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新材料、有色金屬研究、家居設計等領域

本發(fā)明公開了一種液晶物理凝膠復合材料的制備方法及其產(chǎn)品，該方法包括：先將無機納米粒子與液晶混合后超聲分散，隨后加入有機小分子凝膠因子并攪拌均勻，再加熱攪拌直至凝膠因子完全溶解在液晶中，最后自然冷卻至室溫并靜置即可得到液晶物理凝膠復合材料。本發(fā)明通過將無機納米粒子摻雜在液晶物理凝膠中，利用無機納米粒子與凝膠因子的協(xié)同凝膠效應而提高了復合材料的力學強度，而且液晶物理凝膠復合材料的電光性能不受添加的無機納米粒子的影響。

蜂海綿骨針（Sponge Haliclona sp.Spicules,SHS）是一種呈游離的雙尖針狀結(jié)構(gòu)，其末端尖銳，尺寸穩(wěn)定，機械強度高，可刺入角質(zhì)層打開皮膚屏障，并長時間滯留于皮膚角質(zhì)層形成大量持續(xù)存在的微通道，從而提高生物大分子藥物的經(jīng)皮吸收。蜂海綿骨針作用與皮膚后，皮膚角質(zhì)層屏障可逐漸自愈，不會對皮膚造成嚴重的創(chuàng)傷。蜂海綿骨針使用的劑量非常靈活，促滲強度也可以通過使用方式進行靈活調(diào)整，還可以應用于不同面積的病灶部位。此外，通過聯(lián)合脂質(zhì)體、表面修飾等方式，蜂海綿骨針皮膚促滲效果及范圍顯著提高與擴大，因此蜂海綿骨針非常有潛力成為一種新型的藥用輔料，作為一種新型微針用于皮膚給藥的物理促滲，應用于經(jīng)皮給藥系統(tǒng)、經(jīng)皮疫苗制劑及醫(yī)學美容等領域。

中國科學院院士、南開大學教授陳軍團隊受Nature子刊《自然評論·化學》編委會邀請，發(fā)表題為“有機電極材料在鋰電池中的實際應用前景分析”的綜述論文。該文章深入闡述了有機電極材料的結(jié)構(gòu)特征、作用機理、構(gòu)效關系等，著重分析了有機電極材料的實際現(xiàn)狀和應用前景，有助于學術(shù)界和工業(yè)界充分了解有機電極材料的實際應用潛力和待解決的問題，有望激發(fā)更多應用導向的研究工作，進而促進未來有機電池的商品化應用。文章第一作者為盧勇博士，通訊作者為陳軍院士。 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(wǎng)等領域大規(guī)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(shù)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(huán)再生的電極材料開發(fā)已成為電池領域的學術(shù)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(xiàn)出可再生、綠色環(huán)保、低成本和高容量等優(yōu)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(chuàng)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(zhì)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(chǎn)生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而體現(xiàn)了很好的循環(huán)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(gòu)效關系等亟待深入理解。 陳軍院士團隊的綜述論文圍繞有機電極材料的未來發(fā)展提出見解。文章指出，有機電極材料具有結(jié)構(gòu)可調(diào)控特點。根據(jù)不同的分子結(jié)構(gòu)和反應電位，有機材料在實際應用中可作為正極或者負極活性材料。文章首先討論了有機電極材料本身的各種關鍵性質(zhì)，包括材料的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、密度、電導率、能量效率、價格、資源可用性和熱/化學穩(wěn)定性。其中能量密度、功率密度和循環(huán)壽命是材料的基本電化學性質(zhì)，這些性質(zhì)會受到材料密度和電導率的影響，其他因素如穩(wěn)定性和價格等也是必須要考慮的問題。接著從實際電池應用角度分析了電極中活性物質(zhì)的單位面載量和電解液用量等因素對全電池性能的影響。最后利用軟件對以有機材料為正極或者負極的實際鋰電池體系進行了模擬，得出了相關電池體系的性能（如整體能量密度、功率密度）和價格等參數(shù)。結(jié)果表明，n型有機正極材料特別是羰基化合物具有較好的實際應用前景。

本發(fā)明公開了一種復合量子點電極材料及其制備方法和應用，屬于光電化學電極材料技術(shù)領域，包括如下步驟：將鈦基材料打磨、清洗后，浸泡于第一酸性溶液中以去除氧化膜，后將鈦基材料置于第二酸性溶液中，以制得鈦基體；將鉬源溶于水中同時調(diào)節(jié)pH值，并加入硫源后，進行熱反應，得到MoS<subgt;2</subgt; QDs；將MoS<subgt;2</subgt; QDs、銻鹽、稀土金屬鹽按預設比例混合溶于濃酸的醇溶液中以制得浸漬液；將鈦基體進行清洗、干燥后，完全浸沒在浸漬液中，經(jīng)一系列處理后，得到復合量子點電極材料；本發(fā)明制得的電極材料具有導電性強、電催化活性高、耐腐蝕性能優(yōu)異、穩(wěn)定性持久等優(yōu)點，能夠用于油田聚合物驅(qū)油。

本發(fā)明公開了一種基于超材料結(jié)構(gòu)的梯級耗能防船撞系統(tǒng)，包括超高性能混凝土面板、梯級耗能防撞層、橡膠護舷、橋梁橋墩、橋梁承臺和橋梁樁基，梯級耗能防撞層包括可變剛度單元、輕質(zhì)耗能材料、豎向鋼板、上頂板及下底板，可變剛度單元為多個內(nèi)凹六邊形單元通過橫向及縱向鋼板連接而成，中間空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充聚氨酯泡沫、陶粒、橡膠粒等可以吸收和分散沖擊能量的輕質(zhì)耗能材料。可變剛度單元與各鋼板之間焊接形成整體，防護裝置與被保護橋墩之間通過橡膠護舷連接。該防護裝置受撞擊時的整體剛度會隨著結(jié)構(gòu)變形而增大，因此本發(fā)明具有可變剛度的梯級耗能防撞效果，能有效延長船橋碰撞時間且減小船舶撞擊力，實現(xiàn)船舶與橋梁的雙向保護。

本項目以天然氣轉(zhuǎn)化和二氧化碳資源化利用為背景，從應用過程對膜材料及膜的要求出發(fā)，運用材料化學工程的基礎理論，開展膜材料的設計、膜材料及膜的制備、膜反應過程的設計及機理研究以及氧分離器的設計四個方面的研究工作。基于膜反應過程，通過研究氧傳輸機理和膜反應機理、膜材料及膜微結(jié)構(gòu)成形機理和控制方法、反應過程與膜分離過程的匹配理論以及膜微結(jié)構(gòu)在反應條件下的演變規(guī)律，建立面向反應過程的膜材料設計與制備的理論基礎；提出天然氣轉(zhuǎn)化、二氧化碳利用的創(chuàng)新流程，為膜反應過程的工程應用奠定基礎。

本發(fā)明涉及一種利用乙醇還原制備多面體納米鈀材料的方法，采用簡易加熱裝置，在常壓環(huán)境中以水為主體溶劑，添加少量乙醇作為助溶劑和還原劑，在 65-80℃溫度條件下一步合成多面體納米鈀材料，以表面活性劑-大分子復合體系為軟模板，低溫合成多面體形貌納米鈀材料。本發(fā)明是一種方便且比較環(huán)保的技術(shù)，工藝條件溫和，無需復雜設備，操作簡單，不需要高溫和有毒有機相為溶劑或助劑，制得的多面體納米鈀材料產(chǎn)率高，多面體形貌產(chǎn)率為 83~94%，且顆粒尺寸范圍在 10~35nm 之間，尺寸分布集中，可以進行大量生產(chǎn)，具有較好的應用前景。

本發(fā)明提供一種具有多層納米結(jié)構(gòu)的柔性銅基材料，該材料包括柔性基體，所述柔性基體具有多層結(jié)構(gòu)層，所述多層結(jié)構(gòu)層包括：銅基金屬層構(gòu)成的第一結(jié)構(gòu)層；位于銅基金屬層兩側(cè)的第二結(jié)構(gòu)層，所述第二結(jié)構(gòu)層為銅多孔層；以及位于銅多孔層上的第三結(jié)構(gòu)層，所述第三結(jié)構(gòu)層為氧化物層。本發(fā)明通過控制基體材料，結(jié)合脫合金溶液和時間的控制，調(diào)控材料的結(jié)構(gòu)，獲得不同的納米結(jié)構(gòu)層，并保留部分原始基體層，從而在具備優(yōu)異的柔韌性同時，多層納米結(jié)構(gòu)層提供優(yōu)異的催化性能。

本發(fā)明屬于材料力學技術(shù)領域，并公開了一種獲取材料宏觀三維等效屬性的方法，包括如下步驟：(1)建立用于描述材料與微觀結(jié)構(gòu)的雙尺度坐標系，基于漸進性擴展理論，構(gòu)建材料宏觀等效屬性模型；(2)構(gòu)建三維微觀結(jié)構(gòu)的周期性邊界模型；(3)通過有限元分析來建立三維微觀結(jié)構(gòu)的周期性約束關系；(4)基于周期性約束關系建立三維微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)線彈性平衡方程，并根據(jù)線彈性平衡方程獲得微觀結(jié)構(gòu)的位移場；(5)基于有限單元分析與微觀結(jié)構(gòu)的位移場，求解單元應變能，獲得材料宏觀三維等效屬性；本發(fā)明提供的方法在進行有限單元分析中引入單元交互性能量，建立微觀結(jié)構(gòu)在單元測試應變下的總應變能與材料屬性建立等價關系，高效獲取材料屬性。