技术成果

基于玉米秸秆制备 MOFs 器件

金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs) 是一种新型多孔纳米材料，具有 高比表面积、高孔隙率和易修饰改性等特点。近年来，MOFs材料在污染物吸附、多相催化、 气体分离等领域中倍受关注，其性能优势和工业化应用得到了广泛论证。然而，MOFs通常 是以粉末形式存在，为了便于分离回收，工业上通常会借助高压或添加粘结剂等方式，将粉 末材料进行成型。这一过程会极大地影响传质和活性位点的暴露，从而抑制其本征性能的发 挥。本项目以废弃的玉米秸秆为基底，制备了MOFs/秸秆成型材料，进一步开发出了一体化、 可放大的MOFs/秸秆器件。器件中MOFs的种类可以根据应用要求进行调变，MOFs的含量易 于调节，器件的形状和尺寸可以定制。相比于传统的MOFs成型材料，该材料具有更快的传 质速率，更高的活性位暴露程度，使MOFs的本征性能得以充分发挥。

高品质纳米粉体材料大规模制备技术

纳米技术是近年来迅速崛起和飞速发展的一门多学科交叉的新兴研究领域。纳米材料的品质 （如粒度、粒度分布和形貌等）在很大程度上取决于其制备技术。目前，工业上普遍采用液相反应法 生产纳米材料，涉及沉淀、洗涤、干燥、焙烧等多个单元操作，其中沉淀为瞬时反应过程，受微观混 合控制，是影响纳米材料粒径大小及粒度分布的关键步骤。由于传统釜式反应器内的微观混合效 果较差，造成局部物料浓度过高，存在粒径大、粒度分布宽等缺点。同时，生产工艺为间歇式操作模 式，易造成劳动强度大、不同批次产品重复性差等一系列问题。要解决这些问题，须从根本上强化 反应器内的传递过程，改变工艺操作模式。微化工技术具有传递性能好、过程连续、易于放大等优 点。在微反应器内采用直接沉淀法制备纳米材料，可使反应物料瞬间达到近分子水平混合，避免过 饱和度的非均匀性，使成核瞬间发生，抑制晶核的生长与团聚，有利于制备粒径小、分布窄的高品 质纳米材料。利用该技术已完成了ZnO、Co3O4、BaSO4、拟薄水铝石、复合氧化物等纳米粉体材料 及贵金属纳米粒子的制备，性能均大大优于现有商业化产品。

氢氧化镁阻燃剂绿色生产技术

氢氧化镁因分解温度高、抑烟效果好、安全无毒、性能稳定等优点，作为一种环境友好的 绿色无机阻燃剂已成为阻燃领域研发的重点。卤系阻燃剂因遇热会产生有毒烟雾，部分品种已 被《RoHS 指令》及《斯德哥尔摩公约》等法规限制或禁用。随着我国环保标准的逐年提高，可以预 见氢氧化镁等绿色无机阻燃剂的市场需求量势必显著增大。高品质氢氧化镁阻燃剂对产品形貌、 粒度、粒度分布及比表面积均有严格标准，具体要求形貌为片状或晶须状、粒度0.5-1.5 μm、窄粒 2 度分布、比表面积小于10 m /g。目前，市面上高品质氢氧化镁阻燃剂多为国外企业产品，如日本协 和、美国雅宝及以色列死海溴公司等，售价高达10000-20000 元/ 吨。本技术借助微通道反应器实 现了反应物料的快速混合、反应温度与停留时间的精准控制，从而制备得到各项指标均满足高品 质氢氧化镁阻燃剂要求的产品。该技术目前已完成5000 吨/年中试实验，所得产品性能优异且稳 定，具有良好的应用前景和很高的经济效益。此外，该技术还可拓展至其他基于沉淀法生产的无机 微纳米材料。

氧化剥离法规模化制备高质量石墨烯

石墨烯是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道构成六角型蜂巢状晶格的二维碳纳米材料，具有高 比表面积、高杨氏模量、高电子迁移率和优异导热率等理化性质。石墨烯被认为是一种先进基础材 料、关键战略材料和前沿新材料，在新能源、国家安全、航空航天、信息技术等领域具有重要应用前 景。高质量石墨烯的宏量制备是其性质研究和应用的前提和保障。氧化剥离法是一种低成本、规模 化生产石墨烯的方法，有望在工业上得到广泛应用。508 组基于前期在氧化剥离法制备石墨烯的 积累，进行了工艺路线配套设计并建立石墨烯生产设备及设施，建成了基于氧化剥离法的年产能 吨级石墨烯生产线，完成工艺调试交付企业使用。产品技术指标：石墨烯层数（单层率大于90%）、 2 含氧量（20%-40%）、尺寸（2-50 µm）、比表面积（500-2000 m /g），现在已具备年产十吨级石墨烯 生产线设计与建设能力。

精密自动绝热量热仪LTAC-I

仪器简介 精密绝热量热仪 LTAC-I ，是由中国科学院大连化学物理研究所推出的一款凝聚态物质液氦 温区比热准确测定与热力学性质研究的绝热量热仪。本量热仪采用经典的间歇加热测量方法与 Westrum 逐级降温方式，可在最低至液氦温区准确测量样品的比热及相关热力学参数，是研究凝 聚态物质晶格振动、电子跃迁、超导现象、磁相互作用、结构相变等物性变化与机理的热力学实验 方法利器，可广泛应用于磁性材料、超导材料、热电材料、介电材料、相变材料等功能材料基础物性 研究中，为相关问题与现象的研究与探索提供准确可靠的热力学依据。 技术参数 温区：10～400K 准确度：±(0.5‒1) % 重复性：±(0.3-0.5) %

精密绝热量热仪 LTAC-Ⅱ

仪器简介 精密绝热量热仪LTAC-Ⅱ，是由中国科学院大连化学物理研究所推出的一款凝聚态物质液氦 温区比热准确测定与热力学性质研究的绝热量热仪。本量热仪使用 G-M 制冷机降温最低温度可达 4.2k，采用经典的间歇加热测量方法准确测量样品的比热及相关热力学参数，是研究凝聚态物质 晶格振动、电子跃迁、超导现象、磁相互作用、结构相变等物性变化与机理的热力学实验方法利器， 可广泛应用于磁性材料、超导材料、热电材料、介电材料、相变材料等功能材料基础物性研究中，为 相关问题与现象的研究与探索提供准确可靠的热力学依据。 技术参数 温区：4.2～300K 准确度：± (0.5 ‒ 1) % 重复性：± (0.3 - 0.5) %

光纤传感类原位测量仪器（温度、应力应变、振动等）

将光纤作为信号传输和感知的载体，利用光敏元件或材料，将被测参量转换 为相应光信号的新一代传感技术。可分为三种典型技术：分布式光纤传感（DTS）； 光纤光栅传感（FBG）；分布式光纤振动传感技术（φ-OTDR）。优势特点：非电传 感、本质安全、无电传输、抗电磁干扰、一纤多点、动态、多场、分布式、点式、 组网测量、柔性安装、形成智能材料、尺寸小、重量轻、寿命长、30年以上。 测量精度高、稳定性好。 目前产品已经满足生产要求，成熟度较高。 在该方向已经申请发明专利和软件登记数十项。

一种双转录因子调控的双启动质粒、纳米材料及其制备方法和应用

摘要待完善

形状记忆合金基复合智能材料及其制备方法

武汉大学最具转化潜力十项专利之一（官网公布）

新型碳纳米材料的制备与应用

摘要待完善

一种超导薄膜压缩时临界电流密度和临界温度的测量装置

摘要待完善

一种基于静电纺丝技术的纳米材料连续式生产装置

摘要待完善

新型磁性纳米材料的研发

摘要待完善

条纹相机

条纹相机是一种时空转换设备，可将超快时间演化物理过程转换为肉眼可辨的空间图像，也称像转换管条纹相机，是综合电子光学、光学、电子学、纤维光学及半导体技术发展起来的高端光电测量仪器，具备超高时间分辨(ps级)、高空间分辨(μm级)和大动态范围(>10000:1)，是实现超辐射快过程探测的重要设备，可直接测量超短脉冲时间-强度-空间信息，也可作为高时空分辨记录设备与其它仪器（共聚焦显微镜、光谱仪）构成联合诊断设备，进行超快过程光谱-时间-强度等参数诊断。已研制高性能高可靠条纹相机八个系列，包括飞秒条纹相机、大动态范围、通用皮秒、35mm长狭缝、高增益超小型、高频重复扫描条纹相机等。应用于激光聚变物理诊断、高能量密度物理研究、等离子辐射诊断、同步光源束线诊断、光通信及量子器件研究、激光雷达、高压放电、微纳米材料、生物医学等研究。

一种利用微波法制备钙钛矿氧化物纳米材料的方法

发明专利开放许可（专利号 CN202210044737.8，IPC主分类 C01G19/00）。合享价值度8分，开放许可费用80万元（单件基准收费，可一次性或分期支付，另议技术支持费）。

薄膜储能电容器复合介质材料

本项目根据间歇式新能源储存、高功率密度脉冲电容、混合动力汽车直流支 撑电容等领域对电介质储能复合材料的需求，针对铁电聚合物复合材料的技术瓶 颈，创新提出通过“微-宏”结构设计、表面/界面工程设计的学术思想，致力于 开发高性能新型电介质材料，突破了长期制约低成本工程化制备该类复合材料的 一系列重大技术难题，目前已在电介质界面势垒、构成聚合物比例与高场电导损 耗的关系、及二维材料界面工程增强电介质等领域发表多篇 SCI 学术论文以及授 权发明专利。 相比于商用双轴拉伸聚丙烯（BOPP）材料在正常工作环境下的超高充放电 效率~98%，铁电聚合物基复合材料的充放电效率低于 80%。导致铁电聚合物基 复合材料效率低的主要原因包括以下三个方面： ① 铁电聚合物本身的高电滞损耗（~10%）和电导损耗（~20%）导致其复 合材料的充放电效率会降低约 30%； ② 在复合材料高极化层中，随机分布的高填充量低维填料会引起界面相的 局部空间电荷积累，形成较高的电导损耗，导致充放电效率降低超过 20%，同时 也严重破坏聚合物基体的机械柔性和循环稳定性； ③ 在复合材料高击穿层中，二维纳米填料存在介电常数低（BNNS，~3-5； γ-Al2O3，~9-10）、难以量产以及制备工艺复杂（超声剥离、水热法）等问题。

增材制造（3D 打印）技术

西安交通大学自 1993年开始增材制造（3D 打印）技术研究，是国内最早开展增材制造技术研究的单位之一。经过二十年的发展，西安交通大学形成了多种增材制造工艺和装备，建立了以快速制造系统为特色工程应用的研究队伍，产生了以卢秉恒院士为学术带头人的“增材制造”教育部创新团队。研究团队依托机械制造系统工程国家重点实验室（西安交通大学）开展基础研究，在高分子材料、金属、陶瓷、复合材料、智能材料的增材制造等方面取得进展，多项技术成果处于国内领先、国际先进水平。为推动3D打印技术的产业化，在 2000 年成立“教育部快速成形制造工程研究中心”（市场经营主体为陕西恒通智能机器有限公司），2007年成立“快速制造国家工程研究中心”（市场经营主体为西安瑞特快速制造工程研究有限公司）。建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统，研制、生产和销售 16 个型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维检测设备。同时开展快速原型制作、快速模具制造以及逆向工程服务。产品在全国各院校、汽车、电器等企业销售应用十多年，客户近万家。近年协助政府和企业在多个地区成功建立产学研结合的推广基地、快速成形制造服务制造中心。通过企业化运作，目前在全国已建立创新服务平台 20多家，创新人才培养基地近 10 家，为2000 多家企业提供新产品创新创意设计及快速制造服务。通过近二十年的技术研发与推广应用，设备用户遍布医疗、航空航天、汽车、军工、模具、电子电器、造船等行业。此外，还积极拓展国际市场，相关设备销售到印度、俄罗斯、肯尼亚等国家，成为具有国际竞争力的快速成形设备制造单位。2016年工业与信息化部批准在西安成立国家增材制造创新中心，中心联合国内主要科研与产业化优势单位开展共性技术研究和产业化孵化作用。西安交通大学在增材制造方面获得国家科技进步二等奖1项，国家技术发明二等奖3项，省部级一等奖4项，在增材制造领域获得发明专利400余项。以下为本研究团队的近年来的研究成果。

移动式磁共振成像诊疗设备

磁共振成像（MRI）诊断设备是现代医学诊断中最重要的常用医疗设备。MRI是重要脏器疾病和损伤（除肺脏外）确诊的最重要手段。头颈神经系统疾病的诊断尤其重要，较CT 在精细解剖结构的判定上是不可或缺的确诊手段，如脑卒中超早期确诊；广泛性颅脑损伤或弥漫性轴索程度判定；脑和颈髓急性病变；急性颈椎损伤等。目前医院内的固定式磁共振成像系统，较难以完成对头颈“急危重”患者的快速检查和诊断，临床迫切需要小型化、移动化的磁共振成像系统。磁共振成像系统主要由五部分构成，即磁体、谱仪、梯度、射频、计算机即图像处理系统等组成各部件之间相互连接，由计算机控制，协调。根据磁场产生的原理不同，目前市场上的磁共振系统主要以永磁型和超导型为主。限制磁共振成像小型化的主要原因在与磁体的选择设计以及成像算法的开发。基于此团队着重从磁体以及成像方面进行突破，开发了以下相关技术：核心技术一：磁体技术：磁体阵列能够在规定范围内产生高达120mT的主磁场，并提供x方向磁场梯度，同时由线圈提供y和z方向磁场梯度。核心技术二：成像技术：在永磁体产生的低场强、非均匀主磁场、非线性梯度磁场下的图像重建算法-共扼梯度算法。核心技术三：射频技术：采用低频线圈，实现在超低场下的射频激发采用具有相位差的驱动信号对线圈进行激发与信号接收。

基于流体动压润滑轴承的高速涡轮/离心压缩机技术

气浮轴承用气体作润滑剂，润滑气体常用空气，也用氢、氦、氮、一氧化碳及水蒸气等。由于气体粘度低，粘度随温度变化小，化学稳定性好，因此，气体轴承具有摩擦小、精度高、速度高、温升低、寿命长、耐高低温及原子辐射，对主机和环境无污染等优点。流体动压润滑轴承支撑高速涡轮/离心压缩机是逆布雷顿制冷系统核心部件；主要面向空间科学、超导技术、航空航天、装甲舰船等领域的制冷系统。

可穿戴天线

可穿戴天线在数据无线传输中发挥着重要作用，但可穿戴天线的设计与常规天线有很大的不同。首先是人体对于天线辐射有非常大的散射作用。天线在人体附近会出现增益降低，匹配变差，方向图恶化等现象。其次，柔性可穿戴天线需要在各种物理形变，温度、湿度变化的情况下保持性能的稳定性。另外，人体在长期电磁辐射环境下的安全风险也要在天线设计的同时予以考虑。所有这些问题都给可穿戴天线的设计带来了巨大的挑战。而近年来，电磁超材料的研究取得了长足的进展。作为一种人工合成的材料，超材料可以拥有多种自然界中很少存在、甚至不存在的特性。这些特性给予了天线设计一个新的思路，使设计者在材料选择中有更大的自由度。基于超材料的多种新型天线已经展示出了新颖、优异的性能，如双频、多频工作，尺寸的超小型化，以及各种可重构能力。虽然这些性能对于可穿戴领域有很强的吸引力，但现阶段对于超材料的研究还是主要集中在传统天线领域，在可穿戴领域，基于超材料的天线设计并不多见。基于以上背景，该项目研究一方面，可穿戴领域迫切得需求天线设计的创新理论，另一方面，基于超材料的天线显示出了多种优异的性能。因而，研究思路是将这两个当前最有活力的研究领域结合起来，将电磁超材料的理论引入可穿戴天线设计领域，大幅度的提高可穿戴天线的性能，丰富其功能。图1.几种可穿戴天线设计（左上：一种双频纺织天线被ElectronicsLetters选为彩色特征文章；右上：双频纺织天线的SAR仿真；左中：一种与纽扣集成的可穿戴天线；右中：一种基于人工磁表面的低剖面可穿戴宽带天线；左下：一种空间分集双频天线；右下：一种方向图可重构分集天线）

基于二维材料的太赫兹波功能器件

1.提出一种基于石墨烯的电控太赫兹衰减片，填补了太赫兹波段高效衰减片的欠缺。结合石墨 烯的优异性能主要表现在五个方面，包括良好的力学强度，可制备柔性的衰减片；良好的导热性和 较高的化学稳定性，保证衰减片的使用寿命及适用范围；较宽的太赫兹波段电导率范围，通过堆叠 不同层数的石墨烯，获得所需的可调消光度范围，在应用方面表现出高精度、强灵活性等特点；该 器件受电压调控，通过电压调控衰减系数，表现出应用范围广，括展性强等特点；该器件制备方法 简单、易于加工且成本较低。 2.提出一种基于石墨烯的电控减反射膜器件，根据阻抗匹配原理实现太赫兹波段的减反射膜。 通过不同层数的石墨烯堆叠以及合适的基底元件，在理论上可以实现任意折射率材料的减反射。通 过外加电压，调控减反射的性能，具有高精度、高灵敏度的特点。此外，依托石墨烯的特性，该器 件具有良好的力学强度和导热性、较高的化学稳定性和宽波段的电导率，提高了器件的柔性应用和 宽波段适用范围。其制备方法成熟、简单易行且成本低，可实现大规模量化生产。 3.提出了一种基于过渡金属硫族化物的太赫兹发射源及激发方法。该方法采用过渡金属硫族化 物薄膜为泵浦激发源，表现出良好的导热性、稳定的晶格结构、可调的能带带隙等特点，保证了较 长的器件使用寿命以及更广的适用范围，填补了二维材料的发射源种类。在圆偏振光激发下，产生 面内偶极子的光整流效应，向外辐射出椭偏率可控的椭圆偏振太赫兹波，在分子手性光谱、物质圆 二色性光谱和偏振成像等方面具有重要研究意义。通过加载调制电压，对太赫兹波辐射的振幅、相 位和偏振等信息进行有效调控，提高太赫兹辐射源多样化的信息需求。该方法简单易行、重复性高， 且成本较低。 成果用途：太赫兹波在安全检查、生物医疗、材料科学以及通讯研究等领域具有重要的潜在应 用价值。二维材料作为新型的光电材料，具有种类丰富、光电性能可调等优势。基于二维材料的

井中地震波光纤三分量检波技术

针对目前油气资源勘测面临的科学与技术难题，围绕我国油气资源储藏研究与勘探 开发的重大需求，传统检波技术尚无法解决其“深”、“低”、 “难”三大地震勘探难点。本项目重点研 发三维地震技术、多波多分量勘探技术、多学科协作的油气藏评价等地震勘探新方法与新技术，结 合新器件、新材料，以多种方法联合应用提高研究成果的可靠性，为油气资源大规模发现、精确预 测、快速勘探、高效开发提供技术支撑和保障。 成果用途：本项目基于纤维光学、光电子学、智能材料、微结构加工及勘探测井等信息科学交 叉融合，开展新型高性能现代化光纤地震波勘测科研仪器研制，是多年来国家对光纤传感技术课题 资助的延续与发展，同时也是本课题组近30年来在光纤传感技术基础及在地层能源检测应用领域持 之以恒的研究积累中所提出的创新性研究内容和目标。该项目结合两校一企业：西北大学、西安石 油大学 和中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司在基础光学研究、光纤传感应 用技术研究、 勘探测井领域及石油工程领域应用研究中的技术力量、成果积累及人才资源平台优势，力争在光纤 传感、油气资源井中地震波勘测及低碳环保能源监测研究领域取得新突破，为解决我国特定地质情 况下的油气资源勘测难题，做出创新性的研究成果，产生重大的社会经济效益，对测井学科发展、 测井技术进步、测井人才培养具有重要的意义。 成果成熟度：小试阶段（已完成实验室路线、方法验证）； 转化方式：技术转让、技术入股、合作推广 成果知识产权情况 专利号 专利名称 ZL201810809872.0 基于微型悬臂梁的高灵敏度光纤低频检波器 西北大学高技术转移创新研究院科技成果转化办公室：029-88302617 成果完成人：乔学光 邮箱：kaifa@nwu.edu.cn 55

一种手性硫化铜纳米材料及其制备方法与应用

本发明属于纳米材料技术领域，公开了一种手性硫化铜纳米材料及其制备方法与应用。该手性硫化铜纳米材料以精氨酸或组氨酸为手性配体，在紫外波段和可见光及近红外波段均具有圆二色光谱响应峰，并且在可见‑近红外区呈现出显著的手性等离激元信号，该手性配体不仅修饰在硫化铜纳米材料表面，还诱导硫化铜表面晶格发生手性畸变，配体的手性信息有效传递至整个无机骨架，形成具有手性几何结构的纳米组装体。本发明的手性硫化铜纳米材料解决了现有手性配体诱导构筑的手性CuS纳米结构光谱响应范围窄，无法对可见光以及近红外波段响应的问题。