新材料领域科技成果推荐

1、工程水泥基复合材料材料（ECC）的制备方法及工程应用成套技术

项目简介：混凝土在国内外应用广泛，但普通混凝土材料存在抗拉强度低、韧性差和脆性特征明显等缺点。本项目采用性能驱动设计方法（PDDA）成功配制工程水泥基复合材料。相比普通混凝土，采用PDDA得到的ECC的外掺纤维与基体界面有良好的粘结作用，这使得ECC材料具有应变硬化和多缝开展等重要特征。通过不同的配比设计，可以使得ECC具有高延性、高韧性和应变硬化特征的高性能纤维增强水泥。由于ECC异的力学性能，使用其替代混凝土便成为解决混凝土脆性、裂缝开展等相关问题的一种有效的新途径。而且，根据实际需求，可进一步研发自修复ECC、绿色ECC、高强高韧ECC等新一代ECC混凝土。

本技术工程水泥基复合材料细观力学来看，与普通混凝土不同，ＥＣＣ材料由基体和纤维共同构成。纤维桥联作用能有效抑制基体裂缝发展，基体开裂后，应力和能量可以通过纤维传递到周围未裂的基体区域。因此，宏观层面上，ECC便表现出与普通混凝土差异明显的力学性能。当ECC受拉时，表现出应变硬化和多缝开展特点，具有极好的延展性；当ECC受压时，表现与常规三轴受压试验相似的约束效应，具有很好的增韧效果。

2、调控超高性能混凝土（UHPC）设计与应用关键技术

项目简介：该项目针对不同工程、不同地方原材料，通过材料优化设计、性能调控，实现基于工程的可调控超高性能混凝土（UHPC）的制备，并基于工程荷载需求，实现UHPC的工程化应用。

技术特点或技术指标：本技术基于工程荷载要求与变形协调，基于地方材料，通过材料物理化学属性、颗粒紧密堆积与流变性能调控，设计不同功能的超高性能混凝土（UHPC）。在常温或高温养护条件下，制得的UHPC具有优异的力学性能（抗压强度120-180MPa）、耐久性能以及极佳的延展性和抗冲击抗冲磨等特点。

3、单组分镍渣基地质聚合物路面修补材料应用关键技术

项目简介：项目将以工业固废（镍渣、矿渣及粉煤灰）为对象，采用机械力化学制备单组分地聚物水泥的方式，通过对单组分地聚物修补材料的性能评价、单组分地聚物修补材料配合比设计及其路用性能进行系统的研究，针对地聚物水泥性能不稳定性，提出工业固废利用方案和制备工艺，以促进我省固体废弃物的再生利用。

本技术采用研发的机械力化学制备单组分地聚物水泥方式对工业固废进行再利用。基于地聚物水泥的修复效果，充分活化工业固废混合胶结料的性能，提高胶结料与新旧集料的界面粘附性，使得地聚物修补材料的综合路用性能接近甚至是超过原路面的性能，满足相关技术规范对其提出的性能要求，可用于水泥路面修复建设。工业固废以地聚物修补材料的方式回收再利用，不仅可以解决巨量工业固废的堆放对环境造成的污染问题，还能替代硅酸盐水泥基材料应用于道路建设，碳排放可降低80%以上，成本也较低，而且采用机械力化学制备方式能够再次降低工业固废再利用过程中的耗能，进一步的降低水泥路面的维修养护成本。

4、渗透修复型SBS改性沥青再生剂再生废旧改性沥青混合料应用关键技术

项目简介：项目将以福建地区废旧沥青混合料为对象，通过对废旧沥青混合料的性能评价、再生剂的开发、再生沥青混合料配合比设计及其路用性能、再生沥青混合料再生工艺进行系统的研究，并对废旧沥青混合料热再生设备存在的问题开展研究并加以解决，提出旧沥青混合料再生技术和工艺，以促进我省废旧沥青混合料的再生利用。

本技术采用研发的分子结构修复的渗透性SBS改性沥青再生剂对废旧SBS改性沥青混合料进行再生循环利用。基于渗透修复再生效果，充分活化老化SBS改性沥青混合料中胶结料的性能，提高胶结料与新旧集料的界面粘附性，使得再生SBS改性沥青混合料综合路用性能接近新的SBS改性混合料性能，不仅能满足相关技术规范对其提出的性能要求，而且高温稳定性和低温抗裂性高于同类型基质沥青混合料性能。在旧料掺用量提高到40%以上，并可用于中、下面层建设。废旧SBS改性沥青混合料的再生利用，可以解决巨量废旧SBS改性沥青混合料的随意丢弃对环境造成的污染问题，减少再生过程中新沥青和集料的加入，节约不可再生的沥青及集料资源，降低沥青路面的维修养护成本，在中、下面层混合料中掺加40%的旧料，混合料成本可降低15%以上。

5、聚苯胺/石墨烯防腐涂料

项目简介：该项目基于石墨烯具有独特的防腐性能，其片状结构可以有效阻挡氯离子和水分子的扩散；聚苯胺可以快速传导腐蚀过程中形成的电子，分离阴极和阳极反应，并在基体表面氧化形成一个致密的钝化层，并维持金属的钝化状态使其减缓金属的腐蚀。聚苯胺/石墨烯复合材料能够将两者性能结合起来，尤其是将聚苯胺和石墨烯防腐性能结合在一起有助于获得防腐性能更优异的材料，在提升防腐性能的同时，可以有效的控制成本。在基体树脂中加入一定的聚苯胺/石墨烯作为填料，可以克服各自单独作为防腐涂料时的缺点，提升防腐涂层的防腐性能。

聚苯胺具有独特的掺杂机制、化学稳定性好、环境稳定性高以及还原氧化可逆性等特点，具有独特的防腐性能；石墨烯可以隔绝金属基底与外界环境的作用，具有小尺寸效应可以填补到涂层的缺陷之中，有效阻止水和氧气等小分子渗透涂层，起到防护作用。本项目采用聚苯胺/石墨烯为功能填料，以环氧树脂作为涂层成膜物质，形成防腐性能优异的涂层，在提升防腐性能的同时可以有效的降低成本。本涂料附着力良好，耐盐雾，耐湿热，防腐性能优异。

6、纳米能源材料生产技术

项目简介：伴随着全球经济发展和化石燃料的大量使用，环境污染和能源短缺的问题日渐突出，发展新型动力电池和高效储能电站，对于解决能源危机和保护环境具有重要的战略意义，同时也将推动再生能源（风、光等）和核电可靠储能系统的建设。而锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长和绿色环保等优点，是目前最具发展的高效二次电池和化学储能电源。提高锂离子电池的比容量、改善循环性能和延长电池寿命已经成为当下及未来的发展方向。共沉淀法法制备高性能富锂锰基固溶体及其改性，作为实现高能量密度和长续航里程的动力锂电池正极材料。工业研磨超细纳米硅，机械剥离石墨烯用于锂离子电池负极。

硅碳负极新型水性粘结剂的开发，很大程度控制纳米硅体积膨胀，提高负锂离子电池极电极稳定性。低温等离子体清洁生产石墨烯-纳米硅负极材料、高温裂解制备碳包硅复合材料，较大程度地提高锂电池负极容量，极大推动了电动车、电动工具等领域的发展。

文章来源：中宁枸杞创新中心