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靜電紡絲法制備的納米纖維空氣過濾材料，具有高攔截效率高透氣性的特點，對0.3微米的顆粒物可以達到99%的攔截效率，同時空氣阻力小于90Pa。另外采用靜電紡絲技術可一步制備具有抗菌、防紫外、阻燃等功能的防水透氣納米纖維膜。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、技術分析 靜電紡絲法制備的納米纖維空氣過濾材料，具有高攔截效率高透氣性的特點，對0.3微米的顆粒物可以達到99%的攔截效率，同時空氣阻力小于90Pa。另外采用靜電紡絲技術可一步制備具有抗菌、防紫外、阻燃等功能的防水透氣納米纖維膜。原料廣泛（高聚物、生物降解聚合物、可回收材料），不含氟。該納米纖維膜具有微多孔結構，孔徑小于30nm，孔隙率70%以上，熱熔膠貼合后的面料具有高耐水壓，高透氣性，柔軟輕薄（<7g/m2）的特點，適用于戶外運動服裝、汽車內飾及帳篷布等，可替代Gore-tex，完全無氟防水。耐水壓可達10000mmH2O，透濕度10000g/m2/24h，透氣性0.3cm3/cm2/s，真正實現防水面料的“可呼吸”。

液態金屬是一類低熔點的金屬單質或者合金，能夠在室溫下形成液態共晶。考慮到液態金屬兼具流體和金屬導體的性質，液態金屬可用作功能性流動填料，以實現高分子功能材料的柔性和高導電性并存，使得此類材料可作為潛在的電子柔性器件。之前有論文報道通過光刻等方法預先制備微通道，之后往微通道中注入液態金屬來制得電阻和電容傳感器。然而這種方法成本很大，而且僅基于微孔道的形變，限制了材料的力學性質和電學感應能力。科研團隊通過將液態金屬作為流動導電填料并利用其對自由基的催化功能，成功在20秒內制得液態金屬水凝膠功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液態金屬傳感器，因液態金屬表面氧化層和單體極性基團之間的錨定作用，實現了液態金屬在體系中的均勻分散，同時發現了液態金屬與過氧化物引發劑發生反應而顯示出的催化活性。因液態金屬的流體性質和高導電性，液態金屬賦予材料以超長的拉伸性能（斷裂伸長率=1500[[%]]），良好的力學和電學穩定性。此外由于液態金屬在材料內部的不對稱形變，材料能夠辨別物體在其表面的運動方向，可識別個人的電子簽名和作為潛在的電子皮膚。

具有微納多孔結構的聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料在高效過濾、防水透聲、高端織物、醫療器械等國民經濟戰略新興產業的關鍵材料。但是，由于PTFE材料極難加工，近五十年來，只有美國Gore公司開發的拉伸法實現了PTFE微孔產品的大規模商品化生產，產值高達百億。但是，拉伸法存在的一些頑固問題仍然沒有得到解決，如產品均勻性、產品孔徑與孔隙率的。本成果顛覆傳統拉伸法，創造性地提出了基于剪切誘導原位成纖工藝，巧妙地解決了存在半個多世紀的問題，可制備具有高孔隙率、小孔徑、高強度的高性能PTFE微孔材料，并且可根據生產需求靈活調整產品宏觀性狀與微觀結構，僅通過簡單的工藝參數調整，即可實現具有不同微觀結構的平板膜、纖維、中空纖維膜、微孔泡沫等批量化生產。與拉伸法相比，本成果工藝靈活、設備簡單、能耗顯著降低、無環境污染，具有良好的產業化潛力。此外，本成果提供了一種具有普適性的PTFE微孔材料改性方法，可以通過先進的復合工藝實現具有高導電、高導熱等功能化PTFE材料，有效填補市場空白。圍繞本成果，已發表多篇國際論文、申請四項國家發明專利、兩項海外專利，在油水/固液分離、先進織物等領域具有良好應用前景，相關產品已成功驗證并得到多方行業內專家認可。

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

本技術適用于芳綸纖維、高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚酰亞胺纖維等高性能化學纖維，采用濕法造紙技術，制備絕緣紙、摩擦材料等紙基功能材料和蜂窩紙等高強度結構材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。可提供高性能纖維紙基材料濕法連續生產線成套技術，為相關行業提供高性能纖維紙基功能材料和結構材料及其復合材料等高新技術材料產品。

成果描述：電測應力分析實驗是材料力學教學中不可缺少的多項目組合性實驗，主要包括：壓桿穩定實驗、等強度梁實試驗、懸臂梁實驗、彎扭組合受力分析、偏心拉伸實驗等，獨立分散的實驗設備不僅投入大、擠占實驗室空間，而且沒有必要。目前使用的手搖加載式實驗臺，學生實驗過程中經常出現加載不均、過加載等問題，造成實驗數據輸出跳變、壓力傳感器過載損壞、試件超載。針對上述問題，多功能步進電機自動加載試驗臺在完成材料力學實驗項目的基礎上，還可滿足實驗力學中電阻應變片靈敏系數的標定，材料彈性模量E，泊松比μ的測定，電阻應變片橫向效應系數測定實驗項目。在程序端開放加載模式控制接口，培養學生對電測實驗的總體把握能力、學習數據采集與同步加載的編程能力，為創新性開放實驗提供基礎實驗條件。市場前景分析：設備適用于高校材料力學電測實驗。材料力學是工科院校中重要的基礎課程。材料力學實驗教學是基礎力學教學的重要組成部分。普通高校每年實驗學生人數都在千人以上，按2-3人分組，一般配備臺數均在幾十臺。與同類成果相比的優勢分析：（1）加載速度0.01mm~5mm/min （2）最大加載力 8000N （3）最大行程 100mm （4）測試精度 0.5% （5）模數轉換 16bit 最大采樣速率 5KSPS （6）數據采集及顯示軟件 國內先進。

本發明公開了一種梯度功能材料的制備方法，首先根據待制備的梯度功能材料的成分確定各參與制備的材料種類，主材料使用焊絲材料，梯度成分使用金屬粉末材料。兩種材料無需混合，而在制造過程中確定其配比。然后在堆焊的同時進行梯度送粉，并根據需要制備的梯度功能材料中復合材料的含量實時調節送粉量，使單位時間內送絲量與送粉量的質量之比與梯度功能材料中復合材料與基材質量之比相同。整個制備過程可在無外加磁場或外加交變磁場的環境下完成，后者有助于制備過程中梯度功能材料組織性能的優化。本發明避免了傳統梯度功能材料制備過程中后續

本技術適用于芳綸纖維、高強高模聚乙烯纖維、碳纖維、聚醚醚酮纖維、聚 酰亞胺纖維等高性能化學纖維，采用濕法造紙技術，制備絕緣紙、摩擦材料等紙 基功能材料和蜂窩紙等高強度結構材料等。解決了高性能纖維紙基功能材料生產 中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。可提供高性能纖維紙基 材料濕法連續生產線成套技術，為相關行業提供高性能纖維紙基功能材料和結構 材料及其復合材料等高新技術材料產品。 2 關鍵技術 對于濕法抄造工藝來說，纖維能否均勻分散、濕法成型工藝和熱壓工藝是否 合理是決定產品質量是否合格的重要因素。本項目成果解決了高性能纖維紙基材 料生產中的纖維改性、分散、濕法成形和高溫熱壓等關鍵技術。 超高效碳纖維電磁屏蔽紙的制備創新地利用碳纖維、金屬導電纖維這兩種纖 維的優勢互補，保證成紙在擁有良好屏蔽效能的同時具有很好的機械性能和柔韌299 性。性能良好的超高分子量聚乙烯纖維紙主要是采用纖維洗滌-超聲預處理-疏解 分散-分散劑分散工藝，通過預處理、添加助劑、成型和增強而制得。采用聚酰 亞胺纖維通過自有技術制備得到高性能的聚酰亞胺纖維絕緣紙等紙基功能材料。 采用碳纖維配用聚醚醚酮纖維制備紙基摩擦材料。 3 知識產權及項目獲獎情況 一種聚酰亞胺導電紙的制備方法 201610487328.X 一種超高分子量聚乙烯纖維紙的制備方法 201610921059.3 一種超高分子量聚乙烯纖維的預處理分散方法 201610920332.0 一種超高效碳纖維電磁屏蔽紙 201710204473.7 一種聚醚醚酮纖維紙及其制備方法 201710544478.4 一種碳纖維增強聚醚醚酮紙基摩擦材料及其制備方法 201710559878.2 4 項目成熟度 實驗室試驗和中試已完成，部分成果已經用于試生產。 5 投資期望及應用情況 期望在碳纖維、高強高模聚乙烯纖維、聚醚醚酮纖維技等高性能纖維共同進 行技術開發或技術轉讓。 采用高性能纖維制備紙基功能材料和結構材料是航空航天、國防、高鐵和電 力電機等重要領域開發的一類產品，目前主要是日本、奧地利和美國等國家生產。 國內近年開始關注，并有少數幾家開始進行，但尚只能生產少數幾類低檔次產品。 目前已經利用本項目成果建成年產 150 噸聚酰亞胺纖維絕緣紙生產線，生產 聚酰亞胺纖維絕緣紙

以功能微納米材料性能的調控為核心，以應用需求為導向，設計并制備新型的功能微納米材料。開發出量子點熒光微球制備新方法，建立了單波長熒光編碼理論，實現了乙肝病毒、腫瘤標志物等的高通量多元檢測；發現并制備出新型半金屬及其化合物納米材料，成功將其應用于癌癥的成像和治療；設計制備摻雜量子點及其納米復合材料應用于白光LED，解決了熒光粉之間的重吸收和散射。

成果創新點 團隊以加工路線圖為指導，研發能源環境為應用導向 的微孔功能膜、信息顯示為應用導向的光學膜和可持續農 業發展的功能農膜，力爭建成具有國際影響力、服務我國 高性能薄膜產品研發的基地。成果基于薄膜加工參數空間 材料基因圖譜可實現多重尺度結構精確調控，解決了行業 薄膜結構、形貌穩定性差，力學性能低，厚度波動大、產 品一致性差，成品率低，生產效率低下等關鍵技術挑戰。 技術成熟度