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國內(nèi)現(xiàn)有的中低介微波介質(zhì)陶瓷不能同時實現(xiàn)高Q值與近零τf，經(jīng)過科研攻關(guān)，研發(fā)了4種中低介微波介質(zhì)陶瓷復合材料，實現(xiàn)了優(yōu)異的微波介電性能，填補了國內(nèi)該范圍微波介質(zhì)陶瓷的空白。獲得江蘇省復合材料科技進步獎二等獎，石油與化工部科技獎(發(fā)明三等獎）。

青島鉅策碳材料技術(shù)研究院有限公司成立于2020年05月26日，注冊地位于山東省青島市黃島區(qū)濱海街道古鎮(zhèn)口軍民融合創(chuàng)新示范區(qū)融合路687號，法定代表人為朱波。經(jīng)營范圍包括從事新型材料領域內(nèi)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務、技術(shù)推廣、技術(shù)轉(zhuǎn)讓;生產(chǎn)、銷售：機械設備及配件；經(jīng)營其他無需行政審批即可經(jīng)營的一般經(jīng)營項目。

技術(shù)成熟度：技術(shù)突破 1.原理：結(jié)合磁浮列車極端運行工況，充分考慮運行環(huán)境的強磁場，深入研究機-電-磁耦合機制，精確調(diào)節(jié)磁體懸浮姿態(tài)，以實現(xiàn)超導磁體在液氮溫區(qū)（-196℃）自穩(wěn)定懸浮。 2.創(chuàng)新點： （1）研發(fā)國產(chǎn)化低功耗懸浮控制模塊，能耗較進口設備降低35%； （2）突破-196℃環(huán)境下多系統(tǒng)協(xié)同控制技術(shù)，填補國內(nèi)工程化應用空白。 3.應用場景： （1）高速磁浮列車靜懸試驗臺 （2）精密儀器運輸平臺 （3）航空航天地面測試裝備 4.應用案例：前期開發(fā)的自由度控制系統(tǒng)，已被合作團隊應用且效果較好。

臨床上，由于病原體與宿主之間復雜的相互作用，病毒-細菌混合肺炎會導致非常高的死亡率，對全世界人類健康造成了嚴重威脅。在新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)全球大流行期間，幾乎所有嚴重的COVID-19患者都因繼發(fā)性細菌感染而接受抗生素治療，許多患者死于細菌繼發(fā)感染而非病毒本身，包括多重耐藥細菌感染。

非線性光學開關(guān)材料是非線性光學材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學環(huán)境變化等）變化下，能夠在非線性光學 “開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)間切換的物質(zhì)。先前的大多數(shù)研究主要集中于液態(tài)材料，但其易失諧以及不穩(wěn)定等特點，使得液態(tài)開關(guān)材料難以獲得實際應用。而固態(tài)非線性開關(guān)材料具備非線性性質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定、易于調(diào)控等優(yōu)勢；但是目前具備固態(tài)非線性開關(guān)特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結(jié)構(gòu)構(gòu)筑基元是強響應非線性活性基團，而且環(huán)境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經(jīng)報道的固態(tài)非線性開關(guān)材料在狀態(tài)間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴重限制了固態(tài)非線性材料在溫度響應方面的應用。 2018年吳立明課題組從理論上預測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學材料，并對其非線性光學性能進行了系統(tǒng)研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發(fā)現(xiàn)：該化合物可在溫度變化下發(fā)生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉(zhuǎn)變。通過單晶結(jié)構(gòu)表征分析證實，該相轉(zhuǎn)變需要克服氫鍵網(wǎng)絡重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調(diào)控(NH4)2PO3F中的氫鍵結(jié)構(gòu)，有望實現(xiàn)對該化合物相變能壘和相變溫度的調(diào)控。據(jù)此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環(huán)境的特點，設計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結(jié)構(gòu)中氫鍵網(wǎng)絡不斷被削弱，發(fā)生相轉(zhuǎn)變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現(xiàn)為非線性開關(guān)激發(fā)溫度Tc的不斷降低。因此，通過調(diào)控材料中K+離子的含量，固態(tài)非線性開關(guān)材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現(xiàn)激發(fā)溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)。這是首次實現(xiàn)對固態(tài)非線性開關(guān)材料激發(fā)溫度的調(diào)控，并且根據(jù)K+離子含量的控制，可實現(xiàn)在120攝氏度范圍內(nèi)的寬溫度連續(xù)可調(diào)。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當K+含量高于30%時，由于氫鍵結(jié)構(gòu)的過度削弱，該相轉(zhuǎn)變消失，這與實驗結(jié)果相符。該工作系統(tǒng)深入地探究了內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與宏觀非線性光學開關(guān)性質(zhì)之間的內(nèi)在機制，不僅打破了傳統(tǒng)非線性開關(guān)局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調(diào)控宏觀性質(zhì)提供了有益的參考。

半導體納米線是一種獨特的準一維納米材料。它不僅是電荷的最小載體，也是構(gòu)建新的復雜體系和新概念納米器件的基元。在該領域中，新現(xiàn)象和新概念層出不窮，推動著材料、物理、化學等交叉學科的發(fā)展，并將對未來電子、光電子、通訊等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。在這一當今最前沿的研究領域中，國際上尤其是發(fā)達國家集中了最精銳的研發(fā)力量，以期望在納米器件的實用化方面有所突破，在未來高科技爭奪戰(zhàn)中，保持領先并居于主導地位。在納米研究領域，美國政府僅在2005年就投入10億美元，而日本在同一年的投入約12億美元。 我國的《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》中也已經(jīng)把納米科技作為基礎研究重大研究計劃，列入重點支持范圍。其中一維功能納米材料的控制合成、性能調(diào)控及應用研究是目前納米材料研究的世界熱點。 張躍教授承擔了973、863、重大國際合作、自然科學基金杰出青年基金和面上項目等各類納米研究方向的課題，通過創(chuàng)新合成方法、優(yōu)化合成工藝，實現(xiàn)了多種形貌的一維功能納米材料的可控制備，利用等多種手段對納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)進行了表征，并對其生長機理、力學性能以及光致發(fā)光、場發(fā)射、導電性等物理性能進行了系統(tǒng)和深入的研究，特別是在碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用領域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改進了ZnO和摻雜ZnO一維納米材料的制備方法。采用化學氣相沉積法，在較低溫條件下，通過不同工藝成功制備了純ZnO及In、Mn、Sn等摻雜ZnO納米棒、納米線、納米帶、納米電纜、納米陣列、四針狀納米棒、納米梳、納米盤等多種形貌結(jié)構(gòu)的納米材料，實現(xiàn)了一維ZnO納米材料較低溫度條件下形態(tài)和尺度控制生長，產(chǎn)物品質(zhì)純凈、產(chǎn)率高、質(zhì)量好，易于工業(yè)化生產(chǎn)。制備方法受到國際同行的高度評價，認為是半導體制造領域中氧化物納米結(jié)構(gòu)集成方法的重大進步，不僅對從事納米材料研究的科學家，而且對半導體產(chǎn)業(yè)意義重大。有關(guān)雙晶ZnO納米帶的論文發(fā)表在國際知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，論文被引用60余次，位列該期刊2003至2007年被引用前50名之內(nèi)。 2.提出了一維氧化鋅納米材料新的生長機理。首次合成四針狀納米氧化鋅材料并揭示了該結(jié)構(gòu)的八面體孿晶核生長的理論模型，該研究結(jié)果的論文發(fā)表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是達到了130 余次。首次發(fā)現(xiàn)和論證了一維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)中的螺旋位錯誘導晶體生長機理，觀察到了一維氧化鋅納米材料存在的大量螺旋位錯、周期性的位錯及生長臺階，發(fā)現(xiàn)生長是沿著位錯進行，且與其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究單根ZnO和In-ZnO納米線的力學行為。利用TEM對單根納米線加載交變電壓使其發(fā)生共振，原位測量其本征共振頻率，通過計算得出氧化鋅納米線的彎曲模量。氧化鋅納米線可以構(gòu)建納米懸臂梁和納米諧振器，通過氧化鋅納米線構(gòu)建的納米秤，測量了黏附在納米線自由端的納米顆粒質(zhì)量。該研究論文發(fā)表在英國物理協(xié)會的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被評為該期刊2006年度的頂級論文(Top paper)，位列其中第九名，是該年度該期刊22篇Top papers研究論文中唯一由中國研究人員完成的成果。 4.合成了多種ZnS準一維納米材料，并提出了四針狀ZnS納米結(jié)構(gòu)的生長機理，指出其生長過程由立方相形核和六方相孿晶生長機制共同控制。同時率先報道了ZnS四針狀納米材料的光致發(fā)光性能，發(fā)光波長相對其它ZnS 納米材料發(fā)生藍移4.8~32.8nm。該研究論文發(fā)表在國際著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在發(fā)表后的第一個季度內(nèi)，下載量就超過250次，成為該期刊排名前10％的熱點文章。 5.碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用取得了重要突破。采用涂敷和CVD兩種方法成功制備了多種大面積碳納米管陰極，采用水熱合成法制備了大面積一維納米ZnO陣列陰極。首次研究了納米陰極的強流脈沖發(fā)射性能，其中碳納米管陰極的發(fā)射電流密度高達344 A/cm2，ZnO陰極的發(fā)射電流密度達到123A/cm2。系列研究成果發(fā)表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等國際著名期刊上。研制的多種納米陰極在線性感應加速器上已經(jīng)得到成功應用，陰極的發(fā)射電流強度及發(fā)射電子的均勻性遠遠高于現(xiàn)有的陰極性能指標。 張躍教授有關(guān)納米材料的研究成果獲教育部高等學校科學技術(shù)獎（自然科學獎）二等獎1項（2006-052），完成專著1部，另合作出版專著1部，發(fā)表論文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果發(fā)表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等國際知名期刊上，申報12項發(fā)明專利（已授權(quán)5項）。發(fā)表研究論文中的4 篇代表性論文，已被引用300余次，單篇他引超過130次。

非線性光學開關(guān)材料是非線性光學材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學環(huán)境變化等）變化下，能夠在非線性光學 “開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)間切換的物質(zhì)。先前的大多數(shù)研究主要集中于液態(tài)材料，但其易失諧以及不穩(wěn)定等特點，使得液態(tài)開關(guān)材料難以獲得實際應用。而固態(tài)非線性開關(guān)材料具備非線性性質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定、易于調(diào)控等優(yōu)勢；但是目前具備固態(tài)非線性開關(guān)特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結(jié)構(gòu)構(gòu)筑基元是強響應非線性活性基團，而且環(huán)境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經(jīng)報道的固態(tài)非線性開關(guān)材料在狀態(tài)間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴重限制了固態(tài)非線性材料在溫度響應方面的應用。 2018年吳立明課題組從理論上預測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學材料，并對其非線性光學性能進行了系統(tǒng)研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發(fā)現(xiàn)：該化合物可在溫度變化下發(fā)生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉(zhuǎn)變。通過單晶結(jié)構(gòu)表征分析證實，該相轉(zhuǎn)變需要克服氫鍵網(wǎng)絡重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調(diào)控(NH4)2PO3F中的氫鍵結(jié)構(gòu)，有望實現(xiàn)對該化合物相變能壘和相變溫度的調(diào)控。據(jù)此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環(huán)境的特點，設計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結(jié)構(gòu)中氫鍵網(wǎng)絡不斷被削弱，發(fā)生相轉(zhuǎn)變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現(xiàn)為非線性開關(guān)激發(fā)溫度Tc的不斷降低。因此，通過調(diào)控材料中K+離子的含量，固態(tài)非線性開關(guān)材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現(xiàn)激發(fā)溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)。這是首次實現(xiàn)對固態(tài)非線性開關(guān)材料激發(fā)溫度的調(diào)控，并且根據(jù)K+離子含量的控制，可實現(xiàn)在120攝氏度范圍內(nèi)的寬溫度連續(xù)可調(diào)。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當K+含量高于30%時，由于氫鍵結(jié)構(gòu)的過度削弱，該相轉(zhuǎn)變消失，這與實驗結(jié)果相符。該工作系統(tǒng)深入地探究了內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與宏觀非線性光學開關(guān)性質(zhì)之間的內(nèi)在機制，不僅打破了傳統(tǒng)非線性開關(guān)局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調(diào)控宏觀性質(zhì)提供了有益的參考。

李源和合作者所關(guān)注的材料是Cu3TeO6，在這個材料中，每個原胞內(nèi)有12個具有磁性的Cu2+離子。在61K以下，Cu3TeO6成為反鐵磁體，原胞中6個Cu2+離子磁矩方向大致平行，而另外6個Cu2+離子與它們反向。利用線性自旋波理論，李源和合作者發(fā)現(xiàn)，Cu3TeO6中的自旋波具有線性的能帶交疊，而進一步的分析表明這種能帶交疊具有拓撲性質(zhì)：具有純數(shù)形式的拓撲電荷，它們不依賴于模型的細節(jié)，而只和體系的對稱性有關(guān)。李源和合作者證明了，只要材料中具有PT對稱性（時間反演和空間反演），那么，自旋波的線性能帶交疊總是存在。如果同時也存在整體的自旋旋轉(zhuǎn)對稱性U(1)，這種拓撲能帶交疊具有狄拉克點的形式（圖1a），而將U(1)對稱性移除，則狄拉克點將拓展為結(jié)線（圖1b）。狄拉克點和結(jié)線都是在特定材料新預言的拓撲能帶交疊類型。Cu3TeO6具有很高的晶體對稱性（第206號空間群，圖1c）,由此保證了在U(1)對稱性存在的前提下，布里淵區(qū)P點位置的自旋波總是狄拉克點。圖1：（a）基于J1-J2模型的自旋波色散（b）布里淵區(qū)以及布里淵區(qū)中的狄拉克點，同時展示了U(1)對稱性移除后狄拉克點演化為結(jié)線的過程（c）材料中Cu2+離子J1-J2交換網(wǎng)絡。 為了在實驗上研究上述自旋波的拓撲能帶，李源和合作者又對Cu3TeO6晶體陣列樣品進行了非彈性中子散射實驗。在實驗中，李源和合作者觀測到了四維空間中清晰的自旋波信號。為了將實驗結(jié)果和理論計算進行對照，李源和合作者在模擬材料中磁交換作用方面做了大量工作，他們認為：Cu2+離子之間最主要的磁交換作用是最近鄰和第九近鄰的交換作用，前者由于距離最近，后者由于離子之間相對筆直的交換路徑。從圖2a和b可以看到實驗和計算結(jié)果符合得相當好：數(shù)據(jù)不僅表明在布里淵區(qū)的P點存在狄拉克錐型的色散（圖2c），而且散射信號的強度與計算也幾乎是一致的（圖2d和e）。散射信號的強度反映了動力學結(jié)構(gòu)因子S(Q,w)，其中包含了自旋波波函數(shù)的重要信息，所以實驗和理論的一致性可以認為是材料中自旋波拓撲屬性的直接驗證。圖2：（a和b）沿著圖1（b）高對稱路徑的實驗和計算的自旋波信號強度圖，布里淵區(qū)中心是(1, 1, 2)（c）布里淵區(qū)P點的狄拉克錐型色散（d和e）a和b虛線框中自旋波的細節(jié)，虛線包絡表明了P點的狄拉克錐型色散。

利用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利氧化鋅晶須（簡寫為ZnOw）技術(shù)，進行軍民納米隱身功能復合材料的開發(fā)，研制一種吸收頻帶寬、重量輕、厚度薄、吸收率高、物理和化學性能好、室外施工、常溫固化、使用維修簡便、采購和維修費用低等實用性較強的陷身材料，并在適當裝備上實測驗證其隱身效果。根據(jù)國防部門要求，參照國防標準本項目的主要技術(shù)經(jīng)濟術(shù)指標為：1）隱身值：3mm波段，優(yōu)于—10dB(隱身值90%以上        8mm波段，優(yōu)于—5dB(隱身值75%)以上8cm波段，優(yōu)于—5dB(隱身值75%)以上2）附著力： ≥ 7Mpa3)沖出強度≥50kg.cm4)面密度：≤1.7kg/m2