2019-10期 新材料产业技术进展月度动态报告


发布时间:2019-11-09 浏览量 100 views
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1、普渡大学研究新工艺 提升汽车零部件用陶瓷材料的延展性
美国普渡大学(Purdue University)的研究人员研发出一种新工艺,能够让陶瓷克服易碎的特性,使其更具韧性,经久耐用。普渡大学将该工艺称为“闪烧”(flash sintering),即在传统的烧结工艺中增加了一个电场,以大批量制成由陶瓷制成的部件。此类具备延展性的陶瓷可用于很多重要应用,例如国防工事、汽车制造、核反应堆和可持续能源设备等。


2、《自然》发表中国科大陈仙辉院士等揭示高温超导机理的新成果
中国科学技术大学陈仙辉教授与复旦大学物理学系张远波课题组合作,成功获得单层的铋2212超导体,并在实验上发现该单层铜基超导体和相应的块体铜基超导体具有完全相同的超导转变温度、载流子浓度依赖的相图和反常的正常态行为。这些发现为高温超导体二维理论模型提供坚实的实验基础,也为高温超导体的实验研究提供新的思路。
 
3、我国科学家在单层铁磁材料GdAg2中发现外尔节线
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心与北京理工大学以及日本广岛大学的研究人员合作,利用同步辐射角分辨光电子能谱并结合理论计算,在单原子层的铁磁材料GdAg2(Tc≈85 K)中发现了自旋极化的外尔节线。该研究为二维铁磁材料在纳米微电子器件中应用奠定了重要基础。
 
4、韩国实现透明PI核心材料国产化,ITChem已获日本量产认证
ITChem公司通过自主研发,成功开发出了构成透明PI的核心Monomer材料。该材料能够很好的保持PI膜的透明性和耐热性。
 
5、中科大新成果加速石墨烯双电层储能研究
中国科学技术大学朱彦武课题组联合法国Patrice Simon课题组,采用电化学阻抗谱和电化学石英晶体微量天平系统联用,原位研究了离子液体(EMI-TFSI)电解质在单层石墨烯表面的动力学响应。研究发现,在石墨烯正极化区间,电荷储存受带正电的团簇类离子脱附主导;在负极化区间,石墨烯表面质量变化较小,显示表面离子重排效应。随着施加电势的增加,两种类型的界面响应主导着双电层的变化,导致双电层电容增加。该研究为进一步理解石墨烯-电解液界面结构以及石墨烯双电层储能提供了基础。
 
6、大连化物所研发出应用于锌溴液流电池的高活性氮化钛纳米棒阵列复合电极材料
中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民团队设计、制备了一种基于氮化钛纳米棒阵列三维复合电极材料,并应用于锌溴基液流电池中,大大提高了其功率密度。该工作为高功率密度溴基液流电池电极材料的设计制备提供了新思路。
 
7、ZapGo推出碳离子电池 将电动汽车充电速度加快100倍
ZapGo公司开发出了不含锂和钴的固态碳离子电池,与现有的电池相比,该电池装在电动汽车上有望在5分钟内为电动汽车充满电,恢复350英里(500公里)的里程。该电池只使用了一种高级形式的碳以及一种新型离子电解质。此外,该电池内部的高级材料在电池寿命结束之后也可以被回收再利用。


8、南开团队首次实现醛或酮对氮杂芳环的烷基化 助力新药新材料研发
南开大学元素有机化学国家重点实验室汪清民教授课题组将生命过程中的质子迁移电子耦合(PCET)和自旋中心迁移(SCS)结合起来,发明了由醛或酮对氮杂芳环碳氢键进行直接烷基化的新方法。这是首例将羰基化合物作为烷基自由基等价体的反应,为羰基化合物的研究提供了全新的反应性。该方法能够对医药、农药、天然产物和有机材料进行后期官能团化修饰,为新药和新材料的研发提供了一种高效实用的方法。
 
9、美国研制出新型二维异质结构材料 开辟纳米电子技术新可能
美国西北大学工程学院的研究人员利用石墨烯和硼苯两种材料创建出新型二维异质结构材料,为纳米电子技术的发展开辟了新的可能性。
 
10、430毫米!蚌埠成功拉引世界最宽高导热新材料
安徽碳华新材料科技有限公司利用自主核心技术和成套装备,在蚌埠成功拉引430毫米类石墨烯高导膜,刷新了180毫米世界最宽高导热新材料记录,填补了我国类石墨烯高导膜产品大面积生产的空白。该产品导热系数、厚度等质检指标经检验全部达标。
 
11、中复神鹰T1000级超高强度碳纤维工程化关键技术通过鉴定
2019年10月29日,由中复神鹰牵头,东华大学和江苏新鹰游机械有限公司共同承担的QZ6026(T1000级)超高强度碳纤维百吨级工程化关键技术项目顺利通过鉴定。
 
12、北大在锂电池材料界面梯度重构提升性能方面取得重要进展
北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋课题组通过自主创新的Ti梯度掺杂的方法,在高镍正极层状材料LiNi0.8Co0.2O2(NC82)的表面构建了约6纳米厚具有Ti-O结构基元及Li/Ni反位的新型界面结构。这种构造表面层状相的保护机制,能够克服常规表面惰性包覆方式对电荷传输的损害,为基于高镍材料自身表面化学特性调控,获得兼具高容量、高倍率、高稳定性的正极材料提供了新的手段。
 
13、SigmaSense推业界首个电容成像技术 可实现曲面或柔性显示屏
电容成像技术先驱 SigmaSense公司宣布推出业内首个on-cell(将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和偏光片之间,即在液晶面板上配触摸传感器)交互式显示屏,具备较佳的信号-噪声性能灵敏度,而且只需要1.5V的通道驱动电压就可驱动。
 
14、宁波材料所开发高导热环氧复合材料 有望解决电子设备散热难题
中国科学院宁波材料技术与工程研究所表面事业部功能碳素材料团队使用低成本的商用聚氨酯泡沫为模板,在其表面包覆石墨烯纳米片并采用快速加热移除聚氨酯模板而得到结构完整的三维石墨烯泡沫。在石墨烯含量为6.8wt%时,环氧复合材料的导热系数达到了8.04W/mK,较纯环氧树脂提高了44倍,环氧复合材料同时保持了良好的力学性能。
 
15、中南大学研发新材料实现氮气高效光固定
中南大学材料科学与工程学院王梁炳课题组通过开发一种富含氧空位的SmOCl纳米片新材料实现了氮气的高效光固定直接转化为氨,这种无定型SmOCl纳米片展现出优异的催化活性,其氨生成速率达426 μmol•gcat.−1•h−1。
 
16、北京大学借助石墨烯实现Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长
北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心沈波和杨学林课题组与俞大鹏、刘开辉课题组合作,成功实现了Si(100)衬底上单晶GaN薄膜的外延生长,并系统研究了石墨烯上GaN外延的成核机理和外延机制。该突破不仅为GaN器件与Si器件的集成奠定了科学基础,而且对当前国际上关注的非晶衬底上氮化物半导体外延生长和GaN基柔性器件研制具有重要的指导价值。
 
17、打破垄断 天津大学攻克平板陶瓷膜制备及批量化生产关键技术
天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室科研团队历经十余年艰苦研发,突破了平板陶瓷净水膜制备技术难关,实现批量化生产。目前平板陶瓷膜生产线已成功投产,一举打破外国技术垄断,大幅提高我国膜产业竞争力并填补了相关技术空白。
 
18、东北师范制备出新型碳基纳米材料 成功构筑电化学生物传感器件、电化学能源器件
东北师范大学化学学院周明教授课题以生物质为原料组制备了不同种碳基纳米材料,并用于电化学生物传感器件和电化学能源器件的构筑,一定程度上克服了碳基纳米材料常规制备过程中相对复杂的过程、相对昂贵的仪器和化学试剂等方面的缺点。
 
19、韩国全北大学开发出柔性OLED用防反射补偿膜
韩国全北大学Jeung Kwangun教授研究团队(高分子纳米工学科)和Lee Jihun教授研究团队(电子工学部)通过共同研究,开发出了可用于新一代柔性显示的防反射用补偿膜,在新一代柔性OLED显示的核心零部件防反射膜领域开启了以超薄膜形态制的道路。
 
20、科学家研发新型3D打印技术:可打印任意形状的透明OLED屏幕
韩国延世大学的一支材料科学和工程团队近日成功开发出了一种3D打印技术,可以将OLED屏幕打印成为任何形状的透明结构,这就意味着几乎任何东西都可以变成透明的彩色显示屏。这项新技术主要利用打印3D支撑结构和3D屏幕电子设备,将复杂屏幕形状的开发和制造提升到一个新的水平。当前屏幕技术通常要求3D结构和2D屏幕配合使用,而利用该技术科学团队可以创建几乎任何形状的屏幕,而且不需要额外的退火工艺。
 
21、金属所首次制备出硅-石墨烯-锗高速晶体管
金属所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构的硅-石墨烯-锗晶体管,成功将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上,可将其截止频率由兆赫兹(MHz)提升至吉赫兹(GHz)领域,并在未来有望实现工作于太赫兹(THz)领域的高速器件。
 
22、普渡大学研制纳米链电极 增加电池容量、缩短充电时间
普渡大学(Purdue University)的科学家和工程师们推出一种方法,能够将电极材料重新组合,设计新电极,从而延长电池寿命,使电池更稳定,并且缩短充电时间。该项研究创造了一种网状结构——“纳米链”(nanochain),由锑构成。研究人员将此类纳米链电极与石墨电极进行比较,发现当配备纳米链电极、硬币大小的电池只充30分钟电时,在100次充放电循环后,其锂离子容量是配备石墨电极电池的两倍。
 
23、《自然&通讯》:宁波材料所在Rashba材料研究中取得进展
中国科学院宁波材料技术与工程研究所纳米事业部研究员何少龙带领的研究组从2016年开始在宁波材料所研制先进角分辨光电子能谱(ARPES),经过两年多的努力,该系统已经开始正常运作。研究组成员肖绍铸和冯娅,利用角分辨光电子能谱及Spin-ARPES首次在PtBi2材料中发现三维Rashba型自旋劈裂。同时,利用ARPES结果结合第一性原理计算(吴贤新),从微观电子结构角度阐述了这个自旋劈裂的主要起源:即γ-PtBi2晶体结构(空间群P31m)中心反演对称性的破缺。这个巨大的自旋劈裂出现在布里渊区的M点而不是Rashba劈裂经常出现的Γ点,这使得γ-PtBi2在相关材料中与众不同,有非常重要的意义。
 
24、我国开发出高能量密度的柔性钠离子微型超级电容器
中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组(DNL21T3)研究员吴忠帅团队与中科院院士包信和团队合作开发出具有高能量密度、高柔性、高耐热性能的柔性平面钠离子微型超级电容器。该团队以海胆状的钛酸钠为电池型的负极、多孔活化石墨烯为电容型的正极,结合高压离子液体凝胶电解液,成功构建了柔性化平面钠离子微型超级电容器。通过电池型负极和电容型正极的有效耦合,该钠离子微型超级电容器能够在3.5V的高压下稳定工作,具有高能量密度37.1mWh/cm3和超低的自放电速率(44h,从3.5V到2.1V)。
 
25、德国首次构建纳米电子元件要素量子点接触
德国维尔茨堡大学劳伦斯•莫伦康普教授领导的团队利用其开发的汞碲(HgTe)量子阱,首次成功构建了一个纳米电子元件基本要素——量子点接触(QPC)。
 
26、上海硅酸盐所在铽镓石榴石基磁光陶瓷研究方面取得系列进展
中国科学院上海硅酸盐研究所李江研究员带领的透明与光功能陶瓷研究课题组在铽镓石榴石基磁光陶瓷研究中取得进展。该团队以共沉淀法合成的1.0at% Ce:TGG纳米粉体为原料,再结合空气烧结及热等静压后处理(HIP)技术制备得到了性能优异的Ce:TGG陶瓷。该陶瓷在1064 nm处的直线透过率达到了81.7%,且在632.8 nm处的Verdet常数达到-143.4 rad•T-1•m-1,比商用TGG晶体提高了5%。
 
27、浙江大学贺永团队:液态金属-硅胶墨水实现柔性电子的全打印制造
浙江大学机械工程学院贺永教授课题组针对液态金属大的表面张力和低的粘度使得其难用一种简单的方式高效高精度的打印、液态金属的强流动性也使得在局部破坏发生时极易产生泄漏,进而导致柔性器件的失效等挑战,提出了一种独特的液态金属-硅胶墨水和相应的多材料3D打印工艺用以制造全打印的液态金属基柔性电子设备。
 
28、首次报道!永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物
中科院福建物质结构研究所、中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室吴立新团队首次报道具有永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物,设计合成了一种带有醛基的新型甲基丙烯酸酯单体(4-甲酰基苯甲酸2-(甲基丙烯酰氧基)乙酯,MEFB)和超支化硅氧烷交联剂(HPASi),构建出具有动态亚胺键的(甲基)丙烯酸酯体系(IEMSis),用以实现4D打印。
 
29、西安交大再发《Science》:发现单晶铁电氧化物薄膜超弹性行为
西安交大刘明教授团队和丁向东教授团队合作,对铁电单晶薄膜材料柔性和弹性的力学行为进行了深入研究,并取得了重大突破。研究采用水溶性的Sr3Al2O6作为牺牲层,制备并剥离出大面积的自支撑BaTiO3 (BTO)单晶铁电薄膜。基于研究结果可以预期其他铁电体中也应该存在类似力学行为,为其他铁电单晶薄膜中实现超弹性提供了实验依据。此外,具有超弹性的柔性铁电薄膜也是良好的电场调控介质,将其与柔性铁电薄膜复合,可避免传统多铁薄膜异质结中存在的衬底束缚作用,并显著提高磁电耦合效应,为未来开发新型小电场可调的柔性磁电器件奠定基础。
 
30、青岛能源所开发出新型陶瓷膜材料及高效制氢技术
青岛能源所膜分离与催化研究组提出在致密陶瓷透氢膜反应器进行甲烷水蒸汽重整反应,可以原位分离氢气。不同于常见的聚合物膜和分子筛膜,致密陶瓷透氢膜对氢气的分离选择性达到100%,在膜的另一侧获得完全不含CO的氢气。该工作利用陶瓷透氢膜将天然气重整反应和氢气分离过程进行耦合,一步获得费托合成所需的合成气和不含CO的氢气,简化了制氢工艺,为洁净氢气的高效低成本制备提供了一种全新思路。
 
31、东华大学俞建勇、丁彬团队开发出柔性钛酸钡陶瓷纳米纤维膜
东华大学俞建勇院士及丁彬研究员带领的纳米纤维研究团队开发了一种基于溶胶-凝胶静电纺丝和低温结晶的工艺技术,可控制备出具有聚合物般轻质特性和丝绸般柔软度的钛酸钡纳米纤维晶体材料,并探索了钛酸钡晶粒尺寸和晶界形貌影响纳米纤维柔性形变的机理。
 
32、科学家开发出锂硫电池新阴极 性能稳定容量高
新加坡科学技术研究局纳米生物实验室的科学家们已经开发出一种生产锂硫阴极的新方法,这种阴极在200多次的循环中表现出了稳定的性能和高存储容量。实验室小组在添加硫之前使用组装的碳支架来创建三维互联的多孔纳米材料,而这种支架防止了阴极塌缩。研究结果表明,采用新电极的电池在200次循环中可以达到每克1220毫安时的特定容量,且容量衰减率低于0.14%。
 
33、速度快1000倍!《Science》报道高速纳米3D打印技术
香港中文大学和美国劳伦斯•利弗莫尔国家实验室(LLNL)等科研机构的研究人员开发了一种新的纳米级3D打印技术-飞秒投影双光子光刻(FP-TPL),该技术能够在不牺牲分辨率的情况下实现微小结构的高速制造,与已有的双光子光刻(TPL)技术相比,新技术的打印速度快一千倍。
 
34、韩国研发新发光材料 助力降低Micro LED成本
韩国科学技术高级研究院开发了一种新的发光材料,这种材料结合了量子点和充满爆米花状气囊的聚合物介质,其发光强比传统的纯量子点薄膜高21倍,耐用性提高45%。
 
35、深圳先进院研发出新型低成本环保钠电正极材料
中国科学院深圳先进技术研究院功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其团队成员联合泰国国立同步辐射光源研究所成功研发出一种新型钠离子电池正极材料。该正极材料成本低廉,并且环境友好,此项工作对开发低成本环保型电极材料及储能器件具有重要借鉴意义。
 

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