所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：在传统光学中，一个历史悠久的难题是透明性与哑光外貌之间的矛盾。透明玻璃通常具有光滑表面，这导致了镜面倒影和眩光。而常见的具有哑光外貌的物体，如墙、木头、纸等，由于其粗糙表面或无序组分导致了透明程度大幅下降。在这项成果中，南京大学团队在玻璃表面加工了一层无序分布的超构表面微纳结构，利用超构表面独立调控透射与反射的功能，在整个可见光频段范围内实现了几乎完美的漫反射，同时保持了极高的透明性。这代表了一种全新的光学材料—透明哑光玻璃，其反射性质类似于毛玻璃，而透射性质类似于透明玻璃。通过结构设计与优化，基于工业光刻技术加工出了宏观尺寸（4英寸）的透明哑光玻璃，并通过光学实验展示了其一系列独特的潜在功能应用。例如，将其应用于房屋或汽车的窗户，可以实现看似“无窗”的科幻外观，同时还可以起到红外隔热的功能；将其应用于摄像头或镜头，可以实现伪装的拟态摄像头，不容易被发现和破坏；将其应用于车窗或橱窗，有望以低廉的成本实现动态高清透明显示和增强现实等重要功能。综上所述，透明哑光玻璃是一种全新的宏观光学材料，有望在一些行业中产生颠覆性的影响和应用。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：目前柔性电子的衬底材料有透明塑料，柔性玻璃，金属箔等，其中最常用的还是塑料。塑料因其分子稳定，降解周期长使得塑料垃圾正在席卷全球。因此迫切需要一种具有透明、柔韧、可自由弯曲甚至折叠、又环境友好可生物降解的电子器件衬底材料。     直接利用木材通过两步即获得了各向同性的透明纸： 1）去除木质素以消除木质素中的有色基团对光的吸收； 2）利用压力将去除木质素的木片压实，消除散射源达到光学均匀性和透明性。     此方法不再需要纳米纤维素纤维的制备、分离和浓缩步骤，因此解决了传统方法工艺复杂、耗时、耗水、耗能的问题。同时可推广到利用草本原料制备透明纸，如竹子、草等，将进一步降低透明纸的成本。此透明纸仍然由纳米纤维素纤维组成，具有很高的透明度（~90%）,和雾度（>80%），是一种环境友好、可生物降解的绿色材料，可应用在柔性电子、光学等器件方面。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：近年来，电子材料蓬勃发展，新型显示技术日新月异，正朝着低成本、高清晰度、可折叠以及多功能化的方向发展。透明导电薄膜（TCFs）作为显示产品的关键物质，其性能直接影响显示器的效能。目前，传统的氧化铟锡（ITO）作为透明导电材料，占据着绝大部分市场份额，然而ITO的制作工序繁杂、原材料铟稀少尤其是其较差的抗弯曲性能的缺点，难以满足当前对柔性显示器件的发展要求。纳米银线（AgNWs），由于其具备优异的物理性能和高电导率，是最典型的柔性TCFs电极。用AgNWs作为导电电极制备的柔性TCFs具有高透明度，低电阻，光滑和抗折性好等特点，是替代ITO刚性材料的最佳选择。但是，目前制约AgNWs的产业化应用的主要因素之一是纳米银线的规模产业化制备问题。 本项目结合本试验室的纳米材料合成的经验，将传统的实验室溶剂热反应转换为流动化学合成。流动化学反应相比与间歇化学，更具有安全性极高、传热传质速度快、实现精准控制、整合工艺的特点，并且能够进一步解放试验人员，实现百公斤级纳米银线的化工制备。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：起雾现象多发于秋冬季节以及温度变化较大的情况下，例如汽车挡风玻璃、超市冷柜、电动车头盔等都容易起雾。在当前全民带口罩防疫的情况下，眼镜也特别容易起雾。另外，医护和检疫人员佩戴护目镜，由于呼气和汗水蒸汽的影响，导致护目镜表面极易起雾，影响视线进而影响救治工作。这些材料的主要材质是透明的聚酯材料和玻璃材料，当含有水蒸气的热气遇到冷的镜片的时候，由于水蒸气在镜片等表面遇冷液化形成了小水滴，会让光线产生散射，造成起雾现象。一旦起雾，不仅影响工作，还造成安全隐患，因此开发具有防雾效果的涂层材料具有十分重要的意义。 研究团队通过亲水涂层高分子材料和纳米银溶胶的研究，通过优化喷涂液溶剂选型，进行复合配方设计，采用喷涂、浸涂制备复合涂层，研究不同配方的抗菌防雾涂层综合效果（抗菌性能、防雾性能、耐久性和耐刮擦性）。采用分步法，通过不同工艺（喷涂、浸涂或真空蒸镀），先后制备抗菌涂层和防雾涂层，研究其综合效果。通过对比，确定优选的涂覆工艺，再在喷涂或者蒸镀产线上，通过正交实验及性能评测，确定最优的原料选型、配方配比、施工条件等，实现规模化制备。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：本成果从超支化有机硅树脂出发，利用其高活性、低粘度、耐温性等优势以图改善传统轻质泡沫材料耐温抗氧化性能差、工艺条件复杂、施工难度、工艺周期长等问题。本实验室所设计合成的功能性超支化有机硅树脂在特殊条件诱导下可以实现快速的交联固化反应，同时缩合反应放出的小分子气体又可以作为造孔剂，从而实现轻质硅基泡沫材料的制备。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：新一代飞行器具有更高的机动性、更强的精确打击性，以及更优秀的突防能力，弹体在大气中飞行时间显著增加，所面临的热流环境更加苛刻，其主要表现为高剪切和长时高热流。这对热防护材料在中高热流下的抗剪切能力和烧蚀防热效率均有了更高要求。 而目前所使用的硅橡胶基耐烧蚀材料耐温等级高，但是防热效率低，烧蚀后粉化形成灰层，在剪切气流冲击下，烧蚀后退严重，主要通过热阻隔机制进行热防护，其所制备的涂层在新热流工况下的应用均存在较大问题。 因此基于新一代飞行器对于长时中高热流、高剪切环境的热防护需求，急需提高现有树脂基体性能，开展新型高性能树脂基体制备研究。将高残炭树脂与有机硅结合，合成兼具高烧蚀效率、高耐温性能、高韧性、低烧蚀速率的树脂基体。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：硅橡胶是一类具有热稳定性好、耐臭氧、适用温度范围宽、可憎水以及电绝缘等综合性能的功能性有机硅材料，现已被广泛地应用于电子封装、建筑密封、医疗卫生和航空航天等领域。然而，未改性的室温硫化硅橡胶内聚能密度低，分子间相互作用力较弱，导致硅橡胶机械强度相对较低，严重影响实际使用效果。因此，如何对其进行有效的增强改性是该领域所面临的关键性问题。 本研究团队通过开展可控水解缩合制备超支化硅树脂及其官能化改性研究，攻克了具有低粘度、高活性、储用简便以及可规模制备等优异特性的新型超支化聚硅氧烷树脂合成应用技术。将此类超支化硅树脂作为增强型大分子交联剂引入至传统硅橡胶体系，有效解决了室温硫化硅橡胶强度不足的问题。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：随着全球航空航天技术的而不断进步，对智能飞行器的要求也就越来越高（如需要在超高声速、超高空下进行巡航、监测任务），这就迫使对智能飞行器进行升级换代。因此现如今使用的金属基耐高温材料越来越难以满足此类需求，热固性聚酰亚胺材料因为其分子结构中存在着酰亚胺环的结构特征，同时高分子中含有芳杂环和C-N-O之间的共轭效应，使得聚酰亚胺具有优异的机械性能、耐高低温性、低介电常数。 而随着近十年来国家在高尖端技术领域对耐高低温绝热、吸声、轻质等性能要求的不断提高，因此研究者将多孔结构引入到聚酰亚胺材料中制备了一系列聚酰亚胺泡沫材料。聚酰亚胺泡沫材料作为一种先进功能材料，不仅具有聚酰亚胺各项优异的性能，同时其密度（5~400kg/m3）可设计、绝缘性更佳、难燃以及吴有害气体释放等性能，如今已经被广泛应用于航空、高铁、汽车以及新型家电等该新技术领域的隔热、减震、降噪和绝缘等关键材料。 虽然聚酰亚胺泡沫材料具有优异的耐温性、抗辐照、阻燃已成为轻质功能泡沫材料的首选材料之一，但是商品化的聚酰亚胺泡沫材料多为柔性材料且玻璃化转变温度低于300℃，导致其使用温度窄，虽然能通过对聚酰亚胺分子结构设计、加入填料来聚酰亚胺泡沫材料的刚性及耐温性，但其闭孔率偏低、耐温性不足等问题，且无工程化产品。因此为了满足型号应用需求，急需研制优异抗压、耐高温性能的聚酰亚胺泡沫材料。 研发基础：本项目申请单位所在的实验室拥有相对完整的化学合成装置，包括旋蒸仪、离心机、恒温恒湿箱、真空烘箱、鼓风干燥箱、高压反应釜等设备，可以实现超支化聚硅氧烷分子结构设计和高效合成工作。南京大学化学化工学院和南京固体微结构国家实验室（筹）拥有高灵敏度核磁、凝胶渗透色谱仪、激光光散射、动态光散射、MALDI-TOF质谱、紫外-可见光吸收波谱仪、傅里叶变换红外波谱仪；高分辨扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜；X射线光电子能谱仪、荧光光谱仪、元素分析仪、导热仪、表面接触角测试仪、DMA、DSC、TG、万能试验机等较为齐全的分子结构测定、微观结构分析、力学性能测试仪器，能够满足本项目中涉及的分子合成、材料性能表征、基础性能测试工作的需要。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：有机硅材料具有优良的电绝缘性，能在苛刻的条件下，保持稳定的电气性能，经常用于半导体电子元件封装领域。与类似用途的环氧树脂、聚酯、聚氨酯及聚丁二烯封装料相比，有机硅封装产品具有硫化时发热少、减震、缓冲效果好以及耐热、耐寒、耐候性能优异等特点。超支化有机硅（HBSi）是一类主要以Si原子作为聚合物结构的支化点，主链中可含硅、碳、氧、氮以及其它杂原子、侧基为各种功能化基团的高度支化聚合物。由于其兼具有机硅聚合物和超支化结构带来的卓越性能，其在防腐抗污材料、生物医用材料、耐热材料、光电材料等领域受到广泛应用。开展超支化有机硅树脂设计合成与制备应用等方面的研究，进一步探索其在电子封装领域的应用潜力，将有望实现有机硅基耐“双85”型的高性能电子封装技术。本课题研究，基于此类新型超支化有机硅树脂活性高、粘度低的特点探索其在电子封装材料中的应用，获得性能提升的复合材料，内容包括且不限于：（1）以新型结构功能一体化的超支化聚硅氧烷树脂为基础，优化有机硅电子封装材料基础配方，实现光固化型的3D打印增材制造；（2）通过复配改性填料实现性能集成，探索超支化有机硅基复合材料设计策略；（3）利用UV固化型超支化有机硅，突出可快速成型、耐高温等性能特点，开发新一代耐“双85”电子封装产品。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：（1）半导体先进互联金属前驱体材料，不仅是半导体集成电路中金属互联层的重要组成部分，更是推动半导体技术向更高集成度、更小尺寸发展的关键力量。随着半导体技术的不断进步，对互联金属前驱体材料的要求也日益严格，不仅需要材料具备高纯度、高稳定性、低电阻率等优良性能，还要求其能够适应更为复杂的制造工艺和更为严苛的工作环境。 2022年，项目团队基于Mo源产业基础，重点为围绕钨、钴前驱体设计，将特别关注金属配体生长初期，在金属性衬底（TiN、Co、TaN）和SiO2或Si衬底的表面化学吸附、形核位垒的问题。通过团队一年的攻艰设计W、Co金属为基础前驱体结构，获得基线商业钨前驱体、钴前驱体的TALD沉积验证，获得了最优化的生长工艺，得到了符合项目预期的金属钨膜和金属钴膜，同时，完成了三个新合成钴源的ALD沉积验证，获得了最优化的生长工艺，研究了多项工艺关键参数，液态钨源、钴源沉积得到的金属钨膜和金属钴膜符合项目要求，再通过理论计算其在不同衬底的吸附能、脱附能进行理论验证，均满足具有金属表面高选择性的新前驱体，并申请专利CN116987125A、CN117050117A。。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：近年来，随着我国《橡胶助剂“十三五”发展规划》和《中国制造2025》的发布，橡胶助剂的生产工艺需逐渐向绿色化、智能化、自动化、微型化发展。结合橡胶助剂行业现状，对新型绿色节能合成工艺的需求日益迫切。针对上述问题，南京大学王晓课题组借助微反应器和流动化学的优势，努力解决制约我国橡胶助剂行业发展的三废多、成本高、安全性差等关键问题，开发出了一种橡胶促进剂连续流生产工艺。该工艺将光催化氧气氧化技术与连续流微反应技术相结合，相较于传统工艺具有如下优势：（1）兼具过程强化和微型化的优势，极大提高了传质效率，反应时间控制在20分钟内；（2）结构紧凑，占地面积小于1m2；（3）使用氧气作为氧化剂，清洁安全；（4）原料完全消耗，副产物少；（5）特定波长的可见光可通过各种LED光源提供，能耗低。该方法可用于多种秋兰姆类橡胶助剂的合成，如二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）、二硫化四苄基秋兰姆（TBzTD）。在100mL/h的通量下，分离收率在60%以上，最高可达94%。产品纯度高于传统间歇工艺。 该方法安全性高，效率高，无放大效应，过程易于控制，便于实现自动化、连续化，符合绿色生产的理念，有望实现对现有橡胶助剂生产技术的替代，也可作为一种连续流氧气氧化的共性技术推广。

所属分类：新型材料产业

所属单位：南京大学

成果简介：课题组将分子轮滑（聚轮烷）和离子液体引入到聚丙烯酸酯交联网络中，从而制备出一种兼具优异拉伸性、高回弹性的导电离子凝胶。 基于离子凝胶优异的延展性、低滞后性、粘附性和抗疲劳等特性，研究人员设计了一款无线控制的快速响应人机交互系统。其中低滞后性的离子凝胶作为柔性传感单元，在采集手腕运动信号时，能够实现较低的信号采集延迟，从而可以实现对微型小车的快速移动控制。