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        研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)NASICON型結(jié)構(gòu)鈉離子電池正極材料面臨的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)新穎的合成方法和材料晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，成功開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長(zhǎng)壽命、高功率和低成本的鈉離子電池及其超穩(wěn)定的正極材料。材料合成方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，不需要特殊設(shè)備，目前已完成實(shí)驗(yàn)室中試，具備了公斤級(jí)的制備能力。成果具有高的振實(shí)密度，可實(shí)現(xiàn)高體積能量密度，具有非常優(yōu)秀的實(shí)用化潛力。         意向開(kāi)展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開(kāi)發(fā)資金支持

衛(wèi)星在軌運(yùn)行和返回過(guò)程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務(wù)高可靠的關(guān)鍵。針對(duì)衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導(dǎo)致的載荷在軌及返回過(guò)程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問(wèn)題。我校陳駿教授團(tuán)隊(duì)以原創(chuàng)的負(fù)熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學(xué)性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負(fù)熱膨脹技術(shù)應(yīng)用到我國(guó)的衛(wèi)星上，填補(bǔ)了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應(yīng)用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強(qiáng)、界面應(yīng)力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過(guò)程中信號(hào)高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。 圖1 實(shí)踐十九號(hào)衛(wèi)星成功返回（圖片來(lái)源國(guó)家航天局） 圖2 高性能低膨脹鋁基復(fù)合材料及構(gòu)件應(yīng)用于全球首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星（圖片來(lái)源央視新聞?lì)l道）

微型飛行器小體積、輕質(zhì)量、高機(jī)動(dòng)，能夠在狹小空間執(zhí)行拍照、探測(cè)和運(yùn)輸?shù)忍胤N任務(wù)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域擁有廣泛應(yīng)用前景。然而，此類飛行器普遍存在飛行時(shí)間短的痛點(diǎn)問(wèn)題，尤其當(dāng)重量小于10克時(shí)，其飛行時(shí)間一般不超過(guò)10分鐘。這是因?yàn)槟壳拔⑿惋w行器的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部件一般采用傳統(tǒng)的電磁電機(jī)，而電磁電機(jī)在微型化后轉(zhuǎn)速高、發(fā)熱大，能量轉(zhuǎn)化效率急劇下降，甚至降到10%以下。微型電磁電機(jī)效率下降后，如果采用供電方便的自然太陽(yáng)光作為能量來(lái)源，受限于太陽(yáng)能電池的面積，很難滿足飛行需求。 為了解決上述難題，北航科研團(tuán)隊(duì)從微型發(fā)動(dòng)機(jī)的原理方面尋求突破，提出一種新的靜電驅(qū)動(dòng)方案，研制出了在微小尺寸下轉(zhuǎn)速低、發(fā)熱小、效率高的微型靜電電機(jī)，并首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行，在微型飛行器的發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。 該飛行器主要由靜電發(fā)動(dòng)機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源組成，具備低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）優(yōu)勢(shì)，首次實(shí)現(xiàn)了微型飛行器在純自然光供能下的起飛和持續(xù)飛行。 靜電發(fā)動(dòng)機(jī)的核心是靜電電機(jī)，它是一種依靠靜子和轉(zhuǎn)子間的庫(kù)侖力來(lái)產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的新型微型電機(jī)，具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和無(wú)需繞組的優(yōu)勢(shì)，其高電壓（千伏級(jí)）、低電流（微安級(jí)）的工作特性也使其在工作過(guò)程中發(fā)熱少且無(wú)明顯紅外特征。相比傳統(tǒng)電磁電機(jī)，靜電電機(jī)表現(xiàn)出了顛覆式的效率和功耗特性，在小質(zhì)量（5克以內(nèi)）情況下，其能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)傳統(tǒng)電磁電機(jī)的10倍以上，產(chǎn)生相同升力所需功耗僅為電磁電機(jī)的1/10以內(nèi)，因此即便采用小尺寸太陽(yáng)能電池，也可以為微型飛行器提供飛行所需功率。 電機(jī)雖然效率高、功耗低，但仍需要千伏級(jí)高壓電流來(lái)驅(qū)動(dòng)，然而傳統(tǒng)高壓電源由于體積和重量過(guò)大，無(wú)法搭載在微型飛行器上。因此團(tuán)隊(duì)還針對(duì)飛行應(yīng)用場(chǎng)景，研制了千伏級(jí)超輕質(zhì)高壓電源，主要包括太陽(yáng)能電池和升壓電路兩部分，其中升壓電路可以在1.21克的重量下，將太陽(yáng)能（或鋰電池）輸入的低壓直流電，轉(zhuǎn)換為4 - 9千伏的高壓直流電，相比美國(guó)斯坦福大學(xué)研發(fā)的同類技術(shù)升壓比提高了92%。 在微型靜電電機(jī)和超輕質(zhì)高壓電源的助力下，本項(xiàng)目研發(fā)出的飛行器整機(jī)僅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一張A4紙還輕（4.21克），尺寸和重量分別是此前世界最小、最輕太陽(yáng)能飛行器的1/10和1/600。更進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)還提出一款翼展8毫米，質(zhì)量9毫克的超微型靜電飛行器，飛行功耗不到1毫瓦，展示了靜電電機(jī)在飛行器進(jìn)一步微型化中的巨大潛力。

中國(guó)發(fā)明專利ZL202110169888.1：采用蒸汽誘導(dǎo)相分離與分步噴涂技術(shù)相結(jié)合的方法制備三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)、超疏水的復(fù)合膜，壓降低于100Pa、水接觸角大于150°，因而高透氣且易于自清潔，所負(fù)載納米材料可實(shí)現(xiàn)同步殺菌滅毒，可應(yīng)用于拔插式重復(fù)利用空氣凈化濾芯。

目前主流的抗菌膜制備方法是在基膜表面接枝抗菌物質(zhì)，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳納米管、抗菌聚合物、金屬離子等，但這些材料普遍存在著接枝方式復(fù)雜，且對(duì)環(huán)境有危害的缺陷。相比而言，季銨鹽類抗菌劑具有抗菌效果好，環(huán)境友好等特點(diǎn)，目前水溶性的小分子或高分子季銨鹽抗菌劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理、食品、醫(yī)療衛(wèi)生和包裝材料等領(lǐng)域。然而，將季銨化合物直接接枝到膜表面所制備的抗菌膜仍存在制備流程復(fù)雜，成本較高等問(wèn)題，這也使得目前開(kāi)發(fā)的大部分季銨鹽功能膜無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際水處理系統(tǒng)。因此，為解決以上問(wèn)題，開(kāi)發(fā)新型親水抗菌功膜的制備方法是目前業(yè)內(nèi)所亟需的。 本成果中提出的制備方法將氯甲基化聚合物制備為中空纖維多孔膜，并制作為管殼式膜組件，之后采用過(guò)濾操作模式直接將叔胺化合物接枝到組件中的中空纖維膜絲上，從而制備出具有優(yōu)良抗菌性能的季銨化功能膜組件。該制備方法簡(jiǎn)單便捷，且接枝穩(wěn)定性高，適合長(zhǎng)期大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際膜法水處理體系中，且制備的超濾膜具有良好的親水性和抗菌性。抗菌膜制備簡(jiǎn)單便捷，常溫常壓過(guò)濾操作即可完成接枝，且接枝穩(wěn)定性高，成本低，對(duì)水體中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（內(nèi)外表面，孔道壁面）生長(zhǎng)。 圖1.性能參數(shù)

納米氮化硼材料兼具氮化硼和納米材料的雙重優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于航空航天、高端電子散熱材料、吸附劑、水凈化、化妝品等領(lǐng)域。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種能夠?qū)崿F(xiàn)形貌和尺寸均一且具有超大比表面積多孔氮化硼納米纖維的規(guī)模化制備技術(shù)，目前市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。該技術(shù)合成工藝簡(jiǎn)單可控、成本低、過(guò)程綠色環(huán)保，處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 1 產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域 圖2 高性能氮化硼納米纖維粉體 圖3 氮化硼納米纖維粉體微觀形貌

1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 本項(xiàng)成果涉及新型疫苗的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，具體涉及生物大分子藥物及疫苗的研發(fā)過(guò)程中的抗原精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 2. 解決方案 基于AI的大分子藥物及疫苗抗原設(shè)計(jì)。