高分子小分子杂化系高性能阻尼材料的基础研究及其应用开发

本项目根据高分子与有机小分子的杂化概念构筑新的高性能阻尼材料。该方法通过相分离构造的动态控制和氢键的积极利用，形成极性高分子与受阻酚、受阻胺等功能性有机小分子的纳米级杂化。这种高分子与小分子的杂化材料不但具有（最高性能的）阻尼、形状记忆（形状记忆橡胶为首次发明）、自粘接等多种功能；而且对于使用中产生的性能下降和功能丧失具有自修复特性用完后可利用加热等手段将氢键切断实现各组分的分别回收。可广泛应用于交通工具、产业机械、建筑土木、家用电器、精密仪器和军事装备等各种振动物体表面，从而起到减振降噪的效果。该系列阻尼材料具有广阔的应用领域和良好的产业化前景。     

借激光之力,筑石墨烯集成之梦

随着便携式电子设备的快速发展,对于器件小型化和灵活性的需求正在成为一个重要的趋势。石墨烯是sp2杂化单原子层的二维晶体,具有独特的电学、机械、热学性质,较大的比表面积、较低的制造成本等,广泛的应用在可穿戴、智能电子器件等领域。尽管目前已有一些报道提出了很多关于石墨烯基可穿戴柔性电池、电容器以及集成电路、驱动器件的研究,但是大多数制备方法存在制备过程烦琐、操作复杂、制备和加工样品时间较长、样品容易遭到污染等问题,限制了其商业化的应用。此外,有效实现石墨烯功能复合材料的规模化制备仍然具有很大的挑战性。激光加工为非接触式加工技术,其较快的材料加工速度、较大的扫描面积、优越的纳米空间分辨率和逐步处理为高效、快速制备和加工石墨烯提供了新的思路。本文提出了一种激光区域选择性微加工氧化石墨烯纤维以及快速、大体积制备石墨烯功能复合材料的新方法;构建了不同结构的石墨烯/氧化石墨烯一体化纤维电容器,并获得了湿气响应刺激的可编织石墨烯基纤维驱动器,通过调节不同的激光参数,纤维在湿气下发生弯曲、弯折及螺旋扭转等复杂的响应形变;采用激光照射氧化石墨烯凝胶,引发凝胶迅速自发的还原反应,极短时间内将整个氧化石墨烯凝胶还原成石墨烯块。基于此成功制备了大块的三维结构石墨烯、化学掺杂的石墨烯、金属以及金属氧化物掺杂的石墨烯等。     

量子材料中的有序现象及其调控的研究进展

关联体系中多种量子有序态的竞争催生了极其丰富的物理性质和相图,对它们的研究将加深人们对量子材料中基本现象和规律的认识。而对量子序调控机制的研究,将有可能产生新的关键技术和新原理原型器件。本综述介绍了国家重点研发计划项目"关联体系多种量子有序态的竞争与调控"执行两年来,在量子材料的自旋量子纠缠序、向列序、电荷序、轨道序、超导序和拓扑序等多种量子有序态的机理与调控研究中取得的主要进展。着重介绍发现了多种基于有机-无机杂化结构的超导体系和一系列含稀土元素的新型铁基超导体,在自旋液体中发现分数化的激发,对FeSe_(1-x)S_x中向列序与超导序相互作用和Li_(0.8)Fe_(0.2)OHFeSe表面电子结构和超导电性的研究,对重费米子体系中电子的局域行为和巡游行为的相互作用的研究,以及实现了固体离子门电压的调控技术并得到了多种体系的相图等重要发现。这些研究成果加深了我们对量子序的认识,建立了研究和控制量子序的手段,也为未来量子序的应用打下了基础。     

面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器研究进展

本文对纳米科技重点专项《面向典型污染物检测的纳米敏感材料与高性能传感器基础研究》项目中期进展情况进行了总结。该项目针对高危有机化学品和持久性有机污染物的检测,重点开展四方面的工作,一是研究纳米结构材料与待测目标物的相互作用及敏感机制,为传感器的研究提供敏感材料;二是研究纳米材料表面功能化与富集分离工作机制,为传感器的研究提供特异性富集分离材料;三是研究敏感信号转换机制及超高灵敏检测方法,为传感器的研究提供设计和制造基础;四是综合上述三方面的研究成果,重点研制针对六六六、汞、TNT和沙林等的高性能现场快速检测传感器,并对传感器进行应用示范。经过两年的努力,项目提出了5种纳米敏感结构构筑新方法,实现了纳米敏感结构阵列的大面积构筑;通过纳米结构表面修饰与异质包覆,实现了选择性敏感效应;发展了系列阶层多孔纳米材料的功能化制备以及毒性甄别方法;硅纳米线实现了三维可控批量制造;提出了高能效下沉式三维微加热器结构;在硅纳米线上实现了多种基团分子的简单、可控修饰;初步形成了传感器制造平台方案,研制出原型传感器,确定了示范应用方案。     

MARK2激酶是PAR3／PAR6／aPKC复合体调节海马神经元极性的下游因子

中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）俞书宏课题组，一直致力于模拟生物矿化设计和构筑具有特殊结构与形状的复杂结构功能材料研究。日前他们将水溶液中的双亲聚合物模板控制矿化过程成功拓展到混合溶剂体系，在混合溶剂中以两亲聚合物长链多肽PEG-b-pGlu为晶体生长修饰剂，成功合成了高度单分散的球文石碳酸钙微球，并实现了对其形状的有效调控。     

城市污水再生与循环利用的关键基础科学问题

本文通过对城市污水再生与循环利用的国家重大需求和国际前沿研究工作的深入分析,阐明了城市污水再生与循环利用研究所呈现的"机制微观化"、"过程安全化"、"技术集成化"和"系统生态化"等基本特征,总结出污染物的去除与转化、化学物质能源化以及再生水循环过程的生态风险控制等在城市污水再生与循环利用研究中需要重点解决的关键科学问题,展望了为促进我国城市水系统可持续发展而应重点开展的4个研究方向:(1)污水再生及循环的物质转化与能源转换机制;(2)再生水生态储存与多尺度循环利用原理;(3)城市水系统水质安全评价与生态风险控制方法;(4)基于"再生水+"的可持续城市水系统构建理论。     

WGB长效复合彩色防水涂料

一、主要技术内容 防水材料是建筑有关行业的重要功能材料,是建筑材料工业的一个重要组成部分.随着我国经济建设的发展,一方面工业与民用建筑对防水材料提出了更高的要求,另一方面防水材料的应用领域还扩展到诸如桥梁、隧道、国防军工、农业水利、食品医药及交通运输等行业和领域.我国防水材料的产量居世界前列,但从产品结构上看90%以上为低档产品,技术含量不高,产品附加值低,可以说处在典型的"大而不强"的位置上.武汉现代工业技术研究院作为新材料的研究机构,随时注意国际国内市场发展趋势及市场需求.     

抗氧化尼龙66的研制与开发

一、项目概况 为获得综合性能优异的聚合物材料,除了继续研制合成新型聚合物外,对已有聚合物进行改性成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径.聚合物改性可使聚合物材料的性能大幅度提高,或被赋予新的功能,进一步拓宽了聚合物的应用领域,大大提高了聚合物的工业应用价值.尼龙66因具有优良的物理机械性能,在塑料和纤维领域得到了广泛的应用,该项目采用添加抗氧剂的方法来改善尼龙66的抗氧化性能,以克服尼龙66在生产、存放和加工使用过程中易氧化的缺点.     

飞秒激光3D打印蛋白质光子器件

蛋白质是生命活动得以进行的重要物质基础。经过长期的自然进化,多种多样的蛋白质分子结构、性质、功能独特而又千差万别,且很多都难以被人工材料所仿制和替代。近年来,人们将各种蛋白质(及衍生物)基生物材料与先进微纳加工和集成技术有机结合,以蛋白质为重要、关键乃至核心材料,实现了各种新型功能化微纳结构、器件与集成系统——这已成为蛋白质基生物材料的一个重要的前沿研究方向、应用领域和发展趋势。尤其是蛋白质(及衍生物)在微纳光/电(子)相关的多学科领域交叉性应用方兴未艾。但是,大部分微纳加工成型技术在亚微米乃至纳米精度真三维等能力上的不足或缺失,限制了蛋白质基生物材料在微纳尺度应用的进一步发展(尤其是三维光子器件与系统)。而另一方面,利用飞秒激光直写技术,人们已经成功地制备了各种器件构型的高质量二维和三维微纳光子器件。本文着重介绍利用蛋白质材基的飞秒激光直写技术。首先,以蛋白质基材料作为人工合成聚合物的环境、生物兼容理想替代材料,获得亚微米乃至纳米级精度的各种高质量二维和三维蛋白质基微纳光/电器件,较好地实现其原型功能;其次充分挖掘、利用蛋白质本征性质,赋予所制备器件新颖多样的特性与功能。最终实现在材料功能特性和器件几何构型上"双重"任意设计和可控的飞秒激光直写定制,而有助于推动其多样化的应用拓展。     

基于纤维成分分析的消费品反欺诈检测关键技术研究

文章从研究特种动物纤维和新型功能纤维入手,系统分析了6种特种动物纤维DNA基因序列、毛发结构,以及10种新型功能纤维的外观形态、化学性能等特征,研发了一系列相关纤维产品的精确定性定量检测方法,建立了相关检测方法标准,为保护消费者权益、纺织服装检验监管提供了重要技术支撑。     

二异丙胺系列高温分子铁电材料研究进展

近年来随着对材料兼顾高性能、柔性、环保、质量轻、低矫顽场、可靠性等诸多要求的不断提高,对传统的陶瓷铁电材料提出了新的挑战。陶瓷材料虽然性能好却含重金属,还存在密度大、重污染、生产耗能高、材料矫顽场高、刚性强等不足。目前陶瓷铁电材料已不能完全满足现代电子信息工业发展对材料的需求,急需寻找新材料去弥补传统陶瓷材料的不足。在此背景下,分子铁电材料由于自身的诸多特点重新受到重视,其质量轻、柔性高、环保、无重金属、能耗低。因此,我们将分子铁电材料与陶瓷铁电材料进行对比研究,借鉴相关研究的新发现、相关理论、重要方法,依托晶体工程和化学多样性为分子铁电材料研究提供有效帮助并构筑分子模型和设计调控结构,以寻求在性能、能耗、环保、柔性等多个角度实现突破,进而合成新型分子铁电材料,为其将来实用化和系统的科学研究提供指导和材料基础。     

人体装甲挑战现代枪械

<正>今天的人体装甲可以抵抗各种冲锋枪,乃至重型机枪的打击,绝大多数人对此难以置信,因为他们不了解过去35年内发生的一场纤维革命。1971年,美国杜邦公司试制成功PPTA纤维,注册商标为"凯夫拉(Kevlar)"。"凯夫拉"的强度是高强度合金钢的5倍,是一种名副其实的超级纤维。在它的影响下,高强度聚乙烯纤维、碳纤维和硼纤维等其他类超级纤维纷纷亮相,并走向实用化,掀起了一场材料革命。"凯夫拉"大大地减轻了人体装甲的重量。自从现代枪械     

解读"石墨烯"

正石墨烯(graphene)是碳单质的一种同素异形体,由碳原子以sp2杂化方式形成的六角环状二维原子晶体材料,也是以sp2杂化为主的碳质材料的基本结构单元。理论上,石墨烯只有单个碳原子层的厚度,约0.35纳米。实际上,人们常把10层以内的薄层石墨统称为石墨烯材料。石墨烯译自英文"graphene",是由graphite(石墨)和ene(烯类词尾)组合而成的名词。2010年10月,瑞典皇家科学院宣布将2010年度诺贝尔物理学奖授予英     

中空纤维膜在生物分离行业生产中的应用

中空纤维分离膜在生物分离领域已得到了广泛的应用,特别是天津某公司生产的聚偏氟乙烯中空纤维分离膜,以其优良的耐污染性能在发酵液的浓缩、提纯与精制、生物分离等方面都实现了工业化生产.随着膜技术的进一步发展,其应用领域必将会不断扩展.     

关联电子材料的自旋态限域调控与自旋电子器件应用研究进展

关联电子材料具有丰富的自旋序,包括铁磁、反铁磁、亚铁磁、螺旋磁序等,这些自旋序与电子轨道态、电荷空间分布等其他量子态存在强烈耦合,因而可以通过外场来实现不同自旋序的时域和空域调控。相对于存在化学界面的传统异质结构,在关联电子材料中利用外场限域调控,可以实现无化学界面的不同自旋序结构的空间可控排列,从而构筑基于同一材料的新型自旋电子器件。本项目围绕关联电子体系多量子态的调控规律展开,通过自旋电子学与量子物理、表面物理以及电介质物理的交叉,探索具有多场(磁场、电场、光场、应变场)可控性的新型关联自旋电子材料,发展新型的多场调控技术,揭示自旋序与量子态耦合机理,设计新型自旋电子器件,进而实现在同一关联电子材料中集成非挥发性自旋存储与逻辑运算功能。     

怨恨对技术合理性的反叛

技术合理性是现代性的一个核心问题,其作为现代性运动的必然结果,充分彰显了人类在实践活动中理性安排世界秩序,以摆脱命运的偶然性的欲望与能力。技术合理性在建构技术社会的过程中,集技术功能、社会功能和精神气质结构功能于一身,不仅重新构筑了现代社会的经济、政治和文化结构,而且重构了人的精神气质结构,尤其透射出在以技术合理性为主导的现代社会中怨恨的积聚过程。     

科学家研发出防喷溅材料

<正>英国科学家正在研发的新型"防喷溅"技术,能够避免浴室、医院和厨房等场所发生不愉快的、甚至对人体有害的事件。他们表示解决方法其实很简单,只需添加一层薄薄的软性材料,如凝胶或橡皮等,便能大大减少液滴的喷溅,防止"危险或恶心"的液体喷到使用者身上、或随着空气扩散。牛津大学的科研人员研究了当液滴击中软性材料表面时发生的情况,他们采用的实验材料为乙醇液滴,以及由硅制成的基材,     

北京及周边地区大气污染机理及调控原理研究

"首都北京及周边地区大气、水、土环境污染机理与调控原理"中大气分项目着重研究北京城市大气边界层动力、热力结构和边界层中大气污染物的物理化学特征及其变化规律,并对大气污染物的输送扩散、转化进行研究,开展城市大气污染数值预报模式及其预警系统的研究,这是本世纪城市环境研究的重大课题之一.本研究揭示城市大气环境污染调控原理,并提出治理方案.城市大气边界层系统观测及城市大气边界层物理过程和污染物化学过程之间强非线性、强非均匀性及耦合理论预测模型研究,大气与水、土多圈层相互作用的机理研究为实施北京"蓝天碧水"环境工程目标提供大气、水、土工程决策与规划,为北京地区污染综合治理提供了科学依据和理论基础.     

压电精密驱动功能部件的基础研究

精密驱动功能部件是高端装备的关键基础件,广泛应用于航空航天等领域,对国家的科技影响力和国防威慑力有着重要影响。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》中,以"嫦娥系列-探月工程"为代表的多个重大专项对精密驱动功能部件的轻量化、精密化和智能化等方面提出更高的要求。国家重点基础研究发展计划(973计划)"压电精密驱动功能部件的基础研究"项目围绕压电驱动功能部件(超声电机系统)的织构化接触界面的能量传递机理、压电器件和摩擦副的设计制造、系统的高精度控制3个方面的关键科学问题开展了系统深入的研究,并取得了一系列重要研究成果。本文从国内外研究现状和国家需求、关键科学问题、项目研究进展、总结与展望四部分进行论述。     

热界面材料的研究进展

热界面材料(TIMs)是解决微电子领域散热问题的根本途径,目前大家高度关注如何构筑超结构高导热TIMs并降低界面热阻。本文系统介绍了常用的TIMs和研究热点,以及存在的问题、可能的解决方案和未来发展方向。最后从热导率预测模型、粘结层厚度预测模型、填充颗粒体积分数对TIMs的热阻影响、接触热阻预测模型等方面介绍了热界面模型的最新发展。为研究者和相关行业人员全面了解及深入研究TIMs提供了有益的参考。