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成果介紹超材料(Metamaterial),或其二維形式—超表面(Metasurface)由具有亞波長尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分為等效媒質(zhì)和空間編碼兩種形式。由等效媒質(zhì)描述的超材料(或超表面)我們稱之為新型人工電磁媒質(zhì),由空間編碼描述的超材料(超表面)我們稱之為編碼超材料(超表面)和數(shù)字超材料(超表面)。對于新型人工電磁媒質(zhì),人們通過自由設(shè)計單元結(jié)構(gòu)、單元排列方式、以及單元各向異性,可以根據(jù)意愿控制等效媒質(zhì)的媒質(zhì)參數(shù),實現(xiàn)自然界中不存在或者很難實現(xiàn)的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率,進而控制電磁波。本成果對于新型人工電磁媒質(zhì)對電磁波的調(diào)控作用,例如隱身衣、電磁黑洞、雷達幻覺器件、遠(yuǎn)場超分辨率成像透鏡、新型透鏡天線、隱身表面、極化轉(zhuǎn)換器、人工表面等離激元器件及混合集成電路等。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)對于編碼和數(shù)字超材料(超表面),我們提出基于空間編碼調(diào)控電磁波的新思路。其中,一比特編碼超材料選用相位差接近180度的兩種基本單元(記為0單元和1單元),按照一定規(guī)律排列0和1單元構(gòu)成超材料,以實現(xiàn)所需的設(shè)計功能。當(dāng)電磁編碼采用FPGA控制時,可實現(xiàn)現(xiàn)場可編程超材料,即單一的超材料在FPGA的實時控制下可實現(xiàn)多種功能(例如單波束、多波束、波束掃描、隱身功能等)。市場前景本成果獲得國家自然科學(xué)二等獎。該項目突破傳統(tǒng)模擬超材料的等效媒質(zhì)表征方法，創(chuàng)造性地提出用 0 和 1 表征的數(shù)字超材料，建了數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超材料新體系；在國際上率先從微波傳輸線的角度研究人工 SPP 超材料，提出一種性能優(yōu)越的超薄、可共形 SPP 傳輸線，開辟了基于 SPP 模式的微波領(lǐng)域新分支，實現(xiàn)了超材料研究從跟跑、并跑變成走在世界前列的跨越。

利用周期性共振光脈沖序列導(dǎo)致的自旋依賴布居數(shù)耗散、射頻場耦合下的自旋拉比振蕩、以及Feshbach共振調(diào)制下的相互作用控制，在一個量子系統(tǒng)中同時實現(xiàn)了精密調(diào)控耗散、相干和相互作用三大要素，為實現(xiàn)宇稱-時間對稱的非厄米哈密頓量的量子模擬奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。       實驗結(jié)果不僅精確地復(fù)現(xiàn)了在經(jīng)典系統(tǒng)中已經(jīng)觀測到的靜態(tài)哈密頓量的宇稱-時間對稱性破缺，還利用周期性耗散機制發(fā)現(xiàn)了在任意小耗散下的宇稱-時間對稱性破缺，觀察到系統(tǒng)的能量可以在極其微小的耗散下發(fā)生不可逆的發(fā)散。不同于以往靜態(tài)哈密頓量的單參數(shù)相變，周期性耗散驅(qū)動的宇稱-時間對稱性的相圖在頻率的參數(shù)空間實現(xiàn)延拓，在特定的頻率區(qū)間，宇稱-時間對稱性對于耗散有極其敏感的響應(yīng)。這個現(xiàn)象之前只有理論預(yù)言，而羅樂教授小組首次在絕對零度之上500納開爾文的超冷費米氣體中首次觀測到。同時這項工作還發(fā)現(xiàn)了對稱性破缺點附近的慢衰變模式、類比于多光子躍遷的高階PT對稱性破缺等新穎有趣的物理現(xiàn)象。       目前，羅樂教授研究團隊正基于非厄米量子體系研究宇稱-時間對稱哈密頓量的拓?fù)淞孔討B(tài)轉(zhuǎn)換、耗散下的量子相干態(tài)保持、以及高階奇異點附件的超靈敏能譜響應(yīng)。這些研究將為基于開放量子系統(tǒng)的量子計算和量子精密測量開拓新的前沿。

近日，來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心，國際功能材料量子設(shè)計中心(ICQD),合肥國家實驗室的趙瑾教授研究團隊與王兵、譚世倞教授、以及北京大學(xué)李新征教授合作，發(fā)現(xiàn)固體-分子界面的超快電荷轉(zhuǎn)移與質(zhì)子的量子動力學(xué)有很強的耦合，揭示了電荷轉(zhuǎn)移過程中核量子效應(yīng)的重要作用。

膜技術(shù)特別是超濾膜技術(shù)廣泛應(yīng)用到海水和水體凈化、化工分離、醫(yī)藥和食 品等領(lǐng)域。但是，目前的膜材料耐污染能力和選擇性均有限，且成本高，限制了 膜技術(shù)的廣泛應(yīng)用。該技術(shù)通過酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3 功能材料的制備、在多孔支 撐體表面組裝成自組裝膜和集成設(shè)備后具有親水、耐污染、選擇性吸附和凈化的 性能，可廣泛用于海水淡化預(yù)處理、含油海水和污水的凈化等，并已進行了 200 升/小時自組裝膜集成設(shè)備現(xiàn)場運行，完全可以產(chǎn)業(yè)化。 該技術(shù)通過酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3 功能材料的制備、在多孔支撐體表面組裝成自組 裝膜和集成設(shè)備，該自組裝膜集成設(shè)備對海水和含油海水凈化后可以分別達到碎 屑巖油藏注水 A3 級標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5329-94)和天津市污水綜合排放 1 級標(biāo)準(zhǔn) (DB12/356—2008)，以及海水淡化反滲透膜的進水(濁度≤0.3NTU, SDI≤4)和向環(huán)境 排放及回用的要求(固體懸浮物≤3mg/L，油含量≤8mg/L，COD≤50mg/L)，在 0.1Mpa 壓力下的通量大于 500L/m2h，凈化 1 噸海水的成本約 0.2-0.3 元人民幣，成本低， 可進行重復(fù)利用，可代替目前使用的聚合物超濾膜裝置（1.7－2 元，材料無法回 收利用，通量低）。 成果水平：國內(nèi)領(lǐng)先，2 項發(fā)明專利 市場分析及前景：該技術(shù)研制的自組裝膜和集成設(shè)備已經(jīng)進行了 200 升/小時自 組裝膜集成設(shè)備的現(xiàn)場運行，完全可以進行產(chǎn)業(yè)化。年產(chǎn) 100 噸酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料需要投資 500 萬元人民幣（包括固定資產(chǎn)和流動資金），可制造處 理 200 萬噸水的自組裝膜集成設(shè)備，需要員工 10-15 人，年利潤大約在 1000 萬 人民幣。1 噸酸化 ZrxSi1-x O2 /Al2O3功能材料組成自組裝膜后可處理含油海水 2 萬噸，核 處理 1 噸含油海水需 0.2-0.3 元人民幣。 主要技術(shù)指標(biāo)：該自組裝膜集成設(shè)備對海水和含油海水凈化后可以分別達到碎屑 巖油藏注水 A3 級標(biāo)準(zhǔn)(SY/T 5329-94)和天津市污水綜合排放 1 級標(biāo)準(zhǔn) 150天津大學(xué)科技成果選編 (DB12/356—2008)。 合作方式：融資 1000 萬 

本發(fā)明公開了一種富二氧化碳吸收劑溶液中空纖維膜接觸器減壓再生系統(tǒng)及方法。它是將富二氧化碳吸收劑溶液經(jīng)加熱器加熱,并通過增壓泵、液相流量計使增壓的富二氧化碳吸收劑溶液進入中空纖維膜接觸器的管程進行再生,再生后得到的吸收劑貧液從中空纖維膜接觸器的管程下端輸出;在真空泵的作用下,由吹掃蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的低溫吹掃蒸汽,由中空纖維膜接觸器的殼程下端進入進行協(xié)助再生,再生后的CO2在低溫蒸汽的吹掃和真空泵的抽吸作用下,經(jīng)冷凝器除水后得到高濃度的CO2氣體。本發(fā)明通過在膜接觸器內(nèi)降壓操作代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱再生的方法,降低吸收劑富CO2溶液的再生能耗,可以解決化學(xué)吸收法分離燃煤煙氣中CO2的高能耗問題。

本發(fā)明公開了一種兒茶酚化合物納米粒子改性的聚合物復(fù)合膜的制備方法。它包括如下步驟：（1）將芳香族多元胺溶解在去離子水中，得到濃度為1.0～5.0克/升的芳香族多元胺水溶液；將兒茶酚化合物納米粒子加入到芳香類多元胺水溶液中，得到水相溶液，兒茶酚化合物納米粒子的濃度為0.001～1.0克/升；將芳香族多元酰氯溶解于正己烷中，得到濃度為0.05～0.2克/升的油相溶液；（2）將聚合物基膜浸泡在水相溶液中1～5分鐘，取出后吹干表面殘余水滴，再浸泡在油相溶液中，取出后在烘箱中熱處理，得到兒茶酚化合物納米粒子改性的聚合物復(fù)合膜。本發(fā)明制備的聚合物復(fù)合膜具有親水性好、水通量大、抗污染、抗氧化能力強的優(yōu)點。

本發(fā)明公開了一種金剛石-立方氮化硼萬能型超硬刀具材料和刀具及其制備方法，其特點是以金剛石和立方氮化硼為原料，經(jīng)預(yù)處理與成型后，將坯件裝配燒結(jié)單元放入高溫高壓裝置中，在壓強為7-25GPa溫度為1000-2700℃，燒結(jié)固溶強化10s～30min，獲得晶粒大小均勻，晶界嚴(yán)密閉合，金剛石與立方氮化硼晶界之間硼、碳、氮原子形成高原子密度、三維網(wǎng)狀、強共價鍵的致密結(jié)構(gòu)金剛石-立方氮化硼萬能型超硬刀具材料；再將萬能型超硬刀具材料加工成等高的圓柱體，兩端拋光平整之后加工成邊長和厚度均為2～3mm的三角柱體，在真空度1x10-3Pa,溫度800℃與鋼質(zhì)合金基底焊接，然后用激光加工成半徑為0.4～0.8mm的刀尖圓弧的超硬合金刀具。

為了解決納米 TiO2 作為處理工業(yè)污染廢水的首選催化劑光催化效率不高，且必須采用波長小于 387 nm 的紫外光照射的問題，本發(fā)明提供一種將上轉(zhuǎn)換紫外發(fā)光材料 Er3+:Y3Al5O12 與 TiO2 復(fù)合，提高光催化效率的 Er3+:Y3Al5O12/TiO2 復(fù)合膜。并將 Er3+:Y3Al5O12/TiO2 復(fù)合膜應(yīng)用在催化降解有機染料中。 r3+:Y3Al5O12/TiO2 復(fù)合膜用于在可見光照射下催化降解有機染料。

一種光反應(yīng)驅(qū)動的聚輪烷狀二維超分子納米組裝體系及其制備方法及應(yīng)用，屬于周期性的超分子納米組裝體領(lǐng)域。其構(gòu)筑單元以葫蘆[8]脲為主體，以三苯胺衍生物為客體。烯基吡啶鹽修飾的三苯胺和葫蘆[8]脲首先通過主?客體相互作用自組裝形成二維周期性聚準(zhǔn)輪烷狀超分子組裝體、在可見光照的條件下，客體分子中的烯基結(jié)構(gòu)會發(fā)生光二聚反應(yīng)，使得原來的聚準(zhǔn)輪烷狀超分子組裝體轉(zhuǎn)化為更加穩(wěn)定的二維周期性聚輪烷狀超分子組裝體、由于所得的聚輪烷狀超分子組裝體具有良好的穩(wěn)定性和水溶性，可以作為富勒烯(C60)的捕獲劑，進一步構(gòu)筑功能性的超分子復(fù)合體系，并在光動力治療方面表現(xiàn)了良好的效果，在醫(yī)藥衛(wèi)生方面具有比較廣闊的應(yīng)用前景。