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由材料科學與工程學院姚曉教授主持承擔的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復合材料”，在油田固井用水泥基多功能復合材料的制備技術、生產(chǎn)工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產(chǎn)權。產(chǎn)品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環(huán)的抗裂性能，整體技術處于國際領先水平。研究成果打破了國內(nèi)油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產(chǎn)品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產(chǎn)品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質(zhì)勘探井、調(diào)整井、水平井、小間隙側(cè)鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調(diào)整井和國家發(fā)改委“十五”重點建設項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質(zhì)量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益2000多萬元，間接經(jīng)濟效益5億多元，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結(jié)構(gòu)和高導電的 Fe 主體網(wǎng)絡，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學性質(zhì)， 1400 次循環(huán)后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結(jié)構(gòu)首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應的逆反應發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

實現(xiàn)了鋰離子二次電池高電壓、高比容量、快速充放電和長壽命的效果。產(chǎn)品擁有成本低、優(yōu)良的一致性、優(yōu)異的安全性、可快速充放電、高電壓(4.1 V)、高容量等特點，主要應用于電動汽車電池、儲能用動力電池等，具有廣闊的市場前景。

軟瓷是一種新型建筑節(jié)能裝飾材料，具有輕、薄、柔、阻燃、抗老化等特點，能夠彎曲自如，任意造型，逼真表現(xiàn)木、皮、石、磚、布、金屬等裝飾材料的紋理和色澤，且生產(chǎn)工藝綠色環(huán)保，特別適用于建筑內(nèi)、外墻飾面工程，舊城改造，外墻保溫體系的飾面層以及弧形墻、拱形柱等異形建筑的飾面工程。技術特點： （1）利用無機粉表面改性技術，表面接枝有機反應基團，提高了與有機物的相容性 （2

上?？萍即髮W物質(zhì)科學與技術學院教授于奕課題組與美國普渡大學研究團隊合作，在新型半導體異質(zhì)結(jié)研究中取得重要進展，首次成功制備并表征了二維鹵化物鈣鈦礦橫向外延異質(zhì)結(jié)。相關研究成果日前在線發(fā)表于《自然》。半導體異質(zhì)結(jié)精準制備是半導體器件的起點，是現(xiàn)代電子學和光電子學的重要基石。鹵化物鈣鈦礦材料作為一類近年來引起廣泛關注的新興半導體，在太陽能電池、發(fā)光二極管、激光等領域展示出巨大的應用前景。在構(gòu)建鹵化物鈣鈦礦半導體異質(zhì)結(jié)的道路上，有兩個科學難題一直未得到解決。一方面，該材料易發(fā)生離子擴散，難以獲得高質(zhì)量的原子級平整的異質(zhì)界面；另一方面，鹵化物鈣鈦礦對空氣、水分、電子束輻照等因素十分敏感，其微觀結(jié)構(gòu)解析特別是原子結(jié)構(gòu)成像困難重重。缺乏原子結(jié)構(gòu)信息的指導，材料的精準構(gòu)筑與性能設計難以開展。于奕課題組與合作團隊在這兩個前沿難題的解決上取得了突破。研究人員在材料制備過程中引入剛性有機配體來抑制離子擴散，成功制備了二維有機—無機雜化鹵化物鈣鈦礦橫向異質(zhì)結(jié)；發(fā)展了低劑量像差校正電子顯微技術，首次揭示了二維橫向異質(zhì)結(jié)的界面原子結(jié)構(gòu)，直接證實獲得了原子級平整界面。同時，于奕團隊找到了一種優(yōu)化的低劑量成像方法，首次實現(xiàn)了輻照敏感的二維橫向異質(zhì)結(jié)原子結(jié)構(gòu)解析。這一突破提供了界面原子結(jié)構(gòu)、缺陷構(gòu)型以及晶格應變等準確信息，為這類新型半導體異質(zhì)結(jié)的微觀結(jié)構(gòu)設計提供了直觀的指導。在這些研究發(fā)現(xiàn)的基礎上，研究團隊進一步合作，展示了新型異質(zhì)結(jié)原型器件中的整流效應，驗證了這類新型半導體走向應用的前景。相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-020-2219-7

價格低廉、無毒、環(huán)境友好的金屬錫（Sn）與鉍（Bi）在能源轉(zhuǎn)化和存儲等領域有著廣泛應用。然而，由于Sn與Bi的晶格失配大(>22%)、易相分離和氧化、以及二者之間相容性低于2 at%，使得純相Sn1-xBix合金材料的制備及其物化性質(zhì)的研究成果較少被報道。

臨床廣泛使用的骨科固定器械材料以鈦合金、不銹鋼等惰性金屬為主，而現(xiàn)有可降解吸收材料（如聚乳酸、羥基磷灰石等）力學性能較差，無法對承受較大載荷骨創(chuàng)傷部位進行有效固定，應用范圍有限。但惰性金屬材料存在需要二次手術取出或永久保存在體內(nèi)的問題。鎂合金被稱為革命性的植入材料，具有力學性能優(yōu)異、生物相容性好、可在生理環(huán)境中降解吸收等突出的優(yōu)勢。目前全世界醫(yī)用鎂合金研究者、以及美國FDA、中國國家藥監(jiān)局、歐盟藥監(jiān)機構(gòu)等均普遍認為醫(yī)用鎂合金的發(fā)展已經(jīng)具備進入臨床和實際應用推廣階段，且部分可吸收鎂合金骨科器械已進入臨床試驗階段。 本成果開發(fā)了系列化醫(yī)用鎂合金成分設計、組織與性能調(diào)控及其可控降解涂層技術?；谏鲜鲅芯砍晒?，研制的可吸收鎂合金骨科器械能在骨組織完成修復和再生過程后自行降解，降解產(chǎn)物鎂離子是人體必需元素，能促進骨組織愈合，也避免了需要二次手術取出帶來的痛苦和經(jīng)濟壓力，臨床推廣便利，市場前景巨大，可適用于不同骨折內(nèi)固定的各種結(jié)構(gòu)形式骨釘、骨板等新產(chǎn)品。研究團隊在可吸收醫(yī)用鎂合金材料及其復合材料與保護涂層技術開發(fā)方面已申請了15項發(fā)明專利，從醫(yī)用鎂合金熔煉、成分設計、加工、表面可降解復合涂層、到骨科器械的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計等關鍵技術環(huán)節(jié)都有很好的發(fā)明專利保護。在已有的技術基礎上，可以快速形成所需結(jié)構(gòu)形式的可吸收骨科器械進行動物、臨床實驗。

 新型固體潤滑劑層狀金屬磷酸鹽材料具有具有類似于傳統(tǒng)固體潤滑劑二硫化鉬、石墨的層狀結(jié)構(gòu)。該產(chǎn)品作為固體潤滑劑添加到潤滑脂中，通過合理的基礎油復配技術，獨特的工藝和配方設計，制備的潤滑脂產(chǎn)品具有杰出的極壓、耐磨、寬溫潤滑性能，滿足多水、多塵和復雜工況的需要。技術指標： Cu-α-ZrP(Cu(OH)2Zr(HPO4)2· 2H2O)是淺藍色粉末，粒徑分布均勻， 在 400-600nm 范圍。 作為固體潤滑劑添加到鋰基潤滑脂中， PB（N） 值為 980N（加入量為 5.0 wt %），在同等條件下，比添加 MoS2 潤滑脂的 PB 值高 58.8%，表現(xiàn)出優(yōu)良的潤滑性能。 

土遺址是指人類活動遺留下的由土和以土為主的遺跡和遺物。我國土遺址很多，遍布全國各地，由于自然環(huán)境惡劣，許多土遺址的狀況較差急待保護。 國內(nèi)外對于土遺址的保護，可采取的措施包括改善環(huán)境、防止地下水的影響、防止生物的破壞，以及本體的化學加固等手段。其中土體的化學加固是解決土遺跡本身強度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 對于土體的化學加固，國內(nèi)外經(jīng)常使用的材料有：有機硅材料、無機的硅酸鉀材料（PS材料），非水分散體材料等。 其中有機硅材料在西亞和南美的一些土遺址的保護中得到應用，但是由于毒性和固化容易受環(huán)境影響，在國內(nèi)沒有得到應用。 硅酸鉀材料（PS） 是敦煌研究院開發(fā)的加固材料，在西部地區(qū)的土遺址加固中效果良好，可增加土體的抗雨水沖蝕和風沙磨蝕能力。使用的案例有吐魯番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，寧夏的西夏王陵等遺址。 對于中國東部的土遺址加固和保護，需要開發(fā)新有效的保護材料，滿足目前大量遺址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大學考古文博學院不可移動文物保護課題組，以此為研究任務，開發(fā)了有機硅改性的丙烯酸樹脂非水分散體材料，成功的用于東部地區(qū)的土遺址保護工程，取得了良好的保護效果。這種材料處理的土樣在重量增加很少的情況下就有較好的加固效果。加固后顏色變化不大，孔隙率變化小；透氣性降低小，土樣的抗壓強度提高。經(jīng)過處理的土樣在耐水能力上表現(xiàn)優(yōu)異，1%以上濃度加固劑的土樣可在水中長期浸泡，非常穩(wěn)定。應用案例 近年來，課題組負責的項目多以遺址類的本體保護為主，自2003年的湖南里耶遺址保護開始，分別應用到了很多的考古遺址保護。主要有晉侯墓地車馬坑本體保護工程（2013）、哈民忙哈遺址本體保護（2013）、臨淄戰(zhàn)國車馬坑遺址本體保護（2014）、內(nèi)丘邢窯遺址本體保護工程（2018）等，均采用非水分散體材料對遺址進行加固。 晉侯墓地1992年發(fā)現(xiàn)，K1車馬坑清理后發(fā)現(xiàn)殉車總數(shù)48輛，這是目前國內(nèi)已發(fā)掘的商周時期車馬坑殉葬車子最多者。晉侯墓地車馬坑遺址狀況基本完好，但是仍有很多的病害，最嚴重的病害是開裂和附屬文物的錯位和無依托。因此，北京大學考古文博學院和敦煌研究院合作進行了車馬坑遺址本體保護方案的編寫，并與河北文物保護中心實施了晉侯墓地車馬坑本體保護工程。哈民忙哈遺址，迄今為止在內(nèi)蒙古乃至東北地區(qū)發(fā)現(xiàn)面積最大的一處大型史前聚落遺址，具有重要的考古和歷史價值。北京大學考古文博學院編寫了哈民忙哈遺址本體保護方案，并與河北文物保護中心實施了哈民忙哈遺址本體保護工程。本次保護的對象包括13個房基遺址，合計面積500平方米。遺址保護土體和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，環(huán)己酮作溶劑對土體進行整體加固，加固深度10厘米，提高強度和耐水能力；對于人骨的保護，采用SD528溶液混合土作為人骨的修補材料，人骨及周圍土體均采用從低到高濃度的PVB溶液進行加固。合作方式 非水分散體加固材料經(jīng)過多年的研究和應用，證明是合適有效的土遺址加固材料，可以進行技術咨詢與技術服務，并可以參與遺址本體保護項目。

一、 項目簡介磁致伸縮材料具有磁致伸縮大、能量密度高、響應速度快等特點，在功率換能器、精密控制系統(tǒng)、傳感器等方面得到廣泛應用。針對磁致伸縮材料存在的制備工藝復雜、難于制備復雜形狀及高頻特性差等問題，提出一種方法來制備磁致伸縮材料。應用制備的材料研制了換能器與傳感器等，在企業(yè)和大專院校得到應用。二、 項目技術成熟程度已完成實驗工作，進入中試階段，部分產(chǎn)品得到應用。三、 技術指標取向Tb-Dy-Fe合金樣品在40 kA/m磁場下的磁致伸縮為1000×10-6。粘結(jié)Sm-Dy-Fe合金樣品在低磁場下具有較高的磁致伸縮數(shù)值，當磁場為100 kA/m時,磁致伸縮可達265×10-6。Fe-Ga合金樣品在10 kA/m磁場下的磁致伸縮為260×10-6。獲得實用新型專利，已申報發(fā)明專利。四、 市場前景材料在功率換能器、精密控制系統(tǒng)、有源消振及傳感器等方面得到廣泛應用，市場前景廣闊。五、 規(guī)模與投資需求根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模確定。六、 生產(chǎn)設備真空熔煉爐、模具、壓機等。七、 效益分析按每年生產(chǎn)4噸計算，可獲利約1500-2000萬，八、 合作方式面談。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式王博文， 翁玲： 電話：022-60204363；E-mail: bwwang@hebut.edu.cn