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壓電駐極體是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的柔性駐極體材料，因其表現(xiàn)出“類鐵電性”和，也稱為鐵電駐極體，是一類新型的人工智能和新能源材料。它的壓電性源于雙極性空間電荷在聚合物基體上的取向排列，以及材料特殊的微孔結(jié)構(gòu)。壓電駐極體膜是具有強(qiáng)壓電效應(yīng)的新型柔性壓電功能膜，與傳統(tǒng)壓電材料的壓電效應(yīng)起源有本質(zhì)區(qū)別。 與壓電陶瓷和傳統(tǒng)的鐵電聚合物（例如聚偏氟乙烯PVDF及其共聚物）相比較，壓電駐極體具有一些獨(dú)特的性能：壓電駐極體在提高壓電活性的同時(shí)還擁有聚合物的高柔韌性、薄膜型（厚度可低至40µm）、超輕（體密度可低至330kg/m3）、低成本、低電容率、可大面積成形，以及低聲阻抗（0.03MRayl）等特點(diǎn)。經(jīng)過特殊工藝制備的壓電駐極體薄膜的準(zhǔn)靜態(tài)壓電系數(shù)d33高達(dá)1000pC/N，這一數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVDF（約25 pC/N）及其共聚物P(VDF/TrFE)。因此，壓電駐極體組合了壓電陶瓷和鐵電聚合物薄膜各自的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防、醫(yī)療、航空航天、綠色能源（例如寬頻帶振動(dòng)能量采集器、生物運(yùn)動(dòng)能量采集、海浪發(fā)電等）、控制、通訊（例如自供能微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)）、智能結(jié)構(gòu)、電聲換能器、空氣耦合超聲換能器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

華南理工大學(xué)制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王小英教授團(tuán)隊(duì)提出一種由天然高分子和無機(jī)材料納米雜化獲得的冠狀病毒防護(hù)材料，實(shí)現(xiàn)快速成膜，在口罩和防護(hù)服的最外層形成一層具有抗菌抗病毒效果的透氣防護(hù)層。此外，針對(duì)醫(yī)護(hù)人員長(zhǎng)期帶口罩而產(chǎn)生的疼痛、麻木、壓紅，甚至破損等問題，使用改性天然高分子和無機(jī)抗菌材料復(fù)合的超薄海綿作為防護(hù)夾層，實(shí)現(xiàn)集抗細(xì)菌感染、快速愈合和平衡修復(fù)為一體的創(chuàng)面修復(fù)，該技術(shù)已與北京大學(xué)口腔醫(yī)院、南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院、廣州華僑醫(yī)院等多家醫(yī)院開展了合作研究。 團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超薄海綿防護(hù)夾層點(diǎn)擊查看原文

智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜，是將液晶和聚合物結(jié)合而成的一種具有電光響應(yīng)特性的膜材料，它主要工作在散射態(tài)和透明態(tài)之間。 智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜研發(fā)團(tuán)隊(duì)立足地域優(yōu)勢(shì)與獨(dú)特的人才優(yōu)勢(shì)，與江蘇柏鶴化工集團(tuán)開展了長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作，研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜研發(fā)平臺(tái)，通過多年的合作，構(gòu)建了一條產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合道路，開創(chuàng)了雙贏的局面。 研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過多年實(shí)驗(yàn)探索，制備出低驅(qū)動(dòng)電壓、高對(duì)比度、耐黃變性能優(yōu)異的智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜，有著優(yōu)良的光學(xué)性能和極強(qiáng)的實(shí)效穩(wěn)定性。 目前智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜開始邁向批量生產(chǎn)階段，可替代進(jìn)口產(chǎn)品。 主要技術(shù)指標(biāo)： 應(yīng)用范圍： 電致變色智能窗在電場(chǎng)作用下具有光吸收透過的可調(diào)節(jié)性，可選擇地吸收或反射外界的熱輻射和阻止內(nèi)部熱擴(kuò)散，減少辦公大樓和民用住宅等建筑物在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須耗費(fèi)的大量能源。同時(shí)，也起到改善自然光照程度、防窺、防眩目等作用。可減少室外遮光設(shè)施、滿足現(xiàn)在建筑物采光和美觀的需要，解決現(xiàn)代不斷惡化的城市光污染的問題。此外，電致變色智能窗在飛機(jī)、汽車等方面也有很大的應(yīng)用前景。 以建筑行業(yè)為例，我國(guó)建筑能耗占社會(huì)總能耗的三分之一以上，引起的溫室氣體排放率已達(dá)到25%。通過窗玻璃的熱交換在夏天和冬天分別占到總能量交換的71%和48%，是外圍結(jié)構(gòu)中最突出的能耗“集散地”。若合理利用智能隔熱調(diào)光復(fù)合膜，民用建筑和公共建筑可分別節(jié)能約20%和12%，市場(chǎng)需求巨大。

本項(xiàng)目選擇化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的聚合物制造中空纖維膜底膜，通過合理的鑄膜液配方與紡絲工藝設(shè)計(jì)，使膜絲呈完整非對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，既具有良好的分離精度，又有較大的滲透通量。進(jìn)一步地，通過特殊的涂覆工藝，將PDMS或類似的耐溶劑物質(zhì)涂覆到中空纖維底膜的孔壁上，最終形成耐溶劑效果優(yōu)越的中空纖維復(fù)合膜。在進(jìn)行組件封裝時(shí)，也選用耐溶劑類型的膠水澆鑄組件，確保產(chǎn)品能長(zhǎng)期應(yīng)用于有機(jī)溶劑體系的除雜凈化或溶劑回收。

1.工藝過程及設(shè)備 （1）制備原理：在基體材料表面浸涂液體，經(jīng)過低溫干燥，形成多功能陶瓷保護(hù)，保護(hù)薄膜與基體材料為分子間結(jié)合，構(gòu)成牢固結(jié)合的整體。 （2）工藝過程：對(duì)需要制膜的基體材料或部件進(jìn)行清洗—涂覆陶瓷膜涂覆液—低溫干燥。 （3）投資特點(diǎn)：生產(chǎn)模式?jīng)Q定設(shè)備投資，最小規(guī)模的非自動(dòng)化生產(chǎn)模式，設(shè)備投資10-15萬元（不包括廠房基礎(chǔ)建設(shè)），大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)模式，設(shè)備投資約600萬元。 （4）設(shè)備：基體材料、零部件清洗設(shè)備；噴涂、浸涂或刷涂設(shè)備；干燥設(shè)備；中間運(yùn)輸傳送設(shè)備；車間要求無塵干燥。 2.膜的功能及特點(diǎn) （1）高硬度及良好的耐磨性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有比鋼鐵等金屬材料更高的硬度，涂于非金屬材料、金屬材料及其零部件上能防止其表面被磨損。 （2）良好的耐腐蝕性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的耐鹽霧腐蝕、耐酸堿腐蝕、和耐氧化腐蝕的能力，可以避免鋼鐵表面的腐蝕和銹蝕，可以避免鋁、銅等有色金屬表面因腐蝕而失去原有光澤。 （3）任意可調(diào)的表面顏色：多功能陶瓷保護(hù)膜為無色透明膜，涂于金屬、非金屬表面能顯示其原有材料的品質(zhì)，也可以加入顏色，使基材顯示出比原表面更加亮麗的色彩。 （4）可用于任意的基材：多功能陶瓷保護(hù)膜與各種基材表面都具有良好的結(jié)合性能，可制備于各種金屬和非金屬表面。 （5）良好的耐高溫特性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的耐高溫性能，不會(huì)因?yàn)楦邷亍⑤椪斩匣⒆冃浴⒚撀涠ピ械谋Ｗo(hù)能力。 （6）良好的韌性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的韌性，制備于金屬表面不會(huì)因?yàn)榻饘俨考膹澢屏眩苽溆诓ＡУ却嘈苑墙饘俨牧媳砻婺芴岣咂漤g性，減少脆性損壞。 （7）美觀特性：多功能陶瓷保護(hù)膜具有良好的平流特性，涂在基體材料表面能夠形成平滑的表面，掩蓋原表面的微觀不平的形貌，使其美觀亮麗。 （8）任意可調(diào)的膜厚：多功能陶瓷保護(hù)膜膜厚可在1-50微米范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)于需要保持緊密尺寸的零部件，可以涂薄層膜，其余情況可以根據(jù)需要涂覆多層膜，以達(dá)到需要功能目的厚度。 應(yīng)用范圍： （1）用于裝飾性鋁合金：裝飾性鋁合金表面受到大氣的腐蝕會(huì)變色，一些裝飾性鋁合金部件在使用過程中還會(huì)經(jīng)受不同酸堿度的洗滌液的清洗和人工的擦拭，在其表面留下小的腐蝕痕跡，慢慢改變其表面狀態(tài)，失去它初始時(shí)的光澤和裝飾效果。在裝飾性鋁合金表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，可以有效的保護(hù)裝飾性鋁合金表面，經(jīng)長(zhǎng)期使用和不同酸堿洗滌液清洗而不改變其初始光澤。 （2）用于裝飾性銅合金：銅合金由于其金黃色的表面，經(jīng)常被用作為裝飾性的部件使用，但由于其在空氣的氧化作用，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，顏色會(huì)逐步變暗，從而失去其裝飾性的功能。在裝飾性銅合金表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，可以有效地隔離銅合金表面與外界氣氛的接觸，從而能長(zhǎng)久的保持其金黃色的初始的表面，同時(shí)，由于多功能陶瓷保護(hù)膜的制備過程的平流特性，能掩蓋裝飾性銅合金表面的微觀不平，使裝飾性銅合金看起來更加有光澤。 （3）用于鋼鐵材料表面：鋼鐵材料一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是容易生銹，雖然不銹鋼可以解決這一問題，但畢竟其價(jià)格和性能的關(guān)系，大部分的鋼鐵材料還都是以非不銹鋼的狀態(tài)使用，防止其生銹就成為必然的問題。在鋼鐵材料表面制備無色透明的多功能陶瓷保護(hù)膜可以有效地隔離鋼鐵表面與大氣的接觸，有效的解決氧化生銹的問題，還保留了鋼鐵的原始表面，同時(shí)，由于多功能陶瓷保護(hù)膜的膜厚可以在1-50微米內(nèi)選擇，即使精密的零部件也不會(huì)因?yàn)樵黾恿四ざ枰淖兤溲b配關(guān)系。 （4）用于玻璃容器表面：多功能陶瓷保護(hù)膜既有硬度又有柔韌性和潤(rùn)滑性，制備于啤酒瓶等玻璃容器表面，會(huì)減少瓶罐間劃傷以及外部的劃傷，同時(shí)使瓶罐的耐內(nèi)壓強(qiáng)度、耐沖擊強(qiáng)度都有大幅度的提高，耐內(nèi)壓強(qiáng)度提高25%以上。 （5）用于著色的目的：多功能陶瓷保護(hù)膜具有著色功能，制備于醫(yī)用及化學(xué)用玻璃瓶上，可以達(dá)到避光的目的，同時(shí)因?yàn)槟さ闹睾亢苌伲@些玻璃瓶熔化再造時(shí)仍然是無色玻璃，從資源利用和減少能耗方面說是有利的。多功能陶瓷保護(hù)膜也可以用在其它只需要滿足著色功能的表面，如窗玻璃等。 （6）用于工藝品：工藝品需要解決的一個(gè)問題是其初始外觀經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間擺設(shè)能不改變，另一個(gè)問題是看起來晶瑩亮麗，在工藝品表面制備多功能陶瓷保護(hù)膜，由于其透明的特點(diǎn)和平流特性，可以使工藝品看起來比原件更加晶瑩亮麗，同時(shí)，其良好的防腐保護(hù)特性，能免于工藝品受到大氣的腐蝕，使它經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間擺設(shè)而不改變初始外觀。

該技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了低成本、高性能分子篩膜的規(guī)模化制備，獲得了能夠穩(wěn)定運(yùn)行的膜分離裝備。與傳統(tǒng)精餾、吸附等技術(shù)相比，該技術(shù)可節(jié)約能耗50%以上。技術(shù)指標(biāo)：該技術(shù)依據(jù)分離體系處理量的要求，設(shè)計(jì)不同膜面積的分離裝置，原料預(yù)處理方式等，開發(fā)出滲透汽化膜分離工藝。已在化工、生物醫(yī)藥等企業(yè)推廣工業(yè)裝置70余套，涉及甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、四氫呋喃等多種溶媒脫水，為企業(yè)創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在有機(jī)溶劑脫水領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

應(yīng)用的最廣的質(zhì)子交換膜是由美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的Nafion膜，Nafion膜高的甲醇滲透率導(dǎo)致甲醇燃料電池的性能下降，針對(duì)這個(gè)問題我們以PBI為基體，通過添加兩親性修飾的PAMAM樹枝狀大分子（ZC-PAMAM），制備了復(fù)合型質(zhì)子交換膜，與Nafion相比，PBI/ZC-AMAM復(fù)合膜在保持較高電導(dǎo)率的同時(shí)，甲醇滲透率下降了一個(gè)數(shù)量級(jí)，具有很好的應(yīng)用前景。

分子篩膜滲透汽化脫水技術(shù)是一種新型的膜分離技術(shù)，通過膜一側(cè)引入含水有機(jī)溶劑，而另一側(cè)抽真空的方式，能夠有效實(shí)現(xiàn)溶劑脫水，獲得高純?nèi)軇┊a(chǎn)品。與傳統(tǒng)精餾、吸附等技術(shù)相比，該技術(shù)可節(jié)約能耗50%以上，收率達(dá)99%。除此之外，該技術(shù)操作方便、過程易于控制并且環(huán)境友好，無廢棄物排放。

目前普遍采用的乳酸生產(chǎn)工藝中存在污染大、排放多的問題。理論上每生產(chǎn)1噸乳酸，消耗硫酸0.54噸，碳酸鈣0.56噸，排放廢渣硫酸鈣0.76噸、CO20.24噸，廢水30噸。本工藝采用新型結(jié)構(gòu)陶瓷膜和雙極膜電滲析耦合技術(shù)對(duì)乳酸生產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)革新，從源頭對(duì)傳統(tǒng)乳酸生產(chǎn)過程進(jìn)行改革，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排。

鈀膜具有超強(qiáng)氫分離能力且操作簡(jiǎn)單，已被廣泛用于氫氣與氫同位素的純化。為克服傳統(tǒng)軋制型鈀膜所存在的貴金屬消耗多、工藝復(fù)雜、能耗高、強(qiáng)度差等缺點(diǎn)，自主研發(fā)了負(fù)載型管式鈀膜，膜厚度僅5μm左右，單位膜面積的高純氫產(chǎn)量提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。負(fù)載型鈀膜具有更高膜強(qiáng)度，安裝和操作十分方便。除氫氣純化之外，鈀膜還可以用于氫同位素的分離與純化。基于高性能鈀膜材料，我們開發(fā)了各種氫氣純化器，并將純化器與電解氫氣發(fā)生器相結(jié)合開發(fā)了高純氫發(fā)生器，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。