【项目精选】353期：新材料技术项目推荐（十二）
项目一：高附加值石墨系列产品插层膨胀石墨-石墨烯、氧化石墨烯-石墨烯制备技术
项目简介：
石墨深加工高附加值产品在诸多领域具有巨大的应用前景。本项目重点解决传统制备工艺中高能耗、重污染的问题，重点开发环境友好、低废水排放、低成本投入型可批量化制备石墨深加工产品。研发主要针对插层膨胀石墨-石墨烯产品、氧化石墨烯-石墨烯产品的关键技术，免去了传统的膨胀石墨制备中酸原料的使用，以及高能耗热膨胀设备的投入，并主要研发低阶的插层膨胀石墨产品生产技术，获得层间充分打开的膨胀石墨产品，并有易于后续加工，制备得到寡层的石墨烯产品。此外，由于氧化石墨烯产品表面丰富的官能团优异的分散性能，在涂料和橡胶行业都具有广泛的应用前景，开发并实现了一种节能环保型的氧化剥离技术制备氧化石墨烯-石墨烯的生产技术，改变传统的制备工艺，解决了提纯阶段的高废水污染和高能耗离心分离的要求，并且通过干燥定型法实现了单层石墨烯产品的批量化制备。较传统工艺废水量降低了六倍，成本投入降低了三倍，生产成本万/吨。实验室目前拥有该方面技术专利4件，拥有实验室中试生产设备，并设计开发了生产型中试工艺包。
技术指标：
插层膨胀石墨-石墨烯产品的技术制备：纯度＞99wt%；片径尺寸＞50um；电导率（还原后）＞5000 S/m。氧化石墨烯-石墨烯产品的技术指标：纯度＞98wt%；片径尺寸＞5 um；厚度＜3 nm；比表面积＞300 m2 /g；电导率（还原后）＞2000 S/m。
项目二、脉冲电子源用大电流高电流密度碳纳米管冷阴极技术
项目简介：
场发射冷阴极电子源真空器件具有结构简单、响应快、频率高、功耗低和工作温度区间宽等特点，有望实现真空微电子器件频率和功率的突破以及整体性能的提升。本单位在碳纳米管冷阴极制备及检测领域拥有雄厚的研究基础，在 863计划项目及国家自然科学基金的资助下，课题组成功解决了阴极附着力与电接触差及不耐高压的难题，实现了大电流高电流密度阴极的制备，其优异性能满足 X射线管、功率器件等微电子真空器件应用要求。
技术指标：
脉冲驱动（脉宽 10μs，400 Hz）：阴极电流发射峰值≥500 mA，电流密度≥7A/cm2；直流连续驱动：总电流≥40 mA，电流密度≥500 mA/cm2。
项目三、全溶液处理法制造大面积铜、镍金属结构
项目简介：
本项目主要是以化学镀铜和镍为基础。与电镀工艺相比，不需要施加外接电源，可大规模生产。化学镀铜和镍广泛应用于各行各业，如：电子电器、五金工艺、工艺品、家具装饰等等。例如：不锈钢表面镀铜或镍，线路板镀铜，树脂镀铜或镍，玻璃镀铜或镍，塑料镀铜或镍，金刚石镀铜等等。化学镀铜和镍有以下几大几大特点：1）适应绝大多数金属基体表面处理的特性（主要对铝及铝合金、铁氧体、钕铁硼、钨镍钴等特殊材料的表面镀覆）；2）本项目镀铜和镀镍工艺突出的特点是可以在绝大多数非金属表面施镀，比如塑料、纸、布以及硅橡胶等基体表面施镀，其产品耐弯曲和折叠性能高；3）均镀、深镀能力（也就是对各种几何形状，尤其是深孔、盲孔工件的表面镀覆，主要针对其无孔不入的特点）；4）优异的防腐性能（也就是化学镀层非晶态的特点，特别是在油田化工设备、海洋、岸基设备等上的镀覆）；5）良好的可焊性（尤其是对在镀层表面进行锡焊的工件的镀覆）；6）高硬度与高耐磨性能（主要是对汽配、摩配、各种轴类、钢套、模具的表面镀覆）；7）电磁屏蔽性能（主要对计算机硬盘、飞机接插件等电子元器件的表面镀覆）。
技术指标：
镀膜厚度：>0.1μm，厚度可通过调节镀膜时间控制；电阻率：Cu ~4.9 μΩ•cm；Ni ~10.7μΩ•cm；弯曲寿命：在塑料衬底>5000 次；在纸质衬底>10000次。
项目四、尖晶石型陶瓷颜料及尖晶石型陶瓷太阳能光谱选择性吸收涂层的制备技术
项目简介：
采用溶胶-凝胶自燃烧法在低温条件下（400-500°C）制备出吸光性能好、物理化学性能稳定、热稳定性好、耐湿度性强的一系列黑色尖晶石型化合物（Cu1.5Mn1.5O4，CuMn2O4，CoCuMnOx，CuCr2O4，CuCrxMn2-xO4 (x = 0.5, 1)等），并将制备的黑色尖晶石型陶瓷颜料与粘结剂混合制备出尖晶石型陶瓷太阳能吸光涂料，利用喷涂法将尖晶石型太阳能吸光涂料喷涂到高红外反射的金属基底上制备出黑色尖晶石型陶瓷太阳能光谱选择性吸收涂层。鉴于具有较高光谱选择吸收性的尖晶石型陶瓷涂层的颜色为黑色，色彩单一，不美观，缺乏装饰性，所以，为了弥补尖晶石型太阳能光谱选择性吸收涂层与太阳能户外建筑物在色彩上的协调一致、提高涂层应用的美观性、采用溶胶-凝胶自燃烧法合成了一系列彩色尖晶石型化合物（CoAl2O4，CoCr2O4，CoFe2O4，CoMn2O4 等），并将其用于制备蓝色、绿色、棕褐色、墨绿色等尖晶石型陶瓷太阳能光谱选择性吸收涂层。另外，以丰富、廉价、安全、无毒的水为溶剂（或乙醇溶剂），采用水溶液（或乙醇溶液）一次浸涂-提拉法将尖晶石化合物沉积到金属基底上制备出一系列单层尖晶石型陶瓷太阳能光谱选择性吸收薄膜。上述涂层（薄膜）制备技术投入成本低廉、原料利用率高、环境友好、操作工艺简单，容易实现连续规模化生产。实验室拥有自主研发的多项专利技术，该项目已完成实验室中试，部分技术及相关产品已被企业采纳、应用。
该项目技术侧重于批量化生产一系列尖晶石型粉体颜料，同时将生产制备的尖晶石型粉体颜料与粘结剂复配，制备出油性及水性涂料。考虑到尖晶石型涂料的特殊应用，将其用于制备吸光性能强、耐腐蚀、热稳定性好、附着性能好的黑色及彩色太阳能吸光涂层。
项目五、一种用于抗菌织物的长效性银纳米线制备技术
项目简介：
本项目针对银纳米线目前存在的制备问题，提出了“改进的溶剂热合成法一步实现银纳米线制备”的技术方案，解决了传统溶剂热法制备过程中银纳米线尺寸不可控，长径比小的问题；实现了尺寸可控、大长径比银纳米线制备的关键技术。
随着生活水平的提高，人们对纺织品的要求越来越高，功能化纺织品已经成为发展的必然趋势，具有抗菌、防紫外线、抗静电、阻燃等特性的纺织品受到消费者的青睐，同时也成为纺织领域关注的焦点。纺织品的抗菌性是其功能化发展最基本的要求，由于人们经常在室外活动，环境中的污物会附着在织物上，加之汗液及皮脂分泌物在高温、高湿环境下容易滋生细菌，会使织物霉变，影响美观，同时还会产生异味，降低织物档次及使用价值，内衣织物如果滋生细菌还将威胁人体健康，因此，具有抗菌功能的纺织品已经成为市场的热销产品。为实现纯棉织物的抗菌功能化改性目标，我们将自制的银纳米线溶液用于纯棉线的浸渍抗菌整理，整理后大量银纳米线吸附缠绕在棉线表面，用棉线织成织物后发挥了良好的抗菌耐洗性，多次洗涤后抑菌率仍能得到很好的保持。
技术指标：
银纳米线的技术制备：单根银纳米线的长度＞50 μm；直径>200nm；长径比＞1000；织物对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌的抑菌率仍保持在＞98%，水洗50次后，织物的抑菌率仍然在＞90%。
项目六、现代液相色谱填料全多孔球型硅胶
项目简介：
现代色谱柱填料以硅胶为基质的现代高效液相色谱填料占 90%以上，绝大部分为全多孔球形，球形规格为 3µm-15µm，比表面积为 100-450m2/g，孔径为60-500Å。目前，高性能的现代高效液相色谱填料硅胶基质完全需要进口。本研究成果针对市场需求，在多年研究工作的基础上，采用堆积硅珠法研制出了具有表中所示参数性能的现代高效液相色谱填料全多孔球形硅胶基质，性能与国外大公司生产的著名品牌硅胶相当，技术达到了国际先进水平。
