“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布活動(dòng)第十一場(chǎng)成功舉辦
為促進(jìn)磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，促進(jìn)創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、服務(wù)鏈、政策鏈、資金鏈的深度融合，助推寧波市科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)集群高質(zhì)量發(fā)展，由中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、寧波磁性材料產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展促進(jìn)中心（工信部）、浙江省磁性材料應(yīng)用技術(shù)制造業(yè)創(chuàng)新中心、浙江省磁性材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新服務(wù)綜合體等單位聯(lián)合主辦的“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布系列線上直播活動(dòng)第十一場(chǎng)于2月18日舉辦。
本次發(fā)布的10項(xiàng)成果分別來(lái)自華中科技大學(xué)付英雙教授、華中科技大學(xué)吳甲民副教授、華中科技大學(xué)鐘凱副教授、中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院王釗勝研究員、西安郵電大學(xué)賈艷敏教授、西北工業(yè)大學(xué)虞益挺教授、東莞宜安科技股份有限公司張濤院長(zhǎng)、華南師范大學(xué)的侯志鵬副研究員、浙江清華柔性電子技術(shù)研究院的周紅磊助理研究員、西安交通大學(xué)的張華承研究員。在線吸引了來(lái)自投資機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、磁性材料上下游企業(yè)家以及科研院所專家教授學(xué)者們共約5000人次在線觀看。
付英雙分享了題為“單層本征反鐵磁體的自旋成像”的報(bào)告。反鐵磁體在諸多方面表現(xiàn)出比鐵磁序優(yōu)越的性能，如超快動(dòng)力學(xué)相應(yīng)、大的磁阻輸運(yùn)性質(zhì)和不易被外磁場(chǎng)干擾等。但是由于反鐵磁序不表現(xiàn)出宏觀磁矩，很難被探測(cè)和研究。研究團(tuán)隊(duì)利用自旋極化掃描隧道顯微鏡研究了單層CrTe2中的磁序，首次在實(shí)空間分辨出二維極限下的本征反鐵磁序。團(tuán)隊(duì)通過(guò)分子束外延生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)調(diào)控成功制備出單層CrTe2薄膜。利用自旋極化掃描隧道顯微鏡成像，發(fā)現(xiàn)了其具有zig-zag型的反鐵磁序，并且其自旋襯度在外磁場(chǎng)下發(fā)生翻轉(zhuǎn)。體材料的CrTe2是居里溫度高達(dá)室溫的鐵磁體。第一性原理計(jì)算表明單層CrTe2中不再有層間磁性耦合，磁基態(tài)轉(zhuǎn)變成了zig-zag反鐵磁。貢獻(xiàn)自旋分辨的軌道主要來(lái)自Te原子的p軌道，被近鄰Cr離子極化而具備相反的自旋極化，并在外磁場(chǎng)作用下發(fā)生自旋重取向，造成自旋襯度的翻轉(zhuǎn)。其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種可以在單原子層厚仍然保持磁序穩(wěn)定存在的反鐵磁體，為拓展構(gòu)建納米尺度的自旋電子學(xué)器件奠定了材料基礎(chǔ)。
吳甲民分享了題為“氮化硅Si3N4陶瓷的光固化制造及其性能研究進(jìn)展”的報(bào)告。Si3N4陶瓷具有硬度高、耐磨性好以及生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天和生物醫(yī)療等領(lǐng)域。目前人們已經(jīng)采用光固化技術(shù)成功制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各類高性能氧化物陶瓷。然而，傳統(tǒng)的制造方法受限于模具難以成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在一定程度上限制了Si3N4陶瓷的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。雖然光固化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷零件的成形，但是由于Si3N4粉體具有高折射率和高紫外光吸收率等特性，故難以采用光固化技術(shù)制造Si3N4陶瓷。其研究團(tuán)隊(duì)對(duì)Si3N4粉體原材料進(jìn)行包覆改性，有效提高了Si3N4陶瓷漿料的光固化深度，獲得了助燒劑包覆量和漿料固相含量對(duì)Si3N4陶瓷性能的影響規(guī)律，最終成功采用光固化技術(shù)制造出高性能Si3N4陶瓷，為Si3N4等非氧化物陶瓷光固化成形及其在航空航天等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，在航空航天和生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
鐘凱分享了題為“復(fù)雜零件自動(dòng)化三維測(cè)量技術(shù)”的報(bào)告。航空、航天、汽車等高端裝備領(lǐng)域的復(fù)雜零件成形精度代表國(guó)家的制造水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力，現(xiàn)有測(cè)量裝備大多只能離線測(cè)量成品的尺寸精度，難以在生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)對(duì)成形過(guò)程中的復(fù)雜零件進(jìn)行自動(dòng)、快速的三維測(cè)量。為此，團(tuán)隊(duì)將面結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量和工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合，開(kāi)展復(fù)雜零件自動(dòng)化在線三維測(cè)量理論和技術(shù)研究。研制的系列復(fù)雜零件在線自動(dòng)化三維測(cè)量裝備，首次在線實(shí)現(xiàn)了1100℃熱模鍛件三維尺寸的全測(cè)全檢，為熱模鍛件的鍛模設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化提供了重要數(shù)據(jù)，顯著提升了熱模鍛件的精度及其生產(chǎn)線的智能化水平。廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的前橋、轉(zhuǎn)向節(jié)、曲軸、齒輪等汽車關(guān)鍵鍛件生產(chǎn)企業(yè)，提升了企業(yè)的技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；還應(yīng)用于沈陽(yáng)黎明、安大、景航等航空企業(yè)，提升了葉片、導(dǎo)熱內(nèi)環(huán)等航空關(guān)鍵鍛件的精度，成果獲2020年中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和2020年湖北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
王釗勝分享了題為“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)下的測(cè)量及應(yīng)用”的報(bào)告。穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置（Steady High Magnetic Field Facility，簡(jiǎn)稱SHMFF）是國(guó)家發(fā)改委支持的“十一五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。SHMFF成功研制了世界第二臺(tái)40T級(jí)混合磁體、五臺(tái)不同用途的高功率水冷磁體（三臺(tái)創(chuàng)世界紀(jì)錄）和系列超導(dǎo)磁體實(shí)驗(yàn)裝置及其磁體支撐裝備系統(tǒng)。磁體上搭配了輸運(yùn)、磁性、磁光、極低溫測(cè)試系統(tǒng)；建成了國(guó)際首創(chuàng)水冷磁體掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)、掃描隧道-磁力-原子力組合顯微鏡系統(tǒng)；集成了國(guó)際領(lǐng)先的強(qiáng)磁場(chǎng)、超高壓、極低溫綜合極端實(shí)驗(yàn)條件，為開(kāi)展凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料、生物學(xué)、生命科學(xué)和微重力科學(xué)等學(xué)科的前沿研究提供了穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，是國(guó)際五大穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置之一。依托SHMFF可進(jìn)行強(qiáng)磁場(chǎng)下新型量子功能材料的合成與調(diào)控生長(zhǎng)、高溫超導(dǎo)磁體及實(shí)用化超導(dǎo)材料的高場(chǎng)性能研究、高溫超導(dǎo)機(jī)理、關(guān)聯(lián)電子材料/拓?fù)涑瑢?dǎo)體/低維體系的量子效應(yīng)及輸運(yùn)研究、生物大分子在疾病中的分子機(jī)制研究、穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)的生物學(xué)效應(yīng)研究、腫瘤發(fā)病機(jī)理和小分子藥物作用機(jī)制研究等多個(gè)領(lǐng)域的前沿探索和交叉研究。
賈艷敏分享了題為“磁電復(fù)合材料及磁敏傳感、氫氣探測(cè)、磁光器件應(yīng)用”的報(bào)告。報(bào)告重點(diǎn)介紹了高性能磁致伸縮/壓電復(fù)合磁電材料的制備、低頻及諧振磁-電耦合性能及一些典型的器件應(yīng)用設(shè)計(jì)：（1）新型固態(tài)被動(dòng)式磁敏傳感器，其具有磁探測(cè)靈敏度高、溫度穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快、能耗低等特點(diǎn)；（2）被動(dòng)式電流電壓雙向轉(zhuǎn)換器，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的電流電壓轉(zhuǎn)換器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、被動(dòng)式、無(wú)能耗、線性度好、尺寸小、成本低等優(yōu)點(diǎn)；（3）磁致伸縮/壓電鼓式磁電換能器，其諧振頻率移動(dòng)與環(huán)境氫氣濃度之間具有更好的線性關(guān)系，可應(yīng)用于物理式氫氣濃度探測(cè)器；（4）構(gòu)建磁致伸縮/壓電/電致發(fā)光復(fù)合，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)磁致發(fā)光器件。本報(bào)告中介紹的高性能磁致伸縮/壓電復(fù)合磁電材料的制備以及設(shè)計(jì)的一些新型元器件如磁敏傳感、電流電壓轉(zhuǎn)換器、微小位移傳感器、磁力控制器件、氫氣濃度探測(cè)器、磁致發(fā)光元件等產(chǎn)品，均具有重要的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
虞益挺分享了題為“感知芯片 智慧中國(guó)”的報(bào)告。微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）具有體積小、重量輕、功耗低、響應(yīng)快等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在航空航天等高技術(shù)領(lǐng)域具有迫切應(yīng)用需求，在汽車、通訊、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。其團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成設(shè)計(jì)工具（MEMS Garden），滿足了微機(jī)電產(chǎn)品多樣化的發(fā)展需求，為MEMS設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展提供了新的理論基礎(chǔ)和有效手段，打破了國(guó)外產(chǎn)品的禁運(yùn)和壟斷，使我國(guó)繼美國(guó)、法國(guó)之后進(jìn)入能夠自主開(kāi)發(fā)大型MEMS設(shè)計(jì)工具的先進(jìn)國(guó)家行列。本成果已在航空、航天、精密儀器、通訊等領(lǐng)域的40多家單位推廣應(yīng)用，設(shè)計(jì)研制出9類22種34個(gè)規(guī)格MEMS器件。特別是為國(guó)家重點(diǎn)工程提供定制式設(shè)計(jì)研制出的器件分別用于“大飛機(jī)工程”分布式氣動(dòng)測(cè)量、“空天飛行器”近壁流動(dòng)測(cè)量等，產(chǎn)生了重要的社會(huì)效益。團(tuán)隊(duì)具有MEMS器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、批量化代工、性能測(cè)試等研發(fā)加工能力，可面向全國(guó)提供MEMS芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鍍膜、光刻、刻蝕、劃片、封測(cè)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等全方位技術(shù)服務(wù)。
張濤分享了題為“塊體晶合產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和技術(shù)轉(zhuǎn)化進(jìn)展”的報(bào)告。鋯基非晶合金選為轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)關(guān)鍵部件成功應(yīng)用于量產(chǎn)應(yīng)用于折疊手機(jī)上，突破性的應(yīng)用拓展受到企業(yè)界的強(qiáng)烈關(guān)注。鋯基非晶合金具有超越鋼鐵和鈦合金的性能優(yōu)勢(shì)，又具有類似塑料的精密成型特點(diǎn)。在高強(qiáng)度高彈性且需要復(fù)雜薄壁異形精密成型控制的產(chǎn)品領(lǐng)域具有明顯的成型工藝、性能和成本優(yōu)勢(shì)。報(bào)告重點(diǎn)介紹了液態(tài)金屬在通訊器材、精密機(jī)械部件、柔性傳動(dòng)部件、醫(yī)療器械、切割刀具等領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用和研發(fā)進(jìn)展。
侯志鵬分享了題為“拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)的電場(chǎng)調(diào)控”的報(bào)告。其團(tuán)隊(duì)提出利用電場(chǎng)調(diào)控鐵磁斯格明子構(gòu)筑新一代低能耗拓?fù)潆娮訉W(xué)器件的原理及其可行性，目前電場(chǎng)誘導(dǎo)磁性斯格明子的產(chǎn)生/湮滅已在薄膜材料中實(shí)現(xiàn)，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)非易失、多態(tài)調(diào)控。團(tuán)隊(duì)首次在單個(gè)納米島中實(shí)現(xiàn)了非易失性、多態(tài)轉(zhuǎn)變，可有效解決上述問(wèn)題，向器件應(yīng)用推進(jìn)了一步。團(tuán)隊(duì)還提出基于拓?fù)浯女牭男畔⒋鎯?chǔ)器件的新原理并展示了可行性，有望進(jìn)一步發(fā)展出實(shí)用化的高性能器件。
周紅磊分享了題為“柔性電子器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究”的報(bào)告。針對(duì)無(wú)機(jī)可延展柔性電子器件，其團(tuán)隊(duì)提出了帶表面微結(jié)構(gòu)的基底/薄膜系統(tǒng)，對(duì)帶表面微結(jié)構(gòu)柔性基底上硬質(zhì)薄膜器件的屈曲行為進(jìn)行了基礎(chǔ)理論研究，建立了對(duì)應(yīng)的力學(xué)模型。并基于薄膜屈曲結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)了一款處于藍(lán)牙頻段的穿戴式雙向可延展微帶天線，可以實(shí)現(xiàn)穿戴式醫(yī)療電子器件與遠(yuǎn)程終端之間的信號(hào)傳輸，在遠(yuǎn)程精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。團(tuán)隊(duì)還基于新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)了一款用于治療膀胱活動(dòng)不足癥的植入式光、電子醫(yī)療器件，該器件可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)膀胱內(nèi)尿液的容量、膀胱組織的溫度、逼尿肌的肌電信號(hào)，根據(jù)監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行適時(shí)治療，利用光遺傳刺激的方式促使逼尿肌收縮，壓迫尿液排出，在臨床上治療膀胱活動(dòng)不足癥等方面具有很好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。
張華承分享了題為“形貌可控的納米自組裝材料”的報(bào)告。其團(tuán)隊(duì)以大環(huán)化合物為底物分子，利用經(jīng)典有機(jī)化學(xué)合成方法，針對(duì)大環(huán)分子進(jìn)行分子層面的功能修飾，改進(jìn)了大環(huán)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，獲得了一系列單修飾以及全修飾的大環(huán)分子衍生物。隨后，研究團(tuán)隊(duì)利用功能化大環(huán)分子衍生物的分子特性，采用超分子自組裝的調(diào)控方法和外界刺激響應(yīng)等手段，實(shí)現(xiàn)了基于這些大環(huán)分子的超分子自組裝，完成了納米材料的微觀形貌精準(zhǔn)控制。值得注意的是，其研究團(tuán)隊(duì)改變了大環(huán)化合物的修飾基團(tuán)，引入系列水溶性、生物相容性官能團(tuán)，成功調(diào)控了大環(huán)化合物的親疏水性質(zhì)，進(jìn)而通過(guò)外界刺激響應(yīng)等調(diào)控手段，制備了系列多維度形貌的自組裝納米功能材料，包括囊泡、超分子聚合物、二維層狀膜結(jié)構(gòu)、有機(jī)框架結(jié)構(gòu)和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料等，在抗癌藥物的靶向輸運(yùn)、多重癌細(xì)胞成像、有機(jī)小分子儲(chǔ)備等領(lǐng)域具有較好應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。
“磁海甬動(dòng)”磁性材料應(yīng)用技術(shù)成果發(fā)布系列活動(dòng)受科技部人才中心指導(dǎo)，是磁性材料產(chǎn)業(yè)的標(biāo)志性品牌活動(dòng)?；顒?dòng)對(duì)接國(guó)家級(jí)科技領(lǐng)軍人才資源，聚焦磁電子、磁診療、磁制冷、磁動(dòng)力、磁傳感等應(yīng)用方向，通過(guò)線上直播方式向磁產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)發(fā)布前沿、領(lǐng)先的科技成果信息，旨在推動(dòng)磁產(chǎn)業(yè)最新科技成果落地轉(zhuǎn)化，打通科技成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”，助推中國(guó)磁產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展。
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