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材料科學與工程系副教授劉瑋書課題組在Mg2Sb1.5Bi0.5:Mn0.01剛性室溫熱電材料和離子液體調制的PEDOT:PSS/IL 柔性熱電材料方面取得研究新進展，相關成果分別發表在Research和Journal of Materiomics上。在剛性Mg基新型室溫熱電材料方面，劉瑋書課題組與南科大物理系張文清教授和黃麗副教授合作，揭示了基于電子輸運通道保護思想的功率因子增益策略，提升了Mg熱電材料的室溫性能。相關成果以“The Electronic Transport Channel Protection and Tuning in Real Space to Boost the Thermoelectric Performance of Mg3+δSb2-yBiy near Room Temperature”為題發表在由中國科協與《Science》雜志合辦的高水平綜合性期刊Research上。在柔性PEDOT基新型室溫熱電材料方面，劉瑋書課題組在離子液體改性PEDOT/IL有機柔性熱電薄膜材料研究的基礎上，加入了還原劑調控導電聚合物鏈氧化態優化策略，使材料在保持良好的力學性能的同時，提高薄膜的塞貝克系數從而達到優化薄膜性能的目的。相關成果以“Enhanced thermoelectric performances of flexible PEDOT:PSS film by synergistically tuning the ordering structure and oxidation state”為題發表在中國硅酸鹽學會主辦的高水平期刊Journal of Materiomics上。

“氫化燃燒合成（HCS）鎂基儲氫合金”項目，先后獲得國家自然科學基金、國家“863”項目和江蘇省高技術研究重大項目的資助，并與美國通用（GM）公司開展國際合作。主要研究HCS和高能球磨（MM）復合制備納米鎂基儲氫材料的工藝條件；研究高容量、高活性鎂基儲氫材料的HCS反應過程和MM復合機理；研究HCS＋MM制備鎂基儲氫材料結構特性，揭示低溫高容量高活性儲氫機理。納米鎂基儲氫材料的主要技術指標：（1）儲氫量> 5.5 wt.%，（2）吸氫溫度< 100℃，五分鐘內吸氫達到儲氫量90%，（3

“NMT界喬布斯”許越先生推薦創新平臺 中關村NMT產業聯盟推介成員單位創新產品 “生物安全，人人有責” 推出背景： 在國際競爭白熱化，戰爭形態多樣化的今天，生物安全已成為國家安全的重要組成部分，為積極應對這一挑戰，2019年10月，生物安全法草案于首次提請十三屆全國人大常委會第十四次會議審議。本次新冠肺炎疫情的爆發，讓各界更加意識到，生物安全對于確保國家安全、保障社會穩定、人民群眾生命安全和身體健康的重要性。 國家安全就是國家競爭，歸根結底又是科技實力的競爭！因此，作為中國的高新技術企業，中關村NMT聯盟的會員單位，旭月（北京）科技有限公司利用20多年的技術積累，以NMT：非損傷微測技術為底層核心技術，迅速推出了與國家生物安全相關多種檢驗，監測儀器設備，以及適用于多個學科及領域的研發平臺： 《NMT生物安全創新平臺》特制系列產品！ ? 應對挑戰： 1）準確性：采用選擇性微傳感器技術，檢測方法更直接，排除中間環節的干擾，準確性高。 2）腫瘤組織檢測：腫瘤靶向治療的藥劑研究是領域中的熱點，NMT不僅能夠提供腫瘤組織層面的檢測，更能夠進行活體組織的原位檢測，準確、真實。 分類及用途： 1）《藥劑研究NMT工作站》（型號：NMT-PLR-100） 基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。 ? 2）《藥劑研究NMT工作站》（型號：NMT-PLR-200） 基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。 ? 《藥劑研究NMT工作站》（型號：NMT-PLR-100） 應對挑戰： 1）準確性：采用選擇性微傳感器技術，檢測方法更直接，排除中間環節的干擾，準確性高。 2）腫瘤組織檢測：腫瘤靶向治療的藥劑研究是領域中的熱點，NMT不僅能夠提供腫瘤組織層面的檢測，更能夠進行活體組織的原位檢測，準確、真實。 用途： 基于底層核心NMT技術，以及成熟的技術解決方案，讓科研人員可以馬上投入相關科研創新工作。 ? 參數： 1.基本功能： 1.1針對藥劑研究設計 1.2活體、原位、非損傷檢測 1.3可檢測指標：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 2.性能： 2.1自動化操作 2.2長時間實時和動態監測 2.3無需標記 2.4立體3D流速檢測 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速 《藥劑研究NMT工作站》（型號：NMT-PLR-200） 應對挑戰： 1）準確性：采用選擇性微傳感器技術，檢測方法更直接，排除中間環節的干擾，準確性高。 2）腫瘤組織檢測：腫瘤靶向治療的藥劑研究是領域中的熱點，NMT不僅能夠提供腫瘤組織層面的檢測，更能夠進行活體組織的原位檢測，準確、真實。 用途： 基于底層核心NMT技術，結合自身科研興趣，以及其它相關技術參數，在我方技術人員協助下形成技術解決方案，讓科研人員建立更具獨有創新特色的實驗平臺。 ? 參數： 1.基本功能： 1.1針對藥劑研究和研發設計 1.2活體、原位、非損傷檢測 1.3可檢測指標：H+、K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+、Cl-、O2、H2O2 1.4可實時監測和記錄檢測時的環境參數：溫度、濕度、大氣壓、海拔、經緯度 1.5配備新指標拓展功能 2.性能： 2.1自動化操作 2.2長時間實時和動態監測 2.3無需標記 2.4立體3D流速檢測 3.軟件： 3.1imFluxes智能軟件，可直接檢測、輸出離子分子的濃度與流速，以及檢測時的環境參數

衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。 圖1 實踐十九號衛星成功返回（圖片來源國家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（圖片來源央視新聞頻道）

一、 項目簡介新型磁功能材料目前主要有超磁致伸縮材料、磁性液體材料、硅鋼材料、電磁流變液、壓電和鐵電材料等，這些材料都具有優異的性能和廣泛的應用前景，為電工及相關行業的發展起到巨大的推動作用。在磁功能材料性能測試方面，測試了硅鋼單片及疊片直流偏磁下的磁化特性和磁致伸縮特性，測試了磁性液體的磁化特性、磁粘特性和表面張力等。在磁功能材料數學建模和求解方面，從材料的應用特性著手，以超磁致伸縮材料、磁性液體、硅鋼材料和電磁流變液為例，考慮機械效應、溫度效應、電場效應、磁場效應等因素，利用能量變分原理建立電-磁-機械耦合模型，編制材料應用特性模型與分析軟件。在磁功能材料應用方面，研究了超磁致伸縮力傳感器、加速度傳感器，研究了磁性液體加速度傳感器、傾斜角傳感器、微壓差傳感器等，研究了磁性液體在物體比重測試技術和減振技術中的應用。二、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）在國內外學術期刊和國際會議上發表相關論文100余篇，被三大檢索收錄70余篇。參加相關科研項目16項，其中國家自然科學基金2項，省部級項目11項，技術開發項目1項。授權發明專利2項。三、 高清成果圖片3-4張

隨著集成技術和微封裝技術的發展，電子元器件和電子設備向小型化和微型化方向發展。電子設備所產生的熱量迅速積累、增加。為保證電子元器件在使用環境溫度下仍能高可靠性地正常工作。需要開發導熱絕緣高分子復合材料替代傳統高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發熱元件熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行。高分子材料本身的熱傳導系數比較小，所以填充型高分子復合材料導熱性能主要依賴于填充物的導熱系數、填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時，填料雖均勻分散于樹脂中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時，填料間形成接觸和相互作用，體系內形成了類似網狀或鏈狀結構形態，即形成導熱網鏈。當導熱網鏈的取向與熱流方向一致時，材料導熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導熱網鏈時，會造成熱流方向上熱阻很大。項目采用導熱填料添加的同時，以耐高溫的硅橡膠或者氟橡膠為基體，硅橡膠是由環狀有機硅氧烷開環聚合或以不同硅氧烷進行共聚而制得的彈性共聚物。在有機硅產品的結構中既含有“有機基團”，又含有“無機結構”，這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能于一身。硅橡膠有耐熱，耐寒，有很寬溫度使用范圍，高電絕緣性，良好耐候性，耐臭氧性，并且無味無毒等性能。其最顯著的特點是其優異的耐熱性，可在?O0℃左右的溫度下長期使用，因此被廣泛用作高溫場合的彈性材料。具有耐高溫性的硅橡膠在印刷業、電子、電器、汽車、航空航天等工業部門和高新技術領域的應用是其它材料所不能替代的。

腐蝕環境調查研究：腐蝕的水、大氣、土壤等環境的成分、含量分析，腐蝕性評價等。金屬材料的腐蝕與防護研究：金屬材料的腐蝕調查、評估、解決，金屬腐蝕問題機理研究，金屬防腐蝕方案研究（陰極保護，緩蝕劑等）。例如：儲罐的腐蝕防護、管道的腐蝕防護、道路的腐蝕性問題等。金屬裝置、設備的安全運行評估：金屬裝置、設備安全運行的評價方法、評價體系的建立，設備的安全性評價，設備的使用壽命評估等。主要的服務對象：石油：江蘇油田、勝利油田、新疆油田石化：揚子石化、儀征化纖、梅山化工

鋰離子電池目前廣泛應用于各類便攜式電子設備，在人類社會的信息化、移動化、智能化、社會化等方面凸顯作用，并有望在電動汽車和智能電網等領域大規模應用。商品化鋰離子電池的正極材料主要是無機過渡金屬氧化物和磷酸鹽，其中過渡金屬資源大都不可再生，電池回收利用技術復雜、成本高，從長遠的角度來看可能會面臨資源短缺等難點問題。因此，可循環再生的電極材料開發已成為電池領域的學術前沿和重大需求。有機電極材料由于含有豐富的碳、氫、氧等元素而顯現出可再生、綠色環保、低成本和高容量等優點，近年來受到了廣泛的關注。有機電極材料的制備具有合成創造的特點。有機電極材料一般可以從植物中（比如玉米等作物和蘋果等果蔬）直接提取或者以生物質材料為原料通過簡單的方法制備得到；在有機材料提取制備、電池裝配和回收過程中產生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而體現了很好的循環和可再生性。然而，有機電極材料還面臨著在電解液中溶解度大、導電性差、密度低等難點問題，其材料特征、作用機理、構效關系等亟待深入理解。陳軍院士，1967 年生，1985-1992 年在南開大學化學系學習，先后獲學士、碩士學位，并于 1992 年留校工作；1996-1999 年在澳大利亞 Wollongong 大學材料系學習，獲博士學位；1999-2002 年在日本大阪工業技術研究所任研究員。自 2002 年任南開大學教授、博士生導師，2014 年入選英國皇家化學會會士（FRSC）， 2017 年當選中國科學院院士，2020 年當選發展中國家科學院院士。2020 年重要鋰電成果有：Nat. Rev. Chem.：實用鋰電池有機電極材料的前景 Angew. Chem. Int. Ed.：紫精晶體作為鋰電池正極的儲能機理及結構演化 Materials Today：鋰離子電池高能層狀氧化物正極材料的研究進展與展望

城市生活垃圾焚燒發電目前已被公認為是城市生活垃圾資源化、減量化和無害化處理的的最有效方式，國內外大中城市都通過建設垃圾高效無害處理的焚燒發電廠來處理日益增長的城市垃圾。垃圾成分中腐蝕性物質，在鍋爐內部高溫和壓力下發生復雜的化學、電化學反應，導致焚燒鍋爐主要受熱面煙氣側腐蝕十分嚴重，腐蝕程度和因腐蝕引發的爆管事故遠高于同級別的燃煤鍋爐。受熱面腐蝕問題是嚴重影響垃圾焚燒鍋爐系統安全、經濟運行與壽命的主要問題。 通過本項目的研究，摸清了受熱面腐蝕機理，開發出適合四種工況下膜式水冷壁和過熱器的防腐蝕技術及工藝方案,包括：中溫中壓、中溫次高壓、次高溫次高壓、高溫高壓四種工況，并在相關項目中實際應用效果明顯。項目研究申請并獲得了授權專利多項，形成了豐富的材料體系、成熟的質量工藝體系，具備工業化大規模應用條件。相關成果還可應用于流化床鍋爐、煤粉爐、氣化爐、磷化工黃磷尾氣處理余熱鍋爐、鋼鐵行業焦慮煤氣鍋爐、化工反應爐等領域。 部分專利 序號 專利名稱 專利類型 專利號/申請號 許可方式 1 一種受熱面防磨蝕的水冷壁用管及其制備方法與應用 PCT專利 PCT/CN2018118156 國家階段 2 受熱面防磨蝕的膜式水冷壁及其制備方法 PCT專利 PCT/CN2019071988 國家階段 3 一種在鋼基體上制備耐海水耐腐蝕熔覆層的方法 發明專利 201110122035.9 授權 4 感應重熔與噴射一體化制備垃圾焚燒發電鍋爐管復合涂層的方法 發明專利 201910601418.0 授權 5 鍋爐水冷壁高溫防腐涂層制備與管基體熱處理協同強化技術 發明專利 201910601433.5 授權 6 一種受熱面防腐蝕的水冷壁及其制備方法與應用 發明專利 201811150322.9 實審 7 一種受熱面防磨蝕的膜式水冷壁及其制備方法 發明專利 201811150408.1 實審 8 一種硼化物陶瓷顆粒增強復合材料制備方法 發明專利 201710457857.X 授權 9 基于裂紋擴展效應的陶瓷切割推磨復合式平面加工方法 發明專利 2016110816617 授權 10 一種用廢軋輥再制造成水泥輥壓機的擠壓輥方法 發明專利 201910755439.8 實審 11 鍋爐膜式壁涂層高頻重熔氣體保護抑制管排氧化技術 發明專利 201910731494.3 授權 12 中速磨煤機磨輥耐磨堆焊用粉芯焊絲及其制備與堆焊方法 發明專利 2011103031690 授權 13 用于水泥行業輥壓機的擠壓輥及其制造方法 發明專利 CN106181217A 授權 14 用于制備含有非晶相的高耐磨涂層的粉芯絲材及其制備 發明專利 CN106191738A 授權 15  一種膜式壁表面制備防磨蝕涂層的微熔焊設備 實用新型 201921786621.1 授權 16 一種鍋爐水冷壁專用噴砂機 實用新型 201921786251.1 授權 17 一種膜式壁雙槍立式堆焊裝置 實用新型 201821177387.8 授權 18  一種膜式壁立式堆焊夾具 實用新型 201821177386.3 授權 產品展示 生產工藝 自動化程度高，避免了人為因素； 實現微冶金結合，稀釋率低，結合強度高； 熱變形小，有利于裝配； 涂層質量和成分得到嚴格控制，合格率高； 效率高，安全環保。 特色材料 1.系列合金粉末 完全自主研發的材料體系，并申請發明專利 高Ni、Cr含量，兼具抗腐蝕和抗磨損性能 與基體材料導熱系數及熱膨脹系數相近 根據不同環境的磨損和腐蝕需求，可調整材料配方 徹底突破合金堆焊絲材的局限性 根據垃圾“熱值”、“工業分析”、“元素分析”數據可實現涂層材料針對性配比 2.納米納米高導熱防結焦陶瓷封孔劑 作用: 防止或阻止腐蝕介質浸入基材表面； 延長合金涂層的防護壽命； 用于密封的涂層,防止液體和壓力泄漏； 防止污染或研磨屑碎片進入涂層 保持陶瓷涂層的絕緣性能。 性能： 納米碳化硅粒子具有高導熱系數，是碳鋼的2倍以上，熱膨脹系數小； 硬度是碳鋼的10-15倍，有極強的耐磨特性； 該涂層厚度為幾十微米，大的比表面積使得涂層吸附能力強，不易剝落； 表面光滑平整，不易結焦。 化學性質極為穩定，1000度以下不與常規酸堿鹽反應。  

熱電材料是一種可以將熱能和電能進行直接轉換的新能源材料，基于熱電技術制備的熱電發電或制冷器件具有無活動部件、無污染、無噪聲等優點。傳統的經典碲化鉍基室溫熱電材料是目前唯一被商業化量產應用的熱電材料，主要應用于固態制冷。雖然該材料含有的Te元素豐度極低，并且力學性能不佳，但是自上世紀60年代被發現以來，一直被工業界沿用至今，沒有可替代的材料。隨著物聯