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磁性蓄冷材料是在90年代初被發現的。這些材料用于制冷機中后，使得商用制冷機的溫度可達2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因為鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點在于不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經用于小型回熱式低溫氣體制冷機產品中。這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統蓄冷材料以后，可以使醫用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺醫用核磁共振成象儀就可以節約16萬人民幣。

新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發生變化時會出現大的吸熱與放熱效應，可以應用于制冷技術中。利用磁性材料在經歷磁相變時發生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發現的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現，推動了低溫制冷機的發展。現在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫用核磁共振成象儀和超導磁體已經商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。

成果與項目的背景及主要用途：術后粘連是有手術史以來國內外亟待解決的 重要醫學難題之一。在外科領域開展的手術中，絕大多數都涉及到防止組織之間 粘連的問題。術后粘連可以引起嚴重的并發癥，如腹部、盆腔等均可引起粘連性 腸梗阻，甲狀腺手術后引起喉返神經損傷以及因盆腔組織粘連而導致的女性不育 癥。90%的患者在術后均有不同程度的粘連產生，60%的患者需要采取一定的防 粘連措施。 目前防止術后粘連國際上采用較多的是“短期屏障"法，即術后在容易發生 粘連的部位植入隔離材料。隨著 70 年代后美國醫用材料方面的突破，可生物降 解吸收材料已得到醫療市場的認可。現有的美國 FDA 批準的術后防粘連產品有 三種。本課題組設計和研制了一種結構獨特的可拋型防粘連膜材料 AntiTriplex。 它是一種生物相容性良好、安全、無毒、無刺激、可降解吸收的薄膜材料，其獨 特的表面結構特性可以將手術創面和周圍組織有效隔離開，有效地保護好手術創 面。 技術原理與工藝流程簡介：該術后防粘連膜由多糖分子、多肽大分子和合成 大分子組裝而成的三元膜。該三元膜綜合了三種材料的優點，使膜材料的力學性 能、水穩定性、降解速率、臨床可操作性、防粘連效果等得到全面提升。主要工 藝流程如下： 多肽大分子 ↓ 合成大分子 → 反應器 --→成膜 → 后處理 → 干燥 → 成品膜 → 包裝 → 滅菌 ↑ 改性多糖大分子 技術水平及專利與獲獎情況：該新型術后防粘連膜獨特的結構設計代表了當 今該領域國際先進水應用前景分析及效益預測：不管是傳統的腹腔、心血管、椎板外科手術，還 是新興的微創手術，均會存在不同程度的粘連現象。現階段歐美已經形成了一個 龐大的防粘連材料市場，據統計，在美國每年用于治療腹腔、盆腔粘連的費用高 達約 12 億美元。美國在 2000 年有 750 萬例出現術后粘連，預計到 2006 年將增 加到 2000 萬。雖然美國 FDA 已批準了 3 個防粘連材料，但均有缺陷。中國人口 眾多，醫療水平不及美國，如以 1500 萬人保守數字計，每人需要防粘連材料一 份（至少），每份約 200 元，市場容量將是 30 億，利稅近 10 億，是國家鼓勵優 先發展的高技術產業。 應用領域：醫療器械、生物材料制品、組織工程制品 技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）：原材料 均為國產，價格低廉。所需設備為常用設備，投資不大。常規醫藥行業的廠房基 本上能滿足要求，主要生產車間 150 平方米。投資規模依生產規模而定。 合作方式及條件：面談平, 目前已申報國家發明專利 2 項。 

本項目研發的新型量子吸藍光材料，用于防藍光眼鏡，防藍光護眼貼膜等產品。可用于防護液晶（LCD）和有機電致發光（OLED）手機，電腦顯示器等電子產品顯示器屏幕發出的高能藍光，實現健康護眼的目的。該種新型量子吸藍光材料具有超強的光波過濾功能，比市面現有主流吸藍光材料效果高10－100倍，處于世界領先水平。在技術層面優于市場上現有產品。依托于先進的新型量子技術制備防藍光護眼鏡片和護眼貼膜，可高效吸收藍光，從根本上解決電子產品藍光傷害這一社會痛點問題。本項目量子防藍光眼鏡和貼膜產品的生產有兩條技術路線，主要步驟如下：1、無機吸藍光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型；2、無機吸藍光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術制作鏡片或者可貼合膜片。

負極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環性能。目前商用化的負極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續發展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優勢和資源豐富、成本低等商業優勢，受到鋰電行業追捧。經過長期的開發，硅負極已部分應用到高能量電池負極中。目前鋰電行業中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負極與碳復合后，再與石墨混合使用，貢獻較低，且循環性能差，未能全

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、生產工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創新成果，所開發的油井水泥晶體膨脹劑（發明專利申請號：200510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發明專利申請號：200510094588.2），擁有自主知識產權。產品具有晶體雙膨脹、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油田固井材料的傳統觀念和產品格局，成為油田固井材料的更新換代產品，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、地質勘探井、調整井、水平井、小間隙側鉆井、欠平衡井和開發井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調整井和國家發改委“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）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創造直接經濟效益2000多萬元，間接經濟效益5億多元，其經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構和高導電的 Fe 主體網絡，該化合物表現出與純硼截然不同的電化學性質， 1400 次循環后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環反應過程中 Fe 基質不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質量含量過低，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現 B2O3 與鋰發生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發生該反應的逆反應發生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

實現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。產品擁有成本低、優良的一致性、優異的安全性、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，逼真表現木、皮、石、磚、布、金屬等裝飾材料的紋理和色澤，且生產工藝綠色環保，特別適用于建筑內、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

上海科技大學物質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，在新型半導體異質結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結。相關研究成果日前在線發表于《自然》。半導體異質結精準制備是半導體器件的起點，是現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、發光二極管、激光等領域展示出巨大的應用前景。在構建鹵化物鈣鈦礦半導體異質結的道路上，有兩個科學難題一直未得到解決。一方面，該材料易發生離子擴散，難以獲得高質量的原子級平整的異質界面；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，其微觀結構解析特別是原子結構成像困難重重。缺乏原子結構信息的指導，材料的精準構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結；發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結的界面原子結構，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化的低劑量成像方法，首次實現了輻照敏感的二維橫向異質結原子結構解析。這一突破提供了界面原子結構、缺陷構型以及晶格應變等準確信息，為這類新型半導體異質結的微觀結構設計提供了直觀的指導。在這些研究發現的基礎上，研究團隊進一步合作，展示了新型異質結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