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1.痛點問題 新材料的設計與研發往往面臨挑戰：急需的新材料難以快速篩選設計，而設計出的新材料又難以找到高效且低成本的合成配方，擁有合成配方的新材料又會面臨規模化的長周期探索。根據國家工業和信息化部對30余家大型骨干企業調查結果顯示，130種關鍵材料中，有32%國內完全空白、54%雖能生產，但性能穩定性較差、只有14%左右可以完全自給，亟需新思路來解決我國新材料研發難題。本項目著眼于新材料研發，希望通過創建目前業內空白的智能化新材料研發范式，引領行業智能材料開發自動化服務與工藝的開發。 在數字化、智能化浪潮中，國家和各行業的產業界都非常看重科研的智能化升級。通過持續的交流與調研，我們發現許多企業和研發團隊目前對智能研發存在大量潛在需求，而智能研究服務與工藝的同類競品極少。因此，清華智研將作為一家高新科技企業，以AI賦能研發（AIEmpoweringResearch&Development）為使命，組建國際頂尖水平團隊，向國內引進并自主開發世界前沿的AIforScience技術，打造世界級的AI未來實驗室（World-ClassAIFutureLab）。 2.解決方案 本技術為新材料研發數字化智能服務平臺，可在材料研發過程中對各個尺度以及不同研發階段下進行智能化的加速及分析服務。以各種人工智能算法為核心，如主動學習算法，圖神經網絡，卷積神經網絡等，我們根據不同材料體系的尺度包括三大方面：1.針對分子及晶體等微觀尺度的功能材料研發，設計智能化的深度學習系統。2.針對二維功能材料及其功能性器件、催化劑、膜材料等宏觀尺度，設計智能化的深度學習系統。3.針對功能材料研發的表征儀器等平臺尺度，設計智能化的系統解決方案。這些智能化解決方案能極大地加速新材料尤其是碳中和相關材料的研發速度，從而大大地降低研發成本與時間，為企業獲得有競爭優勢的科研壁壘。 自動化和人工智能助力未來智能實驗室的方方面面，從樣品制備（稱量固體、添加液體、超聲處理.等)，到合成（分配液體，控制溫度，混合，測量pH值，干燥等)、表征（氣相色譜，高效液相色譜，分光光度法等)，通過自動化/機器人的輔助，可以有效提高可重復性，提高信噪比，加快實驗速度。通過人工智能技術，將實驗數據轉換為可操作的智能指導，快速瀏覽并利用復雜的數據，提升認知能力。 智能化研發平臺 3.合作需求 擬成立公司推動該項成果的產業化進程，希望對接 1）工程化、產品化所需的資源； 2）新能源、新材料領域合作企業。

山東精創磁電產業技術研究院有限公司成立于2017-06-08，法定代表人為謝真，注冊資本為5000萬元人民幣，統一社會信用代碼為91371300MA3DTENB74，企業地址位于山東省臨沂高新區雙月湖路282號2號樓101，所屬行業為科技推廣和應用服務業，經營范圍包含：新型功能軟磁復合材料的生產（未經環保主管部門批準前不得經營）、銷售、技術研發、技術咨詢。

本項目圍繞我國典型工業廢水處理/城鎮污水提標處理關鍵技術難題，通過基礎研究-材料開發-技術發明-工程應用，設計開發了一系列經濟、高效的新型廢水處理功能材料及其水處理集成技術，并應用于典型工業廢水/城鎮污水處理工程。本項目開發的新型廢水處理功能材料及其水處理技術已成功應用于多個城鎮污水提標改造/典型工業廢水處理與回用等水處理工程，解決了相關行業廢水處理中的諸多難題，促進了相關行業的節能減排，取得了顯著的社會經濟效益，顯著提升了城鎮污水/工業廢水處理的技術水平，具有廣闊的推廣應用前景。

項目1：基于超分子化工和納米技術，將具有特定光學特性分子引入膨潤土層狀主體結構中，實現分子尺度的均一復合，得到具有發光效率高、亮度強、壽命長、穩定性好、色度純正的光學功能納米材料，并將其添加到高分子樹脂中獲得新型復合熒光油墨。該系列高性能材料的產業化在光致/電致發光。熒光傳感器等領域有重要的應用前景。特別是可以作為新一代稀土替代型熒光防偽材料。防偽商標，防偽標簽的使用者，從事各類產品包裝及證件的公司和相關政府企業均可作為本項目產品的主要用戶。預計 2015年，本產品國內年需求量將達1萬噸，國內年消費額達6.5億元，投資回收期約4.2年。 項目2：基于插層組裝原理，將功能性聚合物在膨潤土表面及層間進行插層改性，以實現膨潤土相關物理化學特性（如親水親油性。熱穩定性、力學強度等）的精細調控。將該類無機有機復合材料應用于高附加值化工助劑領域，如高分子聚合物（如橡膠、塑料。滌綸等）的增韌材料、阻燃材料、熱穩定材料、抗沖擊材料等，實現復合材料功能的一體化。

聚合物多孔材料在高技術領域有可觀的應用前景，如作為有機合成催化劑載體、生物組織工程支架等。通過高內相乳液模板法（HIPEs）制備的聚合物多孔材料具有孔徑和孔容積可調等優點，是極具工業價值的一種技術。但前人的工作都基于乳液經典理論：Bancroft規則即水包油型的乳液只能采用水溶性的乳化劑，油包水型的乳液只能采用油溶性的乳化劑，這嚴重限制了以高內相乳液為模板制成的聚合物多孔材料的直接應用，迫使其在使用前必須經由復雜的表面功能化；且傳統方法在制備穩定高內相乳液時，乳化劑占有機相5-70 wt%，大大增加了高內相乳液制備成本，并造成環境污染。本項目以一步法制備功能化聚合物多孔材料及降低HIPEs制備過程乳化劑用量為技術特點，以僅占有機相0.8 wt% 的水溶性乳化劑為穩定劑，獲得穩定的、水相體積分數達96.3vol% 的油包水型高內相乳液，并聚合得到功能化聚苯乙烯-二乙烯基苯基多孔材料。該多孔材料已成功地用作有機合成的微反應器和催化劑載體，避免了高毒性有機錫類催化劑的使用，為聚合物多孔材料在綠色化學工業中直接應用提供新的途徑。

1 成果簡介新材料產業的發展帶動了納米粉體技術的發展，如何合理分散和使用納米粉體材料已經成為制約該技術應用的瓶頸。因此，各類納米粉體根據用途而進行二次加工處理，制備用戶方便使用的“功能性微納米復合粉體材料” 也就逐漸形成了市場。 該技術的特點是：借助微米級母粒子與納米級子粒子的復合，完成對納米粉體的有序分散和實現納米顆粒對微米顆粒的包覆；或者是將不規則的顆粒整形處理，從而制備不同類型的功能性復合粉體，滿足新材料功能的需要。這一新成果已經實現產業化，解決了許多航空、航天、電子、生物、材料、醫藥、涂料、冶金等行業對新一代粉體材料的需求。2 應用說明 圖 1 生產功能性微納米復合粉體材料的技術路線 采用我們研制的 PCS-II 型粉體復合機，借助機械沖擊的方法對粉體顆粒進行表面處理，有目的地改變其物理化學特征、表面結構和顆粒的形貌特征。 產品的特點是：功能性：根據需要制備具有特定新性能的復合粉體材料，如導電導熱粉體、高流動性粉末、球形化石墨粉體、氧化鋁彌散銅粉、碳化硅彌散鋁粉等；以殼代核：節約貴重原料，如包覆銀的聚合物（銅、鋁）粉體、包覆銅的鐵（鋁）粉體等；以微米顆粒為載體分散納米粉體，如包覆碳納米管的聚合物（銅）粉體、包覆納米二氧化硅的橡膠粉體、包覆納米氧化鋁的聚合物粉體等。3 效益分析不同產品的市場背景和成本都有不同，需根據具體情況系統分析。

成功獲得了兩種具有優良性能的新型功能材料，分別為強響應紅外非線性光學晶體Sr6Cd2Sb6O7S10，以及高穩定性的鋰離子導體Li4Cu8Ge3S12。 波長在3?20 ?m的中遠紅外可調諧激光在軍事和民用方面，如激光制導、紅外激光通訊、紅外遙感、紅外激光雷達、以及環境監測等，都有非常重要的應用。紅外非線性光學晶體材料可以通過光學參量震蕩（OPO）、倍頻（SHG）或者差頻（DFG）等非線性頻率轉換技術，變頻輸出中遠紅外激光。目前實用的ZnGeP2、AgGaS2和AgGaSe2等黃銅礦結構晶體均為國外在20世紀70年代發現，但它們都存在各自的問題，例如AgGaS2的熱導率小，激光損傷閾值較低，難以實現高功率激光輸出；ZnGeP2晶體中存在嚴重的雙光子吸收，難以實現寬頻輸出。這些問題都限制了材料的實際應用。因此，探索高性能的新型紅外非線性光學晶體材料具有十分重要的意義。

底泥原位固化穩定化制備不同功能材料的技術，在底泥性質和污染物水平和賦存形態分析的基礎上，利用水泥的水化反應形成水化產物物理封裝或通過化學反應將有效態重金屬污染物轉變為殘渣態；加入外加劑，使底泥中的硅、鈣、鋁等離子形成穩定的空間網狀結構，促進底泥膠結。針對不同應用目標，通過調節配方配比研制出具有多種強度的安全和耐久的工程材料；

本發明公開的皮革用膨脹型膠原基納米復合阻燃功能材料是由以下方法制備而成：(1)用季戊四醇雙磷酰氯、含氮氨基化合物和羥甲基膦鹽為原料制備膨脹型阻燃性化合物；(2)用膠原蛋白對有機蒙脫土進行改性以獲得膠原基改性有機蒙脫土；(3)采用插層復合法將膨脹型阻燃性化合物和膠原基改性有機蒙脫土進行插層復合。該材料既含有與皮革膠原纖維具有良好反應活性和有一定鞣性的親水性羥甲基基團，又含具有增強增韌作用，與皮革膠原纖維具有良好相容性的膠原基改性的有機蒙脫土，能同時賦予皮革良好的阻燃性能和復鞣填充性能，是一種添加量少，阻燃效率高，相容性好又耐久的皮革阻燃功能材料。

提出采用微波輻射的方法對廢膠粉進行表面活化處理來改善廢膠粉改性瀝青路用性能，研究確定了微波輻射廢膠粉活化方法和最佳活化條件，提出了微波輻射廢膠粉的最佳活化工藝，提高了廢膠粉改性瀝青的技術性能。該成果與 SBS 改性瀝青性能相當，但可節約一半成本，既節約能源，又能保護環境。