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幾年，隨著消費電子（手機(jī)、智能手表等）、生物醫(yī)療需求的快速發(fā)展，尤其是代表下一代柔性移動顯示屏OLED的巨大應(yīng)用市場驅(qū)動下，超快激光精密微加工產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)迅速增長。與傳統(tǒng)的納秒長脈沖相比，脈寬小于15皮秒的超快激光器用于材料加工時，由于脈沖的持續(xù)時間短于材料的熱弛豫時間，在加工過程中避免熱效應(yīng)，基本不帶來附加損傷和毛刺，適合于微米乃至納米精度的超精細(xì)冷加工。超快激光的瞬間功率極大，幾乎可以和任何材料相互作用，因此適用于超快激光加工的材料范圍幾乎不受限制，尤其有優(yōu)勢的加工對象包括玻璃、藍(lán)寶石、陶瓷、太陽能薄膜、半導(dǎo)體晶圓、特種合金、精密醫(yī)療器件等。

導(dǎo)電聚合物不僅在國家安全、國民經(jīng)濟(jì)，而且在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活等領(lǐng)域都有極大的應(yīng)用價值。導(dǎo)電聚合物具有防靜電的特性，可以用于電磁屏蔽。導(dǎo)電聚合物具有摻雜和脫摻雜特性，可以做可充放電的電池、電極材料；它對電信號的變化非常敏感，因此可以做傳感器；能夠吸收微波，因此可以做隱身飛機(jī)的涂料；利用導(dǎo)電聚合物可以由絕緣體變?yōu)榘雽?dǎo)體再變?yōu)閷?dǎo)體的特性，可以使巡航導(dǎo)彈在飛行過程中隱形，然后在接近目標(biāo)后絕緣起爆；與納米技術(shù)相結(jié)合，導(dǎo)電聚合物可以制成分子導(dǎo)線材料，制作分子器件和其它電子元件。 利用介孔硅為模板，在其孔道里封裝導(dǎo)電高分子聚吡咯，形成了新的核-殼型導(dǎo)電高分子納米復(fù)合材料。復(fù)合材料中聚吡咯的分解溫度分別比純樣（240度分解）高出50-80度，其熱穩(wěn)定性提高了約20%-30%。在加電場誘導(dǎo)下，聚吡咯分子鏈上的自由電子或空穴載流子遷移而產(chǎn)生界面極化引起高的電流變效應(yīng)。 采用嵌段共聚物（P123）為結(jié)構(gòu)定向劑，分別在碳納米管（CNT）及納米Fe3O4存在下，以原位化學(xué)氧化聚合的方法制備出良好導(dǎo)電、磁性能的聚吡咯基納米復(fù)合材料。當(dāng)碳納米管的含量超過20%時，其導(dǎo)電率已經(jīng)達(dá)到7.0 S/cm。隨Fe3O4含量的增大，復(fù)合材料的磁化強(qiáng)度可達(dá)24.6emu/g。

電動汽車采用動力電池包提供能源，動力電池的熱管理系統(tǒng)是電動汽車最重要的系統(tǒng)之一。動力電池的熱管理決定了電動汽車的充電速率以及極端條件下的使用性能。項目開發(fā)了高精度的模型并數(shù)值模擬了動力電池包在不同充、放電，不同環(huán)境溫度下的電池溫升及電池包內(nèi)溫度分布，與試驗數(shù)據(jù)對比表面模擬精確，可替代試驗。

地聚合物(Geopolymer)是一種以無機(jī)SiO4、AlO4四面體為主要組成，結(jié)構(gòu)上具有空間三維網(wǎng)狀鍵接結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)硅鋁膠凝材料。/line原材料（高嶺土、堿性激發(fā)劑溶液、硅鋁質(zhì)材料）來源廣泛，室溫條件下養(yǎng)護(hù)，生產(chǎn)能耗低，CO2排放量低。/line快硬、早強(qiáng)，且長期強(qiáng)度高；低收縮；高抗?jié)B；耐高溫、防火性能好；對重金屬離子的固封效率高；具有非常優(yōu)異的耐久性能/line高抗?jié)B/line耐高溫、防火性能好，可抵抗1000~1200℃高溫的熾烤而不損壞，導(dǎo)熱系數(shù)為0.24～0.38W/m?K/line對重金屬離子的固封效率高，對Pb、Cr、Cu、Zn、As、Hg和Cd等重金屬離子的固封效率在95%以上/line具有優(yōu)異的耐久性能，與同強(qiáng)度等級硅酸鹽水泥的抗酸、硫酸鹽和氯鹽侵蝕能力相比，壽命可提高一個數(shù)量級。

研制了一種RE-Bi再生黃銅來改善傳統(tǒng)鉍黃銅由于冷、熱脆性導(dǎo)致的廢料重利用困難的問題。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡觀察合金的顯微組織;采用拉伸試驗測試合金的力學(xué)性能。結(jié)果表明,RE使鑄態(tài)合金晶粒明顯細(xì)化,Bi由膜狀變?yōu)轭w粒狀均勻地分布在基體中;隨著RE添加量的增加,鑄態(tài)、熱軋態(tài)合金的伸長率均呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,在添加0.2%的RE時具有最佳的力學(xué)性能;當(dāng)RE添加量超過0.2%時,合金中生成過量RE化合物,降低材料的力學(xué)性能。

成果介紹物聯(lián)網(wǎng)感知層測試實驗與評估系統(tǒng)是在863主題項目—物聯(lián)網(wǎng)安全感知關(guān)鍵技術(shù)及仿真驗證平臺的資助下完成。仿真平臺為物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點部署后的性能提供一個仿真測試和性能評估的環(huán)境，其特點是：不需要部署真實的感知節(jié)點。通過對物理信道的建模、無線信號特征建模、電源建模和通信環(huán)境建模，能夠最大限度模擬真實環(huán)境下的感知節(jié)點通信過程。仿真的結(jié)果是理論值，可以將感知層測試實驗平臺的數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的初始值，從而提高仿真的精度。其特點和指標(biāo)：（1）針對實際應(yīng)用環(huán)境配置參與通信的感知節(jié)點屬性和參數(shù)，即節(jié)點建模；（2）建模感知節(jié)點的電源模型；（3）根據(jù)用戶的需要選擇節(jié)點部署的方式，并可以對節(jié)點位置、屬性和參數(shù)進(jìn)行手動調(diào)整；（4）能夠加載待測的通信協(xié)議；（5）能夠根據(jù)部署的拓?fù)鋱D產(chǎn)生用戶編程模板；（6）理論上，待測節(jié)點的數(shù)量不設(shè)置上限，但隨著節(jié)點數(shù)量的增加，PC的處理時間將延長；（7）能夠仿真無攻擊或攻擊情況下，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、丟包率、延時、數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄窂介L度、平均能耗和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性等性能；（8）該平臺不受具體應(yīng)用的限制。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)技術(shù)原理：針對物聯(lián)網(wǎng)感知層設(shè)備規(guī)模龐大，部署費時費力，以及部署前很難評估系統(tǒng)性能，部署后加載的協(xié)議一旦不符合要求，重新加載成本巨大的問題，研發(fā)了該平臺。該成果的主要創(chuàng)新性體現(xiàn)在感知設(shè)備和環(huán)境等物理特征建模、測試內(nèi)容和方法、仿真過程和結(jié)果的可視化顯示等方面，使得開發(fā)的系統(tǒng)簡單、易用，測試過程清晰、透明，測試結(jié)果可以分類比較。（1）在感知設(shè)備和環(huán)境等物理特征建模方面 該項目在感知設(shè)備部署環(huán)境方面，分別對室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境進(jìn)行建模。針對室外環(huán)境，該團(tuán)隊主要考慮自由空間的情況下，根據(jù)設(shè)備部署在平坦區(qū)域和非平坦區(qū)域的不同進(jìn)行建模；針對室內(nèi)環(huán)境，該團(tuán)隊主要根據(jù)多徑效應(yīng)、視距是否阻擋以及不同建筑材料（包括：混凝土墻、混領(lǐng)土樓板、天花板管道、金屬樓梯、厚玻璃、木門和隔墻等）對信號衰減的影響進(jìn)行建模。在電源建模方面，主要是根據(jù)不同廠家的5號電池的放電曲線進(jìn)行建模，由其放電電流、放電電壓和持續(xù)時間來確定電源的剩余電量。在芯片建模方面，根據(jù)不同的芯片類型，建模發(fā)射功率、接收靈敏度、RSSI、發(fā)送速率、工作電流和最小工作電壓等主要參數(shù)。（2）在感知層的測試內(nèi)容和方法方面該平臺主要針對感知層需要評價的性能，如：吞吐量、丟包率、延時、平均路徑長度、能耗和連通度等，設(shè)計了其測試方法，新增待測性能可以通過組件的方式擴(kuò)展。為了實現(xiàn)相關(guān)性能測試，首先需要選擇設(shè)備類型和部署場景，如圖1和圖2所示。然后進(jìn)行部署，部署完成后，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生5類文件，即：.ned文件，定義了感知設(shè)備部署后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖3所示；.msg文件，定義了感知設(shè)備之間的通信規(guī)則，用戶可以根據(jù)實際需要進(jìn)行修改和自定義；.ini文件，設(shè)備一旦部署完成后，其id號和位置坐標(biāo)將記錄在該文件中，設(shè)備移動后，該文件對應(yīng)的坐標(biāo)值將自動更新；.h和.cc文件，即用戶待測協(xié)議的源文件。一旦感知設(shè)備部署完成，平臺自動產(chǎn)生這5類文件的初始框架，用戶只需要寫入待測協(xié)議的具體代碼，經(jīng)編譯器編譯后，即可進(jìn)入測試環(huán)節(jié)。具體協(xié)議的代碼可根據(jù)該項目組編寫的編程指南開發(fā)，其開發(fā)環(huán)境與C語言的開發(fā)環(huán)境類似，方便易用。（3）在仿真過程和結(jié)果的可視化顯示方面一旦待測協(xié)議編譯完成，平臺即可開始相關(guān)的測試，此時，用戶可以根據(jù)需要動態(tài)選擇不同的參數(shù)，進(jìn)行測試。開始測試時，平臺將同步顯示協(xié)議的通信過程，如圖5所示。根據(jù)仿真測試結(jié)果，不同的協(xié)議可以進(jìn)行性能對比，如圖4所示為不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)平均能耗對比。該平臺可以在無攻擊和無安全機(jī)制、無攻擊和有安全機(jī)制、有攻擊和無安全機(jī)制、有攻擊和有安全機(jī)制等四種情況下，評估感知層網(wǎng)絡(luò)的性能，并將它們的測試結(jié)果進(jìn)行對比分析。國內(nèi)外同類技術(shù)對比：國際上類似的仿真工具有十種左右，如：TOSSIM，OpenNet，NS2和OMNET等，都是針對傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)，不能仿真技術(shù)體制不同的感知設(shè)備，沒有對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和環(huán)境等物理特征建模，而且無法接入實體設(shè)備，無法進(jìn)行虛實結(jié)合的仿真測試。即使有些工具可以仿真感知層網(wǎng)路，如：TOSSIM，但是只提供TinyOS傳感網(wǎng)絡(luò)的仿真環(huán)境，無法仿真系統(tǒng)的安全性能，無法動態(tài)添加安全策略和安全模型。而NS2、OpenNet和OMNET雖然可以仿真安全協(xié)議，但使用復(fù)雜，不易掌握，無法進(jìn)行多安全機(jī)制對比，無法接入實體設(shè)備。而且，它們仿真的物理層是理想狀態(tài)，造成仿真結(jié)果與實際存在較大的差異。

項目成果/簡介:2018年國家技術(shù)發(fā)明二等獎電網(wǎng)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，架空輸電導(dǎo)線作為電力輸送的“血管”是電網(wǎng)中用量最大、最關(guān)鍵的組成部分之一。導(dǎo)線的導(dǎo)電率每提升1%IACS，全國每年節(jié)約線損超70億千瓦時。特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸電和清潔能源利用的發(fā)展，對架空導(dǎo)線的導(dǎo)電率、強(qiáng)度、耐熱性能和疲勞性能提出了更高的要求。但提升導(dǎo)電率與同時提高強(qiáng)度和耐熱性之間存在矛盾，導(dǎo)致我國電網(wǎng)建設(shè)急需的特種導(dǎo)線難以滿足工程需求。上海交通大學(xué)孫寶德教授團(tuán)隊與江蘇中天科技集團(tuán)合作，經(jīng)十余年研究，取得以下創(chuàng)新性成果：1.發(fā)明了耐熱高導(dǎo)Al-Zr-Y合金材料及微結(jié)構(gòu)調(diào)控工藝，解決了耐熱相粗大和溶質(zhì)鋯(Zr)原子析出不充分的難題，使導(dǎo)電率從60% IACS提高到60.8%IACS，耐熱溫度從150℃提高到210℃。研制的耐熱鋁合金導(dǎo)線電網(wǎng)改造工程中獲得大量應(yīng)用，占國內(nèi)耐熱導(dǎo)線40%市場份額；2. 發(fā)明了高強(qiáng)抗疲勞Al-Mg-Si導(dǎo)線，解決了強(qiáng)化相調(diào)控和超細(xì)夾雜去除的難題，顯著提高了材料的抗疲勞性能，在運行張力增大的條件下，振動疲勞壽命超過3000萬次。研制的特種大跨越導(dǎo)線和全鋁合金節(jié)能導(dǎo)線，占國內(nèi)30%市場份額，特別是大跨越導(dǎo)線，幾乎包攬了國家電網(wǎng)大跨越工程；3. 發(fā)明了高效除氫、活性涂層陶瓷過濾和新型細(xì)化劑制備等導(dǎo)線冶金質(zhì)量控制技術(shù)，解決了微量雜質(zhì)元素與氣體去除的難題，實現(xiàn)了電工鋁導(dǎo)線的導(dǎo)電率從61%IACS提高到62.5%IACS以上，研制的新型節(jié)能導(dǎo)線在特高壓工程中獲得大量應(yīng)用。上述成果依托國家973項目、國家自然科學(xué)基金、上海市節(jié)能減排專項等項目，共獲得19項中國發(fā)明專利，1項美國專利和25項實用新型專利，發(fā)表論文49篇。成果在特高壓電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)增容改造、新能源并網(wǎng)發(fā)電、電網(wǎng)領(lǐng)域節(jié)能減排中發(fā)揮重要的作用，并且出口到歐美及一帶一路沿線國家，海外累計架線超2萬公里，打破國際壟斷，成為中國制造和中國電力走出去的“國家名片”。導(dǎo)線性能測試實驗室超細(xì)夾雜物去除-現(xiàn)場試驗加拿大奧爾茲灣跨海大跨越——世界拉力最大的輸電跨越工程晉東南-南陽-荊門 1000kV 黃河大跨越知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:與企業(yè)合作獲得政府支持情況:國家級計劃/專項類別:國家973項目、國家自然科學(xué)基金、上海市節(jié)能減排專項等

混凝土結(jié)構(gòu)因其脆性大的弱點，在工程應(yīng)用中往往不可避免產(chǎn)生開裂。混凝土結(jié)構(gòu) 因開裂導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)水密性下降、滲漏，影響工程的使用壽命，甚至無法正常使用。 目前，防水材料眾多，可分為柔性防水與剛性防水兩大類。從國外內(nèi)多年的實踐證明， 傳統(tǒng)的柔性防水材料雖然具有柔性特點，耐久性也較好，但與基面混凝土粘結(jié)力弱，尤 其在基面潮濕或有滲水的情況下無法使用，不宜作背水面和潮濕基面的防水。剛性水泥 基防水材料具有柔性材料無法比擬的性能而廣泛應(yīng)用。但目前普遍使用的水泥基防水材 料大部分屬表面密封防水劑，存在防水效果只作用在表面，不能自動、深入地滲透到結(jié) 構(gòu)內(nèi)部；防水效果不持久，隨著時間開始持續(xù)的退化過程；一旦防水涂層遭到破壞，防 水能力隨之喪失等弱點。從混凝土結(jié)構(gòu)開裂原因、工程應(yīng)用特點與防水特性分析認(rèn)為， 開發(fā)出具有微細(xì)裂縫自愈合、滲透結(jié)晶、可在背水面施工等特點的永久性水泥基滲透結(jié) 晶型防水材料十分必要，而且應(yīng)是無毒、無污染，符合可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。 本發(fā)明專利是一種水利、水電、橋梁、隧道、地下、建筑等工程中水泥、砂漿、混 凝土防水、防滲漏的高性能水泥基滲透結(jié)晶型防水涂層材料。 本發(fā)明是一種由活性化學(xué)物質(zhì)、硅酸鹽水泥、石英砂等配制而成的粉狀防水材料， 是有機(jī)化學(xué)物質(zhì)與無機(jī)化學(xué)物質(zhì)的混合體，通過深入結(jié)晶過程對混凝土進(jìn)行有效防水。 當(dāng)本產(chǎn)品與水拌和后，形成具有一定觸變性、流態(tài)漿體，涂刷在潮濕的混凝土基層上， 活性成分滲透進(jìn)混凝土內(nèi)部，并反應(yīng)生成不溶性的晶體。其活性化學(xué)物質(zhì)與混凝土中未 水化的水泥顆粒發(fā)生水化反應(yīng)，并促進(jìn)水泥水化，形成水泥水化晶體，生成的大量晶體 填充、封堵混凝土的孔隙和毛細(xì)管，使水無法進(jìn)入混凝土從而達(dá)到防水的目的。混凝土 干燥時，活性化學(xué)物質(zhì)處于休眠狀態(tài)；有水滲入時，該物質(zhì)繼續(xù)水化生成新的結(jié)晶自動 修補(bǔ)，從而達(dá)到永久防水作用。可廣泛用于水泥混凝土工程的防水、防滲漏、防潮。

本發(fā)明公開了一種離子交換性能的膜材料，該膜材料為致密結(jié)構(gòu)或微孔結(jié)構(gòu)，由具有離子交換性能的高聚物和非離子交換性能的高聚物共混而成，其中離子交換性能的高聚物和非離子交換性能的高聚物之間的質(zhì)量比為5％/95％～95％/5％。本發(fā)明還公開了這種膜材料在陰離子和陽離子的分離和回收的膜萃取方面、在脫除氣體中的水蒸氣方面和在非壓力推動正滲透過程中對水體系的脫鹽方面的應(yīng)用。本發(fā)明的膜材料擺脫了支撐液膜的支撐的概念，其化學(xué)穩(wěn)定性高，對離子的傳質(zhì)阻力低。該材料不僅在液膜離子分離過程中提供長期穩(wěn)定性，而且在其他諸多分離領(lǐng)域中找到應(yīng)用點。