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微電子器件的發(fā)展方向和趨勢(shì)使人與信息的交互融合并推動(dòng)微電子器件柔性化。柔性電子技術(shù)是將有機(jī)材料/無機(jī)薄膜電子器件附著于柔性基底上的新興電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可變形、便攜、輕質(zhì)、可大面積應(yīng)用等特性，并通過大量應(yīng)用新材料和新工藝產(chǎn)生出大量新應(yīng)用。它顛覆性改變傳統(tǒng)器件剛性的物理形態(tài)，實(shí)現(xiàn)信息與人／物體／環(huán)境的高效共融。

本項(xiàng)目在輕量化環(huán)保熱塑性復(fù)合材料開發(fā)及應(yīng)用，智能材料開發(fā)與應(yīng)用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析等方面進(jìn)行深入研究，已完成前端模塊、座椅骨架、SUV尾門、保險(xiǎn)杠、復(fù)材彈簧的開發(fā)。在材料、工藝、載荷方面取得了較大突破。 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)來自北航交通科學(xué)與工程學(xué)院，團(tuán)隊(duì)成員包括孫凌玉教授、康寧副教授、李立軍講師、郭春杰高工以及團(tuán)隊(duì)中多位博士、碩士生。團(tuán)隊(duì)主要研究方向?yàn)閺?fù)材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真、智能材料及失效診斷、優(yōu)化設(shè)計(jì)與工藝仿真、連接建模仿真與實(shí)驗(yàn)等。

新材料研發(fā)

在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量固體廢物產(chǎn)生，如污泥、赤泥、鋼渣、化工廢渣等， 固體廢物的減量化、無害化和資源化是目前的潮流和發(fā)展的趨勢(shì)。 針對(duì)以上各種問題，本項(xiàng)目以工業(yè)固體廢物為主要原料，開發(fā)出了輕質(zhì)、 超輕污泥陶粒制備工藝；發(fā)明了用于處理高濃度難降解有機(jī)廢水的輕質(zhì)陰、陽 極水處理濾料、抗板結(jié)系列粒狀鐵碳微電解填料；發(fā)明了用于工業(yè)廢水深度處 理的基于固廢陶粒的水處理技術(shù)；發(fā)明了基于污泥陶粒的綠色建材混凝土砌塊 和適用于民用建筑的室溫調(diào)節(jié)，具有顯著節(jié)能效果的污泥陶粒—多元脂肪酸相 變材料，取得了系列創(chuàng)新性的研究成果。環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。 本項(xiàng)目包括一套完整的固體廢物基環(huán)境友好材料成套技術(shù)，包括輕質(zhì)/超輕 污泥陶粒、污泥與工業(yè)固體廢物基微電解粒狀材料的研發(fā)、工業(yè)化生產(chǎn)及實(shí)際 應(yīng)用。

煙臺(tái)新港新材料有限公司成立于2015年，是集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的纖維復(fù)合材料制造商與供應(yīng)商。公司專業(yè)從事纖維復(fù)合材料鋼筋、纖維復(fù)合材料格柵、纖維復(fù)合材料型材及纖維復(fù)合材料管材研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品現(xiàn)已為國內(nèi)外多家公司提供以上產(chǎn)品及配套服務(wù)。 計(jì)劃在17年下半年通過ISO9000質(zhì)量體系及ISO14000環(huán)境體系認(rèn)證。并同“俄羅斯礦業(yè)工程技術(shù)研究院”、“烏克蘭國家科學(xué)院”、“哈爾濱玻璃鋼研究院”等高等院校開展“產(chǎn)學(xué)研”合作，在設(shè)備上引進(jìn)了世界先進(jìn)的復(fù)合材料鋼筋及復(fù)合材料格柵等生產(chǎn)加工線，精密檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)設(shè)備。工藝采用引進(jìn)俄羅斯復(fù)合材料先進(jìn)技術(shù)，技術(shù)成熟度較高，其力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度及彎曲模量）均高于國內(nèi)同類生產(chǎn)廠家，耐阻燃及防火特性等特性指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。 公司主要產(chǎn)品及生產(chǎn)能力： 1.纖維復(fù)合格柵：300萬平方米/年；2. 纖維復(fù)合材料筋：2000噸/年。 公司致力于以新港復(fù)合型材為中心的四大復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)基地：新型復(fù)合材料型材基地；高端生態(tài)農(nóng)業(yè)配套設(shè)施產(chǎn)業(yè)基地；軌道交通、城市管廊系列復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)基地；航空航天、航海、軍用復(fù)合材料配套產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)基地，并實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，產(chǎn)品升級(jí)，加強(qiáng)中國高端復(fù)合材料產(chǎn)品在國際市場(chǎng)中的地位。

首次構(gòu)建出無機(jī)離子寡聚體并可以通過“無機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡(jiǎn)介 首次構(gòu)建出無機(jī)離子寡聚體并可以通過“無機(jī)離子聚合”全新途徑可塑地構(gòu)建出無機(jī)材料，實(shí)現(xiàn)“像制造塑料一樣制造無機(jī)物”（Nature 2019）并可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無機(jī)材料的相互融合（Science 2021）。這些成果突破了無機(jī)塊體材料依賴高溫?zé)Y(jié)定形的傳統(tǒng)途徑，可以在常溫條件下實(shí)現(xiàn)構(gòu)建，為功能材料的制備提供革命性的科學(xué)新基礎(chǔ)，特別適合在生物體內(nèi)開展仿生合成。目前已經(jīng)顛覆性地實(shí)現(xiàn)以下突破： 1）結(jié)合生物礦化實(shí)現(xiàn)人體牙釉質(zhì)的再生（Sci Adv 2019），再生層與天然牙釉結(jié)構(gòu)完全一致，擁有相同的生物力學(xué)特性。該工作打破了傳統(tǒng)口腔醫(yī)學(xué)中牙釉質(zhì)不能再生的認(rèn)知，引領(lǐng)新一代口腔材料從“填充型”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;再生型”。目前已進(jìn)入轉(zhuǎn)化研究階段，樣品能夠高效地修復(fù)牙齒表面的微小缺損。 2）結(jié)合傳統(tǒng)有機(jī)聚合發(fā)展出有機(jī)-無機(jī)共聚新技術(shù)，可以制備出有機(jī)-無機(jī)共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。與傳統(tǒng)的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料不同，共聚型新材料能夠在分子尺度上實(shí)現(xiàn)有機(jī)和無機(jī)相之間的相互融合，從而構(gòu)建出結(jié)構(gòu)完全均一、具有優(yōu)異力學(xué)性能的輕質(zhì)高強(qiáng)材料。特別是在傳統(tǒng)高分子材料中引入無機(jī)離子鍵可以顯著增強(qiáng)材料原有的力學(xué)性能，例如通過無機(jī)離子寡聚體可以大幅度改善傳統(tǒng)塑料材料。 “無機(jī)離子聚合”可以構(gòu)建出柔性無機(jī)離子材料，開發(fā)出礦物基塑料替代新材料，被稱為“石頭變塑料” （Adv Mater 2022）。礦物基塑料材料與傳統(tǒng)塑料相比在保持制備可塑性和結(jié)構(gòu)韌性的同時(shí)，具有高強(qiáng)、高硬和高熱穩(wěn)定性等新特征，而其礦物的本質(zhì)特征還可以使材料能夠融入到自然的礦物循環(huán)中，為解決塑料污染問題提供新策略，是一種環(huán)保型的新材料。

給體片段以氟原子修飾的n型給受體聚合物熱電材料，利用聚合物鏈間的給受體相互作用維持聚合物的電子遷移率，通過引入氟原子增加聚合物的電子親和性以提高n摻雜效率，兩者的協(xié)同作用大幅度提高了聚合物的n型電導(dǎo)率。通過進(jìn)一步提高聚合物的塞貝克系數(shù)，成功地將n型給受體聚合物的熱電性能提高了三個(gè)數(shù)量級(jí)。引入氟原子的聚合物的n型電導(dǎo)率提升至1.3 S/cm，功率因子提升至4.6 μW/mK2，是目前n型給受體聚合物熱電材料的最佳性能。?通過對(duì)聚合物在摻雜狀態(tài)下的電子順磁共振譜、紫外光電子能譜和X射線光電子能譜的表征證明了氟原子的引入提高了聚合物的n摻雜能力。場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件結(jié)果則表明氟原子的引入提高了聚合物在n摻雜狀態(tài)下的電子遷移率。這兩者的協(xié)同作用使得該聚合物的電導(dǎo)率相比沒有引入氟原子的聚合物提高了1000倍。此外，掠入射X射線衍射、原子力顯微鏡以及導(dǎo)電原子力顯微鏡實(shí)驗(yàn)證明了氟原子的引入改變了聚合物的分子排列，提高了聚合物與摻雜劑的混溶性，使聚合物從“局部摻雜”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬鶆驌诫s”狀態(tài)，從而維持了摻雜聚合物較高的n型塞貝克系數(shù)。

已有樣品/n可特異性吸附細(xì)菌、蛋白、病毒的系列仿生材料，這些材料可根據(jù)不同的需求，制備成相應(yīng)的抗病毒或抗菌產(chǎn)品。例如,特異性吸附病毒的仿生材料,可用于制備具有抗病毒性能的敷料等,在臨床、軍事等方面均有很好的應(yīng)用前景。前我們已經(jīng)成功制備的新型抗病毒材料，可選擇性抑制靶病毒的感染，且具有良好的生物兼容性，毒性低。在抑制病毒感染方面有很好的效果，有望向抗病毒藥物或抗病毒敷料等抗病毒材料轉(zhuǎn)化。