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近十年來，材料科學(xué)與工程學(xué)院在微波功能材料、有機-無機功能復(fù)合材料、高分子材料和金屬腐蝕與防護等研究領(lǐng)域，承擔(dān)了國防重大基礎(chǔ)研究（973）項目、重點預(yù)研基金和預(yù)研項目、民口配套項目等46項，獲總經(jīng)費5000多萬元。主要涉及如武器裝備專用特種涂料、特種膠粘劑及其制品、特種電子陶瓷材料及器件、特種玻璃及制品、專用電子化工材料及其制品、專用高分子樹脂材料及其制品等國防新材料研發(fā)，并取得了國防科工委武器裝備科研生產(chǎn)許可證。研究成果在航空航天、兵器、艦船等國防領(lǐng)域和電子等民用領(lǐng)域得到應(yīng)用廣泛。通過參與國防**項目研究，學(xué)院先后與我省14所、55所、772廠、貴州省4326廠、湖北省航宇救生裝備有限公司等數(shù)十家單位建立了良好的科研、產(chǎn)品協(xié)作關(guān)系，在培育了高水平的學(xué)術(shù)團隊、提高了學(xué)術(shù)水平的基礎(chǔ)上，與企業(yè)建立了產(chǎn)學(xué)研研究基地，使研究成果在國防建設(shè)和軍品民用等方面得到了推廣應(yīng)用，為提高江蘇科技強省地位做出了積極的貢獻。

主要涉及如武器裝備專用特種涂料、特種膠粘劑及其制品、特種電子陶瓷材料及器件、特種玻璃及制品、專用電子化工材料及其制品、專用高分子樹脂材料及其制品等國防新材料研發(fā)，并取得了國防科工局武器裝備科研生產(chǎn)許可證。研究成果在航空航天、兵器、艦船等國防領(lǐng)域和電子等民用領(lǐng)域得到應(yīng)用廣泛。

 衡量熱電材料能量轉(zhuǎn)化效率的最重要的指標(biāo)是其品質(zhì)因子ZT(=S2σT/κ)， 而降低材料的熱導(dǎo)率κ是一種確實有效的提高功率因子的手段。雖然材料所經(jīng)歷的退火過程可以通過影響材料的微觀結(jié)構(gòu)從而決定材料的熱導(dǎo)率，但是這些唯象的分析并未得到熱動力學(xué)的理論支撐因而僅僅浮于表象。         在這篇論文中，作者首先觀測到一個非常有意思的現(xiàn)象：隨著PbTe中CdTe成分的增加，其晶格熱導(dǎo)率在快冷和慢冷的退火條件下表現(xiàn)出截然相反的趨勢。為此，經(jīng)過細致的透射電鏡觀測發(fā)現(xiàn)，在不同的退火條件下，其CdTe相析出物隨著CdTe成分的增加呈現(xiàn)出迥異的微觀形貌。為探究其原理，作者先是利用熱動力學(xué)理論計算模擬析出相的成核和生長過程，得出CdTe作為第二相從母體PbTe中析出的分布函數(shù)，然后考察析出相的尺寸和數(shù)密度對聲子散射的不同作用，最終結(jié)合Callaway模型做出了和實驗數(shù)值符合非常好的模擬結(jié)果，從而為實驗觀測的晶格熱導(dǎo)率提供了熱動力學(xué)依據(jù)。該研究對熱電材料中利用優(yōu)化退火條件實現(xiàn)晶格熱導(dǎo)率的調(diào)控提供了很好的理論指導(dǎo)和啟發(fā)。

由材料科學(xué)與工程學(xué)院姚曉教授主持承擔(dān)的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料”，在油田固井用水泥基多功能復(fù)合材料的制備技術(shù)、生產(chǎn)工藝、過程控制方法和應(yīng)用技術(shù)方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。產(chǎn)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(huán)的抗裂性能，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。研究成果打破了國內(nèi)油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產(chǎn)品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產(chǎn)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(zhì)勘探井、調(diào)整井、水平井、小間隙側(cè)鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應(yīng)用，解決了老油田調(diào)整井和國家發(fā)改委“十五”重點建設(shè)項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術(shù)難題，固井質(zhì)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(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益2000多萬元，間接經(jīng)濟效益5億多元，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

發(fā)現(xiàn)當(dāng)渦旋線的端點處在具有費米弧的表面時，渦旋線的兩端可實現(xiàn)馬約拉納零模。而且，三位研究人員發(fā)現(xiàn)對這兩類拓撲半金屬，伴隨渦旋產(chǎn)生的塞曼劈裂效應(yīng)可非常顯著地增大保護馬約拉納零模穩(wěn)定性的拓撲能隙，而對拓撲絕緣體，塞曼劈裂效應(yīng)對拓撲能隙的作用則始終是負面的壓制。此項工作極大地拓展了實現(xiàn)和研究馬約拉納零模的材料。

提出引入活性客體來調(diào)控金屬有機框架（MOF）體系自旋轉(zhuǎn)換性能的策略，并成功地通過特定活性客體的可逆化學(xué)變化得到驗證；通過引入雙吡啶三氮唑陰離子配體設(shè)計組裝出自旋轉(zhuǎn)換溫度創(chuàng)紀(jì)錄的自旋交叉材料?該研究團隊最近通過精心設(shè)計，將氨基官能團引入到霍夫曼型MOF材料中，合成了首例具有HS0.0LS1.0?HS0.25LS0.75?HS0.5LS0.5?HS0.75LS0.25?HS1.0LS0.0五種自旋狀態(tài)的四步自旋轉(zhuǎn)變MOF材料，并通過磁性、差示掃描量熱法和單晶衍射法進行了表征確認。對于HS0.25LS0.75自旋態(tài)，我們從結(jié)構(gòu)上捕捉到首例具有LS-LS-LS-HS三維有序交替排列特征的磁結(jié)構(gòu)。更加令人驚奇的是，通過對主客體間超分子作用的調(diào)控可以實現(xiàn)四步、兩步和一步自旋交叉性質(zhì)之間的可逆轉(zhuǎn)變，為設(shè)計具有多步自旋轉(zhuǎn)變的多穩(wěn)態(tài)磁性材料提供了新的思路。

土遺址是指人類活動遺留下的由土和以土為主的遺跡和遺物。我國土遺址很多，遍布全國各地，由于自然環(huán)境惡劣，許多土遺址的狀況較差急待保護。 國內(nèi)外對于土遺址的保護，可采取的措施包括改善環(huán)境、防止地下水的影響、防止生物的破壞，以及本體的化學(xué)加固等手段。其中土體的化學(xué)加固是解決土遺跡本身強度低，不耐水，容易崩散而采取的有效措施。 對于土體的化學(xué)加固，國內(nèi)外經(jīng)常使用的材料有：有機硅材料、無機的硅酸鉀材料（PS材料），非水分散體材料等。 其中有機硅材料在西亞和南美的一些土遺址的保護中得到應(yīng)用，但是由于毒性和固化容易受環(huán)境影響，在國內(nèi)沒有得到應(yīng)用。 硅酸鉀材料（PS） 是敦煌研究院開發(fā)的加固材料，在西部地區(qū)的土遺址加固中效果良好，可增加土體的抗雨水沖蝕和風(fēng)沙磨蝕能力。使用的案例有吐魯番的交河古城，高昌古城，酒泉的破城子古城，寧夏的西夏王陵等遺址。 對于中國東部的土遺址加固和保護，需要開發(fā)新有效的保護材料，滿足目前大量遺址需要原地展示的需求。因此自1998年起，北京大學(xué)考古文博學(xué)院不可移動文物保護課題組，以此為研究任務(wù)，開發(fā)了有機硅改性的丙烯酸樹脂非水分散體材料，成功的用于東部地區(qū)的土遺址保護工程，取得了良好的保護效果。這種材料處理的土樣在重量增加很少的情況下就有較好的加固效果。加固后顏色變化不大，孔隙率變化小；透氣性降低小，土樣的抗壓強度提高。經(jīng)過處理的土樣在耐水能力上表現(xiàn)優(yōu)異，1%以上濃度加固劑的土樣可在水中長期浸泡，非常穩(wěn)定。應(yīng)用案例 近年來，課題組負責(zé)的項目多以遺址類的本體保護為主，自2003年的湖南里耶遺址保護開始，分別應(yīng)用到了很多的考古遺址保護。主要有晉侯墓地車馬坑本體保護工程（2013）、哈民忙哈遺址本體保護（2013）、臨淄戰(zhàn)國車馬坑遺址本體保護（2014）、內(nèi)丘邢窯遺址本體保護工程（2018）等，均采用非水分散體材料對遺址進行加固。 晉侯墓地1992年發(fā)現(xiàn)，K1車馬坑清理后發(fā)現(xiàn)殉車總數(shù)48輛，這是目前國內(nèi)已發(fā)掘的商周時期車馬坑殉葬車子最多者。晉侯墓地車馬坑遺址狀況基本完好，但是仍有很多的病害，最嚴(yán)重的病害是開裂和附屬文物的錯位和無依托。因此，北京大學(xué)考古文博學(xué)院和敦煌研究院合作進行了車馬坑遺址本體保護方案的編寫，并與河北文物保護中心實施了晉侯墓地車馬坑本體保護工程。哈民忙哈遺址，迄今為止在內(nèi)蒙古乃至東北地區(qū)發(fā)現(xiàn)面積最大的一處大型史前聚落遺址，具有重要的考古和歷史價值。北京大學(xué)考古文博學(xué)院編寫了哈民忙哈遺址本體保護方案，并與河北文物保護中心實施了哈民忙哈遺址本體保護工程。本次保護的對象包括13個房基遺址，合計面積500平方米。遺址保護土體和人骨部分，使用SD-528乳液制作的非水分散材料，環(huán)己酮作溶劑對土體進行整體加固，加固深度10厘米，提高強度和耐水能力；對于人骨的保護，采用SD528溶液混合土作為人骨的修補材料，人骨及周圍土體均采用從低到高濃度的PVB溶液進行加固。合作方式 非水分散體加固材料經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用，證明是合適有效的土遺址加固材料，可以進行技術(shù)咨詢與技術(shù)服務(wù)，并可以參與遺址本體保護項目。

考慮到血液循環(huán)中的表達PD-1的T細胞（PD-1+T細胞）可以靶向結(jié)合aPD-1抗體，然后通過趨化因子的作用主動向炎癥或者腫瘤部位聚集，他們設(shè)計了一種新的納米藥物遞送策略（如上圖），不僅可以利用納米載體遞送aPD-1抗體用于免疫檢查點的阻斷，而且還可以利用T細胞來遞送NF-κB信號通路抑制劑用于抗腫瘤T淋巴細胞的募集。由于納米載體pH的敏感性，腫瘤浸潤的PD-1+ T細胞結(jié)合的納米藥物在酸性的腫瘤微環(huán)境中釋放，留下aPD-1封閉抗腫瘤T細胞上的PD-1/PD-L1免疫檢查點，新產(chǎn)生的負載NF-κB信號通路抑制劑的納米藥物被腫瘤細胞和腫瘤相關(guān)巨噬細胞攝取，從而抑制腫瘤細胞和腫瘤相關(guān)巨噬細胞的NF-κB信號通路，進一步增加抗腫瘤T淋巴細胞的募集，這些募集來的T細胞又可以再次作為納米藥物輸送的工具輸送納米藥物，這種良性的藥物遞送循環(huán)可以顯著提升腫瘤內(nèi)藥物的聚集，改善腫瘤中T細胞的浸潤，協(xié)同提升腫瘤免疫治療的效果，為一些不響應(yīng)免疫檢查點治療的腫瘤提供了一個新的方向。

聚合物熱電材料因其低毒性、質(zhì)輕、柔性和可大面積加工等優(yōu)勢在可穿戴自供電器件方面具備很好的應(yīng)用前景。 一個高性能的熱電器件同時需要 p 型與 n 型兩種材料。聚合物在摻雜之后的電導(dǎo)率 對 聚合物材料的熱電性能起到了關(guān)鍵 的 決定 作用。 目前 ， P 型聚合物的電導(dǎo)率已經(jīng)超過 1000 S cm -1 ，相比之下，僅有幾例 n 型聚合物的電導(dǎo)率超過 1 S cm -1 。

開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。