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2019-10期 新材料產業技術進展月度動態報告
發布:lee_9124   時間:2019/11/9 2:20:43   閱讀:1831 
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1、普渡大學研究新工藝 提升汽車零部件用陶瓷材料的延展性
 
美國普渡大學(Purdue University)的研究人員研發出一種新工藝,能夠讓陶瓷克服易碎的特性,使其更具韌性,經久耐用。普渡大學將該工藝稱為“閃燒”(flash sintering),即在傳統的燒結工藝中增加了一個電場,以大批量制成由陶瓷制成的部件。此類具備延展性的陶瓷可用于很多重要應用,例如國防工事、汽車制造、核反應堆和可持續能源設備等。
 
2、《自然》發表中國科大陳仙輝院士等揭示高溫超導機理的新成果
 
中國科學技術大學陳仙輝教授與復旦大學物理學系張遠波課題組合作,成功獲得單層的鉍2212超導體,并在實驗上發現該單層銅基超導體和相應的塊體銅基超導體具有完全相同的超導轉變溫度、載流子濃度依賴的相圖和反常的正常態行為。這些發現為高溫超導體二維理論模型提供堅實的實驗基礎,也為高溫超導體的實驗研究提供新的思路。
 
3、我國科學家在單層鐵磁材料GdAg2中發現外爾節線
 
中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心與北京理工大學以及日本廣島大學的研究人員合作,利用同步輻射角分辨光電子能譜并結合理論計算,在單原子層的鐵磁材料GdAg2(Tc≈85 K)中發現了自旋極化的外爾節線。該研究為二維鐵磁材料在納米微電子器件中應用奠定了重要基礎。
 
4、韓國實現透明PI核心材料國產化,ITChem已獲日本量產認證
 
ITChem公司通過自主研發,成功開發出了構成透明PI的核心Monomer材料。該材料能夠很好的保持PI膜的透明性和耐熱性。
 
5、中科大新成果加速石墨烯雙電層儲能研究
 
中國科學技術大學朱彥武課題組聯合法國Patrice Simon課題組,采用電化學阻抗譜和電化學石英晶體微量天平系統聯用,原位研究了離子液體(EMI-TFSI)電解質在單層石墨烯表面的動力學響應。研究發現,在石墨烯正極化區間,電荷儲存受帶正電的團簇類離子脫附主導;在負極化區間,石墨烯表面質量變化較小,顯示表面離子重排效應。隨著施加電勢的增加,兩種類型的界面響應主導著雙電層的變化,導致雙電層電容增加。該研究為進一步理解石墨烯-電解液界面結構以及石墨烯雙電層儲能提供了基礎。
 
6、大連化物所研發出應用于鋅溴液流電池的高活性氮化鈦納米棒陣列復合電極材料
 
中國科學院大連化學物理研究所儲能技術研究部研究員李先鋒、張華民團隊設計、制備了一種基于氮化鈦納米棒陣列三維復合電極材料,并應用于鋅溴基液流電池中,大大提高了其功率密度。該工作為高功率密度溴基液流電池電極材料的設計制備提供了新思路。
 
7、ZapGo推出碳離子電池 將電動汽車充電速度加快100倍
 
ZapGo公司開發出了不含鋰和鈷的固態碳離子電池,與現有的電池相比,該電池裝在電動汽車上有望在5分鐘內為電動汽車充滿電,恢復350英里(500公里)的里程。該電池只使用了一種高級形式的碳以及一種新型離子電解質。此外,該電池內部的高級材料在電池壽命結束之后也可以被回收再利用。
 
8、南開團隊首次實現醛或酮對氮雜芳環的烷基化 助力新藥新材料研發
 
南開大學元素有機化學國家重點實驗室汪清民教授課題組將生命過程中的質子遷移電子耦合(PCET)和自旋中心遷移(SCS)結合起來,發明了由醛或酮對氮雜芳環碳氫鍵進行直接烷基化的新方法。這是首例將羰基化合物作為烷基自由基等價體的反應,為羰基化合物的研究提供了全新的反應性。該方法能夠對醫藥、農藥、天然產物和有機材料進行后期官能團化修飾,為新藥和新材料的研發提供了一種高效實用的方法。
 
9、美國研制出新型二維異質結構材料 開辟納米電子技術新可能
 
美國西北大學工程學院的研究人員利用石墨烯和硼苯兩種材料創建出新型二維異質結構材料,為納米電子技術的發展開辟了新的可能性。
 
10、430毫米!蚌埠成功拉引世界最寬高導熱新材料
 
安徽碳華新材料科技有限公司利用自主核心技術和成套裝備,在蚌埠成功拉引430毫米類石墨烯高導膜,刷新了180毫米世界最寬高導熱新材料記錄,填補了我國類石墨烯高導膜產品大面積生產的空白。該產品導熱系數、厚度等質檢指標經檢驗全部達標。
 
11、中復神鷹T1000級超高強度碳纖維工程化關鍵技術通過鑒定
 
2019年10月29日,由中復神鷹牽頭,東華大學和江蘇新鷹游機械有限公司共同承擔的“QZ6026(T1000級)超高強度碳纖維百噸級工程化關鍵技術”項目順利通過鑒定。
 
12、北大在鋰電池材料界面梯度重構提升性能方面取得重要進展
 
北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒課題組通過自主創新的Ti梯度摻雜的方法,在高鎳正極層狀材料LiNi0.8Co0.2O2(NC82)的表面構建了約6納米厚具有Ti-O結構基元及Li/Ni反位的新型界面結構。這種構造表面層狀相的保護機制,能夠克服常規表面惰性包覆方式對電荷傳輸的損害,為基于高鎳材料自身表面化學特性調控,獲得兼具高容量、高倍率、高穩定性的正極材料提供了新的手段。
 
13、SigmaSense推業界首個電容成像技術 可實現曲面或柔性顯示屏
 
電容成像技術先驅 SigmaSense公司宣布推出業內首個on-cell(將觸摸屏嵌入到顯示屏的彩色濾光片基板和偏光片之間,即在液晶面板上配觸摸傳感器)交互式顯示屏,具備較佳的信號-噪聲性能靈敏度,而且只需要1.5V的通道驅動電壓就可驅動。
 
14、寧波材料所開發高導熱環氧復合材料 有望解決電子設備散熱難題
 
中國科學院寧波材料技術與工程研究所表面事業部功能碳素材料團隊使用低成本的商用聚氨酯泡沫為模板,在其表面包覆石墨烯納米片并采用快速加熱移除聚氨酯模板而得到結構完整的三維石墨烯泡沫。在石墨烯含量為6.8wt%時,環氧復合材料的導熱系數達到了8.04W/mK,較純環氧樹脂提高了44倍,環氧復合材料同時保持了良好的力學性能。
 
15、中南大學研發新材料實現氮氣高效光固定
 
中南大學材料科學與工程學院王梁炳課題組通過開發一種富含氧空位的SmOCl納米片新材料實現了氮氣的高效光固定直接轉化為氨,這種無定型SmOCl納米片展現出優異的催化活性,其氨生成速率達426 μmol•gcat.−1•h−1。
 
16、北京大學借助石墨烯實現Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長
 
北京大學物理學院寬禁帶半導體研究中心沈波和楊學林課題組與俞大鵬、劉開輝課題組合作,成功實現了Si(100)襯底上單晶GaN薄膜的外延生長,并系統研究了石墨烯上GaN外延的成核機理和外延機制。該突破不僅為GaN器件與Si器件的集成奠定了科學基礎,而且對當前國際上關注的非晶襯底上氮化物半導體外延生長和GaN基柔性器件研制具有重要的指導價值。
 
17、打破壟斷 天津大學攻克平板陶瓷膜制備及批量化生產關鍵技術
 
天津大學先進陶瓷與加工技術教育部重點實驗室科研團隊歷經十余年艱苦研發,突破了平板陶瓷凈水膜制備技術難關,實現批量化生產。目前平板陶瓷膜生產線已成功投產,一舉打破外國技術壟斷,大幅提高我國膜產業競爭力并填補了相關技術空白。
 
18、東北師范制備出新型碳基納米材料 成功構筑電化學生物傳感器件、電化學能源器件
 
東北師范大學化學學院周明教授課題以生物質為原料組制備了不同種碳基納米材料,并用于電化學生物傳感器件和電化學能源器件的構筑,一定程度上克服了碳基納米材料常規制備過程中相對復雜的過程、相對昂貴的儀器和化學試劑等方面的缺點。
 
19、韓國全北大學開發出柔性OLED用防反射補償膜
 
韓國全北大學Jeung Kwangun教授研究團隊(高分子納米工學科)和Lee Jihun教授研究團隊(電子工學部)通過共同研究,開發出了可用于新一代柔性顯示的防反射用補償膜,在新一代柔性OLED顯示的核心零部件防反射膜領域開啟了以超薄膜形態制的道路。
 
20、科學家研發新型3D打印技術:可打印任意形狀的透明OLED屏幕
 
韓國延世大學的一支材料科學和工程團隊近日成功開發出了一種3D打印技術,可以將OLED屏幕打印成為任何形狀的透明結構,這就意味著幾乎任何東西都可以變成透明的彩色顯示屏。這項新技術主要利用打印3D支撐結構和3D屏幕電子設備,將復雜屏幕形狀的開發和制造提升到一個新的水平。當前屏幕技術通常要求3D結構和2D屏幕配合使用,而利用該技術科學團隊可以創建幾乎任何形狀的屏幕,而且不需要額外的退火工藝。
 
21、金屬所首次制備出硅-石墨烯-鍺高速晶體管
 
金屬所沈陽材料科學國家研究中心先進炭材料研究部科研人員首次制備出以肖特基結作為發射結的垂直結構的硅-石墨烯-鍺晶體管,成功將石墨烯基區晶體管的延遲時間縮短了1000倍以上,可將其截止頻率由兆赫茲(MHz)提升至吉赫茲(GHz)領域,并在未來有望實現工作于太赫茲(THz)領域的高速器件。
 
22、普渡大學研制納米鏈電極 增加電池容量、縮短充電時間
 
普渡大學(Purdue University)的科學家和工程師們推出一種方法,能夠將電極材料重新組合,設計新電極,從而延長電池壽命,使電池更穩定,并且縮短充電時間。該項研究創造了一種網狀結構——“納米鏈”(nanochain),由銻構成。研究人員將此類納米鏈電極與石墨電極進行比較,發現當配備納米鏈電極、硬幣大小的電池只充30分鐘電時,在100次充放電循環后,其鋰離子容量是配備石墨電極電池的兩倍。
 
23、《自然•通訊》:寧波材料所在Rashba材料研究中取得進展
 
中國科學院寧波材料技術與工程研究所納米事業部研究員何少龍帶領的研究組從2016年開始在寧波材料所研制先進角分辨光電子能譜(ARPES),經過兩年多的努力,該系統已經開始正常運作。研究組成員肖紹鑄和馮婭,利用角分辨光電子能譜及Spin-ARPES首次在PtBi2材料中發現三維Rashba型自旋劈裂。同時,利用ARPES結果結合第一性原理計算(吳賢新),從微觀電子結構角度闡述了這個自旋劈裂的主要起源:即γ-PtBi2晶體結構(空間群P31m)中心反演對稱性的破缺。這個巨大的自旋劈裂出現在布里淵區的M點而不是Rashba劈裂經常出現的Γ點,這使得γ-PtBi2在相關材料中與眾不同,有非常重要的意義。
 
24、我國開發出高能量密度的柔性鈉離子微型超級電容器
 
中國科學院大連化學物理研究所二維材料與能源器件研究組(DNL21T3)研究員吳忠帥團隊與中科院院士包信和團隊合作開發出具有高能量密度、高柔性、高耐熱性能的柔性平面鈉離子微型超級電容器。該團隊以海膽狀的鈦酸鈉為電池型的負極、多孔活化石墨烯為電容型的正極,結合高壓離子液體凝膠電解液,成功構建了柔性化平面鈉離子微型超級電容器。通過電池型負極和電容型正極的有效耦合,該鈉離子微型超級電容器能夠在3.5V的高壓下穩定工作,具有高能量密度37.1mWh/cm3和超低的自放電速率(44h,從3.5V到2.1V)。
 
25、德國首次構建納米電子元件要素量子點接觸
 
德國維爾茨堡大學勞倫斯•莫倫康普教授領導的團隊利用其開發的汞碲(HgTe)量子阱,首次成功構建了一個納米電子元件基本要素——量子點接觸(QPC)。
 
26、上海硅酸鹽所在鋱鎵石榴石基磁光陶瓷研究方面取得系列進展
 
中國科學院上海硅酸鹽研究所李江研究員帶領的透明與光功能陶瓷研究課題組在鋱鎵石榴石基磁光陶瓷研究中取得進展。該團隊以共沉淀法合成的1.0at% Ce:TGG納米粉體為原料,再結合空氣燒結及熱等靜壓后處理(HIP)技術制備得到了性能優異的Ce:TGG陶瓷。該陶瓷在1064 nm處的直線透過率達到了81.7%,且在632.8 nm處的Verdet常數達到-143.4 rad•T-1•m-1,比商用TGG晶體提高了5%。
 
27、浙江大學賀永團隊:液態金屬-硅膠墨水實現柔性電子的全打印制造
 
浙江大學機械工程學院賀永教授課題組針對液態金屬大的表面張力和低的粘度使得其難用一種簡單的方式高效高精度的打印、液態金屬的強流動性也使得在局部破壞發生時極易產生泄漏,進而導致柔性器件的失效等挑戰,提出了一種獨特的液態金屬-硅膠墨水和相應的多材料3D打印工藝用以制造全打印的液態金屬基柔性電子設備。
 
28、首次報道!永久形狀可重構性的4D打印形狀記憶聚合物
 
中科院福建物質結構研究所、中科院功能納米結構設計與組裝重點實驗室吳立新團隊首次報道具有永久形狀可重構性的4D打印形狀記憶聚合物,設計合成了一種帶有醛基的新型甲基丙烯酸酯單體(4-甲?;郊姿?-(甲基丙烯酰氧基)乙酯,MEFB)和超支化硅氧烷交聯劑(HPASi),構建出具有動態亞胺鍵的(甲基)丙烯酸酯體系(IEMSis),用以實現4D打印。
 
29、西安交大再發《Science》:發現單晶鐵電氧化物薄膜超彈性行為
 
西安交大劉明教授團隊和丁向東教授團隊合作,對鐵電單晶薄膜材料柔性和彈性的力學行為進行了深入研究,并取得了重大突破。研究采用水溶性的Sr3Al2O6作為犧牲層,制備并剝離出大面積的自支撐BaTiO3 (BTO)單晶鐵電薄膜?;谘芯拷Y果可以預期其他鐵電體中也應該存在類似力學行為,為其他鐵電單晶薄膜中實現超彈性提供了實驗依據。此外,具有超彈性的柔性鐵電薄膜也是良好的電場調控介質,將其與柔性鐵電薄膜復合,可避免傳統多鐵薄膜異質結中存在的襯底束縛作用,并顯著提高磁電耦合效應,為未來開發新型小電場可調的柔性磁電器件奠定基礎。
 
30、青島能源所開發出新型陶瓷膜材料及高效制氫技術
 
青島能源所膜分離與催化研究組提出在致密陶瓷透氫膜反應器進行甲烷水蒸汽重整反應,可以原位分離氫氣。不同于常見的聚合物膜和分子篩膜,致密陶瓷透氫膜對氫氣的分離選擇性達到100%,在膜的另一側獲得完全不含CO的氫氣。該工作利用陶瓷透氫膜將天然氣重整反應和氫氣分離過程進行耦合,一步獲得費托合成所需的合成氣和不含CO的氫氣,簡化了制氫工藝,為潔凈氫氣的高效低成本制備提供了一種全新思路。
 
31、東華大學俞建勇、丁彬團隊開發出柔性鈦酸鋇陶瓷納米纖維膜
 
東華大學俞建勇院士及丁彬研究員帶領的納米纖維研究團隊開發了一種基于溶膠-凝膠靜電紡絲和低溫結晶的工藝技術,可控制備出具有聚合物般輕質特性和絲綢般柔軟度的鈦酸鋇納米纖維晶體材料,并探索了鈦酸鋇晶粒尺寸和晶界形貌影響納米纖維柔性形變的機理。
 
32、科學家開發出鋰硫電池新陰極 性能穩定容量高
 
新加坡科學技術研究局納米生物實驗室的科學家們已經開發出一種生產鋰硫陰極的新方法,這種陰極在200多次的循環中表現出了穩定的性能和高存儲容量。實驗室小組在添加硫之前使用組裝的碳支架來創建三維互聯的多孔納米材料,而這種支架防止了陰極塌縮。研究結果表明,采用新電極的電池在200次循環中可以達到每克1220毫安時的特定容量,且容量衰減率低于0.14%。
 
33、速度快1000倍!《Science》報道高速納米3D打印技術
 
香港中文大學和美國勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室(LLNL)等科研機構的研究人員開發了一種新的納米級3D打印技術-飛秒投影雙光子光刻(FP-TPL),該技術能夠在不犧牲分辨率的情況下實現微小結構的高速制造,與已有的雙光子光刻(TPL)技術相比,新技術的打印速度快一千倍。
 
34、韓國研發新發光材料 助力降低Micro LED成本
 
韓國科學技術高級研究院開發了一種新的發光材料,這種材料結合了量子點和充滿爆米花狀氣囊的聚合物介質,其發光強比傳統的純量子點薄膜高21倍,耐用性提高45%。
 
35、深圳先進院研發出新型低成本環保鈉電正極材料
 
中國科學院深圳先進技術研究院功能薄膜材料研究中心唐永炳研究員及其團隊成員聯合泰國國立同步輻射光源研究所成功研發出一種新型鈉離子電池正極材料。該正極材料成本低廉,并且環境友好,此項工作對開發低成本環保型電極材料及儲能器件具有重要借鑒意義。
 

來源:新材料在線
 
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