散，這是普通無機(jī)填料無法達(dá)到的，得益于籠型倍半硅氧烷分子具有有機(jī)部分，既使在惰性基團(tuán)取代籠型倍半硅氧烷中也可以與有機(jī)基體實(shí)現(xiàn)良好的相容行為。同時(shí)，材料的耐熱性能指標(biāo)（如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，5%質(zhì)量損失熱降解溫度）均有大幅度提高，這是因?yàn)榛\型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了優(yōu)異的抵抗熱沖擊性能，此外，還可以利用多官能化籠型倍半硅氧烷進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高耐溫性能。另外，籠型倍半硅氧烷可以作為各種催化劑和其他功能性材料的載體，在拓寬這些功能材料使用溫度的同時(shí)提高其某些性能，如提高電致發(fā)光材料的發(fā)光效率和發(fā)光純度，提高催化劑的催化效率和選擇性。 可以預(yù)見，隨著各個(gè)交叉學(xué)科領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，籠型倍半硅氧烷作為典型的有機(jī)-無機(jī)雜化材料的優(yōu)異性能將會(huì)引起人們?cè)絹碓綕夂竦难芯颗d趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根據(jù)官能團(tuán)不同，可溶解于有機(jī)溶劑或水；顏色：白色；耐熱性：熱分解溫度在250℃以上。可用于耐高溫材料、航空航天材料、復(fù)合材料、超低介電材料、塑料及纖維改性、功能高分子材料、特種涂料、生物材料等制備。在高附加值材料領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。項(xiàng)目投資300～400萬。

產(chǎn)品服務(wù):焦化廠外排廢水含高濃度有毒、難降解的氰化物、COD及氨氮稱為焦化廢水，是一種較難處理的有機(jī)廢水，傳統(tǒng)處理方法后無法達(dá)標(biāo)。隨著國家對(duì)環(huán)保問題的的日益重視以及國民環(huán)保意識(shí)的不斷提高，廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)也變得更為嚴(yán)格。各國學(xué)者經(jīng)過不斷的探索研究出了一些新的焦化廢水處理技術(shù)，如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、膜技術(shù)等。這些技術(shù)對(duì)焦化廢水中的污染物處理的較為徹底且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，但是這些技術(shù)投資成本和運(yùn)行成本較高并且很多仍處于理論研究和實(shí)驗(yàn)室研究階段，較難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì):本研究以鐵基的納米材料制備電極具有單個(gè)優(yōu)點(diǎn)：高效降解焦化廢水，高的使用壽命；低的處理成本。 市場(chǎng)概況:發(fā)展規(guī)劃： 本團(tuán)隊(duì)計(jì)劃創(chuàng)立集特色催化劑和配套設(shè)備為一體的納米電催化工藝，以去除焦化廢水中的難降解污染物為主要目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫色、除臭和凈化水體的目標(biāo)。經(jīng)營目標(biāo)是以上海環(huán)保公司為依托，對(duì)于他們?cè)诠こ虘?yīng)用中的水處理需求，公司為其提供相應(yīng)的環(huán)保咨詢和先進(jìn)的水處理產(chǎn)品，互利共贏。與此同時(shí)也要逐步提高產(chǎn)品品牌的市場(chǎng)認(rèn)可度以及品牌效應(yīng)。  商業(yè)模式:盈利模式： 前期以Fe基納米電極與配套電催化設(shè)備的批量生產(chǎn)和銷售為主，在產(chǎn)品推廣到一定階段后，以實(shí)際廢水處理工程項(xiàng)目承包運(yùn)營為主。