【成果精選】研究院先進(jìn)材料領(lǐng)域代表性應(yīng)用成果推介

01 柔性智能阻燃電熱薄膜材料的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用

柔性智能電熱薄膜材料是一種全新的電熱轉(zhuǎn)化材料,，具有熱效率高、節(jié)能省電、壽命長,、無明火,、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過自主研發(fā)新型電熱薄膜的規(guī)?；苽渑c改性技術(shù),，解決了低電壓高效能量轉(zhuǎn)化，克服了傳統(tǒng)電阻絲加熱的諸多不足,。引入獨(dú)特面輻射優(yōu)勢和熱壓封裝成型工藝,，比傳統(tǒng)電阻絲節(jié)能30%以上，面向新能源汽車,、航空航天,、軍事、智能家居,、現(xiàn)代醫(yī)療,、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的新產(chǎn)品。

獲批2022年江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目,，材料綜合性能獲得權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定,，應(yīng)用示范效果、服役穩(wěn)定可靠性已獲得行業(yè)認(rèn)可,。相關(guān)技術(shù)成果已獲授權(quán)專利10余項(xiàng),，在國際和國內(nèi)期刊發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文。

與上海電氣合作,，在3000米高海拔云南野牛風(fēng)場完成了風(fēng)電葉片除冰應(yīng)用,；

與中國商飛合作，正在開展新型低能耗機(jī)翼除冰技術(shù)攻關(guān),，用于國產(chǎn)大飛機(jī),；

與比亞迪合作，正在開展動力電池?zé)峁芾?、輕量化和阻燃一體化技術(shù)研究,。

02 油氣儲運(yùn)裝備用新型防腐保溫復(fù)合功能涂層的研發(fā)

本項(xiàng)目基于納米材料改性、高分子樹脂原位聚合,、核殼功能填料和相變微膠囊儲能等原理和技術(shù)成功研發(fā)出油氣儲運(yùn)設(shè)備防腐保溫復(fù)合功能涂層,，解決了油氣儲運(yùn)設(shè)備腐蝕和保溫兩大痛點(diǎn)問題，大幅提高了涂層的附著力,、抗沖擊,、防腐蝕等性能，實(shí)現(xiàn)了惡劣環(huán)境下長期可靠服役,。

相關(guān)技術(shù)成果已獲授權(quán)發(fā)明專利18項(xiàng),，發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇,，參與制定海洋管道防腐國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)；通過技術(shù)許可,、轉(zhuǎn)讓方式,，項(xiàng)目技術(shù)成果已在科成、海隆新材料等公司實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外企業(yè),、大型海洋工程。

成果榮獲教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎（名稱：新型防腐保溫復(fù)合功能涂層關(guān)鍵技術(shù)及油氣儲運(yùn)裝備工程應(yīng)用）,，2022年

榮獲中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步二等獎（名稱：深海油氣輸送管道長效防腐保溫復(fù)合涂層關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用）,，2021年

03 新型智能變色控溫節(jié)能自清潔薄膜的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

項(xiàng)目通過引入僅千分之一（1.0 wt‰）鎢摻雜VO₂（W-VO₂）無機(jī)納米粒子和表面改性，首次實(shí)現(xiàn)了薄膜透光率,、紅外發(fā)射率和太陽光譜調(diào)控率的同步大幅提升及超低表面能，將材料溫敏相變溫度從68℃大幅降至接近室溫,，并突破了光譜型熱致變色薄膜材料調(diào)光區(qū)間難以拓寬的難題,。可見-近紅外波段太陽光譜調(diào)控率達(dá)到81.5%,，紅外發(fā)射率達(dá)到95.4%,。該薄膜材料與玻璃貼合精準(zhǔn)度小于1μm，使玻璃在室溫下可見光透光率增加到92.7％,，而40oC時降低至28.6％,，超疏水表面水接觸角≥132°。特別是,，薄膜不僅能夠自動感知環(huán)境溫度可逆切換透光率,，自動變色響應(yīng)時間20秒以內(nèi)，且具備優(yōu)異的自清潔,、零能耗降溫能力,，360次冷熱循環(huán)后仍穩(wěn)定可靠，優(yōu)于當(dāng)前國際上報(bào)道的最高值,。這種新型薄膜應(yīng)用前景廣闊,，包括高鐵、汽車玻璃,、艦船窗,、飛機(jī)機(jī)窗、建筑玻璃等,，替代普通平板玻璃,、紅外吸收玻璃、鋼化玻璃等能夠顯著降低能耗減少CO₂排放,。經(jīng)公安部交通安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心等多方檢測,，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn),。

項(xiàng)目獲南通市重大科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目的支持。

入選2022年度海安市優(yōu)秀科技成果,。

入選2022年度江蘇省行業(yè)領(lǐng)域（新材料化工紡織領(lǐng)域）十大科技進(jìn)展,。

04 碳包覆金屬納米顆粒的高效規(guī)模化制備技術(shù)及應(yīng)用

納米復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用符合國際綠色工業(yè)發(fā)展和我國可持續(xù)發(fā)展的要求,，是先進(jìn)綠色化工新材料的最佳選擇,。其中，納米金屬/碳復(fù)合材料兼具了納米尺寸金屬與功能碳材料的性能優(yōu)勢,，賦予其特殊的光學(xué),、熱學(xué)、催化等功能,，是催化污水降解處理,、防腐涂層和電池隔膜的關(guān)鍵增強(qiáng)材料。本項(xiàng)目成果基于選擇成核與限域生長的雙金屬/碳層狀復(fù)合球的一步快速制備方法,，與國際上報(bào)道的傳統(tǒng)bottom-up路徑完全相反,；該專利技術(shù)既可實(shí)現(xiàn)對納米粒子尺寸、數(shù)密度的控制,，又能夠?qū)αＷ釉谌S空間的分布位置進(jìn)行調(diào)控,；產(chǎn)物純度高，具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu),，反應(yīng)速率快,、產(chǎn)率高；反應(yīng)可控性好,，技術(shù)適用范圍廣,。團(tuán)隊(duì)以此為核心技術(shù)聯(lián)合多家企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，研發(fā)出了材料規(guī)?；湍芎男鹿に嚭驮O(shè)備,，實(shí)現(xiàn)了雙金屬/碳層狀復(fù)合球公斤級的批量化生產(chǎn)。

該項(xiàng)目成果榮獲了第二十三屆中國專利優(yōu)秀獎,。

05 用于綠色節(jié)能建筑的輕質(zhì)高安全軟瓷材料產(chǎn)業(yè)化

采用固廢無機(jī)粉改性,，通過反應(yīng)交聯(lián)的方式進(jìn)行有機(jī)-無機(jī)復(fù)合，在低交聯(lián)劑含量情況下達(dá)到很大的交聯(lián)強(qiáng)度,，從而提高材料強(qiáng)度,、耐老化和阻燃性能；軟瓷特殊的成型工藝,，能夠對任何石材,、凹凸面裝飾品進(jìn)行模仿，表面也可以任意修飾,，輕質(zhì),、長久耐形變,；生產(chǎn)過程能源消耗低，無三廢排放,。自主研發(fā)出粉體表面改性和插層技術(shù),、梯度控溫及低溫烘烤交聯(lián)等技術(shù)、連續(xù)一體化成型技術(shù),。

項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)成果已獲授權(quán)發(fā)明專利8項(xiàng),，發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇；

獲得江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目支持,；

項(xiàng)目成果已在華新建工,、蘇美、藤格建材公司等單位推廣應(yīng)用,。

成果榮獲2021年度江蘇省建設(shè)科技創(chuàng)新成果獎,、南通市科技進(jìn)步獎。

06 高性能輻射降溫節(jié)能薄膜材料的規(guī)?；夹g(shù)及產(chǎn)業(yè)化

傳統(tǒng)的主動降溫系統(tǒng)（如空調(diào)）在冷卻降溫時,，往往伴隨著大量的能量損耗以及對生態(tài)環(huán)境造成破壞的溫室氣體排放，尋求低能耗,、環(huán)境友好的降溫方式成為人們致力追求的目標(biāo)。輻射冷卻降溫能夠在不消耗任何不可再生能源的情況下,，將熱量以電磁波的形式輻射到外太空去,，被認(rèn)為是最有前景的被動降溫方式。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)制備出一種由微米孔聚合物單面定向富集SiO₂微球構(gòu)筑的新材料,，其獨(dú)特新結(jié)構(gòu)賦予該材料優(yōu)異的輻射降溫性能,。太陽光反射率均96~97%，高于當(dāng)前國際最新報(bào)道值,，達(dá)到國際領(lǐng)先水平,。不考慮非輻射傳熱，夜間的理論降溫值高達(dá)~28 oC,，白天太陽光照下的理論降溫值高達(dá)~18 oC,。特別是，該材料在應(yīng)用時不僅能夠自支撐成膜,，還能夠像涂料一樣,，在各種不同的基體材料（如金屬、木材,、塑料等）表面沉積成膜實(shí)現(xiàn)高效降溫節(jié)能,；成本低、工藝簡單,、適合大規(guī)模生產(chǎn),。目前,，正在推進(jìn)這種高性能輻射降溫節(jié)能薄膜材料的產(chǎn)業(yè)化。

07 光伏余熱回收/降溫系統(tǒng)及熱管理提質(zhì)增效技術(shù)研發(fā)

為了更高效地實(shí)現(xiàn)光伏組件的降溫和余熱回收,，提高光電轉(zhuǎn)化效率,、延長服役壽命，項(xiàng)目首創(chuàng)性地設(shè)計(jì)了光伏電池的余熱回收/降溫系統(tǒng),，將溫差發(fā)電片和隔熱膜貼合在光伏背板上,，成功實(shí)現(xiàn)了光伏組件的降溫和余熱回收。相比傳統(tǒng)的風(fēng)冷降溫法和液冷降溫法,，本項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)了10～15℃的降溫效果,，不僅在降溫效果上表現(xiàn)更出色，而且提供了額外的能量收益,，大幅提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體效率,。

項(xiàng)目技術(shù)成果已獲得多項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)。與合作公司開展技術(shù)攻關(guān),，正在推進(jìn)相關(guān)材料和技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。

08 全降解殼聚糖止血棉的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用

出血失控是外傷以及醫(yī)院手術(shù)中導(dǎo)致死亡的重要原因，因此,，對病人和傷員的出血進(jìn)行快速,、有效控制具有重要的臨床意義。該項(xiàng)目通過自主研發(fā)出一種殼聚糖納米纖維薄膜材料,，并對其表面進(jìn)行改性,，獲得了具有低毒、快速止血功能的止血材料,。產(chǎn)品可用于有效愈合復(fù)雜形狀的傷口,，加速血液凝結(jié)的速度并極大地抑制創(chuàng)面細(xì)菌繁殖，從而達(dá)到快速止血的目的,。對動脈出血具有極強(qiáng)的止血作用,，可廣泛的應(yīng)用于戰(zhàn)場、急救,、手術(shù)創(chuàng)傷恢復(fù)等方面,。

已授權(quán)3項(xiàng)發(fā)明專利并發(fā)表多篇論文。

該項(xiàng)目正在和企業(yè)合作,，推進(jìn)相關(guān)材料和技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,。

09 高性能鈉離子電池正極材料及規(guī)模化制備技術(shù)的研發(fā)

高性能鈉離子電池正極材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化是當(dāng)前能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一,。鈉離子電池作為一種新型儲能技術(shù),，具有高能量密度、相對低成本和鈉資源豐富等優(yōu)勢,，被廣泛認(rèn)為是可替代鋰離子電池的候選者之一,。本項(xiàng)目通過尋找具有高容量,、高反應(yīng)活性的層狀氧化物電極材料，采用簡單水熱法合成球形層狀氧化物,，進(jìn)行Cu元素?fù)诫s提高材料的比容量,。在后續(xù)的工作中也引入了多元素?fù)诫s，在提高比容量的同時,，解決鈉離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性的問題,。

項(xiàng)目相關(guān)技術(shù)成果已獲授權(quán)專利4項(xiàng)，并發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文,。

該項(xiàng)目正在和企業(yè)合作,，推進(jìn)相關(guān)材料和技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

10 廢棄鋰電池綠色高效干法再生高值化利用技術(shù)研發(fā)

廢棄鋰電池的回收及其電極材料再利用是一項(xiàng)關(guān)鍵的環(huán)保技術(shù),。通過先進(jìn)的分選和處理技術(shù),，可以將廢棄的鋰電池中的有價值材料，如鈷,、鋰,、鎳等有效回收利用。這不僅減少了對原材料的依賴,，還極大地降低了環(huán)境污染,。本項(xiàng)目通過創(chuàng)新的電極材料回收方法，將這些廢舊電池中的電極材料轉(zhuǎn)化為再生材料,，進(jìn)而制造出新的電池,，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用。這種回收技術(shù)解決了傳統(tǒng)回收工藝中會造成大量的溫室氣體 (GHG) 排放,、環(huán)境污染及針對正極材料不適用的問題,，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),，減少自然資源開采的能源使用,，并減輕廢電池報(bào)廢造成的環(huán)境污染，使鋰離子電池更經(jīng)濟(jì),、更可持續(xù),。

該項(xiàng)目技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先，具有顯著的性能和成本競爭優(yōu)勢,。

該項(xiàng)目正在和企業(yè)合作,，推進(jìn)相關(guān)材料和技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。