所属分类：新型材料产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：本研究提出了一种高热流密度电子器件蒸发散热装置与方法，将微通道与薄液膜蒸发耦合，利用泵驱补液解决薄液膜的维持问题，利用疏水透气薄膜限制液膜厚度，利用微肋效应进一步强化液膜蒸发，并将其集成为高效散热装置，不仅可以大幅度提升散热效果，保护电子器件，同时也为复杂微型电路的设计提供运作环境的温度保障，有利于推动电子器件的进一步研发和利用，促进相关电子产品的升级优化，为电子产品的深度发展提供更多基础保障与优化可能。本研究成果的创新点在于通过在刻槽供液基板与气液道盖板之间设置疏水透气薄，可实现对高热流密度电子器件表面的散热，结构紧凑，易于安装和集成，大大减小占用体积，节约空间。相比于传统的散热手段，薄膜蒸发为一种高效相变传热过程，大幅提升散热性能，散热效率更高，有效节约能耗、物耗，达到节能环保的效果。另外，本研究成果对设备要求不高，相较于其他散热方式，本装置在实际工作时，仅需较低液压及风速即可满足实验要求，一定程度上减少耗能及设备要求。该研究成果由第二完成人杨小平提出，于2020年12月公开申请国家发明专利，并于2022年2月成功授权。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：该项目针对传统光学功能基元阵列缺乏重构性，难以满足复杂多变的信息处理应用场景这一问题，提出通过调控原子能级设计全光可调控光子能带的新方法，并制备出即时可重构的光波导阵列，实验揭示了固定能带光波导阵列中不易实现的量子和类量子效应及其相干调控机制，为发展能兼容甚至替代半导体信息技术的光量子芯片等未来信息技术提供原理和技术支撑。项目成果如下：①提出基于热原子系综的功能基元阵列及其非厄米调控方案，将光学体系中普遍存在的损耗转化为有效的光场调控手段；②设计并实现基于原子相干功能基元阵列的光量子模拟器，揭示了狄拉克光学结构中光涡旋的类粒子运动行为和光子自旋轨道耦合效应，并阐明该系统能够放大微弱效应的机制；③实现原子相干功能基元阵列中拓扑物态的非线性调控，将边界态波非线性动力学的研究由理论推进到实验，解决了边界态波传播过程中的衍射展宽问题。 上述研究共发表学术论文50余篇，5篇代表性论著包括Phys.Rev.Lett.、Nat.Commun.、Optica、Photon.Res.、Laser&Photon.Rev.各1篇。研究成果被中国科学院郭光灿院士、王立军院士、龚旗煌院士、杜江峰院士、向涛院士、澳大利亚科学院Y.Kivshar院士、加拿大皇家学院R.W.Boyd院士等学者正面评价，被Nature、Science等期刊发表的论文多次引用。项目组成员一人获得国家优青资助，一人入选国家级青年人才。

所属分类：新型材料产业

所属单位：西安交通大学

成果简介：声子-电子传输的解耦是热电能量转换领域长期关注的科学问题。利用热电能量转换技术制备的有机热电器件具有全固态结构、体积小、可靠性高、受环境影响小等优点，可以在极端气候环境中24小时全天工作，在探月轨道器、深空探测器及液态天然气冷能发电器件等超低温特种应用领域具有十分重要的应用价值。该项目突破了传统研究中片面追求器件转换效率的限制，以提高有机热电器件的输出功率密度为研究目标，从提高“发电”效率、降低“输运”内耗、维持两端“温差”等方面全面对热电能量转换体系进行优化，阐明了利用声子、电子平均自由程程差实现声-电解耦的机制，建立了调控微观尺度界面宽度散射声子、导通电子的模型，揭示了宏观尺度下器件模块的形状与连接界面对声子、电子传输的影响规律，设计了变截面“一体式”新器件结构，开发了世界上输出功率密度最高的有机薄膜热电器件（110 W/m2，提高了1.6倍），为提高有机薄膜热电器件输出功率密度提供了理论依据和新思路。在Joule、Nature子刊等国际国内顶尖期刊发表的10篇代表作影响因子大于20的4篇，ESI高被引论文2篇，被Web of Science他引383次；受邀在重要国际国内会议做大会报告、主旨报告和特邀报告20余次；获得国家授权发明专利9项，基于核心专利与行业龙头企业联合攻关开发新产品，为企业新增销售额1816.86万元；获陕西省创新创业大赛一等奖（2022）。

所属分类：新型材料产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：斯格明子在行业中的需求主要表现在以下三个方面‌：信息存储、逻辑运算和神经形态计算‌光学应用‌。该成果以CeMn2Ge2单晶为载体，基于磁阻效应与霍尔效应的关联性，指出了磁斯格明子等手性磁结构除可引起拓扑霍尔效应外，还可诱导产生拓扑磁电阻效应，并实验证明了拓扑磁电阻效应的存在。该研究展示了拓扑霍尔效应之外的拓扑磁结构诱导的电学效应，为进一步构建斯格明子等手性磁结构在磁场作用下的结构演化理论提供了基础信息，同时也为器件化斯格明子提供了一种新的电学探测手段。该工作发表在应用物理学领域顶级期刊 Applied Physics Review 上，并被APR编辑部选为Featured Article刊发。 这种基于斯格明子的逻辑运算不仅速度快，而且能耗低，有望在未来替代传统的CMOS逻辑电路‌。

所属分类：新型材料产业

所属单位：哈尔滨工业大学

成果简介：针对高通量红外与太赫兹器件的发展受限于功能材料和调制手段匮乏的问题，面向传统电光晶体和ITO电极一直难以克服低损耗高性能电光调控的技术瓶颈。围绕“新材料、新机制、高性能”的核心物理问题，研发出了高效能的多功能电光调制材料与器件，提出了功能导向的调制材料器件化协同增益新方法，实现了信息传输与调制技术的革新，形成了高通量红外与太赫兹调制技术优势，对国民经济与国家发展具有重要的意义。相关合作成果发表于多个顶级期刊，并入选2020年度中国科学十大进展。获黑龙江省自然科学二等奖2项、黑龙江省高校科学技术奖一等奖1项等。 该成果可广泛应用于激光/太赫兹通信、传感、雷达等系统以提升光学精确操控与高通量信息传递能力。截至目前，该技术已完成多项国家级项目验证，指标均优于合同要求。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学技术大学

成果简介：该材料分散在水中可以得到完全无色、澄清、透明的溶液，在太阳光下照射10~20秒即可变为明亮的蓝色，遮光3~5分钟即可恢复原始无色状态。其变色/褪色效率远优异于现有的氧化钨材料。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学技术大学

成果简介：该类材料实现了系列突破： 1.价格便宜，采用的元素是原来传统采用的银材料的1/60; 2.制备工艺先进、能耗低、产量大，便于大规模生产； 3.变色能力优越，能从完全无色透明转换到近黑色，实现高度可逆性，并能阻断80%以上的紫外光。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学技术大学

成果简介：传统荧光指示剂以有机染料和量子点晶体等下转换发光材料为主，而本项目申报的上转换荧光纳米材料是一种全新的荧光材料。现有基于荧光的成像、检测技术所使用的都是下转换发光材料，与其相比，上转换荧光材料和技术有显著优势：光学性能独特、背景噪音低、灵敏度高、光学稳定性好。目前对此新型材料的关注越来越多，可在很多领域取代传统发光材料设计新的产品，具有很大的市场发展空间。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国科学技术大学

成果简介：1.亚毫米尺寸单层导电纳米材料，实现高产量产率原子级薄样品的宏量制备。 2.成膜平整，粗糙度在10纳米以内，平整度远好于ITO和银纳米线薄膜。 3.膜具高透光率和柔性，其导电性优于ITO。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国石油大学

成果简介：通过一步化学气相腐蚀/掺杂的简单流程，将棉布等生物质基材料制备成了具有柔性、高比表面积和可调梯级孔结构的碳布，通过调整反应时间，可对所得碳布的孔结构进行精确调节，方法简单，成本和活性炭相近，对设备要求低，易于大规模生产。制得的碳布可作为无粘结剂电极材料用于有机相超级电容器，得到的超级电容器具有优异的倍率性能，在200A/g电流密度下仍能保持90%的原始电容，可以以非常快的速度充放电，其理论功率密度高达1250kW/kg，是现阶段报道的最高功率密度。此方法制得的碳布可以直接取代现在市售超级电容器的活性材料，不仅不需要额外增加制备过程，还省去了传统的混料、涂膜、干燥等流程，在答复提升现有超级电容器性能的同时，降低了制备成本。同时，本方法制备的碳布具有优异的柔性和很好的拉伸性能，也可直接用于柔性超级电容器的生产。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国石油大学

成果简介：高灵敏度室温NO2气敏材料，该材料为三氟乙氧基取代三明治型稀土酞菁配合物，用该材料制成的器件可以在室温检测低至20ppb的NO2气体，具有高稳定性和高选择性的特点。而且器件制备只需要稀溶液滴涂即可，用量少，器件制备方法简单，可以用来实时监测周边环境中的NO2含量，可以内置于手机中，也可以制成专门器件进行检测。

所属分类：新型材料产业

所属单位：中国石油大学

成果简介：采用自主研发的球壁开孔的高强度空心微球承载石蜡，并将微球密封，防止石蜡从中空微球中泄漏，开发出相变储能微球。该相变储能微球可以用于建筑墙体保温隔热，具有降低水泥水化放热的作用，因此可以应用于海洋深水水合物固井水泥浆中。并且由于微球具有高强度性能，应用过程中不易破碎，对水泥石强度影响小。微球采用偏高岭土制作，成本低，与水泥浆具有很好的相容性，并且微米级球径可以防止微球在水泥浆中沉降。该技术中采用的空心微球也可以作为其他外加剂的载体，具有很广阔的应用前景。