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新材料项目推介

发布时间:2021-10-21浏览量:4274

新材料技术是指按照一定人为需求,运用物理研究、 材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,创造出能满足各种需要的新型材料的技术。新材料技术的发展对制造业、物资供应以及个人生活方式产生了重大的影响。当前,新材料领域发展迅速,势头强劲。

上海市教育委员会科技发展中心依托上海高校优质科研资源,积极推进上海高校科技成果转化工作,此次将推荐2项关于新材料的项目。

项目具有广泛的应用价值,如想进一步了解项目,与项目组专家交流,还请与本中心联系。

联系方式:

联系人:陆老师           刘老师

电话 :56635819          电话:56627214

邮箱:zhaoshang06@163.com

 

 

 

 

 

 

 

 

推介项目1

同济大学工业固体废弃物在透水铺装材料中的资源化应用

项目针对赤泥、煤矸石、粉煤灰、低品质铝土矿等大宗工业固废,研究其在透水砖、透水混凝土、透水沥青等道路透水材料中的应用技术。目标市场为全国范围内的道路和生态环保功能性材料市场。研究内容包括:原料的成分和性质分析、预处理技术、加工制造工艺、产品性能全面检测等,在实验研究的基础上,开展产业化应用。

(1)常见大宗工业固体废弃物主要成分及性质分析

重点针对目前传统金属冶炼、矿山开采及建筑物拆迁中产生的诸如赤泥、粉煤灰、煤矸石、钢渣、低品质铝土矿大宗固体废弃物成分进行分析,了解其主要构成成分,分析其材料的主要物理性质。

(2)工业固体废弃物在透水材料中的应用研究与产业化

针对大宗工业固废,研究其在透水砖、透水混凝土、透水沥青等道路透水材料中的应用技术。研究内容包括:原料的预处理技术、特色的加工制造工艺、产品性能全面检测等。在实验研究的基础上,开展产业化应用。

(3)环保功能型透水路面材料的研究与应用

基于先进的改性技术、纳米材料和环境治理技术,通过对工业固体废弃物进行更深入研究,开发具有环境自净功能的道路材料和节能路面材料,重点解决雨水径流水污染(重金属污染)、噪音污染、汽车尾气污染等交通环境问题。

该项目曾获得“第十四届中国公路青年科技奖”、“中国公路协会科学技术奖二等奖”等奖项,且拥有4项相关专利。

项目相关产品普遍适用于低频轻载路面,未来可应用于高频重载路面,如公路、机场、港口等。项目实施后,可完成具有污染控制功能的道路材料开发,形成项目未来产业化的核心竞争力,形成成熟的透水材料加工及施工关键装备、关键原材料及工程设计的多元化技术载体和盈利模式,年消化赤泥、煤矸石、建筑废弃物等达到10万吨以上,减少堆放和填埋所需的土地并减少因堆放、填埋所造成的环境及安全问题,服务全国海绵城市建设,缓解城市内涝、减少水污染、增加水资源,推动生态环保事业的发展。

该项目希望采取项目合作、知识产权转让或者协议开发等方式进一步实现市场化应用。

项目组专家介绍:

(1)李辉,同济大学交通运输工程学院、道路与机场工程系, 教授、博士生导师,中组部国家青年学者,美国注册土木工程师,交通科学与技术研究院副院长。研究方向:主要从事绿色环保、功能型铺面结构与材料研究与教学工作,推动交通基础设施可持续发展。

(2)刘万超,副研究员,中国铝业郑州有色金属研究院有限公司 环境工程技术研究所 所长,博士(后)。研究方向:主要从事工业过程环境污染治理技术研究,资源综合利用技术研究与应用。

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推介项目2

 

东华大学耐脏污抗静电尼龙织物的制备

导电高分子是一类具有良好导电性、独特酸/碱掺杂/脱掺杂及电化学氧化还原活性的功能高分子,其原料价格低廉、制备工艺简单,易形成超疏水微纳米结构,在传感、吸附分离、防腐等领域得到广泛研究与应用。利用该类高分子对尼龙纤维进行改性或织物整理,可赋予其良好的抗静电性及耐脏污性。本项目拟采取纤维后修饰、原料改性和共混纺丝三种策略,围绕不同改性方案下尼龙的可纺性及纺丝工艺;工艺参数对纤维耐油、耐水、耐磨、抗静电性能的影响规律;以及纤维材料从小试转移到量产中的关键技术问题等研究,开发高效的耐污抗静电尼龙6纤维制备新技术,探索其产业化前景,为尼龙纤维持续保持竞争优势增添新活力。

项目核心难点有以下几个方面:在技术方法上,双疏性表面的制备方法普遍存在重复性差,只适合用于实验室研究却无法用于制备大面积双疏表面的问题;在稳定性方面,双疏表面通常化学稳定性差、对机械作用力敏感,在恶劣的环境和一定的机械作用力下容易使超疏水/疏油性能下降,这些都极大地阻碍了双疏材料的实际应用和工业生产。因此,选择经济合适的材料, 开发操作简便、重复性好、可以大面积工业应用的制备双疏表面的方法, 并且得到具有优良稳定性的双疏表面是非常必要的。

目前,本项目已完成第一种策略的技术开发,使用C6类含氟低表面能物质结合导电高分子材料提供微-纳米粗糙结构对尼龙织物进行表面改性。本策略的处理方法简便快捷、易操作,处理后的尼龙6织物水和甘油的接触角均大于150°,对日常污渍(灰尘、茶水、咖啡、牛奶、橙汁等)可以达到完全排斥的效果,防油等级大于等于5级(AATTCC118),十二烷的接触角大于118°,并且所用C6含氟整理剂无气味,安全环保,为超疏水/疏油织物的工业化提供了思路。

本项目已完成原料筛选和实验配方的优化,首次采用无毒性的C6含氟硅氧烷结合蒸汽法,使导电高分子在尼龙 6纤维表面原位生长,制备出了具有自修复超疏水/疏油的导电多功能织物。处理后的尼龙6织物保持了原本的良好柔韧性和透气性,并且对日常污渍、酸碱性液体可以达到完全排斥的效果, 防油等级高达5级。同时,一定的导电性使此多功能织物具有良好的抗静电性能。低表面能物质 PTES 不仅附着在织物表面,而且渗透到了织物纤维内部, 直接加热或通电加热都可以快速地修复其受损的超双疏性质,为该多功能织物的长期使用提供了保障。

市场前景:本项目拟采取多种策略对尼龙6纤维进行含氟导电高分子纳米材料改性,最终获得耐脏污、易清洗的双疏性尼龙编织表带。由于导电高分子依赖掺杂程度具有蓝、紫、绿、黄等颜色,有望克服纤维染色能力差的缺点。通过积极探索尼龙纤维功能性、差异化、个性化消费升级需求的适应度,提高产品附加值,对实现公司多功能化可穿戴产品持续保持竞争优势具有重要的战略意义。

项目可用于生产运动性手腕编织表带;防雨雪服;生化防护服;民用服装;冰雪运动装备;医疗/工业防护装备;应急救灾装备;防雾霾/PM2.5/细菌/病毒口罩;航天密封、防腐材料/柔性电子材料;空气过滤与水处理等。

该项目计划投入预算150万元,项目形成产业化生产所需时间为15个月,预期经济效益则要根据预期的市场需求,预占的市场份额,产业化后的年生产能力情况,单件产品的售价、成本情况来决定。

该项目期望以合作开发的形式来进行产学研合作。

项目组专家介绍:

廖耀祖,东华大学重点培养的青年学术骨干,东华大学纤维材料改性国家重点实验室、材料学院教授/博导/课题组长,先后在美国加州大学洛杉矶分校、英国布里斯托大学、德国柏林工业大学学习工作6年时间。入选上海市曙光学者、上海市浦江学者、江苏省镇江市领军人才、德国洪堡学者以及欧洲玛丽居里学者奖励计划,曾获得英国牛顿基金旅行资助和上海市优秀博士论文等。主要从事共轭聚合物及其框架材料的精准制备与传感检测、吸附分离、清洁能源开发等基础应用研究。拥有美国、欧洲、中国发明专利18件。主持国家自然科学基金(3项)、上海市自然科学基金(2项)等省部级、国家级和国际合作项目14项。  

自2015 年从英国布里斯托大学学成回国,围绕聚合物基环境能源材料研究方向,组建了以教育部“长江学者”奖励计划为支撑的创新团队。现有研究员2名,讲师2名,博士生10名,硕士生11名,平均年龄不到27岁。逐渐形成了特色鲜明、团队作战、集体攻关的创新工作模式。

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