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[成果] 1900010520 吉林
TG146.22 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于材料领域的有色金属及其合金材料学科。 镁合金是质量轻、比强度高、比刚度高的最有发展前景的金属结构材料,中国的镁和稀土资源都占世界的40%以上,如何解决镁合金存在“强度低、塑性差、不耐高温”三大关键科学问题以及“成形工艺与工程化应用”难题,成为世界先进材料技术领域的竞争热点。项目在张洪杰院士的领导下率先深入系统地开展了稀土镁中间合金、高性能稀土镁合金的研发及其工程化技术研究,分别开发了高强、高韧和高强、耐热稀土镁合金材料,并在轻、重i稀土合理固溶、大尺寸铸棒防裂纹、大型复杂件工程化技术上取得重大突破,创新成果如下: 发明了合理调节轻、重稀土凝固系数来抑制大尺寸铸棒裂纹的关键技术。创新性提出通过调配稀土钇(Y)和钆(Gd)及镧(La)铈(Ce)的配比,解决了轻重稀土与Zn的凝固系数的平缓梯度变化来达到抑制稀土镁合金的热裂关键技术问题,发现了Y和Gd与Zn形成Gd4Zn和Y2Zn固溶强化相的机制,提出析出相强化与织构强化的协同作用机制,发明了高强高韧稀土镁合金材料,解决了镁合金强度与高塑性难兼容问题,室温抗拉强度达到347Mpa,屈服强度为290Mpa,延伸率为12.5%,实现直径600mm×3000mm稀土镁合金铸棒的成功生产,实现铸棒直接三向自由锻的工程化工艺,在航天领域得到应用。 发明了低成本、细晶强化提高镁合金流动性的稀土强化技术。首次提出采用大量过剩、廉价La/Ce混合稀土、富钇混合稀土为原料,研发低成本、耐热抗蠕变稀土镁合金的方法,发现La/Ce混合稀土经过合适的热处理工艺可以在镁基体中生成大量弥散的Al11(La/Ce)3高温强化相,达到弱化基面织构和降低各向异性的作用机制,解决了传统镁合金强度低、耐热抗蠕变性能差的关键问题,其室温抗拉强度271MPa,屈服强度160MPa,延伸率14%,成本比商用AE44降低30%,并成功应用于汽车零部件和超薄3C电子产品生产中。 发明了稀土镁合金梯度挤压和非对称加工技术。率先提出添加La/Ce混合稀土和富钇混合稀土研发Mg-Al-Zn-RE镁合金的创新性思路,发现了La/Ce混合稀土的表面活性作用有利于稀土镁合金的基体晶粒细化,促进镁基面滑移的新机制,创立了大尺寸无缝慢速梯度挤压工艺配合合适的固溶处理新工艺,确定了垂直于基面新强化相β1调控多相强化组织的规律,解决了镁合金的强韧化和薄壁成型的关键难题,大大提高了薄壁稀土镁合金的力学性能,实现了180mm的筒体壁厚达到2.5mm的国内领先水平,降低挤压温度50度,模具损耗降低20%,产品成品率提高10%,上述合金已应用于某多功能轻型弹筒体、座椅骨架和轨道客车通风窗的研制。 项目共获授权美国专利2项,国家发明专利20项,出版专著2部(章),发表SCI研究论文67篇,制定国家标准1项,获得省部级一等奖3项,获中国科学院杰出科技成就奖。建成压铸稀土镁合金生产线,实现4万件/年汽车零部件的生产。近三年总计新增产值143758万元,新增利润58923.10万元。
[成果] 1900010280 贵州
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:本世纪初,反渗透膜材料技术与市场话语权被美日韩几家国际巨头企业所垄断,国产膜材料性能落后,产品竞争力弱,产业化水平低,严重制约了中国水处理产业的发展。 该项目针对低压复合反渗透膜国内外技术差距,对膜制备过程中关键原料、工艺过程及性能评价进行了系统性的研究,建立了聚砜支撑层结构调控技术,掌握了界面聚合精确控制技术和新型双聚酰胺脱盐层制备技术,最终形成了具有自主知识产权的低压复合反渗透膜材料规模化制备技术;建立了用于膜元件设计的水流流阻和压降模型,开发了低流阻的膜元件;突破了脱盐层微观结构调控、抗污染涂层与表面接枝改性等关键技术,有效提升了产品抗污染与耐氯氧化能力;自主开发了成套高效连续生产装备技术,实现了刮覆膜工艺一体化集成和卷膜自动化;建立起了完整的膜片及膜元件性能检测与评价方法。 项目共获得专利授权56件,其中发明专利20件。制订国家标准4项,发表科技论文32篇。产品主要性能指标达到国际先进水平,抗氧化能力达到国际领先水平,生产装备技术达到国际先进水平。其中:低压膜片脱盐率≥99.8%,通量≥26 GFD;8英寸膜元件脱盐率≥99.7%、产水量≥10500 GDP;8英寸耐污染膜元件污染后综合通量衰减率≤15%,脱盐率变化≤0.1%,化学清洗综合恢复率≥97%;抗氧化膜元件耐氧化能力≥30000ppm.h;规模化生产条件下,膜片厚度公差≤10μm,刮覆膜速度≥15m/min,单线年生产能力超过600万m2, 8英寸膜元件有效膜面积≥390ft2,卷膜效率达到120支/天。 通过产业化实施,项目已形成了5个产品系列,年生产能力达到1700万平方米,产品国内市场占有率位居国内品牌第一,并批量出口20多个国家和地区。近三年累计新增销售收入16.8亿元,实现利润3.6亿元,创汇6600余万美元,所售低压反渗透膜产品在全球范围内总水处理能力达到1000万吨/天以上,为中国水处理膜产业技术进步做出了突出贡献。
[成果] 1900010799 吉林
O657.1 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:项目属于分析化学领域。二维纳米材料石墨烯具有独特的电子、光学、磁学、热学和机械属性,它在构建髙灵敏和高选择性分析化学器件方面潜力巨大。发掘石墨烯优异性能,实现功能化石墨烯的合理设计、精准制备和性能调控是提髙及拓宽其在分析化学领域应用的前提和基础。项目自2008年起,采用二维石墨烯作为基础材料,揭示了其电化学/生物纳米界面效应,建立了石墨烯绿色制备、可控组装及杂化的新方法,实现了对石墨烯材料的功能化设计、调控并探索了其在分析传感及能源领域的应用,经多年努力,取得了多项创新成果: 1.发掘石墨烯纳米界面特性,揭示其电化学/生物界面效应: 采用二维石墨烯为电极材料构筑电化学生物界面,基于其高密度棱面缺陷提供的多活性位点,发现了石墨烯纳米界面上DNA四种碱基淸晰分辨的电化学信号,在生理pH条件下,无需预水解和标记,首次实现了单核苷酸多态性的识别。该界面对多种生物小分子也呈现出灵敏响应; 组装血红素在石墨烯纳米界面,揭示其纳米酶(类过氧化物酶)的活性,在过氧化氢存在下,能催化氧化典型底物显色,构建了免标记、可视化检测乙肝病毒的单碱基多态性的新方法,该方法具普适性。 2.提出了绿色制备石墨烯纳米片及石墨烯薄膜的新策略: 发现并提出以葡萄糖为还原剂快速制备水溶性石墨烯纳米片的绿色新方法,阐明了葡萄糖还原石墨烯氧化物和稳定石墨烯的反应机理,避免了传统毒性还原剂肼的使用。该法具普适性,可扩展到它种还原性糖类化合物; 突破以化学试剂为还原剂制备石墨烯薄膜的传统,率先提出电化学还原制备石墨烯的新策略,结合喷涂技术发展了一种简单、多基底、无还原试剂消耗、低成本制备石墨烯纳米薄膜的新方法。 3.开拓了石墨烯纳米杂化材料在传感及催化方面的功能: 探索了石墨烯纳米杂化界面的电化学传感行为,建立了性能优异的电化学传感新方法,实现了对环境污染物及生物药物分子的灵敏分析: 依据胶体化学反应规律,利用Ensemble效应,设计了高效甲醇电氧化催化剂:三维铂/钯纳米枝状物负载的石墨烯杂化体,有效地增强Pt利用效率,降低了Pt用量,相比于商品化Pt催化剂,电催化反应活性和稳定性大幅提升。 项目8篇代表性论文总他引4233次,单篇SCI最高他引979次,篇均SCI他引超过510次。8篇代表性论文均入选该领域ESI TOP1%髙被引论文。受邀在国际著名期刊Chem. Soc. Rev.上发表综述。发表在Anal. Chem. 2009, 81,5603的工作在2009年至今Anal. Chem.期刊发表的所有论文中SCI引用排名第一,并被Web of Science的Science Watch选为“What's Hot in Chemistry -2011 (Top Ten list)”。“电化学还原制备石墨烯薄膜”工作,受到国内外同行的广泛认可,澳大利亚卧龙岗大学、法国史特拉斯堡大学、日本东京工业大学等国内外多个研究组跟进该工作,被Chem. Rev.评为“绿色”还原制备石墨烯薄膜的新方法。
[成果] 1900010574 吉林
TQ320.66 应用技术 合成材料制造 公布年份:2018
成果简介:在激烈的市场竞争中,汽车制造商不断优化产品结构、提高质量和产能。聚合物搪塑成型因无应力成型特点而较其它成型技术具有显著的质量优势,使汽车内饰板搪塑成型装备的市场需求日益扩大。聚合物搪塑技术是高分子材料特种成型、成套精密机电设备和大型复杂薄壁模具等技术的集成,具有开发投资大、技术难度高的显著特征。自20世纪90年代中期,我国不断花费巨资从国外引进聚合物搪塑成型装备。该项目组通过产学研用合作方式解决了聚合物搪塑成型成套技术及装备的关键科学与技术问题,突破了国外技术壁垒。 (1)发明了聚合物粉料搪塑成型试验方法及装置,开发了聚合物搪塑成型工艺的凝胶化过程仿真软件,建立了高温原位研究方法,揭示了搪塑粉的塑化成型性能与其基体树脂的颗粒形貌和尺寸以及相对分子质量、增塑剂种类及其相对含量的关系,优化设计了搪塑成型工艺窗口:预热后模具温度不能低于220℃、转料时模具温度不能低于195℃、塑化时模具温度控制在215-250℃之间且塑化时间不能少于72s、脱模取件时表皮温度不能高于80℃。 (2)发明了在镍质模具制造工艺中,由硅橡胶母模翻制树脂基电铸芯模过程中内植分布式温度和应变光纤传感装置,通过聚合物界面润湿/去润湿按需调控,开发了具有精细花纹和高质量复制效果的大型电铸芯模制造技术,解决了树脂基电铸芯模的固化变形问题,确保了模具表面的精细图案符合工艺美学设计质量;在后续的电铸过程中,实时在线监测树脂基电铸芯模的温度场和应力-应变场,进而数值分析电铸质量,准确调控工艺参数,确保在其表面形成的镍质金属层厚度偏差控制在3.5±0.5mm、表面图案仿真度大于92%、搪塑表皮厚度达到1.2±0.2mm的高标准。 (3)发明了在全自动化生产线上适用的双色转料机构、搪塑模具仿形加热机构,使模具能高质量地成型双色表皮,同时使复杂形状的大型薄壁镍质模具在转料工序具有210±5℃的温度分布,保证整幅搪塑表皮温度控制在1.2±0.2mm;发明了含有搪塑粉料在线加热结构的粉料箱,解决了搪塑表皮夹层气泡及粉料流动性差的问题。 (4)发明了聚氯乙烯(PVC)搪塑成型工艺用环保高效液态复合热稳定剂及制备方法、PVC搪塑专用料及制品中无机粒子均匀分散的工艺方法,开发了各项性能指标都优于国家标准的PVC搪塑粉材料,由其制备的搪塑表皮玻璃化转变温度-46℃、拉伸强度11±1MPa、雾度(冷凝值法)1.1mg。 该项目制造了完全拥有自主知识产权的5套汽车内饰板搪塑成型装备和4件镍质搪塑模具,其生产效率、模具寿命、共线模具数量等性能指标优于国际进口装备,性价比优势突出,基本实现了搪塑成型装备的进口替代。自2010年1月整体技术获得应用以来,新增销售额10.3570亿元,新增利润14,429万元。近三年,新增销售额3.02039亿元,新增利润6,852.6万元。 该项目授权发明专利15件,发表论文59篇,获吉林省科技奖一等奖3项。
[成果] 1800290198 广东
TM914.4 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2018
成果简介:基于有机/聚合物的太阳电池作为一种新型薄膜光伏电池技术,具有全固态、光伏材料性质可调范围宽、可实现半透明、可制成柔性电池器件以及大面积低成本制备等突出优点。项目主要围绕有机光伏领域中面临的关键科学问题,从材料、器件、工艺等方面开展系统、深入的研究;在新型有机/聚合物太阳电池材料体系、有机光伏物理机制、高效率器件等基础层面实现原始创新;在此基础上实现技术集成,研究制备低成本、高性能的有机/聚合物太阳电池,目标实现能量转换效率12%~15%的溶液加工型有机/聚合物太阳电池,为相关产业的可持续发展奠定坚实的技术基础。 项目所取得的阶段性进展如下: (1)在深入研究高效聚合物太阳电池材料的分子结构与光电转化效率之间相互关系的同时,发展了一系列新型结构的共轭聚合物以及材料结构性能的调控方法。 (2)非富勒烯受体具有吸收光谱可调、吸收系数高、化学结构与能级易剪裁、较好的光稳定性和热稳定性、良好的柔性以及机械稳定性等优点。 (3)针对新设计的非富勒烯受体,全面优化宽带隙聚合物给体结构设计,实现了聚合物给体与非富勒烯受体多种特性的高度匹配,在器件中实现了光伏效率突破,经中国计量科学研究院的验证为13.1%的能量转换效率,是文献公开报道单节验证最高效率。 (4)提出有机小分子太阳电池给体材料设计的新思路,包括巧妙的通过将苯并双噻吩单元烷基链与芳香环间通过硫原子相连,以及通过引入具有较强拉电子能力的双腈基绕丹宁单元以增强分子内的电荷转移,实现了提高载流子迁移率以及分子的太阳光吸收,获得10.1%的光电转换效率的有机小分子太阳电池给体材料,这是当时国际上公开报道小分子太阳电池光电转换效率超过10%的有机小分子给体材料。 (5)全聚合物太阳电池具有更好的相稳定性、器件稳定性以及力学性能等优势。 (6)关于有机光伏器件的水醇溶共轭聚合物界面材料及调控方法的研究一直处于世界的领先水平。 (7)基于萘并噻二唑、二氟代苯并噻二唑单元构筑面向大面积印刷工艺的光伏材料,基于高迁移率给体材料的活性层厚度300纳米时,器件能量转换效率超过10%;厚度超过1微米时,器件效率仍然超过8%。 (8)通过自组装和新型界面修饰材料的设计优化,获得了系列世界纪录的高效稳定的有机无机杂化太阳能电池,基于三聚茚为内核、二苯胺为端基的新型空穴传输层材料的钙钛矿太阳电池,效率高达18.6%,是当时基于免掺杂有机空穴传输层p-i-n型钙钛矿太阳电池中报道的最高效率。
[成果] 1800070009 河北
TB34 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:稀土功能材料在光学、磁学、工程陶瓷、催化材料和生物医药等领域都有着广泛的应用前景。稀土功能材料的形貌、尺寸、结构等会对其性质产生极大的影响,特殊形态结构的纳/微米材料会因其特殊形貌而获得一些独特的性能,并有望开辟材料应用的新领域。因此,利用中国稀土资源优势,结合纳/微米材料的制备技术,合成出具有创新性的稀土功能材料具有十分重要的意义。 该项目主要采用不同的软化学合成方法制备具有特定形态结构的稀土纳/微米功能材料,研究材料的生长机理以及尺寸、形态结构等与性能之间的内在联系,为具有特定形态结构的稀土米/微米材料的应用提供必要的理论基础和实验依据。 主要研究内容可分为以下几部分:(1)具有特定形貌的稀土纳/微米材料的设计合成、形成机理及发光性能调控:制备了一系列具有特定形态的纳/微米稀土光功能材料,探讨了其生长机理以及材料形态结构和性能之间的内在联系,并实现了对发光颜色和发光强度的调控;(2)空心球状稀土发光材料的模板法制备及光谱特性研究:采用模板法制备了尺寸均一、分散性好、光性能优异的氧化钇空心球,为其它空心球状无机功能材料的制备提供了一定的借鉴意义;(3)新型缺陷/稀土发光材料的可控制备及应用研究:利用一种新颖的缺陷发光与稀土激活离子发光相结合的方法来得到发光颜色可调的Ca5(PO4)3F:Ce3+,Mn2+纳米晶,并实现了对纳米晶发光颜色的调节;(4)稀土纳米材料的生物学效应研究及安全性评价:研究了纳米CeO2对小鼠成骨细胞增殖、分化和矿化功能的影响及对细胞氧化应激损伤的缓解机制,研究成果将有助于阐明稀土纳米材料生物学效应机理。该项目制备出的稀土光功能材料尺寸均一、发光性能优异,在照明、显示以及生物医学领域均有广阔的应用前景。该项目在稀土纳/微米功能材料的设计合成及其应用的基础研究方面具有原始创新性,对提高稀土功能材料的可控合成及其应用具有一定的意义。 该项目先后获国家自然科学基金,河北省自然科学基金等10余项课题资助,相关研究成果已在Chem. Soc. Rev.等SCI期刊发表论文40篇。其中,发表在J. Mater. Chem.、Inorg. Chem.、J. Phy. Chem. C等SCI收录期刊上的8篇代表性论文被国内外同行在SCI收录学术刊物(例如:Chem. Rev.,Chem. Soc. Rev.,J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.等)中完全他引436次。其中,单篇他引最高97次,单篇他引次数超过50次的有5篇。项目查新结果表明:除该查新项目组的工作外,未见国内外其他与该查新项目以上技术特点相符的文献报道。依托该项目研究成果,项目组成员入选“河北省青年拔尖人才”(2人),并先后获得国家自然科学基金面上项目(1项)、青年基金项目(2项)及河北省自然科学基金优秀青年基金项目(1项)。
[成果] 1700560170 山东
[U469.7, TM912] 应用技术 汽车制造 公布年份:2017
成果简介:动力电池作为电动汽车的能源存储与供应装备,直接关系到电动汽车续驶里程、充电速度、购置与运行成本、运行安全与效率,是影响电动汽车产业发展和推广应用的最关键装备。自主研发高性能动力电池及其应用技术是发展新能源汽车的重大需求,对推动中国新能源汽车技术进步和产业发展具有重大意义。项目在国家“863”计划、国家科技支撑计划等7项课题支持下,在低温磷酸铁锂动力电池、高能量密度三元锂离子动力电池和大容量高功率镍氢动力电容电池研发、电池成组与管理技术、电动汽车充电运营模式等核心技术方面取得重大突破和实质性创新,总体技术水平达到国际先进水平,项目产品市场需求度高,具有国际市场竞争优势,关键技术具有自主知识产权,授权国家发明专利21项,获软件著作权5项,制定企业标准7项。主要创新和技术指标如下:1)采用纳米化磷酸铁锂正极材料、复合石墨负极材料、功能性电解液、优化电极工艺和电池结构设计,研发出低温磷酸铁锂动力电池,-40℃时的放电容量达到常温容量的90%,低温性能明显优于国内外同类产品,整体性能达到国际先进水平。2)采用多重颗粒分布设计、表面包覆处理等技术研发出高比容量正极材料,通过采用催化、纳米多孔和化学改性等分体优化造粒技术对石墨进行表面改性处理提高材料比容量到355.4mAh/g,研发了高能量密度三元材料锂离子动力电池。3)提出了金属氢化物-镍电池增碳负极及提升功率的方法、碱性赝电容异质电极及匹配方法、碱性电池负极中条形码式电容极片内置方法,通过向镍氢动力电池正负极中添加电容性材料和降低电解液、集流体、导流体电阻的方法有效提高了电池功率性能,研发出200Ah大容量高功率镍氢动力电容电池,充放电电流均达到2000A以上。4)为了解决电池模块绝缘、防爆、防火、防水、防尘、防胀、电池热管理和能量管理等技术问题,重点开展了电池组热管理技术研究,有效解决了高温天气快充时的散热问题;提出了镍氢动力电容电池气压管理方法,实现了大电流串联气压均衡管理充电;提出了动力电池组能量同步均衡方法和基于DC/DC变换的拓扑结构的能量转移型主动均衡方法,有效提高了动力电池系统的寿命和安全性。5)开发了一种负载隔离式电电混合集成动力系统和负载隔离式油电混合动力系统,提出了纯电动公交车“慢充快补”的充电运行模式,解决了纯电动公交车因续驶里程不足和充电时间长带来的车辆停驶率高的问题,在中国率先研发了镍氢动力电容电池公交车并实现了公交车全天连续运行,彻底解决了纯电动公交车因续驶里程不足导致的运营期间停驶问题。项目建成了5亿安时/年的锂离子动力电池和1亿安时/年的镍氢动力电容电池规模化生产能力,培养了42名博士、硕士研究生。成果在国内外推广应用,为乘用车配套2900余台/套、电动大巴配套1570余台套,并开始为国内外纯电动轻轨配套,近三年新增销售额95320万元,实现利润5051万元,经济效益重大。该项目解决了新能源汽车行业的重点、难点和关键问题,实现技术跨越式发展,显著促进行业科技进步。
[成果] 1700320112 吉林
TB341 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于分析化学领域。2015年石墨烯被列入十三五新材料规划,工信部、发改委、科技部三部委同时印发关于石墨烯产业创新发展的若干意见(【2015】435号)。材料的制备是研究其性能和探索其应用的前提和基础。化学制备方法难以获得大尺寸(≥2cm<'2>)石墨烯,因而限制了石墨烯在诸多领域的应用。该团队自2009年起,从低成本、绿色、大尺度制备石墨烯片层、薄膜和石墨烯杂化材料出发,探索了功能化石墨烯及其杂化材料的化学结构特征和反应机理,并将其应用在高灵敏、高选择性的传感分析,取得了许多创新成果:1、针对化学法所制备的石墨烯性能差、透光率低等问题,基于界面自组装原理,该团队采用软界面自发生长法制备出大尺寸石墨烯。该方法所制备的石墨烯薄膜的透光率可以十分接近石墨烯片层的理论值(可达96%),并以此为基础深入研究了其界面自组装的原理。此外,该团队打破了使用化学试剂制备石墨烯薄膜的传统,采用电化学还原沉积策略,并结合喷涂,滴涂技术,成功构筑了一种多基底、无试剂消耗、低成本制备石墨烯纳米薄膜的新方法。2.针对石墨烯易发生聚集、难修饰等问题,采用物理和化学方法将不同的化学功能基团和纳米材料引入到石墨烯纳米材料体系。不仅改善了石墨烯的分散性能,而且赋予石墨烯多种特殊的功能如氧化还原特性、光学特性、生物兼容性、光电化学催化特性。系统阐明了保护剂与石墨烯之间的作用机理,揭示了石墨烯和表面功能基团的协同效应,为功能化石墨烯的合成、改性及应用提供了新思路。3.基于石墨烯独特的光电催化特性,构筑了高灵敏度、高选择性功能化纳米传感平台,探索了石墨烯及其杂化材料在增强的电化学生物传感,模拟酶及能源相关领域的应用,建立了离子、气体、有机小分子和生物相关分子的检测系统,阐明了石墨烯的催化机制,发展了性能优异的传感新方法。该项目的8篇代表论文SCI他引3191次,20篇核心论文SCI他引5878次。其中电化学制备石墨烯薄膜的工作受到国内外同行关注,被Chem.Rev.评为“绿色”制备石墨烯纳米薄膜的新方法。基于石墨烯的葡萄糖检测的论文被评为2009年度“中国百篇最具影响国际学术论文”,并与世界著名的德国罗氏公司研发技术部,就石墨烯墨水用于全塑料可喷墨打印制备的一次性血糖浓度检测芯片制备方面开展合作,签署长期合作协议。关于DNA检测的论文入选Science Watch: What’s Hot in Chemistry (Top ten list)。相关的两篇论文在2009年Anal. Chem.发表的7972篇论文中SCI引用排名分别列第一、第二位。关于石墨烯-AuNPs用于葡萄糖检测的论文在2010-2011年间Biosens. Bioelectron.全部1294篇文章中他人引用排名第一位。
[成果] 1700320127 吉林
TB347 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于材料科学领域,是功能高分子材料研究的国际前沿课题。该项目针对生物可降解高分子材料在临床应用上存在的功能性单一、生物活性低等科学问题,通过分子结构设计,在国际上率先建立了聚乳酸和聚氨基酸类材料的可控制备和生物功能化新策略,实现了材料性能的精确调控。为材料在骨折内固定器件、组织工程支架和基因/药物缓释载体等领域的应用奠定了基础。主要发现点为:1)通过聚乳酸分子序列、晶体结构和复合材料纳米表界面结构设计,实现了聚乳酸从普通塑料到功能高分子材料的转变。发现了一系列新型的席夫碱-铝催化剂,对手性丙交酯单体聚合具有高度立体选择性,实现了聚乳酸分子序列和晶体结构可调控,率先将聚外消旋丙交酯熔点突破200℃,揭示了聚乳酸分子序列对结晶性能的影响规律。首次发现无机粒子表面活性羟基可直接引发丙交酯开环聚合的科学现象,解决了纳米羟基磷灰石与聚乳酸复合时界面相容性差、易发生团聚等科学难题,显著提高了复合材料的力学性能和成骨诱导性能。采用该技术制备的可吸收接骨螺钉和可吸收接骨板分别获得国家食品药品监督管理总局颁发的医疗器械注册证。2)提出了生物活性分子修饰聚乳酸和聚氨基酸材料新理念,构建了智能型生物可降解高分子材料新体系,实现了上述材料与生物体机能的有机融合。创新性地在生物可降解高分子材料中引入生物活性短肽、糖分子、生物素等功能性单元及电活性苯胺齐聚物,解决了材料缺乏生物活性的科学问题。首次发现电活性聚乳酸材料具有促进神经细胞分化与生长的功能。所构建的新型功能材料体系展现了优异的分子识别功能,促进了细胞黏附、生长与组织再生。建立了材料与生物体之间的桥梁,实现了材料与细胞/组织相互作用的有效调控,为聚乳酸类材料在组织工程领域的应用奠定了理论基础。3)多尺度分子/纳/微结构生物可降解高分子基因/药物载体的构建与功能调控。首创了基于聚乳酸的双亲性高分子抗肿瘤前药,实现了化疗药物的稳定担载、高效运输和靶向富集。创新性地利用聚氨基酸改性的聚乙烯亚胺分子构筑了纳米尺度的基因载体。率先利用两性聚氨基酸构建了肿瘤微环境响应的高分子基因载体可逆遮蔽策略,解决了其在体内运输稳定性与肿瘤细胞高效内吞相互制约的科学难题。首次提出了“乳液电纺”方法,制备了微米尺度的聚乳酸载药纤维毡,解决了油溶性电纺聚合物纤维难以担载水溶性药物的科学难题。8篇代表性论文SCI他引993次,20篇主要论文SCI他引2259次。
[成果] 1700320064 吉林
TQ422 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2016
成果简介:该项目属于材料科学领域,是材料、化学、物理和生物医学学科的交叉。稀土发光材料被广泛地用于各种显示、照明和医疗等领域。发光材料的形态结构对其发光性能和后续在显示照明及生物医学等领域的应用具有十分显著的影响,如何通过各种化学方法获得形貌均匀、粒度尺寸合适的稀土发光材料,实现多功能复合,一直是该领域研究的热点和难点问题。该项目主要针对场发射显示和生物医学用稀土发光材料,在发光薄膜及图案制备、材料形态结构及性能调控、新型高性能发光材料研制及多功能复合等方面取得了具有国际影响力的创新成果。主要发现点包括:1.首次提出了非醇盐溶胶-凝胶软石印方法用于制备各种稀土发光薄膜并实现了薄膜的图案化,解决了传统醇盐溶胶-凝胶法制膜过程中反应起始物稀缺昂贵、反应过程难控制等问题。该方法简单易行,适用范围广,为显示用发光薄膜及图案制备开辟了一种新途径。2.创立了控制稀土发光材料形态结构的通用方法,包括利用SiO<,2>微球为模板、结合溶胶-凝胶表面涂覆技术制备各种不同尺寸球形发光材料的方法,以及利用柠檬酸钠作为螯合剂水热控制合成多种不同形貌与纳/微米结构稀土发光材料的方法,揭示了材料的发光性质与其形貌、尺寸的依赖关系。3.提出了利用敏化剂和激活剂离子之间部分能量传递的理念来调节材料发光颜色,在单一基质中实现了多色发光;通过核-壳结构设计减少纳米材料表面缺陷,提高了稀土离子的发光强度。在该基础上研制出一些新型高效场发射显示用发光材料,其发光亮度、色纯度等性能超过一些现有商用材料。4.提出了利用SiO<,2>作为隔离层包覆的设计思想来制备多功能纳米复合材料,有效解决了复合体系中磁性及有机组份对稀土离子发光的猝灭问题,并研制出多种同时具有发光、磁性及多孔载药功能的复合材料,实现了药物可控传输、释放、实时监测及多模式成像,为实现肿瘤等疾病的诊疗一体化奠定了基础。上述科学发现对相关学科的发展起到了引领和推动作用,得到国际同行的重视和高度评价。所发表的20篇主要论文中有14篇入选ESI高被引论文,SCI他引共计3601次;8篇代表性论文主要发表在Chem. Mater.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano及Chem. Soc. Rev.四种材料及化学领域核心期刊上面(篇均影响因子为13,有6篇入选ESI高被引论文),SCI他引共计1903次,特别是被Chem. Rev.、Acc. Chem. Res.等著名期刊综述论文多次大篇正面评述和原图引用;研究成果被英国RSC的Chemistry World等杂志作为研究亮点进行专题报道。
[成果] 1700020049 吉林
[TQ323.41, TQ320.721] 应用技术 合成材料制造 公布年份:2015
成果简介:二氧化碳共聚物是以二氧化碳和环氧化合物为原料共聚而成,二氧化碳既是一种广泛、廉价易得的基本化工原料,又是可回收利用的环保产品,在一定程度上对日益枯竭的石油资源是一个补充,市场潜力巨大。长春应化所面向国家二氧化碳综合利用和发展低碳产业的重大需求,于2001年在国内较早地开展了该领域的研发,并在2004年与蒙西集团合作建成了世界上第一条具有完全自主产权的年产千吨级二氧化碳共聚物生产线。2011年在浙江台州建成了3万吨/年生产线。应用领域:利用其高氧气阻隔性能、高透明性等特点,集中在高附加值的医用材料(如药品包装泡罩、医用敷料、输液瓶)和高端食品包装材料(牛奶低温保鲜膜、肉制品保鲜膜)等,以及普通塑料包装袋、包装薄膜等大宗产品市场。
[成果] 1700020659 吉林
[TQ528.042.2, TE39] 应用技术 专用化学产品制造 公布年份:2015
成果简介:随着石油勘探工业的发展,钻井技术的进步给固井提出更高的要求。在石油可采、易采储量不断减少的情况下,油田勘探开发已向海洋、复杂地层、深井、中深井以及超深井方面发展。高温高压固井,特别是循环温度在100℃以上的井,都采用国外的外加剂产品。长春应化所研制的耐温降失水剂可与其它外加剂配伍,形成抗高温、耐盐侵水泥浆体系,可解决中国油田在耐高温油田助剂长期以来依赖进口的问题,对于保证国家的能源安全,提高原油采收率等方面具有重要的现实意义和必要性,项目的终极产品具有十分现实的市场需求。
[成果] 1700020169 吉林
TM912.9 应用技术 电池制造 公布年份:2015
成果简介:镍氢电池具有无污染、高比能、大功率、快速充放电、安全性好、电池的回收利用价值高等优异特性,主要应用在移动通讯、装备电源、电动车等领域。长春应化所开发的宽温区镍氢电池可在- 45℃-- +60℃区间使用,已建成镍氢电池中试线2条,完成8-300Ah镍氢动力电池的中试化生产。技术指标:超熵化储氢合金容量280-350mAh/g镍氢单电池的电压1.2V、容量8~300Ah,电池循环寿命>5000次(80%DOD)、容量保持率大于60%,- 45℃放电容量大于额定容量的70%。
[成果] 1700020050 吉林
TM215.4 应用技术 涂料、油墨、颜料及类似产品制造 公布年份:2015
成果简介:近年来,已商品化的耐高温高分子绝缘涂料主要由聚酰胺、聚酰亚胺树脂制备。但其湿热性能较低,极大地限制了它们在高技术领域中的应用。长春应化所开发玻璃化转变温度231℃、热分解温度450℃的含酚酞侧基的无定型聚芳醚酮(PEK-C)树脂,溶解加工性能、耐水解性能优异,且其电绝缘性能大大优于聚酰亚胺材料。此外,以制备耐高温PEK-C绝缘涂料为目标,在保持树脂原有高性能基础上,为提高极性进而提高PEK-C树脂与基体间的粘附力,将氰基引入PEK-C分子主链合成聚芳醚腈酮共聚物,其各项性能指标全部达到或优于杜邦公司的聚酰亚胺漆(Pyre-ML)。该耐高温绝缘涂料可应用于对耐热性和绝缘性能要求较高的电气产品、电子零件、各类型线圈、马达、变压器、发电机、电机的外层防护。
[成果] 1500520032 吉林
[O651, Q503] 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目属于分析化学学科。为了满足生命科学飞速发展的需要,该项目紧密围绕生物分析化学的研究热点一生物分子识别开展了研究。重点针对分析化学在复杂生物体系中的灵敏度、选择性、分析通量难以满足需求等关键科学问题,从新型分析材料和试剂、生物分子识别方法、高通量及实时在线分析策略个方面开展系统深入研究,解决了传统分析化学方法难以满足复杂、痕量生物样品快速、灵敏检测这一国际难题,为疾病诊疗、食品监测及生化威胁预警等国家重大需求提供了新手段,在国内外产生重要影响,推动了中国生物分析化学领域的发展,培养和造就了一批新型科技创新人才。重要科学发现有:提出制备分子识别用碳材料的新路线,发现了新型电化学发光共反应剂。率先提出了利用微波热解法制备无毒、具有荧光和电化学发光双重性质的碳点的新路线;发展了非共价技术制备出对氧还原具有高催化活性的铂纳米立方体修饰碳纳米管的材料;发现了三联吡啶钌电化学发光新型共反应剂,解决了与之相关的电化学发光灵敏度低的难题。发展了基于功能化纳米粒子的生物分子识别的新方法。创新性地发展了杂交双链DNA功能化荧光银纳米簇的新方法,不需要标记,实现了对镰刀型细胞贫血症基因单碱基突变的识别;成功设计合成了新型纳米多功能荧光探针:Si0<,2>/EDTA/Eu<'3+>,快速、高灵敏、选择性识别炭疽热孢子标志物;率先利用了三重氢键识别原理,建立了灵敏、准确检测奶制品中三聚氰胺的纳米分析新方法。解决了基因诊断、炭疽热孢子、三聚氰胺检测的国际难题。提出并实现了高通量及实时在线分子识别分析的新策略。发展了具有多种检测手段、非放射性的新型蛋白质生物芯片技术,达到了对生物分子识别进行髙通量研究的目的。研制出实时、在线的分子识别电化学分析仪。专家组验收意见认为“该仪器是具有自主知识产权的一项重要科技成果,填补了该类仪器国内外空白”。20篇主要论文包括Adv.Mater.1篇、Angew.Chem.Int.Ed.2篇、J.Am.Chem.Soc.3篇、Adv.Funct.Mater.2篇等,总他引2305次,SCI他引2236次。8篇代表性论文总他引927次,SCI他引900次,特别是被Chem.Rev.、Chem. Soc.Rev.等刊物大篇幅引用评论,被Nat.Nanotechnol.、Nat. Chem.、NPG Asia Mafer.和Nat.China等科技网站作为研究亮点专题报道。项目获权发明专利5项,研制仪器样机1种,培养博士21人。该项目成员应邀为Chem.Rev.、Chem.Soc.Rev.等撰写综述论文多篇。通过项目的实施,该项目成员1人当选中国科学院院士,1人获得国家杰出靑年难金资助,3人入选中科院百人计划,1人入选中靑年科技创新领军人才。该项目的阶段性成果获得吉林省科学技术一等奖1项。
[成果] 1700020048 吉林
TQ321.2 应用技术 合成材料制造 公布年份:2015
成果简介:聚乳酸(PLA)是一种新型完全可生物降解绿色塑料,性能与聚丙烯、聚乙烯相近,如可以采用注塑、挤出等不同方式进行加工,可以制成纤维、膜、棒、块、板材等用于纺织、包装等各种民用、工业应用和医疗特殊应用领域。针对不同应用领域对聚乳酸性能要求不同的需要,开发出10种以上规格和批号的产品。在包装膜和泡沫材料、生态农业用塑料制品、一次性塑料使用制品、纺织纤维、医用塑料制品等方面得到广泛的应用。已建成国内唯一、世界上第二条千吨级生产线。
[成果] 1700020180 吉林
[R965, R982] 基础研究 医学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目研究目标是开发一种治疗褥疮、烧伤、烫伤等外伤的一种外用制剂——复方马勃涂膜剂,该制剂具有止血化瘀、消肿生肌、抗炎止痛之功效。该项目需要进行的研究内容如下:涂膜剂成膜材料组成的优化,保证使用时的透气性、换药时不引起创面的二次损伤;按照新药管理办法,进行该制剂的药效学试验,包括对烫伤、皮肤外伤等动物模型的皮肤愈合作用、抗炎抗菌作用等。按照新药管理办法,进行毒理学实验,包括皮肤急性毒性、刺激性、长期毒性试验等。整理临床前研究资料,上报国家药品审评中心,申报临床批件。
[成果] 1700320541 吉林
R284.1 基础研究 医学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:中药的安全性、有效性及质量可控性是现代中药研究中的关键科学问题。而中药复杂体系的分析是制约上述科学问题的“瓶颈”之一。该项目充分发挥现代质谱技术快速、灵敏及特异性强等优势,建立了系统的质谱分析新方法和创新研究平台,解决中药复杂体系中众多成分同时分析的难题,并将其应用于阐明中医药理论的科学内涵及整体质量控制等诸多方面。取得如下创新成果:从离子内能角度出发,阐释各类成分的质谱特征规律,建立了中药复杂体系中化学成分结构表征的质谱新方法。从离子内能角度阐明各类中药成分的质谱特征规律,成功建立了皂苷、黄酮和生物碱等多类成分快速、灵敏的质谱分析方法,获取复杂体系中各类成分重要的结构信息,同时进行同类或多类成分的快速结构表征。上述方法无需繁琐的分离及衍生化过程,快速发现、鉴定数十及上百种微量及痕量成分,解决了中药复杂体系的分析难题。利用质谱学方法研究中药炮制、配伍过程中化学物质组的变化及吸收代谢规律,阐明了典型中药炮制、配伍的科学内涵。在国内较早从化学物质组角度阐明了乌头、人参等典型中药炮制、配伍的科学内涵。揭示了乌头属中药的炮制、配伍机理与有毒成分-双酯型生物碱的转化、结合及溶出密切相关;提出影响双酯型生物碱含量的重要因素;发现人参炮制主要发生皂苷C20位糖链的水解,同时伴有异构化及梅拉德反应;并据此开发了相关中药新的炮制方法及有效成分的转化方法。从药物作用机制出发,建立了中药活性成分筛选的亲和质谱方法。选择糖尿病、痛风、肿瘤等疾病相关靶分子,建立了超滤质谱、强度衰减质谱等亲和质谱筛选方发,从单味及复方中药中筛选鉴定了数百种活性成分,为创新中药研发提供了强有力的科学数据支撑。上述方法实现了复杂体系中活性成分筛选及结构表征的同时完成,在分子水平上解决了中药复杂体系中活性成分高通量筛选的难题。多维化学及生物指纹图谱技术与化学计量学方法相结合,建立了中药材、饮片及制剂的综合质量控制与评价方法。基于活性筛选、药效物质基础及谱效关系的研究,建立了多维化学及生物指纹图谱与多指标成分含量测定相结合的中药综合质量控制方法,成功用于五味子、人参、川乌等20余种中药材的品种优选、生长期确定、品质评价,以及复方板蓝根颗粒等中成药的质量控制等诸多方面。将原位质谱方法用于中药材及其炮制品的快速质量控制与品质评价,分析时间仅需数十秒,应用前景广阔。标志性成果及推广应用情况:研发中药新药2项(均已转让,并正在进行临床试验);授权发明专利46项,8项实现技术转让;获吉林省科技进步一等奖2项;发表论文332篇,其中SCI收录272篇,IF总和498. 9;SCI他引1869次;编著《中药质谱分析》专著。将复杂体系结构表征、饮片加工及质量控制等技术应用于亚泰制药及其它药企产品的研发、质量控制及标准提升中,使相关产品近三年销售额增加13. 36亿元,经济和社会效益显著。
[成果] 1700300443 山东
O631.21 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:高分子链的化学结构决定了其基本物理、化学性质,而高分子材料各项物理机械性能及功能性则与结晶形态、晶型结构及取向排列等密切相关,对高分子多层次结构的深入解析及精确调控是获得高性能聚合物材料的基础,对高性能聚合材料的研发具有重要的理论指导意义。该项目建立并发展了综合运用振动光谱、电子显微镜及同步辐射光源X-射线衍射技术研究高分子多层次结构的方法,主要对导电高分子聚噻吩、生物塑料聚乳酸等高分子的多层次结构从实空间到倒易空间,从微米尺度到分子尺度进行了全方位,多尺度的解析;阐明了聚合物表面附生结晶的分子机制及若干相转变机理,发现几种介于高分子稳定晶型与非晶相间的介晶相和无序晶相,并首次解析了这些亚稳相的特征谱带,建立了聚合物无序晶型结构的光谱表征方法;在以上研究的基础上,建立了多种对高分子凝聚态多层次结构进行调控的方法。取得的主要研究成果如下: 1)综合运用红外光谱及同步辐射光源等技术,建立了导电高分子聚烷基噻吩(P3AT)多晶型结构与其光谱间的响应关系,通过创新制样方法,制备了高结晶度的聚三己基噻吩(P3HT)样品,发现了其FormΙ'新晶型并系统研究了聚烷基噻吩的相转变行为,发展了其多晶型的调控技术并阐明了其有序晶相向无序序晶相的相转变机理。 2)发现了聚乳酸的介晶相(mesophase)及其特征红外光谱。红外光谱的解析表明,该介晶相的链构象及链间排列都存在某种程度上的无序,其本质上也是一新的亚稳态高分子介晶相。运用红外光谱技术,原位研究了聚乳酸物理老化过程中的结构演变机制及其动力学过程,首次提出物理老化形成的局部有序结构可归属为介晶相,这突破了过去的几十年中研究者习惯用构象调整及模糊的局部有序概念来描述玻璃态高分子材料物理老化时所形成微量有序结构的思想。 3)全面深入探讨了固体表面聚合物结晶的分子机制,证明聚合物附生结晶的本质是分子链间的相互作用,阐明了聚合物在固体表面附生结晶所形成独特结构及结晶形态的机理,明确了晶格匹配对聚合物结晶动力学以及结晶结构与形态的重要影响,发展了采用表面诱导结晶控制聚合物多层次结构并进而调控其性能的方法,实现了高熔点聚合物在低熔点聚合物取向基质上取向附生。 以上研究为理解高分子多层次结构领域一些基本科学问题提供了新方法、新观察与新思路。不仅完善了聚合物结晶理论,而且建立了对聚合物多层次结构精确调控的方法,为具有指定性能及特殊结构聚合物材料的定制发展了新技术。研究成果获得中国化学会高分子科学创新论文奖及中国化学会高分子科学邀请报告荣誉奖,该项目共发表SCI收录文章100余篇,所发文章被包括ProgressinPolymerScience、JournaloftheAmericanChemicalSociety、AdvancedMaterials,AdvancedFunctionalMaterials和Macromolecules等在内的国际重要SCI期刊文章他引两千余次,上述研究的8篇代表性工作中有6篇发表在高分子物理领域最有影响力的国际学术刊物Macromolecules上,其中有3篇发表在Macromolecules的代表性论文被全球高分子领域最有影响力的学术刊物ProgressinPolymerScience(SCI影响因子27.184)的多篇论文所引用并做出高度评价。
[成果] 1600090040 湖北
TN104.3 应用技术 电子器件制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于材料、化学、信息等学科交叉领域。有机电致发光显示(OLED)是新一代平板显示技术,是国际前沿的重大研究方向和各国高新技术竞争的焦点之一。有机主体材料是影响OLED器件性能及稳定性的关键材料,对国家发展新型显示等新一代信息技术产业具有支撑作用。该项目围绕“有机主体材料的分子结构、电子结构与器件中激发态调控”这一关键科学问题,按照“有机主体材料的分子设计、性能调控及器件构筑”研究主线开展了相关研究,重要的科学发现点如下:发展了通过电子给、受体的合理连接调控材料传输性能和三线态能级的新方法,揭示了分子结构与电子结构的一些内在关联;提出了利用螺环、桥联、梯形等分子设计理念调控材料的三线态能级和热稳定性的新策略;开发了一系列多功能的有机主体材料,发明了多种器件结构对激发态进行有效调控,揭示了器件获得高性能的机制。总之,该项目在有机主体材料的研究上获得了国际公认的突破性进展,一系列兼具双极载流子传输性能、高能隙及优良热稳定性的有机主体材料,已成为国际上代表性的有机主体材料体系之一,构筑的各种电致磷光器件发光效率等性能指标达到国际上的最高水平。这些研究成果丰富了化学、材料、光学、电子学等学科内容,推动了有机电致磷光材料及器件的发展,对有机电子学的发展具有重要意义。该项目发表影响因子大于3的SCI论文80余篇。8篇代表性论文发表在材料和化学学科的国际权威期刊上,包括Angew.Chem.Int.Ed.1篇,Adv.Mater.2篇,Adv.Funct.Mater.3篇,Chem.Soc.Rev.1篇,Chem.Commun.1篇,平均影响因子为13.82,SCI他引753次,最高单篇SCI他引225次,总他引801次,平均每篇100次。20篇核心论文平均影响因子为9.51,SCI他引1076次,总他引1139次,平均每篇57次。3篇代表性论文获选ESI高被引论文,2篇核心论文被选为J.Mater.Chem.的热门文章。获授权发明专利4项,形成了具有国际影响力和自主知识产权的有机电致发光材料体系。该项目在人才的培养上取得突出成绩,获全国百篇优秀博士论文1次,湖北省优秀博士论文3次。
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