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中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-02-01
中国科大研制一种可替代塑料的仿生可持续结构材料
项目成果/简介:塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队将仿生结构设计理念运用于高性能生物基结构材料的研制，发展了一种被称为“定向变形组装”的新型材料制造方法，实现了具有仿生结构的高性能可持续材料的规模化制备。通过这种定向变形组装方法，团队成功地将纤维素纳米纤维（CNF）和二氧化钛包覆的云母片（TiO2-Mica）复合制备了具有仿生结构的高性能可持续结构材料。所获得的结构材料具有比石油基塑料更好的机械和热性能，有望成为石油基塑料的替代品。该工艺过程宜于放大，产品具有良好的可加工性和丰富多变的色彩和光泽，使其可以作为一种更加美观和耐用的结构材料有望替代塑料。 该材料具有仿珍珠母的结构设计，这种仿生设计有效地改善了材料的力学性能。珍珠母所具有的砖-泥结构，使其可以基于普通的天然物质构筑高性能的材料，并兼具高强度和高韧性的优良特性。研究人员通过多尺度的仿生结构设计和表面化学调控，成功构筑了这种兼具高强韧特点的天然生物基可持续结构材料。二氧化钛包覆的云母片作为仿生结构中的砖块，一方面为结构材料提供了远高于工程塑料的强度，另一方面，还通过裂纹偏转等仿生结构原理，大幅提高了材料的韧性和抗裂纹扩展性能，为该材料作为一种新兴的可持续材料替代现有的不可降解塑料打下了坚实的基础。
中国科学技术大学
2021-04-11
一种结构可控的三维石墨烯多孔材料制备方法
构建三维多孔结构 CAD 模型，并通过增材制造技术制得相应形 状的三维多孔金属结构；在惰性气体的保护氛围下，将所制得的三维 多孔金属结构升温至 900℃～1500℃，然后冷却至室温；然后进行喷 砂和超声清洗处理以获得金属模板；通过化学气相沉积法在金属模板 上生长石墨烯薄膜；配置腐蚀液并在 60℃～90℃的温度下回流溶解金 属模板，经洗涤和干燥处理后即得到三维石墨烯多孔材料产品。通过 本发明，能够有效克服现有技术中所存
华中科技大学
2021-04-14
装配式结构功能一体化围护体系关键材料开发
开发出了FCST(负离子超疏水防护涂层)、SGNF(SiO2高耐沾污耐腐蚀涂层)、FFT(防辐射涂层)等材料的应用技术。进一步优化了UHPDC材料体系和工艺技术路线，同步提升材料强度和韧性。开发出了建筑信息模型(BIM)信息系统，实现装配式建筑设计、生产、施工等全过程信息的融合，打造UHPDC产品先进设计及柔性化、智能化制造生产线。抗压强度120-150 MPa；抗折强度10-20 MPa；抗弯极限强度≥30 MPa；50次冻融表面无破坏；热阻≥0.9(m2 K)/W(厚度30-50mm)；燃烧等级A级；水接触角<15°，表面亚甲基蓝降解率≥90%。本研究开发成果集科技、绿色、艺术于一身，融结构与功能于一体，通过项目实施，能够推动建筑材料、建筑、环保、文化等产业的融合升级和产业链的延伸。
项目已完成中试，产品进入小批量生产及销售阶段，填补国内空白。经国家化学建筑材料测试中心、江苏省建材建工检测中心和中国科学院理化技术研究所测试，各项性能指标均达到设计要求；产品在南京青奥中心、上海迪斯尼、武汉辛亥革命纪念馆、上海钱学森图书馆、唐山第三空间工程、卡塔尔图书馆、阿尔及利亚嘉玛大清真寺等中应用，获得好评。
南京工业大学
2021-01-12
有机官能化系列笼型倍半硅氧烷纳米材料制备技术
该技术通过分子设计和环境友好的水解反应，利用顶角-戴帽法和官能团剪裁等手段制备带有多种可反应性基团的中空笼型纳米材料。材料具有质轻、透气、超低介电常数、耐热、易加工、可溶解性、生物相容性等特性，体现了不同于传统纳米材料的优点，与聚合物有非常好的相容性和分散性。这类有机－无机杂化材料实现了将有机材料的耐热性能和高强度与有机高分子材料的加工工艺简单完美结合的目的。 笼型倍半硅氧烷与高分子聚合物的相容性良好，基本可以达到分子级均匀分散，这是普通无机填料无法达到的，得益于笼型倍半硅氧烷分子具有有机部分，既使在惰性基团取代笼型倍半硅氧烷中也可以与有机基体实现良好的相容行为。同时，材料的耐热性能指标（如玻璃化转变温度，5%质量损失热降解温度）均有大幅度提高，这是因为笼型倍半硅氧烷的Si－O骨架部分提供了优异的抵抗热冲击性能，此外，还可以利用多官能化笼型倍半硅氧烷进行交联反应实现三维交联结构，以进一步提高耐温性能。另外，笼型倍半硅氧烷可以作为各种催化剂和其他功能性材料的载体，在拓宽这些功能材料使用温度的同时提高其某些性能，如提高电致发光材料的发光效率和发光纯度，提高催化剂的催化效率和选择性。 可以预见，随着各个交叉学科领域的不断扩展，笼型倍半硅氧烷作为典型的有机-无机杂化材料的优异性能将会引起人们越来越浓厚的研究兴趣。 粒子尺寸：1.5～3nm；溶解性：根据官能团不同，可溶解于有机溶剂或水；颜色：白色；耐热性：热分解温度在250℃以上。可用于耐高温材料、航空航天材料、复合材料、超低介电材料、塑料及纤维改性、功能高分子材料、特种涂料、生物材料等制备。在高附加值材料领域，应用前景广阔。项目投资300～400万。
北京化工大学
2021-02-01
二维钙钛矿纳米材料用于光催化降解黑臭水体
产品服务:焦化厂外排废水含高浓度有毒、难降解的氰化物、COD及氨氮称为焦化废水，是一种较难处理的有机废水，传统处理方法后无法达标。随着国家对环保问题的的日益重视以及国民环保意识的不断提高，废水的排放标准也变得更为严格。各国学者经过不断的探索研究出了一些新的焦化废水处理技术，如：电化学氧化技术、光催化氧化技术、膜技术等。这些技术对焦化废水中的污染物处理的较为彻底且不会产生二次污染，但是这些技术投资成本和运行成本较高并且很多仍处于理论研究和实验室研究阶段，较难实现大规模工业化应用。项目优势:本研究以铁基的纳米材料制备电极具有单个优点：高效降解焦化废水，高的使用寿命；低的处理成本。 市场概况:发展规划： 本团队计划创立集特色催化剂和配套设备为一体的纳米电催化工艺，以去除焦化废水中的难降解污染物为主要目标，同时实现脱色、除臭和净化水体的目标。经营目标是以上海环保公司为依托，对于他们在工程应用中的水处理需求，公司为其提供相应的环保咨询和先进的水处理产品，互利共赢。与此同时也要逐步提高产品品牌的市场认可度以及品牌效应。 商业模式:盈利模式： 前期以Fe基纳米电极与配套电催化设备的批量生产和销售为主，在产品推广到一定阶段后，以实际废水处理工程项目承包运营为主。
同济大学
2021-04-10
一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置
本发明公开了一种生产非晶纳米晶软磁材料的冷却辊装置。它主要包括：辊基体、辊套、第一盖板、主轴和第二盖板，主轴上设有辊基体，辊基体外圆侧设有辊套，辊基体两侧分别设有两个盖板，并且通过辊套相连，两个盖板外周边设有与辊套相配合的凸环，辊基体外圆中心区域设有环形凸台，辊套内表面中心区域排布有螺旋形水槽，螺旋形水槽端面与辊基体的凸台外圆面贴合形成螺旋形冷却水流动通道，辊套内表面外侧与两个盖板以及辊基体外圆面共同围成左右两个对称的阶梯状环形等间距冷却水流动通道。本发明冷却辊的水道结构设置有助于实现辊套与非晶带材接触区域内的温度场分布均匀化，从而改善非晶宽带制品由于冷却不均匀而产生的一系列缺陷。
浙江大学
2021-04-11
制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法、产品及应用
本发明公开了一种制备纳米FeOx/NiOy/介孔材料催化剂的方法，包括：将Ni2+与Fe3+的水溶液与介孔材料混合浸渍，干燥，焙烧，还原，制得混合相的多金属氧化物催化剂。本发明还公开了一种上述方法制备得到的催化剂及应用。本发明利用介孔材料对纳米粒子的生长进行空间限定，获得粒径均匀的纳米粒子。通过铁和镍的共同负载进一步改善纳米粒子的形状、粒径和分散性，提高催化剂活性，极大提高了有机物的芬顿降解速率和双氧水利用率。该催化剂应用方法简单，活性组分的种类和比例可通过还原温度精确控制，具有多组分多价态共存的特征。本发明制备方法简单，氧化剂绿色环保，能够直接在室温下反应，利用率高，具有产业化的应用前景。
浙江大学
2021-04-13
超分子纳米材料吸附剂在环境污染治理中的应用
本成果将超分子化学与纳米化学进行有机地结合，采用冠醚、环糊精、杯芳烃等超分子主体化合物与与多种纳米材料相结合，制备了一种新型的吸附剂，并应用于刚果红染料的吸附、 解吸； 制得新型的具有捕获分子功能的 β-环糊精/聚乙烯醇纳米纤维膜（β-CD/PVAnfm）。
扬州大学
2021-04-14
二维钙钛矿纳米材料用于光催化降解黑臭水体
焦化厂外排废水含高浓度有毒、难降解的氰化物、COD及氨氮称为焦化废水，是一种较难处理的有机废水，传统处理方法后无法达标。随着国家对环保问题的的日益重视以及国民环保意识的不断提高，废水的排放标准也变得更为严格。各国学者经过不断的探索研究出了一些新的焦化废水处理技术，如：电化学氧化技术、光催化氧化技术、膜技术等。这些技术对焦化废水中的污染物处理的较为彻底且不会产生二次污染，但是这些技术投资成本和运行成本较高并且很多仍处于理论研究和实验室研究阶段，较难实现大规模工业化应用。
同济大学
2021-02-24