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一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚(yú)體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻(xiàn)報(bào)道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴(yán)格，進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。2013年美國(guó)Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過(guò)簡(jiǎn)單噴涂即可實(shí)現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪?shí)現(xiàn)自清潔、防雨功能，達(dá)到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實(shí)現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實(shí)現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實(shí)現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無(wú)排放、無(wú)污染。張旭教授課題組已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實(shí)驗(yàn)室即可制備公斤級(jí)產(chǎn)品，取得了目前已知除美國(guó)Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級(jí)制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過(guò)該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實(shí)現(xiàn)超疏油；通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整可實(shí)現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對(duì)油水兩相實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便的油水分離。該技術(shù)已申請(qǐng)四項(xiàng)相關(guān)國(guó)家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用。二、 項(xiàng)目技術(shù)成熟程度已實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利、獲獎(jiǎng)等情況）噴涂在材料表面對(duì)油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動(dòng)角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請(qǐng)四項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。四、 市場(chǎng)前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場(chǎng)分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡(jiǎn)單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國(guó)防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗?duì)于如何防水、防油一直以來(lái)都是熱衷討論的話題，畢竟沒(méi)有人會(huì)愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機(jī)掉進(jìn)水里當(dāng)場(chǎng)報(bào)銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國(guó)南北交界地區(qū)冬季長(zhǎng)出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對(duì)風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動(dòng)角可使材料表面無(wú)水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽(yáng)能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開(kāi)發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過(guò)、水不過(guò)的特點(diǎn)。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過(guò)篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動(dòng)角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達(dá)到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進(jìn)入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國(guó)防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時(shí)涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對(duì)武器裝備無(wú)疑具有最強(qiáng)保護(hù)作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過(guò)的雨具，無(wú)水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機(jī)可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開(kāi)發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對(duì)戶外墻體具有較強(qiáng)的粘附性，同時(shí)開(kāi)發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對(duì)高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動(dòng)角，對(duì)戶外的金屬制品具有很強(qiáng)的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達(dá)到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過(guò)程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對(duì)燃油就會(huì)節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會(huì)減少很多，對(duì)于船舶的護(hù)理會(huì)減輕很多工作，其實(shí)也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動(dòng)能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過(guò)特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運(yùn)動(dòng)引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對(duì)于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對(duì)通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項(xiàng)重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因?yàn)橐后w產(chǎn)生的阻力，達(dá)到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動(dòng)能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說(shuō)是一個(gè)福音，例如一些電子原件需要進(jìn)入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問(wèn)題。  在電子元件上覆蓋厚度遠(yuǎn)比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無(wú)法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對(duì)其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長(zhǎng)壽命，使用功效不會(huì)降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場(chǎng)地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無(wú)三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國(guó)Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價(jià)格為：底層涂層約人民幣70萬(wàn)/噸、表層涂層人民幣140萬(wàn)/噸。八、 合作方式共同開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。九、 項(xiàng)目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號(hào)E-mail：xuzhang@hebut.edu.cnTel：022-60200443

利用氨基功能化配體與鈣鹽組裝得到一種新穎的二維層狀Ca-MOF。其通過(guò){Ca3O18}簇與配體連接而成的金屬-有機(jī)層上懸掛配位的DMF分子，并進(jìn)一步通過(guò)DMF間的范德華弱作用力層層堆疊，形成“范德華MOF”多層結(jié)構(gòu)。基于DMF的動(dòng)態(tài)配位活性，該獨(dú)特的金屬-有機(jī)多層MOF能實(shí)現(xiàn)層內(nèi)穩(wěn)態(tài)和層間動(dòng)態(tài)的有效平衡，并存在具有半導(dǎo)體發(fā)光特性的層間激子（exciton）發(fā)光和層內(nèi)激基締合物（excimer）發(fā)光的雙通道發(fā)射。?發(fā)展了二維MOF設(shè)計(jì)和利用的新概念，將“自下而上”的金屬-有機(jī)配位組裝與“自上而下”的后合成形貌加工調(diào)控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了超薄二維MOF的簡(jiǎn)便、綠色、宏量制備的新方法，并為光學(xué)存儲(chǔ)器等應(yīng)用建立了元器件模型。

實(shí)現(xiàn)了一系列光功能導(dǎo)向金屬-有機(jī)配位超分子材料的合理化模型設(shè)計(jì)與可控合成，探索了新型傳能與發(fā)光、光調(diào)制、光轉(zhuǎn)換的機(jī)理與機(jī)制，建立了獨(dú)特的光學(xué)應(yīng)用器件模型。如利用配位鍵動(dòng)態(tài)活性的后合成剝離策略，可逆轉(zhuǎn)換配位材料空間維度，獲得了具有層間/層內(nèi)熒光調(diào)控開(kāi)關(guān)特性的超薄2D配位發(fā)光材料 利用ESIPT多能級(jí)配體激發(fā)態(tài)過(guò)程，構(gòu)筑了超快速專一性水分子光響應(yīng)配合物薄膜器件，以及用于F離子、溫度、溶劑等的熒光探針材料 利用異質(zhì)同晶配位特性和區(qū)域控制各向異性外延技術(shù)，獲得具有異質(zhì)結(jié)超晶格的多稀土MOF單晶，實(shí)現(xiàn)多層次間隔色域可調(diào)發(fā)光，建立了光譜—空間編碼結(jié)合的單晶光學(xué)微器件、雙通道高等級(jí)編碼配合物材料、單金屬單相/多金屬單相配合物白光與混光材料

光學(xué)超構(gòu)材料（Metamaterials）的快速發(fā)展為人類提供了在亞波長(zhǎng)尺度下調(diào)控光的傳播的豐富手段。很多新奇的光物理現(xiàn)象，例如負(fù)折射、超分辨透鏡和隱身斗篷等都可以通過(guò)設(shè)計(jì)功能基元的有效介電常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在光波段，三維納米加工的困難和金屬結(jié)構(gòu)的光損耗不利于超構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用。自二維超構(gòu)表面（Metasurface）概念提出以來(lái)，超構(gòu)表面在降低三維超構(gòu)材料加工難度、提高光學(xué)效率方面，特別是控制光的功能基元的幾何位相等方面取得了眾多突破性進(jìn)展。近來(lái)，超構(gòu)表面在高效率全息成像、超薄光學(xué)波片、高數(shù)值孔徑的平面透鏡等領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出極高的應(yīng)用潛力。超構(gòu)表面的研究進(jìn)展極大豐富了利用超構(gòu)功能基元實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁場(chǎng) (可見(jiàn)光、近紅外光，太赫茲、微波等波段) 進(jìn)行調(diào)控的手段，為設(shè)計(jì)新型光學(xué)元件提供了新技術(shù)。 當(dāng)前，超構(gòu)表面的研究主要集中在線性光學(xué)的范疇。但毫無(wú)疑問(wèn)，非線性光學(xué)響應(yīng)例如倍頻、三倍頻、光致折射率變化等過(guò)程，將為光學(xué)超構(gòu)表面的功能基元賦予新的可調(diào)控自由度。此綜述文章從非線性光學(xué)超構(gòu)表面的材料選擇、對(duì)稱性，非線性手性光學(xué)超構(gòu)表面，非線性光學(xué)相位調(diào)控，非線性光光束調(diào)控，光開(kāi)關(guān)與調(diào)制五個(gè)方面詳細(xì)介紹了非線性光學(xué)超構(gòu)表面的最新進(jìn)展。文章最后對(duì)非線性光學(xué)超構(gòu)表面在太赫茲非線性光學(xué)、量子信息處理等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用的前景作了展望。

已有樣品/n為降低 LED 全彩顯示屏點(diǎn)距，本成果采用 RGB 全彩顯示單元陣列（n×n）作為 高清 LED 顯示屏的最小封裝體，突破了超小點(diǎn)距（P0.7mm）RGB 全彩顯示單元陣列 制備工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，包括：超小尺寸（8mil 以下）紅綠藍(lán)倒裝芯片制備技術(shù)、 倒裝芯片共晶焊工藝技術(shù)、PCB 導(dǎo)電通孔基板的盲孔工藝技術(shù)、全彩顯示陣列底板 的金屬互連工藝技術(shù)、全彩顯示陣列底板行列布線的電絕緣工藝以及芯片間的光隔 離技術(shù)。 隨著LED技術(shù)的進(jìn)步，LED顯示技術(shù)已經(jīng)成為室外顯示的主導(dǎo)技術(shù)，隨之超小點(diǎn)

已有樣品/n飛秒電子衍射的主要特點(diǎn)是可以在非常短的時(shí)間尺度上（ps或fs量級(jí)） 顯示反應(yīng)熱、 光、 電， 以及化學(xué)反應(yīng)等對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的影響， 是研究微晶、 表面、 以及薄膜的晶體結(jié)構(gòu)的先進(jìn)手段。

開(kāi)發(fā)了一種柔性超疏水氣凝膠材料。柔性超疏水氣凝膠材料采用物理溶膠-凝膠工藝將有機(jī)纖維和有機(jī)氣凝膠復(fù)合，由于不采用傳統(tǒng)的水解/聚合溶膠-凝膠工藝，該方法操作更簡(jiǎn)捷、對(duì)設(shè)備和工藝要求更低。所得到的柔性超疏水氣凝膠材料具有良好的柔性和疏水性能，而且不“掉粉掉渣”，具有良好的耐水洗性能。該柔性超疏水氣凝膠材料在室溫下的熱導(dǎo)率為0.03~0.05W/(m·K)。

常用的鋰電池在被刺穿或擊穿的情況下會(huì)馬上短路，通常會(huì)立即起火甚至爆炸，并立即失去電源功能。課題組研發(fā)了一款具有應(yīng)急功能的12V-22AH鋰電池。該電池該在被刺穿（或擊穿）的情況下不會(huì)爆炸或起火，而且還能繼續(xù)給負(fù)載供電一段時(shí)間（30分鐘以上）。該電池使用安全性能優(yōu)異的正極和負(fù)極材料，并在膠體電解液中添加了阻燃聚合物和導(dǎo)熱聚合物，確保電池被刺穿時(shí)不會(huì)起火和嚴(yán)重短路，只表現(xiàn)出可接受范圍內(nèi)的壓降，不會(huì)馬上斷電，還可以繼續(xù)給負(fù)載供電一段時(shí)間。該電池是一款超級(jí)安全并有特殊應(yīng)急功能的鋰電池，可以用于軍工電源產(chǎn)品和其它極端環(huán)境下的電源系統(tǒng)。

拋光是一種常見(jiàn)的表面加工技術(shù)，主要目的是降低表面粗糙度、去除損傷層，最終獲得光滑且無(wú)損傷的高質(zhì)量表面。無(wú)論是日常生活中的消費(fèi)用品還是制造技術(shù)高度集成的半導(dǎo)體芯片，拋光加工都是保證表面質(zhì)量不可或缺的技術(shù)手段。近年來(lái)，在金屬材料超精密加工領(lǐng)域，具有復(fù)雜外形和內(nèi)腔的金屬零件的拋光一直是工業(yè)界所面臨的技術(shù)難題。傳統(tǒng)的諸如化學(xué)機(jī)械拋光、激光拋光以及磁流變拋光

依托國(guó)家重大儀器專項(xiàng)“高精度光梳成像分析儀應(yīng)用與工程化開(kāi)發(fā)”（2012-2019年）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“超短脈沖激光隱形切割系統(tǒng)及應(yīng)用” （2018-2022年），在可見(jiàn)和近紅外波段實(shí)現(xiàn)了高光束質(zhì)量、高偏振消光比、抗環(huán)境干擾的超短脈沖輸出。期間，攻克了超短脈沖自穩(wěn)定鎖模技術(shù)、低非線性無(wú)畸變脈沖放大技術(shù)，解決了脈沖鎖模器件易受光致?lián)p傷這一制約超快激光發(fā)展和應(yīng)用的根本問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了鎖模光纖種子源光路的永久免維護(hù)。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)第三代半導(dǎo)體晶圓劃片激光器，在應(yīng)用單位進(jìn)行芯片封測(cè)量產(chǎn)，解決了機(jī)械劃片效率低、易崩邊的難題。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的激光光源在THz光譜儀器、光子3D打印、非線性光譜成像、激光精密測(cè)量等領(lǐng)域進(jìn)行示范應(yīng)用。